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DE102016013561A1 - battery system - Google Patents

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DE102016013561A1
DE102016013561A1 DE102016013561.1A DE102016013561A DE102016013561A1 DE 102016013561 A1 DE102016013561 A1 DE 102016013561A1 DE 102016013561 A DE102016013561 A DE 102016013561A DE 102016013561 A1 DE102016013561 A1 DE 102016013561A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
supply line
battery
electrical
electromechanical component
switchable
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102016013561.1A
Other languages
German (de)
Inventor
Andreas Hamma
Darius Mateja
Robert Hasenfratz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Marquardt GmbH
Original Assignee
Marquardt GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Marquardt GmbH filed Critical Marquardt GmbH
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Pending legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Batteriesystem (1), insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit wenigstens einer Batterie- und/oder Akkuzelle (2), und mit einem mit der Batterie- und/oder Akkuzelle (2) über eine Versorgungsleitung (4) in elektrischer Verbindung stehenden Verbraucher (3). In der Versorgungsleitung (4) ist ein bei elektrischer Überlastung auslösendes Sicherungselement (5) angeordnet. Das Sicherungselement (5) umfasst ein schaltbares elektromechanisches Bauelement zum Unterbrechen der Versorgungsleitung (4), insbesondere derart dass eine Schmelzdrahtsicherung verzichtbar ist.The invention relates to a battery system (1), in particular for a motor vehicle, with at least one battery and / or battery cell (2), and one with the battery and / or battery cell (2) via a supply line (4) in electrical connection standing consumers (3). In the supply line (4) a triggering in case of electrical overload fuse element (5) is arranged. The fuse element (5) comprises a switchable electromechanical component for interrupting the supply line (4), in particular in such a way that a fuse wire fuse is dispensable.

Description

Die Erfindung betrifft ein Batteriesystem nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a battery system according to the preamble of patent claim 1.

Derartige Batteriesysteme kommen insbesondere in einem Kraftfahrzeug zum Einsatz.Such battery systems are used in particular in a motor vehicle.

Ein solches Batteriesystem dient zur Energieversorgung eines Verbrauchers. Das Batteriesystem weist wenigstens eine Batterie- und/oder Akkuzelle auf. Über eine Versorgungsleitung steht der Verbraucher mit der Batterie- und/oder Akkuzelle in elektrischer Verbindung. In der Versorgungsleitung ist ein bei elektrischer Überlastung auslösendes Sicherungselement angeordnet. Bisher besteht dieses Sicherungselement aus einer Schmelzsicherung, welche einer Alterung unterliegt, so dass die Funktionssicherheit beeinträchtigt ist.Such a battery system is used to supply energy to a consumer. The battery system has at least one battery and / or battery cell. The consumer is in electrical connection with the battery and / or battery cell via a supply line. In the supply line a triggering in case of electrical overload fuse element is arranged. So far, this fuse element consists of a fuse, which is subject to aging, so that the reliability is impaired.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Batteriesystem derart weiterzuentwickeln, dass die Funktionssicherheit verbessert ist.The invention has for its object to further develop the battery system such that the reliability is improved.

Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Batteriesystem durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved in a generic battery system by the characterizing features of claim 1.

Beim erfindungsgemäßen Batteriesystem umfasst das Sicherungselement ein schaltbares elektromechanisches Bauelement zum Schalten der Versorgungsleitung, so dass mittels des elektromechanischen Bauelements im Überlastungsfalle das Unterbrechen der Versorgungsleitung ermöglicht ist. Insbesondere kann somit auf die bisherige alterungsanfällige Schmelzdrahtsicherung verzichtet werden, was zusätzlich für das Wärmemanagement des Batteriesystems vorteilhafter ist. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.In the battery system according to the invention the fuse element comprises a switchable electromechanical component for switching the supply line, so that by means of the electromechanical component in the overload case, the interruption of the supply line is made possible. In particular, can thus be dispensed with the previous age-prone fuse wire fuse, which is also advantageous for the thermal management of the battery system. Further embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.

In einfacher sowie funktionssicherer Ausgestaltung kann das schaltbare elektromechanische Bauelement zwei Festkontakte sowie einen Schaltkontakt zur schaltbaren Überbrückung der Festkontakte umfassen. Weiterhin kann die Versorgungsleitung mit den Festkontakten in elektrischer Verbindung stehen. Zweckmäßigerweise kann es sich bei dem schaltbaren elektromechanischen Bauelement um einen elektrischen Schalter, ein Relais, ein Schlitz o. dgl. zur Schaltung der Versorgungsleitung handeln.In a simple and functionally reliable design, the switchable electromechanical component may comprise two fixed contacts and a switching contact for switchable bridging of the fixed contacts. Furthermore, the supply line can be in electrical connection with the fixed contacts. Conveniently, the switchable electromechanical component can be an electrical switch, a relay, a slot or the like for switching the supply line.

In weiterer Ausgestaltung kann das schaltbare elektromechanische Bauelement für den zu erwartenden Kurzschlussstrom in der Versorgungsleitung dimensioniert sein. Und zwar kann die Dimensionierung derart sein, dass das schaltbare elektromechanische Bauelement bei Erreichen des Kurzschlussstroms den Abschaltvorgang zum Unterbrechen der Versorgungsleitung einmalig durchführt.In a further embodiment, the switchable electromechanical component can be dimensioned for the expected short-circuit current in the supply line. Namely, the dimensioning may be such that the switchable electromechanical device once the short-circuit current reaches the shutdown process to interrupt the supply line once.

Zweckmäßigerweise kann das schaltbare elektromechanische Bauelement für den maximal zu erwartenden Kurzschlussstrom in der Versorgungsleitung dimensioniert sein. Vorteilhafterweise gestattet eine derartige Auslegung des elektromechanischen Bauelements, dass wenigstens der maximal zu erwartende Kurzschlussstrom in der Versorgungsleitung funktionssicher abschaltbar ist.Conveniently, the switchable electromechanical component can be dimensioned for the maximum expected short-circuit current in the supply line. Advantageously, such a design of the electromechanical component that at least the maximum expected short-circuit current in the supply line can be switched off functionally reliable.

Für eine besonders bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Batteriesystems ist nachfolgendes festzustellen.For a particularly preferred embodiment of the battery system according to the invention is to be determined below.

In elektromechanischen Verteilungssystemen von Batteriesystemen werden elektrische Lasten mit großen elektrischen Schaltern, beispielsweise mittels eines Relais, eines Schütz o. dgl., geschaltet. Bei gefährlichen Situationen, die durch Unfälle und/oder auch fehlerhafte Betriebsbedingungen entstehen können, müssen die Batteriesysteme, insbesondere vor Batteriebrand, geschützt werden. Dieser Schutz erfolgt bisher mit bekannten Sicherungselementen in der Form von Schmelzsicherungen.In electromechanical distribution systems of battery systems electrical loads with large electrical switches, for example by means of a relay, a contactor o. The like., Switched. In hazardous situations, which may be caused by accidents and / or faulty operating conditions, the battery systems, especially against battery burn, must be protected. This protection is done so far with known fuse elements in the form of fuses.

Herkömmliche Sicherungen haben einen elektrischen Widerstand, der eine Verlustleistung, insbesondere in der Form von Wärme, produziert. Dieser Widerstand ist erforderlich, damit Schmelzsicherungen ihre Funktion entsprechend den Richtlinien erfüllen können. Hierfür sind der elektrische Widerstand und/oder die Wärme bis zum Erreichen des Schmelzpunktes im Sicherungsdraht notwendig, die durch den elektrischen Stromfluss entsteht.Conventional fuses have an electrical resistance that produces power dissipation, especially in the form of heat. This resistance is required for fuses to perform their function according to the guidelines. For this purpose, the electrical resistance and / or the heat until the melting point in the fuse wire is required, which is caused by the electric current flow.

Die erfindungsgemäße Idee besteht darin, die bestehende Lösung mit Sicherungselementen durch eine sehr einfache aber dennoch innovative Lösung zu verbessern. Die Sicherungen werden durch ein Schaltelement abgelöst bzw. ersetzt, das den Schaltvorgang nur einmalig durchführen muss, d. h. das Schaltelement übernimmt die Schmelzsicherungsaufgabe. Dies kann mit einem Relais und/oder mit einem Schütz als Schaltelement erfolgen, wobei man das Schaltelement für den maximalen Kurzschlussstrom spezifiziert. Geschaffen ist durch die Erfindung somit für das Fahrzeug eine „Battery Junction Box (BJB)”, wodurch man einen großen Vorteil hinsichtlich des Wärmemanagements und/oder der Alterung erhält.The inventive idea is to improve the existing solution with security elements by a very simple, yet innovative solution. The fuses are replaced or replaced by a switching element, which must perform the switching process only once, d. H. the switching element takes over the fuse task. This can be done with a relay and / or with a contactor as a switching element, wherein the switching element for the maximum short-circuit current specified. Created by the invention thus for the vehicle a "Battery Junction Box (BJB)", which gives a great advantage in terms of thermal management and / or aging.

Mit dieser erfindungsgemäßen Idee ist die bisherige Schmelzsicherung nicht mehr erforderlich. Ein spezifiziertes Trennelement sorgt auch bei kritischen und/oder gefährlichen Situationen für das Auftrennen des Batteriestromkreises. Ein Relais oder ein Schütz dieser Art hat einen geringen Übergangswiderstand und entschärft mit dieser physikalischen Eigenschaft die Verlustleistungsenergie und die damit verbundene Sicherungsalterung. Das Wärmemanagement im elektrischen Verteilungssystem von Fahrzeugen wird entscheidend entschärft. Insgesamt gelingt es somit, das Wärmemanagement und/oder die Sicherungsalterung sowie den damit verbundenen Servicefall entscheidend zu verbessern.With this inventive idea, the previous fuse is no longer required. A specified separator ensures the disconnection of the battery circuit even in critical and / or dangerous situations. A relay or a contactor of this type has a low contact resistance and defused with this physical Property the power loss energy and the associated fuse aging. The thermal management in the electrical distribution system of vehicles is decisively defused. Overall, it is thus possible to significantly improve the thermal management and / or the fuse aging and the associated service case.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere in Folgendem:

  • – Es liegt ein kleinerer elektrischer Widerstand als bisher vor.
  • – Es treten lediglich reduzierte Verlustleistungen auf.
  • – Es ist ein schnelles und eindeutiges Abschalten gegeben.
  • – Es erfolgt ein schnelles Abschalten bei Erreichen der definierten Stromschwelle.
  • – Schmelzsicherungen schalten bei einem definierten Kurzschluss innerhalb der spezifizierten Zeit ab. Allerdings gelten diese Zeiten nicht in Überlastbereichen. Mit dem erfindungsgemäßen Trennsystem sind auch die Übergangsbereiche gesichert und/oder reagieren auch bei elektrischen Überströmen.
  • – Im erfindungsgemäßen Trennsystem kann auch die Temperatur als Grenzparameter verwendet werden, da die Temperatur auch ein Maß für die Stromstärke ist.
  • – Das Temperaturmanagement kann vereinfacht werden.
  • – Es sind einfachere Kühlsysteme umsetzbar.
  • – Schmelzsicherungen unterliegen der Alterung aufgrund der thermischen Belastung (Schmelzdraht). Diese Alterung gibt es im Schaltelement so nicht. Dadurch ist das erfindungsgemäße Trennsystem funktionsstabiler.
The advantages achieved by the invention are in particular in the following:
  • - There is a smaller electrical resistance than before.
  • - There are only reduced power losses.
  • - There is a quick and clear shutdown.
  • - There is a quick shutdown when the defined current threshold is reached.
  • - Fuses switch off within the specified time for a defined short circuit. However, these times are not valid in overload areas. With the separation system according to the invention, the transition areas are also secured and / or react even with electrical overcurrents.
  • In the separation system according to the invention, the temperature can also be used as limit parameter since the temperature is also a measure of the current intensity.
  • - Temperature management can be simplified.
  • - Easier cooling systems can be implemented.
  • - Fuses are subject to aging due to thermal stress (fusible wire). This aging does not exist in the switching element. As a result, the separation system according to the invention is functionally stable.

Ausführungsbeispiele der Erfindung mit verschiedenen Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben. Es zeigenEmbodiments of the invention with various developments and refinements are illustrated in the drawings and will be described in more detail below. Show it

1 ein Batteriesystem gemäß einer Ausführung in schematischer Ansicht, 1 a battery system according to an embodiment in a schematic view,

2 ein Batteriesystem gemäß einer weiteren Ausführung in schematischer Ansicht, 2 a battery system according to another embodiment in a schematic view,

3 ein Batteriesystem mit einer Widerstandsschaltungsanordnung gemäß einer nochmals weiteren Ausführung als schematisches Blockschaltbild und 3 a battery system with a resistance circuit arrangement according to yet another embodiment as a schematic block diagram and

4 die Widerstandsanordnung aus 3 in einer Detailansicht. 4 the resistor assembly 3 in a detailed view.

In 1 ist ein Batteriesystem 1 entsprechend einer Ausführung für ein Kraftfahrzeug zu sehen. Das Batteriesystem 1 weist wenigstens eine Batterie- und/oder Akkuzelle 2 auf. Mit der Batterie- und/oder Akkuzelle 2 steht ein Verbraucher 3 über eine Versorgungsleitung 4 in elektrischer Verbindung. Die Energieversorgung für den Verbraucher 3 durch die Batterie- und/oder Akkuzelle 2 ist in üblicher Weise mittels eines elektrischen Schaltelements 6 in der Versorgungsleitung 4 zu- und/oder abschaltbar. In der Versorgungsleitung 4 ist weiter ein bei elektrischer Überlastung auslösendes Sicherungselement 5 angeordnet. Das Sicherungselement 5 umfasst ein schaltbares elektromechanisches Bauelement, zur Schaltung der Versorgungsleitung 4. Dadurch lässt sich mittels des elektromechanischen Bauelements 5 die Versorgungsleitung 4 im Fehlerfalle und/oder bei einer Überlastung unterbrechen, so dass eine bisherige Schmelzdrahtsicherung verzichtbar ist.In 1 is a battery system 1 to see according to an embodiment for a motor vehicle. The battery system 1 has at least one battery and / or battery cell 2 on. With the battery and / or battery cell 2 is a consumer 3 via a supply line 4 in electrical connection. The energy supply for the consumer 3 through the battery and / or battery cell 2 is in the usual way by means of an electrical switching element 6 in the supply line 4 switched on and / or off. In the supply line 4 is further a triggering element in the event of electrical overload 5 arranged. The fuse element 5 comprises a switchable electromechanical component for switching the supply line 4 , This can be done by means of the electromechanical component 5 the supply line 4 in case of failure and / or interrupt in case of overload, so that a previous fuse backup is dispensable.

Wie weiter anhand der 1 zu sehen ist, umfasst das schaltbare elektromechanische Bauelement 5 zwei Festkontakte 7, 8 sowie einen Schaltkontakt 9 zur schaltbaren Überbrückung der Festkontakte 7, 8. Die Versorgungsleitung 4 steht mit den Festkontakten 7, 8 an elektrischen Anschlüssen 10, 11 des elektromechanischen Bauelements 5 in elektrischer Verbindung. Bei dem elektromechanischen Bauelement 5 kann es sich um einen elektrischen Schalter, ein Relais, ein Schütz o. dgl. handeln.As further on the basis of 1 can be seen, includes the switchable electromechanical component 5 two fixed contacts 7 . 8th and a switching contact 9 for switchable bridging of the fixed contacts 7 . 8th , The supply line 4 stands with the fixed contacts 7 . 8th at electrical connections 10 . 11 of the electromechanical component 5 in electrical connection. In the electromechanical component 5 It may be an electrical switch, a relay, a contactor o. The like. Act.

Das elektromechanische Bauelement 5 ist für den zu erwartenden Kurzschlussstrom in der Versorgungsleitung 4 dimensioniert. Und zwar derart, dass das schaltbare elektromechanische Bauelement 5 bei Erreichen des Kurzschlussstroms den Abschaltvorgang zum Unterbrechen der Versorgungsleitung 4 einmalig durchführt. Zweckmäßigerweise ist weitergehend das schaltbare elektromechanische Bauelement 5 für den maximal zu erwartenden Kurzschlussstrom in der Versorgungsleitung 4 dimensioniert. Somit ist wenigstens der maximal zu erwartende Kurzschlussstrom in der Versorgungsleitung 4 funktionssicher abschaltbar.The electromechanical component 5 is for the expected short-circuit current in the supply line 4 dimensioned. In such a way that the switchable electromechanical component 5 on reaching the short-circuit current, the shutdown process to interrupt the supply line 4 once. Conveniently, the switchable electromechanical component continues 5 for the maximum expected short-circuit current in the supply line 4 dimensioned. Thus, at least the maximum expected short-circuit current in the supply line 4 functionally switchable off.

In 2 ist ein Batteriesystem 1 entsprechend einer weiteren Ausführung für ein Kraftfahrzeug zu sehen, wobei hier mehrere Verbraucher 3 vorgesehen sind. Das Batteriesystem 1 weist wiederum wenigstens eine Batterie- und/oder Akkuzelle 2 auf. Mit der Batterie- und/oder Akkuzelle 2 steht ein Verteiler 12 über eine Hauptversorgungsleitung 4 in elektrischer Verbindung. Vom Verteiler 12 führen wenigstens zwei Versorgungsleitungen 13, 14 zu den einzelnen Verbrauchern 3. In der Hauptversorgungsleitung 4 sind eine Hauptsicherung 15 sowie ein aus einem Widerstand bestehender Shunt 16 befindlich. Mit Hilfe des Shunts 16 ist eine Messung des in der Hauptversorgungsleitung 4 fließenden Stroms ermöglicht. In der Versorgungsleitung 13, 14 ist wiederum jeweils ein Sicherungselement 17 angeordnet. Das Sicherungselement 17 umfasst ein der Versorgungsleitung 13, 14 zugeordnetes Strommesselement, so dass eine bisherige Schmelzdrahtsicherung verzichtbar ist.In 2 is a battery system 1 to see according to a further embodiment for a motor vehicle, in which case several consumers 3 are provided. The battery system 1 again has at least one battery and / or battery cell 2 on. With the battery and / or battery cell 2 there is a distributor 12 via a main supply line 4 in electrical connection. From the distributor 12 carry at least two supply lines 13 . 14 to the individual consumers 3 , In the main supply line 4 are a mainstay 15 and a shunt made of a resistor 16 located. With the help of the shunt 16 is a measurement of that in the main supply line 4 flowing current allows. In the supply line 13 . 14 is in turn each a fuse element 17 arranged. The fuse element 17 includes one of the supply line 13 . 14 assigned Current measuring element, so that a previous melting wire security is dispensable.

Das Sicherungselement 17 kann zusätzlich ein in 2 nicht weiter gezeigtes elektromechanisches Bauelement umfassen. Bei dem elektromechanischen Bauelement kann es sich, wie beispielsweise in der 1 gezeigt ist, um einen elektrischen Schalter, ein Relais, ein Schlitz o. dgl., zur Schaltung der Versorgungsleitung 13, 14 handeln. Das Strommesselement 17 schaltet dann bei Überschreiten eines Grenzwertes für den gemessenen Strom in der Versorgungsleitung 13, 14 das elektromechanische Bauelement, so dass die elektrische Spannung in der jeweiligen Versorgungsleitung 13, 14 unterbrochen ist.The fuse element 17 can also have an in 2 not further shown electromechanical component include. In the electromechanical device may, as in the 1 is shown to an electrical switch, a relay, a slot o. The like., For switching the supply line 13 . 14 act. The current measuring element 17 then switches when a limit value for the measured current in the supply line is exceeded 13 . 14 the electromechanical component, so that the electrical voltage in the respective supply line 13 . 14 is interrupted.

Bei dem Strommesselement 17 handelt es sich in bevorzugter Weise um einen Hall-Sensor zur Messung des durch die Versorgungsleitung 13, 14 fließenden elektrischen Stroms. Der Hall-Sensor 17 kann wiederum in der Art eines integrierten Schaltkreises ausgebildet sein. Bei der Hauptsicherung 15 handelt es sich in bevorzugter Weise um eine Schmelzsicherung.At the current measuring element 17 it is preferable to a Hall sensor for measuring the through the supply line 13 . 14 flowing electric current. The Hall sensor 17 may in turn be formed in the manner of an integrated circuit. At the main fuse 15 it is preferably a fuse.

Die Hauptversorgungsleitung 4 ist mittels eines Batteriesteckverbinders 18 an die Batterie- und/oder Akkuzelle 2 angeschlossen. Zur Zu- und/oder Abschaltung der Hauptversorgungsleitung 4 befindet sich in der Hauptversorgungsleitung 4 wiederum ein elektrisches Schaltelement 6. Die Verbraucher 3 sind ebenfalls mittels Steckverbinder 19 an die Versorgungsleitung 13, 14 angeschlossen. Für die Aufladung der Batterie- und/oder Akkuzelle 2 sind Ladeleitungen 20 vorgesehen, die mittels eines Ladesteckverbinders 21 an ein Ladegerät 22, beispielsweise einen Generator, angeschlossen sind. Die Ladeleitungen 20 sind mittels eines weiteren elektrischen Schaltelements 23 zu- und/oder abschaltbar. Schließlich ist noch eine parallel zum Schaltelement 6 in der Hauptversorgungsleitung 4 angeordnete Vorladeschaltung 24 zur Vorladung von elektrischen Kapazitäten in den Verbrauchern 3 vorgesehen.The main supply line 4 is by means of a battery connector 18 to the battery and / or battery cell 2 connected. For connecting and / or disconnecting the main supply line 4 is located in the main supply line 4 in turn, an electrical switching element 6 , The consumers 3 are also by means of connectors 19 to the supply line 13 . 14 connected. For charging the battery and / or battery cell 2 are charging lines 20 provided by means of a charging connector 21 to a charger 22 , For example, a generator connected. The charging lines 20 are by means of another electrical switching element 23 switched on and / or off. Finally, one is parallel to the switching element 6 in the main supply line 4 arranged precharge circuit 24 for pre-charging of electrical capacities in consumers 3 intended.

In 3 ist ein Batteriesystem 1 gemäß einer nochmals weiteren Ausführung für ein Kraftfahrzeug zu sehen, wobei hier die nähere Ausgestaltung der Vorladeschaltung 24 gezeigt ist. Das Batteriesystem 1 weist wenigstens eine Batterie- und/oder Akkuzelle 2 auf. Ein Verbraucher 3 steht mit der Batterie- und/oder Akkuzelle 2 über eine Versorgungsleitung 4 in elektrischer Verbindung. In der Versorgungsleitung 4 ist ein schaltbares elektromechanisches Bauelement 6, beispielsweise ein elektrischer Schalter, ein Relais, ein Schlitz o. dgl., zur Schaltung der Versorgungsleitung 4 angeordnet. Der Verbraucher 3 weist eine elektrische Kapazität 25 auf. Ein elektrischer Widerstand 26 ist mittels Zuleitungen 29 elektrisch parallel zum elektromechanischen Bauelement 6 in der Art eines Widerstandsbypasses geschaltet, derart dass ein Vorladen bzw. Aufladen der Kapazität 25 vor dem Einschalten des elektromechanischen Bauelements 6 zur Schaltung der Versorgungsleitung 4 zum Verbraucher 3 über den elektrischen Widerstand 26 ermöglicht ist. Dabei kann die Vorladung der Kapazität 25 entsprechend gesteuert werden, indem die Aufladung über den elektrischen Widerstand 26 mittels eines elektrischen Schalters 30 in der Zuleitung 29 schaltbar ist. Die Vorladeschaltung 24 umfasst somit den elektrischen Widerstand 26 sowie den zugehörigen elektrischen Schalter 30.In 3 is a battery system 1 to see according to yet another embodiment for a motor vehicle, in which case the closer embodiment of the precharge circuit 24 is shown. The battery system 1 has at least one battery and / or battery cell 2 on. A consumer 3 stands with the battery and / or battery cell 2 via a supply line 4 in electrical connection. In the supply line 4 is a switchable electromechanical component 6 , For example, an electrical switch, a relay, a slot o. The like., For switching the supply line 4 arranged. The consumer 3 has an electrical capacity 25 on. An electrical resistance 26 is by means of supply lines 29 electrically parallel to the electromechanical component 6 switched in the manner of a resistance bypass, such that a precharging or charging of the capacity 25 before switching on the electromechanical component 6 for switching the supply line 4 to the consumer 3 over the electrical resistance 26 is possible. This can be the summons the capacity 25 be controlled accordingly by charging via the electrical resistance 26 by means of an electrical switch 30 in the supply line 29 is switchable. The precharge circuit 24 thus includes the electrical resistance 26 and the associated electrical switch 30 ,

Der elektrische Widerstand 26 umfasst eine Widerstandsschaltungsanordnung aus wenigstens zwei Widerständen 26', 26''. Bevorzugterweise umfasst die Widerstandsschaltungsanordnung 26 vorliegend eine Vielzahl von Widerständen 26', 26'', 26''', wie man näher in 4 sieht. Die Widerstände 26', 26'', 26''' der Widerstandsschaltungsanordnung 26 sind in der Art eines Arrays angeordnet. Dabei ist die Anzahl der Widerstände 26', 26'', 26''' entsprechend der Größe des gewünschten gesamten elektrischen Widerstands für die Widerstandsschaltungsanordnung 26 gewählt. Des Weiteren bestehen die Widerstände 26', 26'', 26''' der Widerstandsschaltungsanordnung 26 aus SMD(Surface Mounted Device)-Bauteilen. Die Widerstände 26', 26'', 26''' der Widerstandsschaltungsanordnung 26 sind auf einer Leiterplatte 27 angeordnet. Damit sind die Widerstände 26', 26'', 26''' in fertigungstechnisch einfacher Art auf der Leiterplatte 27 zu bestücken und anschließend mittels des SMD-Lötverfahrens zu verlöten, so dass die Widerstandsschaltungsanordnung 26 zum einen eine kompakte Ausgestaltung aufweist und zum anderen besonders funktions- sowie betriebssicher ist.The electrical resistance 26 comprises a resistor circuit arrangement of at least two resistors 26 ' . 26 '' , Preferably, the resistor circuitry comprises 26 present a variety of resistors 26 ' . 26 '' . 26 ''' how to get closer in 4 sees. The resistors 26 ' . 26 '' . 26 ''' the resistance circuit arrangement 26 are arranged in the manner of an array. Here is the number of resistors 26 ' . 26 '' . 26 ''' corresponding to the size of the desired total electrical resistance for the resistor circuitry 26 selected. Furthermore, there are the resistors 26 ' . 26 '' . 26 ''' the resistance circuit arrangement 26 made of SMD (Surface Mounted Device) components. The resistors 26 ' . 26 '' . 26 ''' the resistance circuit arrangement 26 are on a circuit board 27 arranged. This is the resistance 26 ' . 26 '' . 26 ''' in production technology simple way on the circuit board 27 to be equipped and then soldered by means of the SMD soldering, so that the resistance circuit arrangement 26 on the one hand has a compact design and on the other hand is particularly functional and reliable.

Für die Batterie- und/oder Akkuzelle 2 ist ein Gehäuse 31 vorgesehen, wie man der 3 entnimmt. Des Weiteren ist zur funktionssicheren Abführung der im Batteriesystem 1 entstehenden Wärme, und zwar insbesondere zur Entwärmung der im Gehäuse 31 befindlichen Komponenten, eine Wärmesenke 28 vorgesehen. Die Wärmesenke 28 besteht aus einem Metallkörper, wie einer Aluminiumplatte, und steht in thermischer Verbindung mit der Leiterplatte 27. Während sich die Widerstandsschaltungsanordnung 26 und/oder die Leiterplatte 27 für die Widerstandsschaltungsanordnung 26 im Gehäuse 31 befinden, ragt die mit der Leiterplatte 27 in thermischer Verbindung stehende Wärmesenke 28 aus dem Gehäuse 31 heraus, wie man anhand der 3 sieht. Zwecks weiterer Verbesserung der Entwärmung für die Widerstandsschaltungsanordnung 26 sowie zur funktionssicheren Führung des hohen elektrischen Stroms kann es sich bei der Leiterplatte 27 für die Widerstandsschaltungsanordnung 26 um eine für elektrische Leistungsströme geeignete Hochstromleiterplatte handelt.For the battery and / or battery cell 2 is a housing 31 provided, how to do the 3 extracts. Furthermore, the functionally safe discharge of the battery system 1 resulting heat, in particular for heat dissipation in the housing 31 located components, a heat sink 28 intended. The heat sink 28 It consists of a metal body, such as an aluminum plate, and is in thermal communication with the circuit board 27 , While the resistor circuitry 26 and / or the circuit board 27 for the resistance circuit arrangement 26 in the case 31 which juts out with the circuit board 27 thermally connected heat sink 28 out of the case 31 out, how to use the 3 sees. For further improvement of the heat dissipation for the resistor circuitry 26 as well as the functionally reliable guidance of the high electrical current, it can be in the circuit board 27 for the resistance circuit arrangement 26 is a high current circuit board suitable for electrical power currents.

Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen und dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. Sie umfasst vielmehr auch alle fachmännischen Weiterbildungen im Rahmen der durch die Patentansprüche definierten Erfindung. So kann die Erfindung nicht nur in Kraftfahrzeugen eingesetzt werden, sondern kann auch in allen sonstigen Batterieprojekten und/oder -systemen, in denen Wärmeenergie entsteht, Verwendung finden.The invention is not limited to the described and illustrated embodiments. Rather, it also encompasses all expert developments within the scope of the invention defined by the claims. Thus, the invention can not only be used in motor vehicles but can also be used in all other battery projects and / or systems in which thermal energy is generated.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Batteriesystembattery system
22
Batterie- und/oder AkkuzelleBattery and / or battery cell
33
Verbraucherconsumer
44
Versorgungsleitung/HauptversorgungsleitungSupply line / main supply line
55
Sicherungselement/elektromechanisches BauelementFuse element / electromechanical component
66
(elektrisches) Schaltelement/elektromechanisches Bauelement (für die Versorgungsleitung/Hauptversorgungsleitung)(electrical) switching element / electromechanical component (for the supply line / main supply line)
7, 87, 8
Festkontaktfixed contact
99
Schaltkontaktswitching contact
10, 1110, 11
(elektrischer) Anschluss(electrical) connection
1212
Verteilerdistributor
13, 1413, 14
Versorgungsleitung (zu Verbraucher)Supply line (to consumer)
1515
Hauptsicherungmain fuse
1616
Shuntshunt
1717
Sicherungselement/Strommmesselement/Hall-SensorFuse element / Strommmesselement / Hall sensor
1818
Batteriesteckverbinderbattery Connectors
1919
SteckverbinderConnectors
2020
Ladeleitungcharging cable
2121
Ladesteckverbindercharging connectors
21a21a
OBC-SteckerOBC connector
21b21b
DCDC-SteckerDCDC plug
21c21c
EKK-SteckerEKK plug
2222
Ladegerätcharger
2323
(elektrisches) Schaltelement (für Ladeleitung)(electrical) switching element (for charging line)
2424
Vorladeschaltungprecharge circuit
2525
(elektrische) Kapazität(electrical) capacity
2626
(elektrischer) Widerstand/Widerstandsschaltungsanordnung(electrical) resistance / resistance circuitry
26', 26'', 26'''26 ', 26' ', 26' ''
Widerstandresistance
2727
Leiterplattecircuit board
2828
Wärmesenkeheat sink
2929
Zuleitungsupply
3030
(elektrischer) Schalter(electrical) switch
3131
Gehäusecasing

Claims (5)

Batteriesystem, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit wenigstens einer Batterie- und/oder Akkuzelle (2), und mit einem mit der Batterie- und/oder Akkuzelle (2) über eine Versorgungsleitung (4) in elektrischer Verbindung stehenden Verbraucher (3), wobei in der Versorgungsleitung (4) ein bei elektrischer Überlastung auslösendes Sicherungselement (5) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherungselement (5) ein schaltbares elektromechanisches Bauelement zum Unterbrechen der Versorgungsleitung (4) umfasst, insbesondere derart dass eine Schmelzdrahtsicherung verzichtbar ist.Battery system, in particular for a motor vehicle, with at least one battery and / or battery cell ( 2 ), and one with the battery and / or battery cell ( 2 ) via a supply line ( 4 ) in electrical connection ( 3 ), whereby in the supply line ( 4 ) a triggering in electrical overload fuse element ( 5 ), characterized in that the securing element ( 5 ) a switchable electromechanical component for interrupting the supply line ( 4 ), in particular in such a way that a fuse wire fuse is dispensable. Batteriesystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das schaltbare elektromechanische Bauelement (5) zwei Festkontakte (7, 8) sowie einen Schaltkontakt (9) zur schaltbaren Überbrückung der Festkontakte (7, 8) umfasst, und dass vorzugsweise die Versorgungsleitung (4) mit den Festkontakten (7, 8) in elektrischer Verbindung steht.Battery system according to claim 1, characterized in that the switchable electromechanical component ( 5 ) two fixed contacts ( 7 . 8th ) as well as a switching contact ( 9 ) for switchable bridging of the fixed contacts ( 7 . 8th ) and that preferably the supply line ( 4 ) with the fixed contacts ( 7 . 8th ) is in electrical connection. Batteriesystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem schaltbaren elektromechanischen Bauelement (5) um einen elektrischen Schalter, ein Relais, ein Schütz o. dgl. zur Schaltung der Versorgungsleitung (4) handelt.Battery system according to claim 1 or 2, characterized in that it is in the switchable electromechanical component ( 5 ) to an electrical switch, a relay, a contactor o. The like. For switching the supply line ( 4 ). Batteriesystem nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das schaltbare elektromechanische Bauelement (5) für den zu erwartenden Kurzschlussstrom in der Versorgungsleitung (4) dimensioniert ist, insbesondere derart dass das schaltbare elektromechanische Bauelement (5) bei Erreichen des Kurzschlussstroms den Abschaltvorgang zum Unterbrechen der Versorgungsleitung (4) einmalig durchführt.Battery system according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the switchable electromechanical component ( 5 ) for the expected short-circuit current in the supply line ( 4 ), in particular such that the switchable electromechanical component ( 5 ) on reaching the short-circuit current, the shutdown process to interrupt the supply line ( 4 ) performs once. Batteriesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das schaltbare elektromechanische Bauelement (5) für den maximal zu erwartenden Kurzschlussstrom in der Versorgungsleitung (4) dimensioniert ist, insbesondere derart dass wenigstens der maximal zu erwartende Kurzschlussstrom in der Versorgungsleitung (4) funktionssicher abschaltbar ist.Battery system according to one of claims 1 to 4, characterized in that the switchable electromechanical component ( 5 ) for the maximum expected short-circuit current in the supply line ( 4 ) is dimensioned, in particular such that at least the maximum expected short-circuit current in the supply line ( 4 ) can be switched off functionally reliable.
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