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WO2018036965A1 - Cell monitoring module for a battery cell monitoring unit, and battery cell monitoring unit - Google Patents

Cell monitoring module for a battery cell monitoring unit, and battery cell monitoring unit Download PDF

Info

Publication number
WO2018036965A1
WO2018036965A1 PCT/EP2017/071031 EP2017071031W WO2018036965A1 WO 2018036965 A1 WO2018036965 A1 WO 2018036965A1 EP 2017071031 W EP2017071031 W EP 2017071031W WO 2018036965 A1 WO2018036965 A1 WO 2018036965A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
cell monitoring
coupling
monitoring module
battery cell
monitoring unit
Prior art date
Application number
PCT/EP2017/071031
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Francesco CANICATTI
Jens FREYHOFF
Alexej GREILICH
Benjamin Schoening
Original Assignee
HELLA GmbH & Co. KGaA
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 HELLA GmbH & Co. KGaA filed Critical HELLA GmbH & Co. KGaA
Priority to CN201780045795.XA priority Critical patent/CN109496376B/en
Publication of WO2018036965A1 publication Critical patent/WO2018036965A1/en

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H01M2010/4271—Battery management systems including electronic circuits, e.g. control of current or voltage to keep battery in healthy state, cell balancing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H01M2010/4278—Systems for data transfer from batteries, e.g. transfer of battery parameters to a controller, data transferred between battery controller and main controller
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to a cell monitoring module for a battery cell monitoring unit with at least two cell monitoring modules referred to in the preamble of claim 1 and a battery cell monitoring unit with at least two cell monitoring modules of the type mentioned in the preamble of claim 7.
  • Battery cells of batteries such as those used in electric vehicles or hybrid vehicles, must be monitored for their functionality and state of charge.
  • individual cell monitoring units each with an ASIC, ie an application-specific, integrated electrical circuit, are used for this purpose, which are installed multiple times in the battery system to be monitored and are each assigned to one or more battery cells.
  • the number of battery cells to be monitored determines the number of cell monitoring units required for this purpose.
  • the advantage of this solution is its high flexibility.
  • battery systems are known in which a single cell monitoring unit with multiple ASICs is used. Although this reduces the required components and thus the space compared to the first solution. However, this solution is specially configured for a specific battery system and thus can not be used for other battery systems.
  • the present invention has for its object to enable a scalable battery cell monitoring.
  • An essential advantage of the solution according to the invention is, in particular, that a substantially free scalability of the cell monitoring is made possible by the use of a modular structure of the battery cell monitoring.
  • a single cell monitoring module can be used to monitor one or preferably a plurality of battery cells. Due to the mechanical and electrical connection of several cell monitoring modules, which are of identical construction with regard to the module connection, the system connection, the coupling plug and the coupling socket, the number of monitorable battery cells can be correspondingly increased. In this way, the production and application of a matched to the particular case battery cell monitoring is significantly simplified by the use of at least in the above features identically constructed cell monitoring modules, and thus also cheaper to implement.
  • the coupling plug and the coupling socket are formed on the housing of the cell monitoring module.
  • a structurally particularly simple embodiment of the cell monitoring module according to the invention provides that the coupling plug and the coupling socket have such mutually corresponding clamping means that the coupling plug of the cell monitoring module and the coupling socket of a respect to the module connection, the system connection, the coupling plug and the coupling socket identical other cell monitoring module in the assembly position the battery cell monitoring unit a clamping connection, in particular with an interference fit, form.
  • a press fit a very secure, non-detachable mechanical connection between the coupling plug and the corresponding coupling bushing and thus between two interconnected cell monitoring modules is created.
  • the coupling plug and the coupling socket have latching means corresponding to one another such that the coupling plug of the cell monitoring module and the coupling socket of the other cell monitoring module form a latching connection in the assembly position of the battery cell monitoring unit. In this way, a releasable mechanical connection between two interconnected cell monitoring modules realized in a structurally simple way.
  • a further advantageous development of the cell monitoring module according to the invention provides that the coupling plug and the coupling socket have mutually corresponding positioning means that the coupling plug of the cell monitoring module and the coupling socket of the other cell monitoring module are positioned in the assembly position of the battery cell monitoring unit to each other. This ensures a precise alignment of the two cell monitoring modules to be connected to one another, in particular during the joining process.
  • a particularly advantageous development of the cell monitoring module according to the invention provides that the coupling plug and the coupling bushing have such mutually corresponding force transmission means that transmit in the assembly position of the battery cell monitoring unit between the coupling plug of the cell monitoring module and the coupling socket of the other cell monitoring module mechanical forces transmitted at least partially via the power transmission means become. In this way, a mechanically particularly robust arrangement is created.
  • An advantageous development of the battery cell monitoring unit according to the invention provides that the battery cell monitoring unit has at least one locking element, wherein the locking element locks in a locking position of the battery cell monitoring unit the coupling plug and the clutch connector engaged with the coupling socket form-fitting manner. This ensures a secure mechanical connection between two interconnected cell monitoring modules even in adverse environmental and operating conditions, such as vibration load.
  • the locking element has a latching hook which cooperates in the locking position of the battery cell monitoring unit with a latching receptacle formed on the coupling plug or on the coupling bushing engaged with the coupling plug.
  • a further advantageous development of the battery cell monitoring unit according to the invention provides that the locking element and the coupling plug and / or the coupling bushing engaged with the coupling plug have mutually corresponding positioning means. In this way, a precise alignment of the locking element with the coupling plug and / or the coupling plug corresponding to the coupling socket is ensured.
  • the locking element and the coupling plug and / or the coupling bushing engaged with the coupling plug have mutually corresponding coding means. This ensures that the locking element is not brought in undesirable manner with the coupling plug and / or corresponding to the coupling plug coupling bush engaged.
  • FIG. 1 shows a first embodiment of a battery cell monitoring unit according to the invention in a perspective assembly view
  • FIG. 2 shows two cell monitoring modules according to the invention of the first embodiment in a perspective disassembly view
  • FIG. 3 shows the two cell monitoring modules according to the invention from FIG. 2 in a first sectional assembled view in a partial view;
  • FIG. 4 shows the two cell monitoring modules according to the invention from FIG. 2 in a second sectional view in a partial view
  • FIG. 5 shows the two cell monitoring modules according to the invention from FIG. 2 in a third sectional assembly view in partial view
  • FIG. 6 shows a second embodiment of a battery cell monitoring unit according to the invention in a perspective disassembly view
  • FIG. 7 shows the two cell monitoring modules according to the invention from FIG. 6 in a perspective disassembly view in partial view;
  • FIG. 8 shows the two cell monitoring modules according to the invention from FIG. 6 in a sectional view in a partial view
  • FIG. 9 shows a third exemplary embodiment of a battery cell monitoring unit according to the invention in a perspective disassembly view
  • FIG. 10 shows the third embodiment of Figure 9 in a perspective assembly view.
  • Fig. 1 the two cell monitoring modules according to the invention of FIG. 9 in a perspective locking view in partial view and
  • FIG. 12 shows the two cell monitoring modules according to the invention from FIG. 9 in a cutaway view in partial view.
  • FIGS. 1 to 12 three embodiments of the invention will be explained.
  • the same or equivalent components are provided with the same reference numerals.
  • the second and third embodiments only the distinguishing features of the first embodiment will be discussed. Incidentally, the embodiments agree.
  • a first embodiment of a battery cell monitoring unit 2 according to the invention is shown.
  • the present battery cell monitoring unit 2 consists of four cell monitoring modules 4 according to the invention, which are constructed completely identical. However, this is not absolutely necessary, which will be explained in more detail below.
  • Each of the cell monitoring modules 4 has at least one electrical cell connection 6 designed as a plug socket for the signal-transmitting connection of the circuit carrier to a battery cell to be monitored, the battery cell not being shown in the figures.
  • each cell monitoring module 4 has a housing 8 on which a coupling plug 10 is formed on one side and a coupling bush 12 is formed on a side of the housing 8 opposite the coupling plug 10.
  • an electrical module connection 14 designed as a plug socket can be seen in one of the cell monitoring modules 4.
  • FIG. 2 shows two of the four completely identical cell monitoring modules 4 from FIG. 1 in an enlarged perspective dismantling view.
  • the housing 8 is here formed in two parts and has a plastic cover 8.1 and a metal bottom 8.2.
  • a circuit carrier with electrical Components, such as an ASIC arranged.
  • the circuit carrier and the electrical components are not shown and connected for the purpose of cooling with the metal bottom 4.2 of the housing 4 thermally conductive.
  • an electrical system connection 16 can also be seen in FIG.
  • the module connection 14 and the system connection 16 are connected in a signal-transmitting manner to the circuit carrier and thus to the electrical components located thereon.
  • system connection 1 6 is designed for signal-transmitting connection of the circuit carrier with a battery management system, not shown.
  • the electrical data and / or electrical signals are forwarded by the cell monitoring modules 4 to the battery management system for further processing.
  • further physical variables of the battery are detected and processed in the battery management system.
  • the cell monitoring modules 4 are designed completely identical.
  • the coupling socket 12 of the cell monitoring module 4 shown on the left in the image plane of FIG. 2 is identical to the coupling socket 12 of the cell monitoring module 4, which is clearly visible in FIG. 2;
  • the coupling plug 10 has two latching means 10.1 designed as latching hooks.
  • the latching hooks 10.1 engage in the transfer of the two cell monitoring modules 4 in an assembly position shown in Fig. 1 of the battery cell monitoring unit 2 and thus the cell monitoring modules 4 in a corresponding and designed as latching receptacles locking means 12.1 of the coupling plug 10 is in engagement with a coupling bushing 12 a.
  • the coupling plug 10 has two positioning mandrels 10.2, which are formed adjacent to the latching hooks 10.1 on the housing 8.
  • the positioning mandrels 10.2 each have a chamfer at the free ends of the positioning mandrels 10.2 during the transfer into the assembly position.
  • the metal bottom 8.2 of the housing 8 has both on the side of the coupling plug 10 as well as on the side of the coupling socket 12 at both edges connecting tabs 8.2.1.
  • FIG. 3 shows the two cell monitoring modules 4 from FIG. 2 in the assembly position in a first sectional view, wherein the section is laid in the region of the latching means 10.1, 12.1.
  • the positioning means 10.2, 12.2 are arranged directly below the locking means 10.1, 12.1, these are also shown in Fig. 3. It can be clearly seen that in the assembly position of the battery cell monitoring unit and thus in the assembly position shown in Fig. 3 of the cell monitoring modules 4, the locking hooks 10.1 of the coupling plug 10 of the left in the image plane cell monitoring module 4 in the locking receptacles 12.1 of the coupling socket 12 of the right in the image plane hooked cell monitoring module 4 and thus establish a releasable mechanical connection between the two cell monitoring modules 4.
  • the positioning mandrels 10.2 of the coupling plug 10 of the cell monitoring module 4 shown on the left are in engagement with the positioning receptacles 12.2 of the coupling socket 12 of the cell monitoring module 4 shown on the right.
  • FIG. 4 shows the two cell monitoring modules 4 from FIG. 2 in a second sectional view in a partial view.
  • the representation is rotated by 180 °, according to which the coupling plug 10 is now in the image plane right and the corresponding coupling bushing 12 left. Therefore, in Fig. 4, the sockets 6 can be seen, which connect the respective cell monitoring module 4 with the or the associated, not shown battery cells signal transmitting.
  • the section is placed here in the area of the force transmission means 10.3, 12.3, so that it can be clearly seen how the bolts 10.3 of the coupling plug 10 of the cell monitoring module 4 shown on the right engage in the assembly receptacle 12.3 of the coupling bush 12 of the cell monitoring module 4 shown on the left in the illustrated assembly position ,
  • FIG. 5 how the connecting straps 8.2.1 of the metal shelves 8.2 of the two cell monitoring modules 4 shown in the assembly position overlap one another so that the screw 18 can be inserted through the through-holes thereof.
  • a second exemplary embodiment of a battery cell monitoring unit 2 according to the invention is explained below with reference to FIGS. 6 to 8. The second embodiment is constructively much simpler and thus less expensive compared to the first embodiment.
  • FIG. 6 shows the battery cell monitoring unit 2 according to the invention according to the second embodiment in a disassembly position.
  • the second embodiment has only two cell monitoring modules 4, which form the battery cell monitoring unit 2 in the assembly position shown in FIG.
  • the cell monitoring modules 4 are likewise constructed completely identical here. Accordingly, the two cell monitoring modules 4 have identical coupling plugs 10 and coupling sockets 12.
  • the housing 8 also each have a plastic cover 8.1 and a metal floor 8.2.
  • the heat-conducting connection between the two metal floors 8.2 in the assembly position shown in FIG. 8 is not produced by overlapping connecting straps.
  • this is realized in that the two metal floors 8.2 each have a contact surface 8.2.2, wherein the contact surfaces 8.2.2 of both metal floors 8.2 in the assembly position butt against each other.
  • FIG. 7 shows the two cell monitoring modules 4 according to the invention from FIG. 6 in a detail view rotated to FIG. 6.
  • the present embodiment has no locking means, but clamping means 10.4 and 12.4, namely four formed as clamping pins clamping means 10.4 of the coupling plug 10 of the left in the image plane cell monitoring module 4 and four corresponding thereto designed as clamping shots clamping means 12.4 of the coupling socket 12th
  • the cell monitoring module 4 shown on the right in the image plane.
  • the clamping pins 10.4 and the clamping receptacles 12.4 are dimensioned such that they form an interference fit and thus a non-detachable connection in the assembly position shown in Fig. 8.
  • the clamping pins 10.4 are chamfered at their free ends, so that the mating of the clamping means 10.4, 12.4 is facilitated in the transfer of cell monitoring modules 4 in the assembly position.
  • the arrangement of the clamping means 10.4, 12.4 in the edge region of the cell monitoring modules 4 ensures a high mechanical stability.
  • FIG. 8 shows the two cell monitoring modules 4 of the second embodiment in the aforementioned assembly position in a sectional representation in the edge region in a partial view.
  • Two of the four clamping pins 10.4 of the coupling plug 10 of the cell monitoring module 4 shown on the left in the image plane are clearly visible in engagement with the two corresponding clamping receptacles 12.4 of the coupling socket 12 of the cell monitoring module 4 shown on the right in the image plane.
  • FIGS. 9 to 12 show a third exemplary embodiment of a battery cell monitoring unit 2 according to the invention. Analogous to the second embodiment, the present battery cell monitoring unit 2 is formed in the assembly position shown in Fig. 10 by two completely identical cell monitoring modules 4.
  • FIG. 9 shows the battery cell monitoring unit 2 in a disassembly position. Again, it is a structurally simpler compared to the first embodiment embodiment.
  • the coupling plug 10 and the coupling socket 12 of each of the cell monitoring modules 4 are structurally similar in the present embodiment. Both the coupling plug 10 and the coupling socket 12 have tabs 10.5, 12.5, wherein the tabs 10.5 of the coupling plug 10 and the tabs 12.5 of the coupling socket 12 are formed for receiving a locking pin made of plastic and shown in Fig. 10 locking element 20.
  • the insertion tabs 10.5, 12.5 through openings, which are adapted to the contour of the locking pin 20 in the manner explained in more detail below.
  • the third embodiment is shown in an assembly position.
  • the insertion tabs are 10.5 of the coupling plug 10 of the left in the image plane cell monitoring module 4 in engagement with the tabs 12.5 of the coupling socket 12 of the right in the image plane cell monitoring module 4.
  • engagement means that the tabs 10.5 in the free space two adjacent plug-in tabs 12.5 are inserted.
  • the two cell monitoring modules 4 are only slightly mechanically held together here in the assembly position. Only by inserting the two locking pins 20, of which only the front one is shown in FIG. 10, the two cell monitoring modules 4 are locked together and thus firmly connected to each other. After complete insertion of the locking pins 20 into the passage openings of the plug-in straps 10.5, 12.5, the locking position of the cell monitoring modules 4 and thus of the battery cell monitoring unit 2 shown in FIGS.
  • the locking pins 20 of completely identical design have three retaining lugs 20.2 at their free ends shown in the image plane of FIG. 11 above, by means of which the respective locking pin 20 is secured on one side. Furthermore, the locking pins 20 are formed three-winged; see in particular Fig. 12. For a first wing 20.3 two second wings 20.4 are arranged at 90 ° angle. In Fig. 12, only the front of the two second wings 20.4 can be seen; the rear second wing 20.4 is covered by the front second wing 20.4. Furthermore, the first and the two second wings 20.3, 20.4 of the locking pins 20 each have an insertion bevel 20.3.1, 20.4.1.
  • the insertion bevels 20.3.1 and 20.4.1 serve to facilitate the insertion of the locking pin 20 into the insertion lugs 10.5, 12.5.
  • the insertion bevels 20.3.1 and 20.4.1 also serve the purpose of aligning the coupling plug 10 and the coupling bush 12 during the transfer from the assembly position shown in FIG. 10 into the locking position shown in FIGS. 11 and 12, So to position.
  • the first and second wings 20.3, 20.4 of the locking pins 20 thus also fulfill the function of positioning means which position the two cell monitoring modules 4 relative to one another with the passage openings formed in the insertion tabs 10.5, 12.5.
  • the passage openings of the insertion tabs 10.5, 12.5 are thus formed as to the insertion bevels 20.3.1, 20.4.1 corresponding positioning.
  • the invention is not limited to the present embodiments.
  • the cell monitoring modules of a battery cell monitoring unit according to the invention need not be constructed completely identical. Rather, it is sufficient if the cell monitoring modules are identical in terms of the module connection, the system connection, the coupling plug and the coupling socket.
  • the inner structure, ie the circuit carrier and the electrical components arranged thereon, can be designed differently. This results in even greater flexibility.
  • the coupling plug and the coupling socket of the cell monitoring module according to the invention in type, shape, dimensioning and material in wide suitable limits freely selectable.
  • a combination of the individual features of the illustrated embodiments would be conceivable.
  • the locking elements could also be arranged captively on the cell monitoring modules.

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Abstract

The present invention relates to a cell monitoring module (4) for a battery cell monitoring unit (2) with at least two cell monitoring modules (4) and to a battery cell monitoring unit (2). According to the invention, to allow scalable battery cell monitoring, the cell monitoring module (4) has an electrical module connection (14), a coupling plug (10) and a coupling socket (12). When the battery cell monitoring unit (2) is assembled, the coupling plug (10) of the cell monitoring module (4) interacts with the coupling socket (12) of another cell monitoring module (4), which is identical in terms of the module connection (14), the system connection (16), the coupling plug (10) and the coupling socket (12), in such a manner that the two cell monitoring modules (4) are coupled to each other mechanically and connected to each other in a signal-transmitting manner via the system connection (16) of the cell monitoring module (4) and the module connection (14) of the other cell monitoring module (4).

Description

Zellüberwachungsmodul für eine Batteriezellenüberwachungseinheit  Cell monitoring module for a battery cell monitoring unit
und Batteriezellenüberwachungseinheit  and battery cell monitoring unit
Beschreibung description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Zellüberwachungsmodul für eine Batte- riezellenüberwachungseinheit mit mindestens zwei Zellüberwachungsmodulen der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art sowie auf eine Batteriezellenüberwa- chungseinheit mit mindestens zwei Zellüberwachungsmodulen der im Oberbegriff des Anspruchs 7 genannten Art. The present invention relates to a cell monitoring module for a battery cell monitoring unit with at least two cell monitoring modules referred to in the preamble of claim 1 and a battery cell monitoring unit with at least two cell monitoring modules of the type mentioned in the preamble of claim 7.
Derartige Zellüberwachungsmodule und Batteriezellenüberwachungseinheiten sind aus dem Stand der Technik in zahlreichen Ausführungsvarianten bereits bekannt. Such cell monitoring modules and battery cell monitoring units are already known from the prior art in numerous variants.
Batteriezellen von Batterien, wie sie beispielsweise bei Elektrofahrzeugen oder Hybridfahrzeugen verwendet werden, müssen hinsichtlich deren Funktionstüchtigkeit und des Ladzustands überwacht werden. Zum einen werden hierfür bislang einzelne Zellüberwachungseinheiten mit jeweils einem ASIC, also einer anwendungsspezifischen, integrierten elektrischen Schaltung, verwendet, die mehrfach in dem zu überwachenden Batteriesystem verbaut sind und jeweils einer oder mehreren Batteriezellen zugeordnet sind. Die Anzahl der zu überwachenden Batteriezellen bestimmt dabei die Anzahl der hierfür erforderlichen Zellüberwachungseinheiten. Der Vorteil dieser Lösung ist deren hohe Flexibilität. Zum anderen sind Batteriesysteme bekannt, bei denen eine einzige Zellüberwachungseinheit mit mehreren ASIC's verwendet wird. Zwar sind hierbei die erforderlichen Bauteile und damit der Bauraum im Vergleich zu der ersten Lösung reduziert. Allerdings ist diese Lösung speziell auf ein bestimmtes Batteriesystem konfiguriert und damit für andere Batteriesysteme nicht einsetzbar. Battery cells of batteries, such as those used in electric vehicles or hybrid vehicles, must be monitored for their functionality and state of charge. On the one hand, individual cell monitoring units, each with an ASIC, ie an application-specific, integrated electrical circuit, are used for this purpose, which are installed multiple times in the battery system to be monitored and are each assigned to one or more battery cells. The number of battery cells to be monitored determines the number of cell monitoring units required for this purpose. The advantage of this solution is its high flexibility. On the other hand, battery systems are known in which a single cell monitoring unit with multiple ASICs is used. Although this reduces the required components and thus the space compared to the first solution. However, this solution is specially configured for a specific battery system and thus can not be used for other battery systems.
Hier setzt die vorliegende Erfindung an. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine skalierbare Batteriezellenüberwachung zu ermöglichen. This is where the present invention begins. The present invention has for its object to enable a scalable battery cell monitoring.
Diese Aufgabe wird durch ein Zellüberwachungsmodul mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und eine Batteriezellenüberwachungseinheit mit den Merkmalen des Anspruchs 7 gelöst. Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung. This object is achieved by a cell monitoring module having the features of claim 1 and a battery cell monitoring unit having the features of claim 7. The subclaims relate to advantageous developments of the invention.
Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung liegt insbesondere darin, dass durch die Verwendung eines modularen Aufbaus der Batteriezellenüberwachung eine im Wesentlichen freie Skalierbarkeit der Zellüberwachung ermöglicht ist. So kann lediglich ein einziges Zellüberwachungsmodul verwendet werden, um ein oder bevorzugt mehrere Batteriezellen zu überwachen. Durch die mechanische und elektrische Verbindung mehrerer Zellüberwachungsmodule, die hinsichtlich des Modulanschlusses, des Systemanschlusses, des Kupplungssteckers und der Kupplungsbuchse baugleich ausgebildet sind, lässt sich die Anzahl der überwachbaren Batteriezellen entsprechend erhöhen. Auf diese Weise ist durch die Verwendung von zumindest in den oben genannten Merkmalen gleich aufgebauten Zellüberwachungsmodulen die Herstellung und die Applizierung einer auf den jeweiligen Einzelfall abgestimmten Batteriezellenüberwachung wesentlich vereinfacht und damit auch kostengünstiger realisierbar. An essential advantage of the solution according to the invention is, in particular, that a substantially free scalability of the cell monitoring is made possible by the use of a modular structure of the battery cell monitoring. Thus, only a single cell monitoring module can be used to monitor one or preferably a plurality of battery cells. Due to the mechanical and electrical connection of several cell monitoring modules, which are of identical construction with regard to the module connection, the system connection, the coupling plug and the coupling socket, the number of monitorable battery cells can be correspondingly increased. In this way, the production and application of a matched to the particular case battery cell monitoring is significantly simplified by the use of at least in the above features identically constructed cell monitoring modules, and thus also cheaper to implement.
Zweckmäßigerweise sind der Kupplungsstecker und die Kupplungsbuchse an dem Gehäuse des Zellüberwachungsmoduls ausgebildet. Conveniently, the coupling plug and the coupling socket are formed on the housing of the cell monitoring module.
Eine konstruktiv besonders einfache Ausführungsform des erfindungsgemäßen Zellüberwachungsmoduls sieht vor, dass der Kupplungsstecker und die Kupplungsbuchse derart zueinander korrespondierende Klemmmittel aufweisen, dass der Kupplungsstecker des Zellüberwachungsmoduls und die Kupplungsbuchse eines hinsichtlich des Modulanschlusses, des Systemanschlusses, des Kupplungssteckers und der Kupplungsbuchse baugleichen anderen Zellüberwachungsmoduls in der Zusammenbaulage der Batteriezellenüberwachungseinheit eine Klemmverbindung, insbesondere mit einer Presspassung, ausbilden. Durch die Verwendung einer Presspassung ist eine sehr sichere, unlösbare mechanische Verbindung zwischen dem Kupplungsstecker und der dazu korrespondierenden Kupplungsbuchse und damit zwischen zwei miteinander verbundenen Zellüberwachungsmodulen geschaffen. A structurally particularly simple embodiment of the cell monitoring module according to the invention provides that the coupling plug and the coupling socket have such mutually corresponding clamping means that the coupling plug of the cell monitoring module and the coupling socket of a respect to the module connection, the system connection, the coupling plug and the coupling socket identical other cell monitoring module in the assembly position the battery cell monitoring unit a clamping connection, in particular with an interference fit, form. By using a press fit a very secure, non-detachable mechanical connection between the coupling plug and the corresponding coupling bushing and thus between two interconnected cell monitoring modules is created.
Eine andere vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Zellüberwachungsmoduls sieht vor, dass der Kupplungsstecker und die Kupplungsbuchse derart zueinander korrespondierende Rastmittel aufweisen, dass der Kupplungsstecker des Zellüberwachungsmoduls und die Kupplungsbuchse des anderen Zellüberwachungsmoduls in der Zusammenbaulage der Batteriezellenüberwachungseinheit eine Rastverbindung ausbilden. Auf diese Weise ist eine lösbare mechanische Verbindung zwischen zwei miteinander verbundenen Zellüberwachungsmodulen auf konstruktiv einfache Art realisiert. Another advantageous development of the cell monitoring module according to the invention provides that the coupling plug and the coupling socket have latching means corresponding to one another such that the coupling plug of the cell monitoring module and the coupling socket of the other cell monitoring module form a latching connection in the assembly position of the battery cell monitoring unit. In this way, a releasable mechanical connection between two interconnected cell monitoring modules realized in a structurally simple way.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Zellüberwachungsmoduls sieht vor, dass der Kupplungsstecker und die Kupplungsbuchse derart zueinander korrespondierende Positioniermittel aufweisen, dass der Kupplungsstecker des Zellüberwachungsmoduls und die Kupplungsbuchse des anderen Zellüberwachungsmoduls in der Zusammenbaulage der Batteriezellenüberwachungseinheit zueinander positioniert sind. Hierdurch ist eine genaue Ausrichtung der beiden miteinander zu verbindenden Zellüberwachungsmodule, insbesondere bei dem Fügevorgang, gewährleistet. A further advantageous development of the cell monitoring module according to the invention provides that the coupling plug and the coupling socket have mutually corresponding positioning means that the coupling plug of the cell monitoring module and the coupling socket of the other cell monitoring module are positioned in the assembly position of the battery cell monitoring unit to each other. This ensures a precise alignment of the two cell monitoring modules to be connected to one another, in particular during the joining process.
Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Zellüberwachungsmoduls sieht vor, dass der Kupplungsstecker und die Kupplungsbuchse derart zueinander korrespondierende Kraftübertragungsmittel aufweisen, dass die in der Zusammenbaulage der Batteriezellenüberwachungseinheit zwischen dem Kupplungsstecker des Zellüberwachungsmoduls und der Kupplungsbuchse des anderen Zellüberwachungsmoduls zu übertragenden mechanischen Kräfte mindestens teilweise über die Kraftübertragungsmittel übertragen werden. Auf diese Weise ist eine mechanisch besonders robuste Anordnung geschaffen. Eine vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Batteriezellenüberwachungs- einheit sieht vor, dass die Batteriezellenüberwachungseinheit mindestens ein Verriegelungselement aufweist, wobei das Verriegelungselement in einer Verriegelungslage der Batteriezellenüberwachungseinheit den Kupplungsstecker und die mit dem Kupplungsstecker in Eingriff befindliche Kupplungsbuchse formschlüssig verriegelt. Hierdurch ist eine sichere mechanische Verbindung zwischen zwei miteinander verbundenen Zellüberwachungsmodulen auch bei widrigen Umwelt- und Einsatzbedingungen, wie beispielsweise Vibrationsbelastung, gewährleistet. A particularly advantageous development of the cell monitoring module according to the invention provides that the coupling plug and the coupling bushing have such mutually corresponding force transmission means that transmit in the assembly position of the battery cell monitoring unit between the coupling plug of the cell monitoring module and the coupling socket of the other cell monitoring module mechanical forces transmitted at least partially via the power transmission means become. In this way, a mechanically particularly robust arrangement is created. An advantageous development of the battery cell monitoring unit according to the invention provides that the battery cell monitoring unit has at least one locking element, wherein the locking element locks in a locking position of the battery cell monitoring unit the coupling plug and the clutch connector engaged with the coupling socket form-fitting manner. This ensures a secure mechanical connection between two interconnected cell monitoring modules even in adverse environmental and operating conditions, such as vibration load.
Dies gilt insbesondere dann, wenn das Verriegelungselement einen Rasthaken aufweist, der in der Verriegelungslage der Batteriezellenüberwachungseinheit mit einer an dem Kupplungsstecker oder an der mit dem Kupplungsstecker in Eingriff befindlichen Kupplungsbuchse ausgebildeten Rastaufnahme zusammenwirkt. This applies in particular when the locking element has a latching hook which cooperates in the locking position of the battery cell monitoring unit with a latching receptacle formed on the coupling plug or on the coupling bushing engaged with the coupling plug.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Batteriezellenüberwa- chungseinheit sieht vor, dass das Verriegelungselement und der Kupplungsstecker und/oder die mit dem Kupplungsstecker in Eingriff befindliche Kupplungsbuchse zueinander korrespondierende Positioniermittel aufweisen. Auf diese Weise ist eine genaue Ausrichtung des Verriegelungselements mit dem Kupplungsstecker und/oder der mit dem Kupplungsstecker korrespondierenden Kupplungsbuchse gewährleistet. A further advantageous development of the battery cell monitoring unit according to the invention provides that the locking element and the coupling plug and / or the coupling bushing engaged with the coupling plug have mutually corresponding positioning means. In this way, a precise alignment of the locking element with the coupling plug and / or the coupling plug corresponding to the coupling socket is ensured.
Eine andere vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Batteriezellenüberwa- chungseinheit sieht vor, dass das Verriegelungselement und der Kupplungsstecker und/oder die mit dem Kupplungsstecker in Eingriff befindliche Kupplungsbuchse zueinander korrespondierende Codiermittel aufweisen. Hierdurch ist sichergestellt, dass das Verriegelungselement nicht in ungewünschter Weise mit dem Kupplungsstecker und/oder der zu dem Kupplungsstecker korrespondierenden Kupplungsbuchse in Eingriff gebracht wird. Anhand der beigefügten, grob schematischen Zeichnung wird die Erfindung nachfolgend näher erläutert. Dabei zeigt: Another advantageous development of the battery cell monitoring unit according to the invention provides that the locking element and the coupling plug and / or the coupling bushing engaged with the coupling plug have mutually corresponding coding means. This ensures that the locking element is not brought in undesirable manner with the coupling plug and / or corresponding to the coupling plug coupling bush engaged. Reference to the accompanying, rough schematic drawing, the invention will be explained in more detail below. Showing:
Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Batteriezellen- Überwachungseinheit in einer perspektivischen Zusammenbaudarstellung; 1 shows a first embodiment of a battery cell monitoring unit according to the invention in a perspective assembly view;
Fig. 2 zwei erfindungsgemäße Zellüberwachungsmodule des ersten Ausführungsbeispiels in einer perspektivischen Demontagedarstellung; FIG. 2 shows two cell monitoring modules according to the invention of the first embodiment in a perspective disassembly view; FIG.
Fig. 3 die zwei erfindungsgemäßen Zellüberwachungsmodule aus Fig. 2 in einer ersten geschnittenen Zusammenbaudarstellung in teilweiser Ansicht; 3 shows the two cell monitoring modules according to the invention from FIG. 2 in a first sectional assembled view in a partial view;
Fig. 4 die zwei erfindungsgemäßen Zellüberwachungsmodule aus Fig. 2 in einer zweiten geschnittenen Zusammenbaudarstellung in teilweiser Ansicht; FIG. 4 shows the two cell monitoring modules according to the invention from FIG. 2 in a second sectional view in a partial view; FIG.
Fig. 5 die zwei erfindungsgemäßen Zellüberwachungsmodule aus Fig. 2 in einer dritten geschnittenen Zusammenbaudarstellung in teilweiser Ansicht; 5 shows the two cell monitoring modules according to the invention from FIG. 2 in a third sectional assembly view in partial view;
Fig. 6 ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Batteriezellen- Überwachungseinheit in einer perspektivischen Demontagedarstellung; 6 shows a second embodiment of a battery cell monitoring unit according to the invention in a perspective disassembly view;
Fig. 7 die zwei erfindungsgemäßen Zellüberwachungsmodule aus Fig. 6 in einer perspektivischen Demontagedarstellung in teilweiser Ansicht; FIG. 7 shows the two cell monitoring modules according to the invention from FIG. 6 in a perspective disassembly view in partial view; FIG.
Fig. 8 die zwei erfindungsgemäßen Zellüberwachungsmodule aus Fig. 6 in einer geschnittenen Zusammenbaudarstellung in teilweiser Ansicht; FIG. 8 shows the two cell monitoring modules according to the invention from FIG. 6 in a sectional view in a partial view; FIG.
Fig. 9 ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Batteriezellen- Überwachungseinheit in einer perspektivischen Demontagedarstellung; 9 shows a third exemplary embodiment of a battery cell monitoring unit according to the invention in a perspective disassembly view;
Fig. 10 das dritte Ausführungsbeispiel aus Fig. 9 in einer perspektivischen Zusammenbaudarstellung; Fig. 1 1 die zwei erfindungsgemäßen Zellüberwachungsmodule aus Fig. 9 in einer perspektivischen Verriegelungsdarstellung in teilweiser Ansicht und 10 shows the third embodiment of Figure 9 in a perspective assembly view. Fig. 1 1, the two cell monitoring modules according to the invention of FIG. 9 in a perspective locking view in partial view and
Fig. 12 die zwei erfindungsgemäßen Zellüberwachungsmodule aus Fig. 9 in einer geschnittenen Verriegelungsdarstellung in teilweiser Ansicht. FIG. 12 shows the two cell monitoring modules according to the invention from FIG. 9 in a cutaway view in partial view. FIG.
Anhand der Fig. 1 bis 12 werden drei Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert. Gleiche oder gleichwirkende Bauteile sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Auch wird in dem zweiten und dem dritten Ausführungsbeispiel lediglich auf die Unterscheidungsmerkmale zu dem ersten Ausführungsbeispiel eingegangen. Im Übrigen stimmen die Ausführungsbeispiele überein. With reference to FIGS. 1 to 12, three embodiments of the invention will be explained. The same or equivalent components are provided with the same reference numerals. Also, in the second and third embodiments, only the distinguishing features of the first embodiment will be discussed. Incidentally, the embodiments agree.
In Fig. 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Batteriezellen- Überwachungseinheit 2 dargestellt. Die vorliegende Batteriezellenüberwachungsein- heit 2 besteht aus vier erfindungsgemäßen Zellüberwachungsmodulen 4, die vollständig baugleich aufgebaut sind. Dies ist jedoch nicht zwingend erforderlich, was nachfolgend noch näher erläutert wird. Jedes der Zellüberwachungsmodule 4 weist mindestens einen als Steckerbuchse ausgebildeten elektrischen Zellanschluss 6 zur signalübertragenden Verbindung des Schaltungsträgers mit einer zu überwachenden Batteriezelle auf, wobei die Batteriezelle in den Fig. nicht dargestellt ist. Ferner weist jedes Zellüberwachungsmodul 4 ein Gehäuse 8 auf, an dem auf einer Seite ein Kupplungsstecker 10 und auf einer dem Kupplungsstecker 10 gegenüberliegenden Seite des Gehäuses 8 eine Kupplungsbuchse 12 ausgebildet ist. In Fig. 1 ist darüber hinaus bei einem der Zellüberwachungsmodule 4 ein als Steckerbuchse ausgebildeter elektrischer Modulanschluss 14 erkennbar. In Fig. 1, a first embodiment of a battery cell monitoring unit 2 according to the invention is shown. The present battery cell monitoring unit 2 consists of four cell monitoring modules 4 according to the invention, which are constructed completely identical. However, this is not absolutely necessary, which will be explained in more detail below. Each of the cell monitoring modules 4 has at least one electrical cell connection 6 designed as a plug socket for the signal-transmitting connection of the circuit carrier to a battery cell to be monitored, the battery cell not being shown in the figures. Furthermore, each cell monitoring module 4 has a housing 8 on which a coupling plug 10 is formed on one side and a coupling bush 12 is formed on a side of the housing 8 opposite the coupling plug 10. In addition, in FIG. 1, in one of the cell monitoring modules 4, an electrical module connection 14 designed as a plug socket can be seen.
Fig. 2 zeigt zwei der vier vollständig baugleichen Zellüberwachungsmodule 4 aus Fig. 1 in einer vergrößerten perspektivischen Demontagedarstellung. Das Gehäuse 8 ist hier zweiteilig ausgebildet und weist einen Kunststoffdeckel 8.1 und einen Metallboden 8.2 auf. In dem Inneren des Gehäuses 8 ist ein Schaltungsträger mit elektrischen Bauteilen, wie beispielsweise einem ASIC, angeordnet. Der Schaltungsträger und die elektrischen Bauteile sind nicht dargestellt und zwecks Kühlung mit dem Metallboden 4.2 des Gehäuses 4 wärmeleitend verbunden. Neben dem elektrischen Modulan- schluss 14 ist in Fig. 2 auch ein elektrischer Systemanschluss 16 erkennbar. Der Mo- dulanschluss 14 und der Systemanschluss 1 6 sind mit dem Schaltungsträger und damit mit den darauf befindlichen elektrischen Bauteilen signalübertragend verbunden. FIG. 2 shows two of the four completely identical cell monitoring modules 4 from FIG. 1 in an enlarged perspective dismantling view. The housing 8 is here formed in two parts and has a plastic cover 8.1 and a metal bottom 8.2. In the interior of the housing 8 is a circuit carrier with electrical Components, such as an ASIC arranged. The circuit carrier and the electrical components are not shown and connected for the purpose of cooling with the metal bottom 4.2 of the housing 4 thermally conductive. In addition to the electrical module connection 14, an electrical system connection 16 can also be seen in FIG. The module connection 14 and the system connection 16 are connected in a signal-transmitting manner to the circuit carrier and thus to the electrical components located thereon.
Darüber hinaus ist der Systemanschluss 1 6 zur signalübertragenden Verbindung des Schaltungsträgers mit einem nicht dargestellten Batteriemanagementsystem ausgebildet. Die elektrischen Daten und/oder elektrischen Signale werden von den Zellüberwachungsmodulen 4 an das Batteriemanagementsystem zur weiteren Verarbeitung weitergeleitet. In dem Batteriemanagementsystem werden neben den elektrischen Daten und/oder elektrischen Signalen des mindestens einen Zellüberwachungsmoduls 4 noch weitere physikalische Größen der ebenfalls nicht dargestellten Batterie erfasst und verarbeitet. In addition, the system connection 1 6 is designed for signal-transmitting connection of the circuit carrier with a battery management system, not shown. The electrical data and / or electrical signals are forwarded by the cell monitoring modules 4 to the battery management system for further processing. In addition to the electrical data and / or electrical signals of the at least one cell monitoring module 4, further physical variables of the battery, also not shown, are detected and processed in the battery management system.
Wie bereits ausgeführt sind die Zellüberwachungsmodule 4 vollständig baugleich ausgebildet. Entsprechend ist die Kupplungsbuchse 12 des in der Bildebene von Fig. 2 links dargestellten Zellüberwachungsmoduls 4 identisch zu der in Fig. 2 gut erkennbaren Kupplungsbuchse 12 des rechts dargestellten Zellüberwachungsmoduls 4 ausgebildet; gleiches gilt für den Kupplungsstecker 10 des in der Bildebene rechts dargestellten Zellüberwachungsmoduls 4, der identisch zu dem in Fig. 2 gut erkennbaren Kupplungsstecker 10 des links dargestellten Zellüberwachungsmoduls 4 ausgebildet ist. As already stated, the cell monitoring modules 4 are designed completely identical. Correspondingly, the coupling socket 12 of the cell monitoring module 4 shown on the left in the image plane of FIG. 2 is identical to the coupling socket 12 of the cell monitoring module 4, which is clearly visible in FIG. 2; The same applies to the coupling plug 10 of the cell monitoring module 4 shown on the right in the image plane, which is identical to the well-visible in Fig. 2 coupling plug 10 of the cell monitoring module 4 shown on the left.
Der Kupplungsstecker 10 weist hier im Bereich des Systemschlusses 1 6 zwei als Rasthaken ausgebildete Rastmittel 10.1 auf. Die Rasthaken 10.1 greifen bei der Überführung der beiden Zellüberwachungsmodule 4 in eine in Fig. 1 dargestellte Zusammenbaulage der Batteriezellenüberwachungseinheit 2 und damit der Zellüberwachungsmodule 4 in dazu korrespondierend und als Rastaufnahmen ausgebildete Rastmittel 12.1 der mit dem Kupplungsstecker 10 in Eingriff befindlichen Kupplungsbuchse 12 ein. Um eine korrekte Ausrichtung von zueinander korrespondierenden Kupplungssteckern 10 und Kupplungsbuchsen 12 bei der Überführung in die Zusammenbaulage zu gewährleisten, weist der Kupplungsstecker 10 zwei Positionierdorne 10.2 auf, die benachbart zu den Rasthaken 10.1 an dem Gehäuse 8 ausgebildet sind. Diese Positionierdorne 10.2 gelangen bei der Überführung in die Zusammenbaulage in Eingriff mit dazu korrespondierend ausgebildeten Positionieraufnahmen 12.2 der Kupplungsbuchse 12. Zwecks Erleichterung des Steckens der Positionierdorne 10.2 in die Positionieraufnahmen 12.2 weisen die Positionierdorne 10.2 an deren freien Enden jeweils eine Fase auf. Here, in the region of the system closure 16, the coupling plug 10 has two latching means 10.1 designed as latching hooks. The latching hooks 10.1 engage in the transfer of the two cell monitoring modules 4 in an assembly position shown in Fig. 1 of the battery cell monitoring unit 2 and thus the cell monitoring modules 4 in a corresponding and designed as latching receptacles locking means 12.1 of the coupling plug 10 is in engagement with a coupling bushing 12 a. In order to ensure a correct alignment of mutually corresponding coupling plugs 10 and coupling bushes 12 in the transfer to the assembly position, the coupling plug 10 has two positioning mandrels 10.2, which are formed adjacent to the latching hooks 10.1 on the housing 8. In order to facilitate the insertion of the positioning mandrels 10.2 into the positioning receptacles 12.2, the positioning mandrels 10.2 each have a chamfer at the free ends of the positioning mandrels 10.2 during the transfer into the assembly position.
Zur mechanischen Stabilisierung der in der Zusammenbaulage miteinander verbundenen Zellüberwachungsmodule 4 sind an dem Kupplungsstecker 10 im Randbereich des Gehäuses 8 zwei als Bolzen ausgebildete Kraftübertragungsmittel 10.3 ausgebildet, die in der Zusammenbaulage mit dazu korrespondierenden und als Bolzenaufnahmen ausgebildeten Kraftübertragungsmittel 12.3 der Kupplungsbuchse 12 in Eingriff sind. Die Kraftübertragungsmittel 10.3 und 12.3 übertragen in der Zusammenbaulage einen Großteil der mechanischen Kräfte, so dass die an den Zellüberwachungsmodulen 4 jeweils ausgebildeten Rastmittel 10.1 , 12.1 und Positioniermittel 10.2, 12.2 nicht in ungewünschter Weise mechanisch belastet werden. Durch die Anordnung der Kraftübertragungsmittel 10.3, 12.3 im Randbereich der Zellüberwachungsmodule 4 ist eine hohe mechanische Stabilität der Batteriezellenüberwachungseinheit 2 in der in Fig. 1 dargestellten Zusammenbaulage erreicht. For mechanical stabilization of the interconnected in the assembly position cell monitoring modules 4 two trained as a bolt power transmission means 10.3 are formed on the coupling plug 10 in the edge region of the housing, which are in the assembly position with corresponding thereto and designed as a bolt receiving force transmission means 12.3 of the coupling sleeve 12 in engagement. The power transmission means 10.3 and 12.3 transmit in the assembly position a large part of the mechanical forces, so that the respectively formed on the cell monitoring modules 4 locking means 10.1, 12.1 and positioning means 10.2, 12.2 are not mechanically stressed in an undesirable manner. The arrangement of the force transmission means 10.3, 12.3 in the edge region of the cell monitoring modules 4, a high mechanical stability of the battery cell monitoring unit 2 is achieved in the assembly position shown in Fig. 1.
Der Metallboden 8.2 des Gehäuses 8 weist sowohl auf der Seite des Kupplungssteckers 10 wie auch auf der Seite der Kupplungsbuchse 12 an beiden Rändern Verbindungslaschen 8.2.1 auf. Mittels der Durchgangslöcher aufweisenden Verbindungslaschen 8.2.1 und Befestigungsmitteln 18, wie beispielsweise Schrauben 18 oder dergleichen, lassen sich die in der Zusammenbaulage miteinander in Eingriff befindlichen Zellüberwachungsmodule 4 zum einen zusätzlich lösbar oder unlösbar mechanisch verbinden. Zum anderen ist hierdurch eine wärmeleitende Verbindung der einzelnen Metallböden 8.2 untereinander ermöglicht. Fig. 3 zeigt die zwei Zellüberwachungsmodule 4 aus Fig. 2 in der Zusammenbaulage in einer ersten geschnittenen Ansicht, wobei der Schnitt in den Bereich der Rastmittel 10.1 , 12.1 gelegt ist. Da hier die Positioniermittel 10.2, 12.2 direkt unterhalb der Rastmittel 10.1 , 12.1 angeordnet sind, sind diese ebenfalls in Fig. 3 dargestellt. Deutlich zu erkennen ist, dass in der Zusammenbaulage der Batteriezellenüberwachungseinheit und damit in der in Fig. 3 dargestellten Zusammenbaulage der Zellüberwachungsmodule 4 die Rasthaken 10.1 des Kupplungssteckers 10 des in der Bildebene links dargestellten Zellüberwachungsmoduls 4 in den Rastaufnahmen 12.1 der Kupplungsbuchse 12 des in der Bildebene rechts dargestellten Zellüberwachungsmoduls 4 einhaken und damit eine lösbare mechanische Verbindung zwischen den beiden Zellüberwachungsmodulen 4 herstellen. Die Positionierdorne 10.2 des Kupplungssteckers 10 des links dargestellten Zellüberwachungsmoduls 4 sind in Eingriff mit den Positionieraufnahmen 12.2 der Kupplungsbuchse 12 des rechts dargestellten Zellüberwachungsmoduls 4. The metal bottom 8.2 of the housing 8 has both on the side of the coupling plug 10 as well as on the side of the coupling socket 12 at both edges connecting tabs 8.2.1. By means of the through-holes having connecting straps 8.2.1 and fasteners 18, such as screws 18 or the like, can be in the assembly position mutually engaged cell monitoring modules 4 on the one hand additionally releasably or permanently connected mechanically. On the other hand, this makes a heat-conductive connection of the individual metal floors 8.2 possible with each other. FIG. 3 shows the two cell monitoring modules 4 from FIG. 2 in the assembly position in a first sectional view, wherein the section is laid in the region of the latching means 10.1, 12.1. Since here the positioning means 10.2, 12.2 are arranged directly below the locking means 10.1, 12.1, these are also shown in Fig. 3. It can be clearly seen that in the assembly position of the battery cell monitoring unit and thus in the assembly position shown in Fig. 3 of the cell monitoring modules 4, the locking hooks 10.1 of the coupling plug 10 of the left in the image plane cell monitoring module 4 in the locking receptacles 12.1 of the coupling socket 12 of the right in the image plane hooked cell monitoring module 4 and thus establish a releasable mechanical connection between the two cell monitoring modules 4. The positioning mandrels 10.2 of the coupling plug 10 of the cell monitoring module 4 shown on the left are in engagement with the positioning receptacles 12.2 of the coupling socket 12 of the cell monitoring module 4 shown on the right.
In Fig. 4 sind die beiden Zellüberwachungsmodule 4 aus Fig. 2 in einer zweiten Schnittdarstellung in teilweiser Ansicht gezeigt. Im Unterschied zur Fig. 3 ist die Darstellung um 180° gedreht, entsprechend befindet sich der Kupplungsstecker 10 nun in der Bildebene rechts und die dazu korrespondierende Kupplungsbuchse 12 links. Deshalb sind in Fig. 4 auch die Steckerbuchsen 6 zu sehen, die das jeweilige Zellüberwachungsmodul 4 mit der oder den zugeordneten, nicht dargestellten Batteriezellen signalübertragend verbinden. Der Schnitt ist hier in den Bereich der Kraftübertragungsmittel 10.3, 12.3 gelegt, so dass deutlich zu erkennen ist, wie die Bolzen 10.3 des Kupplungssteckers 10 des rechts dargestellten Zellüberwachungsmoduls 4 in der dargestellten Zusammenbaulage in die Bolzenaufnahmen 12.3 der Kupplungsbuchse 12 des links dargestellten Zellüberwachungsmoduls 4 eingreifen. FIG. 4 shows the two cell monitoring modules 4 from FIG. 2 in a second sectional view in a partial view. In contrast to FIG. 3, the representation is rotated by 180 °, according to which the coupling plug 10 is now in the image plane right and the corresponding coupling bushing 12 left. Therefore, in Fig. 4, the sockets 6 can be seen, which connect the respective cell monitoring module 4 with the or the associated, not shown battery cells signal transmitting. The section is placed here in the area of the force transmission means 10.3, 12.3, so that it can be clearly seen how the bolts 10.3 of the coupling plug 10 of the cell monitoring module 4 shown on the right engage in the assembly receptacle 12.3 of the coupling bush 12 of the cell monitoring module 4 shown on the left in the illustrated assembly position ,
Aus der Fig. 5 ist erkennbar, wie die Verbindungslaschen 8.2.1 der Metallböden 8.2 der beiden in der Zusammenbaulage dargestellten Zellüberwachungsmodule 4 miteinander überlappen, so dass die Schraube 18 durch deren Durchgangslöcher hindurch gesteckt werden kann. Anhand der Fig. 6 bis 8 wird nachfolgend ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Batteriezellenüberwachungseinheit 2 erläutert. Das zweite Ausführungsbeispiel ist im Vergleich zu dem ersten Ausführungsbeispiel konstruktiv deutlich einfacher und damit kostengünstiger gestaltet. It can be seen from FIG. 5 how the connecting straps 8.2.1 of the metal shelves 8.2 of the two cell monitoring modules 4 shown in the assembly position overlap one another so that the screw 18 can be inserted through the through-holes thereof. A second exemplary embodiment of a battery cell monitoring unit 2 according to the invention is explained below with reference to FIGS. 6 to 8. The second embodiment is constructively much simpler and thus less expensive compared to the first embodiment.
Fig. 6 zeigt die erfindungsgemäße Batteriezellenüberwachungseinheit 2 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel in einer Demontagelage. Das zweite Ausführungsbeispiel weist lediglich zwei Zellüberwachungsmodule 4 auf, die in der in Fig. 8 dargestellten Zusammenbaulage die Batteriezellenüberwachungseinheit 2 bilden. Analog zu dem ersten Ausführungsbeispiel sind die Zellüberwachungsmodule 4 hier ebenfalls vollständig baugleich ausgebildet. Entsprechend weisen die beiden Zellüberwachungsmodule 4 identische Kupplungsstecker 10 und Kupplungsbuchsen 12 auf. 6 shows the battery cell monitoring unit 2 according to the invention according to the second embodiment in a disassembly position. The second embodiment has only two cell monitoring modules 4, which form the battery cell monitoring unit 2 in the assembly position shown in FIG. Analogous to the first exemplary embodiment, the cell monitoring modules 4 are likewise constructed completely identical here. Accordingly, the two cell monitoring modules 4 have identical coupling plugs 10 and coupling sockets 12.
Die Gehäuse 8 weisen ebenfalls jeweils einen Kunststoffdeckel 8.1 und einen Metallboden 8.2 auf. Allerdings ist die wärmeleitende Verbindung zwischen den beiden Metallböden 8.2 in der in Fig. 8 dargestellten Zusammenbaulage nicht durch überlappende Verbindungslaschen hergestellt. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist dies dadurch realisiert, dass die beiden Metallböden 8.2 jeweils über eine Anlagefläche 8.2.2 verfügen, wobei die Anlageflächen 8.2.2 beider Metallböden 8.2 in der Zusammenbaulage stumpf aneinander anliegen. The housing 8 also each have a plastic cover 8.1 and a metal floor 8.2. However, the heat-conducting connection between the two metal floors 8.2 in the assembly position shown in FIG. 8 is not produced by overlapping connecting straps. In the present embodiment, this is realized in that the two metal floors 8.2 each have a contact surface 8.2.2, wherein the contact surfaces 8.2.2 of both metal floors 8.2 in the assembly position butt against each other.
In Fig. 7 sind die beiden erfindungsgemäßen Zellüberwachungsmodule 4 aus Fig. 6 in einer zur Fig. 6 gedrehten Detailansicht gezeigt. Im Unterschied zu dem ersten Ausführungsbeispiel weist das vorliegende Ausführungsbeispiel keine Rastmittel, sondern Klemmmittel 10.4 und 12.4 auf, nämlich vier als Klemmstifte ausgebildete Klemmmittel 10.4 des Kupplungssteckers 10 des in der Bildebene links dargestellten Zellüberwachungsmoduls 4 und vier dazu korrespondierende als Klemmaufnahmen ausgebildete Klemmmittel 12.4 der Kupplungsbuchse 12 des in der Bildebene rechts dargestellten Zellüberwachungsmoduls 4. Die Klemmstifte 10.4 und die Klemmaufnahmen 12.4 sind derart dimensioniert, dass diese in der in Fig. 8 dargestellten Zusammenbaulage eine Presspassung und damit eine unlösbare Verbindung bilden. Die Klemmstifte 10.4 sind an deren freien Enden gefast, so dass das Zusammenstecken der Klemmmittel 10.4, 12.4 bei der Überführung der Zellüberwachungsmodule 4 in die Zusammenbaulage erleichtert ist. Die Anordnung der Klemmmittel 10.4, 12.4 im Randbereich der Zellüberwachungsmodule 4 sorgt für eine hohe mechanische Stabilität. FIG. 7 shows the two cell monitoring modules 4 according to the invention from FIG. 6 in a detail view rotated to FIG. 6. In contrast to the first embodiment, the present embodiment has no locking means, but clamping means 10.4 and 12.4, namely four formed as clamping pins clamping means 10.4 of the coupling plug 10 of the left in the image plane cell monitoring module 4 and four corresponding thereto designed as clamping shots clamping means 12.4 of the coupling socket 12th The cell monitoring module 4 shown on the right in the image plane. The clamping pins 10.4 and the clamping receptacles 12.4 are dimensioned such that they form an interference fit and thus a non-detachable connection in the assembly position shown in Fig. 8. The clamping pins 10.4 are chamfered at their free ends, so that the mating of the clamping means 10.4, 12.4 is facilitated in the transfer of cell monitoring modules 4 in the assembly position. The arrangement of the clamping means 10.4, 12.4 in the edge region of the cell monitoring modules 4 ensures a high mechanical stability.
Fig. 8 zeigt die beiden Zellüberwachungsmodule 4 des zweiten Ausführungsbeispiels in der vorgenannten Zusammenbaulage in einer Schnittdarstellung im Randbereich in einer teilweisen Ansicht. Deutlich zu erkennen sind zwei der vier Klemmstifte 10.4 des Kupplungssteckers 10 des in der Bildebene links dargestellten Zellüberwachungsmoduls 4 in Eingriff mit den zwei dazu korrespondierenden Klemmaufnahmen 12.4 der Kupplungsbuchse 12 des in der Bildebene rechts dargestellten Zellüberwachungsmoduls 4. 8 shows the two cell monitoring modules 4 of the second embodiment in the aforementioned assembly position in a sectional representation in the edge region in a partial view. Two of the four clamping pins 10.4 of the coupling plug 10 of the cell monitoring module 4 shown on the left in the image plane are clearly visible in engagement with the two corresponding clamping receptacles 12.4 of the coupling socket 12 of the cell monitoring module 4 shown on the right in the image plane.
In den Fig. 9 bis 12 ist ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Bat- teriezellenüberwachungseinheit 2 dargestellt. Analog zu dem zweiten Ausführungsbeispiel ist die vorliegende Batteriezellenüberwachungseinheit 2 in der in Fig. 10 dargestellten Zusammenbaulage durch zwei vollständig baugleiche Zellüberwachungsmodule 4 gebildet. FIGS. 9 to 12 show a third exemplary embodiment of a battery cell monitoring unit 2 according to the invention. Analogous to the second embodiment, the present battery cell monitoring unit 2 is formed in the assembly position shown in Fig. 10 by two completely identical cell monitoring modules 4.
Fig. 9 zeigt die Batteriezellenüberwachungseinheit 2 in einer Demontagelage. Auch hier handelt es sich um eine im Vergleich zum ersten Ausführungsbeispiel konstruktiv einfachere Ausführungsform. Der Kupplungsstecker 10 und die Kupplungsbuchse 12 jedes der Zellüberwachungsmodule 4 sind in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel konstruktiv ähnlich ausgebildet. Sowohl der Kupplungsstecker 10 wie auch die Kupplungsbuchse 12 weisen Stecklaschen 10.5, 12.5 auf, wobei die Stecklaschen 10.5 des Kupplungssteckers 10 und die Stecklaschen 12.5 der Kupplungsbuchse 12 zur Aufnahme eines als Verriegelungsstift aus Kunststoff ausgebildeten und in Fig. 10 dargestellten Verriegelungselements 20 ausgebildet sind. Hierfür weisen die Stecklaschen 10.5, 12.5 Durchgangsöffnungen auf, die an die Kontur des Verriegelungsstifts 20 auf die nachfolgend noch näher erläuterte Weise angepasst sind. In Fig. 10 ist das dritte Ausführungsbeispiel in einer Zusammenbaulage dargestellt. In der Zusammenbaulage sind die Stecklaschen 10.5 des Kupplungssteckers 10 des in der Bildebene links dargestellten Zellüberwachungsmoduls 4 in Eingriff mit den Stecklaschen 12.5 der Kupplungsbuchse 12 des in der Bildebene rechts dargestellten Zellüberwachungsmoduls 4. In Eingriff heißt hier, dass die Stecklaschen 10.5 in den freien Zwischenraum zweier benachbarter Stecklaschen 12.5 eingeschoben sind. Die beiden Zellüberwachungsmodule 4 werden hier in der Zusammenbaulage lediglich geringfügig mechanisch aneinandergehalten. Erst durch das Einschieben der zwei Verriegelungsstifte 20, von denen in Fig. 10 lediglich der vordere dargestellt ist, werden die beiden Zellüberwachungsmodule 4 miteinander verriegelt und damit fest miteinander verbunden. Nach dem vollständigen Einschieben der Verriegelungsstifte 20 in die Durchgangsöffnungen der Stecklaschen 10.5, 12.5 ist die in den Fig. 1 1 und 12 dargestellte Verriegelungslage der Zellüberwachungsmodule 4 und damit der Batte- riezellenüberwachungseinheit 2 erreicht. In der Verriegelungslage ist zwischen den Verriegelungsstiften 20 und den dazu korrespondierenden Stecklaschen 10.5, 12.5 jeweils eine Rastverbindung hergestellt; siehe hierzu insbesondere Fig. 1 1 . Daraus ist erkennbar, wie der Verriegelungsstift 20 mit einem an seinem einen freien Ende ausgebildeten Rasthaken 20.1 die in der Bildebene unterste Stecklasche 12.5 der Kupplungsbuchse 12 des rechts dargestellten Zellüberwachungsmoduls 4 hintergreift. Die unterste Stecklasche 12.5 ist somit gleichzeitig als Rastaufnahme 12.6 ausgebildet. In der Verriegelungslage ist auf diese Weise mittels der Verriegelungsstifte 20 eine lösbare und formschlüssige Verbindung zwischen den beiden Zellüberwachungsmodulen 4 hergestellt. 9 shows the battery cell monitoring unit 2 in a disassembly position. Again, it is a structurally simpler compared to the first embodiment embodiment. The coupling plug 10 and the coupling socket 12 of each of the cell monitoring modules 4 are structurally similar in the present embodiment. Both the coupling plug 10 and the coupling socket 12 have tabs 10.5, 12.5, wherein the tabs 10.5 of the coupling plug 10 and the tabs 12.5 of the coupling socket 12 are formed for receiving a locking pin made of plastic and shown in Fig. 10 locking element 20. For this purpose, the insertion tabs 10.5, 12.5 through openings, which are adapted to the contour of the locking pin 20 in the manner explained in more detail below. In Fig. 10, the third embodiment is shown in an assembly position. In the assembly position, the insertion tabs are 10.5 of the coupling plug 10 of the left in the image plane cell monitoring module 4 in engagement with the tabs 12.5 of the coupling socket 12 of the right in the image plane cell monitoring module 4. In engagement here means that the tabs 10.5 in the free space two adjacent plug-in tabs 12.5 are inserted. The two cell monitoring modules 4 are only slightly mechanically held together here in the assembly position. Only by inserting the two locking pins 20, of which only the front one is shown in FIG. 10, the two cell monitoring modules 4 are locked together and thus firmly connected to each other. After complete insertion of the locking pins 20 into the passage openings of the plug-in straps 10.5, 12.5, the locking position of the cell monitoring modules 4 and thus of the battery cell monitoring unit 2 shown in FIGS. In the locking position between the locking pins 20 and the corresponding tabs 10.5, 12.5 each made a latching connection; see in particular Fig. 1 1. From this it can be seen how the locking pin 20 engages with a latching hook 20.1 formed on its one free end, in the bottommost plug-in tab 12.5 of the coupling socket 12 of the cell monitoring module 4 shown on the right. The lowest plug-in tab 12.5 is thus simultaneously formed as a latching receptacle 12.6. In the locking position a releasable and positive connection between the two cell monitoring modules 4 is produced in this way by means of the locking pins 20.
Wie aus den Fig. 1 1 und 12 ersichtlich ist, weisen die vollständig baugleich ausgebildeten Verriegelungsstifte 20 an deren in der Bildebene von Fig. 1 1 oben dargestellten freien Enden drei Haltenasen 20.2 auf, mittels derer der jeweilige Verriegelungsstift 20 einseitig gesichert ist. Ferner sind die Verriegelungsstifte 20 dreiflügelig ausgebildet; siehe hierzu insbesondere Fig. 12. Zu einem ersten Flügel 20.3 sind zwei zweite Flügel 20.4 im 90° Winkel angeordnet. In Fig. 12 ist lediglich der vordere der beiden zweiten Flügel 20.4 erkennbar; der hintere zweite Flügel 20.4 wird von dem vorderen zweiten Flügel 20.4 verdeckt. Ferner weisen der erste und die beiden zweiten Flügel 20.3, 20.4 der Verriegelungsstifte 20 jeweils eine Einführschräge 20.3.1 , 20.4.1 auf. Zum einen dienen die Einführschrägen 20.3.1 und 20.4.1 dazu, das Einschieben des Verriegelungsstifts 20 in die Stecklaschen 10.5, 12.5 zu erleichtern. Zum anderen dienen die Einführschrägen 20.3.1 und 20.4.1 aber auch dem Zweck, den Kupplungsstecker 10 und die Kupplungsbuchse 12 während der Überführung von der in Fig. 10 dargestellten Zusammenbaulage in die in den Fig. 1 1 und 12 dargestellte Verriegelungslage zueinander auszurichten, also zu positionieren. Die ersten und zweiten Flügel 20.3, 20.4 der Verriegelungsstifte 20 erfüllen somit auch die Funktion von Positioniermitteln, die mit den in den Stecklaschen 10.5, 12.5 ausgebildeten Durchgangsöffnungen die beiden Zellüberwachungsmodule 4 zueinander positionieren. Die Durchgangsöffnungen der Stecklaschen 10.5, 12.5 sind somit auch als zu den Einführschrägen 20.3.1 , 20.4.1 korrespondierende Positioniermittel ausgebildet. As can be seen from FIGS. 11 and 12, the locking pins 20 of completely identical design have three retaining lugs 20.2 at their free ends shown in the image plane of FIG. 11 above, by means of which the respective locking pin 20 is secured on one side. Furthermore, the locking pins 20 are formed three-winged; see in particular Fig. 12. For a first wing 20.3 two second wings 20.4 are arranged at 90 ° angle. In Fig. 12, only the front of the two second wings 20.4 can be seen; the rear second wing 20.4 is covered by the front second wing 20.4. Furthermore, the first and the two second wings 20.3, 20.4 of the locking pins 20 each have an insertion bevel 20.3.1, 20.4.1. On the one hand, the insertion bevels 20.3.1 and 20.4.1 serve to facilitate the insertion of the locking pin 20 into the insertion lugs 10.5, 12.5. On the other hand, the insertion bevels 20.3.1 and 20.4.1 also serve the purpose of aligning the coupling plug 10 and the coupling bush 12 during the transfer from the assembly position shown in FIG. 10 into the locking position shown in FIGS. 11 and 12, So to position. The first and second wings 20.3, 20.4 of the locking pins 20 thus also fulfill the function of positioning means which position the two cell monitoring modules 4 relative to one another with the passage openings formed in the insertion tabs 10.5, 12.5. The passage openings of the insertion tabs 10.5, 12.5 are thus formed as to the insertion bevels 20.3.1, 20.4.1 corresponding positioning.
Aufgrund des dreiflügeligen Aufbaus der Verriegelungsstifte 20 und der dazu korrespondierend ausgebildeten Durchgangsöffnungen der Stecklaschen 10.5, 12.5 wirken die Verriegelungsstifte 20 und die Stecklaschen 10.5, 12.5 gleichzeitig als Codiermittel. Ein fehlerhaftes Einschieben der Verriegelungsstifte 20 in die Stecklaschen 10.5, 12.5 ist dadurch auf konstruktiv einfache Weise verhindert. Due to the three-leaf construction of the locking pins 20 and the correspondingly formed through openings of the insertion tabs 10.5, 12.5, the locking pins 20 and the insertion tabs 10.5, 12.5 simultaneously act as coding means. A faulty insertion of the locking pins 20 in the insertion tabs 10.5, 12.5 is thereby prevented in a structurally simple manner.
Die Erfindung ist nicht auf die vorliegenden Ausführungsbeispiele begrenzt. Beispielsweise ist es denkbar, dass die Zellüberwachungsmodule einer erfindungsgemäßen Batteriezellenüberwachungseinheit nicht vollständig identisch aufgebaut sein müssen. Vielmehr ist es ausreichend, wenn die Zellüberwachungsmodule hinsichtlich des Modulanschlusses, des Systemanschlusses, des Kupplungssteckers und der Kupplungsbuchse baugleich sind. Der innere Aufbau, also der Schaltungsträger und die darauf angeordneten elektrischen Bauteile, kann unterschiedlich gestaltet sein. Auf diese Weise ergibt sich eine noch größere Flexibilität. The invention is not limited to the present embodiments. For example, it is conceivable that the cell monitoring modules of a battery cell monitoring unit according to the invention need not be constructed completely identical. Rather, it is sufficient if the cell monitoring modules are identical in terms of the module connection, the system connection, the coupling plug and the coupling socket. The inner structure, ie the circuit carrier and the electrical components arranged thereon, can be designed differently. This results in even greater flexibility.
Grundsätzlich sind der Kupplungsstecker und die Kupplungsbuchse des erfindungsgemäßen Zellüberwachungsmoduls nach Art, Form, Dimensionierung und Material in weiten geeigneten Grenzen frei wählbar. Beispielsweise wäre auch eine Kombination der einzelnen Merkmale der erläuterten Ausführungsbeispiele denkbar. Basically, the coupling plug and the coupling socket of the cell monitoring module according to the invention in type, shape, dimensioning and material in wide suitable limits freely selectable. For example, a combination of the individual features of the illustrated embodiments would be conceivable.
Die Verriegelungselemente könnten abweichend von dem dritten Ausführungsbeispiel auch verliersicher an den Zellüberwachungsmodulen angeordnet sein. Deviating from the third embodiment, the locking elements could also be arranged captively on the cell monitoring modules.
Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS
2 Batteriezellenüberwachungseinheit 2 battery cell monitoring unit
4 Zellüberwachungsmodul  4 cell monitoring module
6 Elektrischer Zellanschluss, als Steckerbuchse ausgebildet  6 Electrical cell connection, designed as a socket
8 Gehäuse  8 housing
8.1 Gehäusedeckel, als Kunststoffdeckel ausgebildet  8.1 housing cover, designed as a plastic lid
8.2 Gehäuseboden, als Metallboden ausgebildet  8.2 Caseback, designed as a metal bottom
8.2.1 Verbindungslaschen des Gehäusebodens 8.2 (erstes Ausführungsbeispiel)  8.2.1 Connecting straps of the housing bottom 8.2 (first embodiment)
8.2.2 Anlageflächen des Gehäusebodens 8.2 (zweites Ausführungsbeispiel) 10 Kupplungsstecker  8.2.2 contact surfaces of the housing bottom 8.2 (second embodiment) 10 coupling plug
10.1 Rastmittel des Kupplungssteckers, als Rasthaken ausgebildet  10.1 locking means of the coupling plug, designed as a latching hook
10.2 Positioniermittel des Kupplungssteckers, als Positionierdorn ausgebildet 10.2 positioning means of the coupling plug, designed as a positioning mandrel
10.3 Kraftübertragungsmittel des Kupplungssteckers, als Bolzen ausgebildet10.3 power transmission means of the coupling plug, designed as a bolt
10.4 Klemmmittel des Kupplungssteckers, als Klemmstift ausgebildet (zweites Ausführungsbeispiel) 10.4 clamping means of the coupling plug, designed as a clamping pin (second embodiment)
10.5 Stecklasche des Kupplungssteckers (drittes Ausführungsbeispiel)  10.5 insertion tab of the coupling plug (third embodiment)
12 Kupplungsbuchse  12 coupling socket
12.1 Rastmittel der Kupplungsbuchse, als Rastaufnahme ausgebildet  12.1 locking means of the coupling socket, designed as a locking receptacle
12.2 Positioniermittel der Kupplungsbuchse, als Positionieraufnahme ausgebildet  12.2 positioning of the coupling socket, designed as a positioning receptacle
12.3 Kraftübertragungsmittel der Kupplungsbuchse, als Bolzenaufnahme ausgebildet  12.3 power transmission means of the coupling bush, designed as a bolt receptacle
12.4 Klemmmittel der Kupplungsbuchse, als Klemmaufnahme ausgebildet (zweites Ausführungsbeispiel)  12.4 clamping means of the coupling bush, designed as a clamping receptacle (second embodiment)
12.5 Stecklasche der Kupplungsbuchse (drittes Ausführungsbeispiel)  12.5 insertion tab of the coupling bushing (third embodiment)
12.6 Rastaufnahme der Kupplungsbuchse (drittes Ausführungsbeispiel)  12.6 latching receptacle of the coupling bushing (third embodiment)
14 Elektrischer Modulanschluss, als Steckerbuchse ausgebildet  14 Electrical module connection, designed as a socket
16 Elektrischer Systemanschluss, als Stecker ausgebildet  16 Electrical system connection, designed as a plug
18 Befestigungsmittel, als Schraube ausgebildet  18 fasteners, designed as a screw
20 Verriegelungselement, als Verriegelungsstift ausgebildet (drittes Ausfüh- rungsbeispiel 20 locking element, designed as a locking pin (third embodiment) insurance for
Rasthaken des Verriegelungselements 20 Haltenase des Verriegelungselements 20 Erster Flügel des Verriegelungselements 20 Einführschräge des ersten Flügels 20.3 Zweiter Flügel des Verriegelungselements 20 Einführschräge des zweiten Flügels 20.4 Latching hook of the locking element 20 Latching tab of the locking element 20 First wing of the locking element 20 Insertion slope of the first wing 20.3 Second wing of the locking element 20 Insertion slope of the second wing 20.4

Claims

Patentansprüche claims
1 . Zellüberwachungsmodul (4) für eine Batteriezellenüberwachungseinheit (2) mit mindestens zwei Zellüberwachungsmodulen (4), das ein Gehäuse (8), einen in dem Gehäuse (8) angeordneten Schaltungsträger mit elektrischen Bauteilen und mindestens einen elektrischen Zellanschluss (6) zur signalübertragenden Verbindung des Schaltungsträgers mit einer zu überwachenden Batteriezelle und einen elektrischen Systemanschluss (1 6) zur signalübertragenden Verbindung des Schaltungsträgers mit einem Batteriemanagementsystem aufweist, 1 . Cell monitoring module (4) for a battery cell monitoring unit (2) having at least two cell monitoring modules (4), a housing (8), in the housing (8) arranged circuit carrier with electrical components and at least one electrical cell connection (6) for signal-transmitting connection of the circuit carrier having a battery cell to be monitored and an electrical system connection (1 6) to the signal-transmitting connection of the circuit carrier with a battery management system,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass das Zellüberwachungsmodul (4) einen elektrischen Modulanschluss (14), einen Kupplungsstecker (10) und eine Kupplungsbuchse (12) aufweist, wobei der Kupplungsstecker (10) des Zellüberwachungsmoduls (4) in einer Zusammenbaulage der Batteriezellenüberwachungseinheit (2) mit der Kupplungsbuchse (12) eines hinsichtlich des Modulanschlusses (14), des Systemanschlusses (1 6), des Kupplungssteckers (10) und der Kupplungsbuchse (12) baugleichen anderen Zellüberwachungsmoduls (4) derart zusammenwirkt, dass die beiden Zellüberwachungsmodule (4) miteinander mechanisch gekoppelt und über den Systemanschluss (16) des Zellüberwachungsmoduls (4) und den Modulanschluss (14) des anderen Zellüberwachungsmoduls (4) miteinander signalübertragend verbunden sind.  in that the cell monitoring module (4) has an electrical module connection (14), a coupling plug (10) and a coupling socket (12), the coupling plug (10) of the cell monitoring module (4) being in an assembly position of the battery cell monitoring unit (2) with the coupling socket (12 ) one of the module connection (14), the system connector (1 6), the coupling plug (10) and the coupling socket (12) identical other cell monitoring module (4) cooperates such that the two cell monitoring modules (4) mechanically coupled to each other and the system connection (16) of the cell monitoring module (4) and the module connection (14) of the other cell monitoring module (4) are connected to each other signal transmitting.
2. Zellüberwachungsmodul (4) nach Anspruch 1 , 2. cell monitoring module (4) according to claim 1,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass der Kupplungsstecker (10) und die Kupplungsbuchse (12) an dem Gehäuse (8) des Zellüberwachungsmoduls (4) ausgebildet sind.  in that the coupling plug (10) and the coupling bush (12) are formed on the housing (8) of the cell monitoring module (4).
3. Zellüberwachungsmodul (4) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, 3. cell monitoring module (4) according to one of claims 1 or 2, characterized,
dass der Kupplungsstecker (10) und die Kupplungsbuchse (12) derart zueinander korrespondierende Klemmmittel (10.4, 12.4) aufweisen, dass der Kupplungsstecker (10) des Zellüberwachungsmoduls (4) und die Kupplungsbuchse (12) des anderen Zellüberwachungsmoduls (4) in der Zusammenbaulage der Batteriezellenüberwachungseinheit (2) eine Klemmverbindung, insbesondere mit einer Presspassung, ausbilden.  in that the coupling plug (10) and the coupling bushing (12) have clamping means (10.4, 12.4) corresponding to one another that the coupling plug (10) of the cell monitoring module (4) and the coupling bushing (12) of the other cell monitoring module (4) in the assembly position of Battery cell monitoring unit (2) form a clamping connection, in particular with a press fit.
4. Zellüberwachungsmodul (4) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, 4. cell monitoring module (4) according to any one of claims 1 or 2,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass der Kupplungsstecker (10) und die Kupplungsbuchse (12) derart zueinander korrespondierende Rastmittel (10.1 , 12.1 ) aufweisen, dass der Kupplungsstecker (10) des Zellüberwachungsmoduls (4) und die Kupplungsbuchse (12) des anderen Zellüberwachungsmoduls (4) in der Zusammenbaulage der Batteriezellenüberwachungseinheit (2) eine Rastverbindung ausbilden.  the coupling plug (10) and the coupling bushing (12) have latching means (10.1, 12.1) corresponding to one another such that the coupling plug (10) of the cell monitoring module (4) and the coupling bushing (12) of the other cell monitoring module (4) in the assembly position of Battery cell monitoring unit (2) form a latching connection.
5. Zellüberwachungsmodul (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, 5. cell monitoring module (4) according to one of claims 1 to 4,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass der Kupplungsstecker (10) und die Kupplungsbuchse (12) derart zueinander korrespondierende Positioniermittel (10.2, 12.2) aufweisen, dass der Kupplungsstecker (10) des Zellüberwachungsmoduls (4) und die Kupplungsbuchse (12) des anderen Zellüberwachungsmoduls (4) in der Zusammenbaulage der Batteriezellenüberwachungseinheit (2) zueinander positioniert sind.  in that the coupling plug (10) and the coupling bushing (12) have positioning means (10.2, 12.2) corresponding to one another, that the coupling plug (10) of the cell monitoring module (4) and the coupling bushing (12) of the other cell monitoring module (4) in the assembly position of Battery cell monitoring unit (2) are positioned to each other.
6. Zellüberwachungsmodul (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, 6. cell monitoring module (4) according to one of claims 1 to 5,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass der Kupplungsstecker (10) und die Kupplungsbuchse (12) derart zueinander korrespondierende Kraftübertragungsmittel (10.3, 12.3) aufweisen, dass die in der Zusammenbaulage der Batteriezellenüberwachungseinheit (2) zwischen dem Kupplungsstecker (10) des Zellüberwachungsmoduls (4) und der Kupplungsbuchse (12) des anderen Zellüberwachungsmoduls (4) zu übertragenden mechanischen Kräfte mindestens teilweise über die Kraftübertragungsmittel (10.3, 12.3) übertragen werden. in that the coupling plug (10) and the coupling bushing (12) have force transmission means (10.3, 12.3) corresponding to each other, that in the assembly position of the battery cell monitoring unit (2) between the coupling plug (10) of the cell monitoring module (4) and the coupling socket (12) of the other cell monitoring module (4) transmitted mechanical forces at least partially via the power transmission means (10.3, 12.3) are transmitted.
7. Batteriezellenüberwachungseinheit (2), mit mindestens zwei Zellüberwachungsmodulen (4), die jeweils ein Gehäuse (8), einen in dem Gehäuse (8) angeordneten Schaltungsträger mit elektrischen Bauteilen und mindestens einen elektrischen Zellanschluss (6) zur signalübertragenden Verbindung des Schaltungsträgers mit einer zu überwachenden Batteriezelle und einen elektrischen Systemanschluss (1 6) zur signalübertragenden Verbindung des Schaltungsträgers mit einem Batteriemanagementsystem aufweisen, dadurch gekennzeichnet, 7. Battery cell monitoring unit (2), comprising at least two cell monitoring modules (4), each having a housing (8), one in the housing (8) arranged circuit carrier with electrical components and at least one electrical cell connection (6) for signal-transmitting connection of the circuit substrate with a battery cell to be monitored and an electrical system connection (1 6) for the signal-transmitting connection of the circuit carrier with a battery management system, characterized in that
dass jedes der Zellüberwachungsmodule (4) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6 ausgebildet ist.  in that each of the cell monitoring modules (4) is designed according to one of claims 1 to 6.
8. Batteriezellenüberwachungseinheit (2) nach Anspruch 7, 8. battery cell monitoring unit (2) according to claim 7,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass die Batteriezellenüberwachungseinheit (2) mindestens ein Verriegelungselement (20) aufweist, wobei das Verriegelungselement (20) in einer Verriegelungslage der Batteriezellenüberwachungseinheit (2) den Kupplungsstecker (10) und die mit dem Kupplungsstecker (10) in Eingriff befindliche Kupplungsbuchse (12) formschlüssig verriegelt.  the battery cell monitoring unit (2) has at least one locking element (20), wherein the locking element (20) positively locks the coupling plug (10) and the coupling bush (12) in engagement with the coupling plug (10) in a locking position of the battery cell monitoring unit (2) ,
9. Batteriezellenüberwachungseinheit (2) nach Anspruch 8, 9. battery cell monitoring unit (2) according to claim 8,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass das Verriegelungselement (20) einen Rasthaken (20.1 ) aufweist, der in der Verriegelungslage der Batteriezellenüberwachungseinheit (2) mit einer an dem Kupplungsstecker (10) oder an der mit dem Kupplungsstecker (10) in Eingriff befindlichen Kupplungsbuchse (12) ausgebildeten Rastaufnahme (12.6) zusammenwirkt.  in that the locking element (20) has a latching hook (20.1) which, in the locking position of the battery cell monitoring unit (2), is formed with a latching receptacle (12) formed on the coupling plug (10) or on the coupling plug (10) ) cooperates.
10. Batteriezellenüberwachungseinheit (2) nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Verriegelungselement (20) und der Kupplungsstecker (10) und/oder die mit dem Kupplungsstecker (10) in Eingriff befindliche Kupplungsbuchse (12) zueinander korrespondierende Positioniermittel (20.3.1 , 20.4.1 , 10.5, 12.5) aufweisen. Batteriezellenüberwachungseinheit (2) nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, 10. battery cell monitoring unit (2) according to any one of claims 8 or 9, characterized in that the locking element (20) and the coupling plug (10) and / or the coupling bushing (12) engaged with the coupling plug (10) have mutually corresponding positioning means (20.3.1, 20.4.1, 10.5, 12.5). Battery cell monitoring unit (2) according to one of claims 8 to 10, characterized
dass das Verriegelungselement (20) und der Kupplungsstecker (10) und/oder die mit dem Kupplungsstecker (10) in Eingriff befindliche Kupplungsbuchse (12) zueinander korrespondierende Codiermittel (20.3, 20.4, 10.5, 12.5) aufweisen. in that the locking element (20) and the coupling plug (10) and / or the coupling bushing (12) engaged with the coupling plug (10) have mutually corresponding coding means (20.3, 20.4, 10.5, 12.5).
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