DE102023004915A1 - Motor vehicle battery - Google Patents

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DE102023004915A1 DE102023004915.8A DE102023004915A DE102023004915A1 DE 102023004915 A1 DE102023004915 A1 DE 102023004915A1 DE 102023004915 A DE102023004915 A DE 102023004915A DE 102023004915 A1 DE102023004915 A1 DE 102023004915A1
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Markus Orner
Thomas Weber
Hendrick Fischer
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Mercedes Benz Group AG
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kraftfahrzeugbatterie (100), insbesondere Hochvoltbatterie eines elektrisch betreibbaren Fahrzeugs (200), wenigstens umfassend ein Batteriegehäuse (10), in welchem wenigstens ein Batteriezellblock (12), eine Kühlplatte (14), und eine Elektronikkomponente (16) angeordnet sind. wobei die Elektronikkomponente (16) mit der Kühlplatte (14) in thermischer Verbindung steht. Die Elektronikkomponente (16) umfasst wenigstens eine Recheneinheit (20) für sicherheitskritische Anwendungen.The invention relates to a motor vehicle battery (100), in particular a high-voltage battery of an electrically operated vehicle (200), comprising at least a battery housing (10) in which at least one battery cell block (12), a cooling plate (14), and an electronic component (16) are arranged. The electronic component (16) is thermally connected to the cooling plate (14). The electronic component (16) comprises at least one computing unit (20) for safety-critical applications.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kraftfahrzeugbatterie, insbesondere Hochvoltbatterie eines elektrisch betreibbaren Fahrzeugs.The invention relates to a motor vehicle battery, in particular a high-voltage battery of an electrically operated vehicle.

Kraftfahrzeugbatterien, insbesondere Hochvoltbatterien von elektrisch betreibbaren Fahrzeugen müssen üblicherweise, insbesondere bei Schnellladevorgängen, gekühlt werden. Ferner werden aus Sicherheitsgründen Hochvoltbatterien in geschützten Bauräumen von Fahrzeugen angeordnet.Motor vehicle batteries, especially high-voltage batteries in electrically powered vehicles, typically require cooling, especially during rapid charging. Furthermore, for safety reasons, high-voltage batteries are installed in protected vehicle compartments.

Die DE 10 2017 004 723 A1 offenbart eine Kraftfahrzeugbatterie, insbesondere von einer HV-Kraftfahrzeugbatterie, mit einem Zellblock, der zumindest zwei Batteriezellen und ein spannungsführendes Verbindungsbauteil aufweist, und mit einem in das spannungsführende Verbindungsbauteil integrierten Kühlmittelkanal, welcher zu einer Kühlung des Zellblocks dazu vorgesehen ist, von einem Kühlfluid durchströmt zu werden. Der Kühlmittelkanal ist im Schadensfall dazu vorgesehen, das Kühlfluid als Löschmittel freizusetzen.The DE 10 2017 004 723 A1 discloses a motor vehicle battery, in particular a HV motor vehicle battery, comprising a cell block having at least two battery cells and a voltage-carrying connecting component, and comprising a coolant channel integrated into the voltage-carrying connecting component, through which a cooling fluid flows to cool the cell block. In the event of damage, the coolant channel is designed to release the cooling fluid as an extinguishing agent.

Die DE 10 2017 008 165 A1 beschreibt einen Kühler zum Kühlen einer Komponente, insbesondere eines Kraftfahrzeugs. Der Kühler weist einen Kühlkanal auf, welcher von einem Kühlmittel, insbesondere eine Kühlflüssigkeit, zum Kühlen der Komponenten entlang einer Strömungsrichtung durchströmbar ist. Außerdem weist der Kühler eine Mehrzahl von in den Kühlkanal hineinragenden Leitelementen auf, mittels welchen eine turbulente Strömung des Kühlmittels in den Kühlkanal bewirkt wird. Eine Flächendichte der Leitelemente nimmt in Strömungsrichtung zu und/ oder eine jeweilige Außenabmessung der Leitelemente nimmt in Strömungsrichtung ab.The DE 10 2017 008 165 A1 describes a radiator for cooling a component, in particular of a motor vehicle. The radiator has a cooling channel through which a coolant, in particular a cooling liquid, can flow along a flow direction to cool the components. Furthermore, the radiator has a plurality of guide elements projecting into the cooling channel, by means of which a turbulent flow of the coolant into the cooling channel is effected. The surface density of the guide elements increases in the flow direction and/or a respective outer dimension of the guide elements decreases in the flow direction.

Ferner ist in der DE 10 2018 004 498 A1 eine Hochvolt-Batterie beschrieben mit mehreren elektrisch miteinander verbundenen und zum Speichern von elektrischer Energie ausgebildeten Speicherzellen an einer selbsttragenden Karosserie eines Kraftwagens. Die Hochvolt-Batterie und weitere, zusätzlich zu der Hochvolt-Batterie vorgesehene und mit der Hochvolt-Batterie elektrisch verbundene Hochvolt-Komponenten sind zumindest mittelbar an der Karosserie gehalten, wobei die Karosserie eine mittels einer Temperiereinrichtung des Kraftwagens temperierbare Hochvolt-Sicherheitszelle bildet.Furthermore, in the DE 10 2018 004 498 A1 A high-voltage battery is described with several electrically interconnected storage cells designed to store electrical energy on a self-supporting body of a motor vehicle. The high-voltage battery and further high-voltage components provided in addition to the high-voltage battery and electrically connected to the high-voltage battery are at least indirectly mounted on the body, with the body forming a high-voltage safety cell whose temperature can be controlled by means of a temperature control device of the motor vehicle.

Eine Aufgabe der Erfindung ist es, eine verbesserte Kraftfahrzeugbatterie, insbesondere Hochvoltbatterie eines elektrisch betreibbaren Fahrzeugs, zu schaffen.An object of the invention is to provide an improved motor vehicle battery, in particular a high-voltage battery of an electrically operated vehicle.

Die vorgenannte Aufgabe wird mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs gelöst.The above-mentioned problem is solved by the features of the independent claim.

Günstige Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung.Advantageous embodiments and advantages of the invention emerge from the further claims, the description and the drawing.

Nach einem Aspekt der Erfindung wird eine Kraftfahrzeugbatterie, insbesondere eine Hochvoltbatterie eines elektrisch betreibbaren Fahrzeugs, vorgeschlagen, wenigstens umfassend ein Batteriegehäuse, in welchem wenigstens ein Batteriezellblock, eine Kühlplatte, und eine Elektronikkomponente angeordnet sind, wobei die Elektronikkomponente mit der Kühlplatte in thermischer Verbindung steht. Die Elektronikkomponente umfasst wenigstens eine Recheneinheit für sicherheitskritische Anwendungen.According to one aspect of the invention, a motor vehicle battery, in particular a high-voltage battery of an electrically operated vehicle, is proposed, comprising at least a battery housing in which at least one battery cell block, a cooling plate, and an electronic component are arranged, wherein the electronic component is in thermal communication with the cooling plate. The electronic component comprises at least one computing unit for safety-critical applications.

Bei der vorgeschlagenen Kraftfahrzeugbatterie ist wenigstens eine Recheneinheit innerhalb des Gehäuses auf der Kühlplatte angeordnet, wobei die Recheneinheit Anwendungen für sicherheitskritische Systeme des Fahrzeugs ausführt. Diese sicherheitskritischen Anwendungen können insbesondere sogenannte Drive-by-wire-, Brake-by-wire-, und Steer-by-wire-Systeme, Fahrassistenzsysteme, insbesondere für autonomes Fahren, sowie Systeme zur Künstliche Intelligenz (Kl)-Analyse sein.In the proposed motor vehicle battery, at least one processing unit is arranged within the housing on the cooling plate, wherein the processing unit executes applications for safety-critical systems of the vehicle. These safety-critical applications can include, in particular, so-called drive-by-wire, brake-by-wire, and steer-by-wire systems, driver assistance systems, especially for autonomous driving, and systems for artificial intelligence (AI) analysis.

Vorteilhaft lassen sich somit sicherheitsrelevante Komponenten des Fahrzeugs kompakt und gekühlt, insbesondere flüssigkeitsgefühlt, im crashgeschützten Bauraum der Batterie unterbringen.This allows safety-relevant components of the vehicle to be accommodated in a compact and cooled manner, particularly in a liquid-like manner, in the crash-protected space of the battery.

Dadurch können Vorteile in Bezug auf Bauraum, Gewicht und Kosten gegenüber herkömmlichen Anordnungen solcher Systeme im Fahrzeug erzielt werden.This can provide advantages in terms of installation space, weight and costs compared to conventional arrangements of such systems in the vehicle.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Kraftfahrzeugbatterie kann die Elektronikkomponente an einer ersten Flachseite der Kühlplatte angeordnet sein. So können Elektronikeinheiten wie die Recheneinheit flächig auf der Kühlplatte aufliegen und effizient gekühlt werden.According to an advantageous embodiment of the motor vehicle battery, the electronic component can be arranged on a first flat side of the cooling plate. This allows electronic units such as the computing unit to rest flatly on the cooling plate and be efficiently cooled.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Kraftfahrzeugbatterie kann das Batteriegehäuse als zerstörsicheres Gehäuse ausgebildet sein. Alternativ oder zusätzlich kann die Kraftfahrzeugbatterie in einem crashgeschützten Bauraum des Fahrzeugs angeordnet sein. Hochvoltbatterien werden üblicherweise crashgeschützt im Fahrzeug angeordnet. Dazu kann ein besonders steifes und zerstörsicheres Gehäuse beitragen, welches mechanische Lasten im Crashfall aufnehmen und möglicherweise sogar durchleiten kann. Komponenten im Gehäuse der Batterie sind auf diese Weise im Crashfall sicher und geschützt.According to an advantageous embodiment of the motor vehicle battery, the battery housing can be designed as a vandal-proof housing. Alternatively or additionally, the motor vehicle battery can be arranged in a crash-protected installation space of the vehicle. High-voltage batteries are typically arranged in the vehicle in a crash-protected manner. A particularly rigid and vandal-proof housing can contribute to this, as it can absorb and possibly even transmit mechanical loads in the event of a crash. Components in the battery housing are thus safe and protected in the event of a crash.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Kraftfahrzeugbatterie kann die Elektronikkomponente wenigstens eine Energieverteilungselektronik, insbesondere mit wenigstens einer Hochvolt-Energieverteilungseinheit und wenigstens einer Niedervolt-Energieverteilungseinheit, aufweisen. Günstigerweise können die Einheiten der Energieverteilungselektronik so auf der Kühlplatte angeordnet sein, wodurch sie effizient gekühlt werden können.According to an advantageous embodiment of the motor vehicle battery, the electronic component component at least one power distribution electronics unit, in particular with at least one high-voltage power distribution unit and at least one low-voltage power distribution unit. Advantageously, the units of the power distribution electronics can be arranged on the cooling plate, allowing them to be cooled efficiently.

Der Bereich der Niedervolt-Energieverteilungseinheit verteilt die Leitungen in den Peripheriebereich des Fahrzeugs. Ein weiterer DC/DC-Wandler kann zur Versorgung elektronischer Komponenten mit einer niedrigeren Versorgungsspannung, z.B. 12V, ebenfalls dort platziert werden. In diesem Bereich können auch die Sicherungen, vorteilhafterweise auf Halbleiterbasis, platziert werden.The low-voltage power distribution unit distributes the cables to the vehicle's peripherals. Another DC/DC converter can also be placed there to supply electronic components with a lower supply voltage, e.g., 12V. The fuses, preferably semiconductor-based, can also be placed in this area.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Kraftfahrzeugbatterie kann in dem Batteriegehäuse eine Kontaktierungseinrichtung angeordnet sein, womit der Batteriezellblock wenigstens mit der wenigstens einen Hochvolt-Energieverteilungseinheit elektrisch gekoppelt sein kann. Die Kontaktierungseinrichtung verbindet den Zellbauraum mit der auf der Oberseite des Zellbauraums und damit der Kühlplatte liegenden Hochvolt-Energieverteilungseinheit. Damit können beispielsweise Funktionen wie AC-Laden, Niedervolt-Wandlung sowie das Bereitstellen von Antriebsströmen günstig realisiert werden.According to an advantageous embodiment of the motor vehicle battery, a contacting device can be arranged in the battery housing, allowing the battery cell block to be electrically coupled to at least one high-voltage energy distribution unit. The contacting device connects the cell assembly space to the high-voltage energy distribution unit located on top of the cell assembly space and thus the cooling plate. This allows functions such as AC charging, low-voltage conversion, and the provision of drive currents to be implemented cost-effectively.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Kraftfahrzeugbatterie kann die wenigstens eine Niedervolt-Energieverteilungseinheit benachbart zu wenigstens einem seitlichen Rand und/oder wenigstens einer Ecke der Kühlplatte angeordnet sein. Die Niedervolt-Leistungsverteilungen können so dezentral an den Rändern und/oder Ecken der Kühlfläche platziert werden, um möglichst kurze Leitungslängen in die Peripherie des Fahrzeugs zu haben.According to an advantageous embodiment of the motor vehicle battery, the at least one low-voltage power distribution unit can be arranged adjacent to at least one lateral edge and/or at least one corner of the cooling plate. The low-voltage power distribution units can thus be placed decentrally at the edges and/or corners of the cooling surface in order to keep the cable lengths to the periphery of the vehicle as short as possible.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Kraftfahrzeugbatterie kann die Recheneinheit eine elektrische Versorgung durch die Niedervolt-Energieverteilungseinheit aufweisen. Die Stromversorgung der Recheneinheit kann direkt durch den gekoppelten Niedervolt-DC/DC-Wandler realisiert werden.According to an advantageous embodiment of the motor vehicle battery, the computing unit can be electrically supplied by the low-voltage power distribution unit. The power supply of the computing unit can be realized directly by the coupled low-voltage DC/DC converter.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Kraftfahrzeugbatterie kann die Elektronikkomponente Hochvolt-Leitungen und Niedervolt-Leitungen aufweisen, welche mit der Kühlplatte thermisch gekoppelt sind. Insbesondere können dabei die Hochvolt-Leitungen und Niedervolt-Leitungen als Stromschienen ausgebildet sein. Die Leitungen können ebenfalls an die Kühlung angebunden sein. Hochvolt-Kontaktierungen nach außen, beispielsweise zu den Antrieben, können beispielsweise über Stiftwannen realisiert werden.According to an advantageous embodiment of the motor vehicle battery, the electronic component can have high-voltage lines and low-voltage lines that are thermally coupled to the cooling plate. In particular, the high-voltage lines and low-voltage lines can be designed as busbars. The lines can also be connected to the cooling system. High-voltage contacts to the outside, for example to the drives, can be implemented via pin trays, for example.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Kraftfahrzeugbatterie kann die Elektronikkomponente wenigstens eine galvanisch gekoppelte Hochvolt/Niedervolt-Wandlung aufweisen. Insbesondere kann dabei die Recheneinheit eine elektrische Versorgung durch die galvanisch gekoppelte Hochvolt/Niedervolt-Wandlung aufweisen.According to an advantageous embodiment of the motor vehicle battery, the electronic component can have at least one galvanically coupled high-voltage/low-voltage converter. In particular, the computing unit can have an electrical supply via the galvanically coupled high-voltage/low-voltage converter.

Dadurch kann die Recheneinheit mit sehr hoher Energieeffizienz versorgt werden. Sensorik- und Kommunikationsschnittstellen in den Peripheriebereich des Fahrzeugs können potentialgetrennt ausgeführt werden und die Niedervolt-Leistungsverteilung in die Peripherie des Fahrzeugs kann über den galvanisch getrennten DC/DC-Wandler realisiert werden.This allows the computing unit to be supplied with very high energy efficiency. Sensor and communication interfaces to the vehicle's peripherals can be implemented in a potential-isolated manner, and low-voltage power distribution to the vehicle's peripherals can be realized via the galvanically isolated DC/DC converter.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Kraftfahrzeugbatterie kann der Batteriezellblock an einer zweiten Flachseite der Kühlplatte angeordnet sein, welcher der ersten Flachseite gegenüberliegt. So können sowohl der Batteriezellblock als auch die auf der ersten Flachseite angeordnete Elektronikkomponente effizient gekühlt werden. According to an advantageous embodiment of the motor vehicle battery, the battery cell block can be arranged on a second flat side of the cooling plate, which is opposite the first flat side. This allows both the battery cell block and the electronic component arranged on the first flat side to be efficiently cooled.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.Further advantages will become apparent from the following description of the drawings. The drawings illustrate an exemplary embodiment of the invention. The drawings, the description, and the claims contain numerous features in combination. Those skilled in the art will expediently consider the features individually and combine them into further meaningful combinations.

Dabei zeigen:

  • 1 eine schematische Draufsicht auf ein elektrisch betreibbares Fahrzeug mit einer Kraftfahrzeugbatterie, insbesondere einer Hochvoltbatterie, nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; und
  • 2 einen Längsschnitt durch das Fahrzeug mit der Kraftfahrzeugbatterie nach 1.
Showing:
  • 1 a schematic plan view of an electrically operable vehicle with a motor vehicle battery, in particular a high-voltage battery, according to an embodiment of the invention; and
  • 2 a longitudinal section through the vehicle with the vehicle battery 1 .

In den Figuren sind gleiche oder gleichartige Komponenten mit gleichen Bezugszeichen beziffert. Die Figuren zeigen lediglich Beispiele und sind nicht beschränkend zu verstehen.In the figures, identical or similar components are designated by the same reference numerals. The figures are merely examples and are not to be construed as limiting.

1 zeigt eine schematische Draufsicht auf ein elektrisch betreibbares Fahrzeug 200 mit einer Kraftfahrzeugbatterie 100, insbesondere einer Hochvoltbatterie, nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, während in 2 ein Längsschnitt durch das Fahrzeug 200 mit der Kraftfahrzeugbatterie 100 dargestellt ist. 1 shows a schematic plan view of an electrically operable vehicle 200 with a motor vehicle battery 100, in particular a high-voltage battery, according to an embodiment of the invention, while in 2 a longitudinal section through the vehicle 200 with the motor vehicle battery 100 is shown.

Das Fahrzeug 200 ist lediglich schematisch als rechteckförmiger Bauraum dargestellt, in welchem die ebenfalls schematisch dargestellte Kraftfahrzeugbatterie 100, ebenfalls als rechteckförmiger Bauraum, angeordnet ist.The vehicle 200 is shown only schematically as a rectangular installation space in which the motor vehicle battery 100, also shown schematically, is arranged, also as a rectangular installation space.

Die Kraftfahrzeugbatterie 100 umfasst ein Batteriegehäuse 10, in welchem wenigstens ein Batteriezellblock 12, eine Kühlplatte 14, und eine Elektronikkomponente 16 angeordnet sind. Das Batteriegehäuse 10 ist zerstörsicher ausgebildet, sodass die Kraftfahrzeugbatterie 100 als Hochvoltbatterie crashgeschützt im Fahrzeug 200 angeordnet ist. Dazu trägt das besonders steife und zerstörsichere Batteriegehäuse 10 bei, welches mechanische Lasten im Crashfall aufnehmen und möglicherweise sogar durchleiten kann. Alternativ oder zusätzlich kann die Kraftfahrzeugbatterie 100 in einem crashgeschützten Bauraum des Fahrzeugs 200 angeordnet sein. Komponenten im Batteriegehäuse 10 der Batterie 100 sind auf diese Weise im Crashfall sicher und geschützt.The motor vehicle battery 100 comprises a battery housing 10, in which at least one battery cell block 12, a cooling plate 14, and an electronic component 16 are arranged. The battery housing 10 is designed to be damage-resistant, so that the motor vehicle battery 100, as a high-voltage battery, is arranged in the vehicle 200 in a crash-protected manner. This is achieved by the particularly rigid and damage-resistant battery housing 10, which can absorb and possibly even transmit mechanical loads in the event of a crash. Alternatively or additionally, the motor vehicle battery 100 can be arranged in a crash-protected installation space of the vehicle 200. Components in the battery housing 10 of the battery 100 are thus safe and protected in the event of a crash.

In der Draufsicht in 1 ist das Fahrzeug 200 und das Batteriegehäuse 10 der Kraftfahrzeugbatterie 100 aufgeschnitten dargestellt.In the top view in 1 the vehicle 200 and the battery housing 10 of the motor vehicle battery 100 are shown cut open.

Die Elektronikkomponente 16 steht mit der Kühlplatte 14 in thermischer Verbindung und ist an einer ersten Flachseite 40 der Kühlplatte 14 angeordnet. Auch die Hochvolt-Leitungen 28 und Niedervolt-Leitungen 30 können vorteilhaft direkt mit der Kühlplatte 14 thermisch gekoppelt sein.The electronic component 16 is thermally connected to the cooling plate 14 and is arranged on a first flat side 40 of the cooling plate 14. The high-voltage lines 28 and low-voltage lines 30 can also advantageously be thermally coupled directly to the cooling plate 14.

Die Elektronikkomponente 16 umfasst die Recheneinheit 20 für sicherheitskritische Anwendungen, Energieverteilungselektronik 18, insbesondere mit wenigstens einer Hochvolt-Energieverteilungseinheit 22 und Niedervolt-Energieverteilungseinheiten 24, sowie Hochvolt-Leitungen 28 und Niedervolt-Leitungen 30. Die Hochvolt-Leitungen 28 und Niedervolt-Leitungen 30 können beispielsweise als Stromschienen ausgebildet sein und ebenfalls an die Kühlplatte 14 thermisch angebunden sein.The electronic component 16 comprises the computing unit 20 for safety-critical applications, energy distribution electronics 18, in particular with at least one high-voltage energy distribution unit 22 and low-voltage energy distribution units 24, as well as high-voltage lines 28 and low-voltage lines 30. The high-voltage lines 28 and low-voltage lines 30 can, for example, be designed as busbars and can also be thermally connected to the cooling plate 14.

Die Energieverteilungselektronik 18 sowie die zentrale Recheneinheit 20 des Fahrzeugs 200 sind so innerhalb des zerstörsicheren Batteriegehäuses 10 auf der Oberseite der Kühlplatte 14 der Fahrzeugbatterie 100 zentral platziert.The energy distribution electronics 18 and the central processing unit 20 of the vehicle 200 are thus centrally located within the vandal-proof battery housing 10 on the upper side of the cooling plate 14 of the vehicle battery 100.

Im Längsschnitt in 2 ist die Elektronikkomponente 16 der Übersichtlichkeit halber nicht als einzelne Einheiten sondern nur als gesamter Block dargestellt.In longitudinal section in 2 For the sake of clarity, the electronic component 16 is not shown as individual units but only as a complete block.

Der Batteriezellblock 12 ist, wie in 2 erkennbar, an einer zweiten Flachseite 42 der Kühlplatte 14 angeordnet, welcher der ersten Flachseite 40 gegenüberliegt,The battery cell block 12 is, as in 2 recognizable, arranged on a second flat side 42 of the cooling plate 14, which is opposite the first flat side 40,

Ferner ist in dem Batteriegehäuse 10 eine Kontaktierungseinrichtung 26 angeordnet, mittels welcher der Batteriezellblock 12 wenigstens mit der wenigstens einen Hochvolt-Energieverteilungseinheit 22 elektrisch gekoppelt ist. Die Kontaktierungseinrichtung 26 verbindet den Zellbauraum mit der auf der Oberseite des Zellbauraums und damit der Kühlplatte14 liegenden Hochvolt-Energieverteilungseinheit 22. Damit können beispielsweise Funktionen wie AC-Laden, Niedervolt-Wandlung sowie das Bereitstellen von Antriebsströmen günstig realisiert werden.Furthermore, a contacting device 26 is arranged in the battery housing 10, by means of which the battery cell block 12 is electrically coupled to at least one high-voltage energy distribution unit 22. The contacting device 26 connects the cell construction space to the high-voltage energy distribution unit 22 located on the upper side of the cell construction space and thus the cooling plate 14. This allows functions such as AC charging, low-voltage conversion, and the provision of drive currents to be implemented favorably.

Der Bereich der Niedervolt-Energieverteilungseinheit 24 verteilt die Leitungen in den Peripheriebereich des Fahrzeugs. Ein weiterer DC/DC-Wandler kann zur Versorgung elektronischer Komponenten mit einer niedrigeren Versorgungsspannung, z.B. 12V, ebenfalls dort platziert werden. In diesem Bereich können auch die Sicherungen, vorteilhafterweise auf Halbleiterbasis, platziert werden.The low-voltage power distribution unit 24 distributes the lines to the peripheral area of the vehicle. Another DC/DC converter can also be placed there to supply electronic components with a lower supply voltage, e.g., 12V. The fuses, advantageously semiconductor-based, can also be placed in this area.

Die Niedervolt-Energieverteilungseinheiten 24 können, wie in 1 erkennbar, günstigerweise benachbart zu einem seitlichen Rand 44, 45, 46, 47 und/oder einer Ecke 48, 49, 50, 51 der Kühlplatte 14 angeordnet sein. Damit können möglichst kurze Leitungslängen in die Peripherie realisiert werden. So ist eine Niedervolt-Energieverteilungseinheit 24 am Rand 47, eine weitere Energieverteilungseinheit 24 an der Ecke 51 und noch eine weitere Energieverteilungseinheit 24 an der Ecke 50 der Kühlplatte 14 angeordnet.The low-voltage power distribution units 24 can, as in 1 As can be seen, they are advantageously arranged adjacent to a lateral edge 44, 45, 46, 47 and/or a corner 48, 49, 50, 51 of the cooling plate 14. This allows the shortest possible cable lengths to the periphery to be realized. Thus, a low-voltage power distribution unit 24 is arranged at the edge 47, another power distribution unit 24 at the corner 51, and yet another power distribution unit 24 at the corner 50 of the cooling plate 14.

Die Recheneinheit 20 kann vorteilhaft eine elektrische Versorgung durch die Niedervolt-Energieverteilungseinheit 24 aufweisen.The computing unit 20 can advantageously have an electrical supply through the low-voltage energy distribution unit 24.

Die Elektronikkomponente 16 kann ferner wenigstens eine galvanisch gekoppelte Hochvolt/Niedervolt-Wandlung aufweisen.The electronic component 16 may further comprise at least one galvanically coupled high-voltage/low-voltage converter.

Dadurch kann die Recheneinheit 20 mit sehr hoher Energieeffizienz versorgt werden. Sensorik- und Kommunikationsschnittstellen in den Peripheriebereich des Fahrzeugs können potentialgetrennt ausgeführt werden und die Niedervolt-Leistungsverteilung in die Peripherie des Fahrzeugs kann über den galvanisch getrennten DC/DC-Wandler realisiert werden.This allows the computing unit 20 to be supplied with very high energy efficiency. Sensor and communication interfaces to the vehicle's peripherals can be designed with potential isolation, and low-voltage power distribution to the vehicle's peripherals can be realized via the galvanically isolated DC/DC converter.

Hochvolt- und Niedervolt-Energieverteilungseinheiten 22, 24 sowie die leistungsintensive Recheneinheit 20 für sicherheitskritische Funktionen benötigen aus Sicherheitsgründen crashgeschützte Bauräume und aus Effizienzgründen eine Flüssigkeitskühlung. In dem in den 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel der Kraftfahrzeugbatterie 100 können wesentliche sicherheitsrelevante Komponenten vorteilhaft kompakt und flüssigkeitsgekühlt im crashgeschützten Bauraum der Kraftfahrzeugbatterie 100 untergebracht werden.High-voltage and low-voltage power distribution units 22, 24 as well as the high-performance computing unit 20 for safety-critical functions require crash-protected installation spaces for safety reasons and liquid cooling for efficiency reasons. 1 and 2 In the illustrated embodiment of the motor vehicle battery 100, essential safety-relevant components can advantageously be compact and liquid-cooled be accommodated in the crash-protected installation space of the motor vehicle battery 100.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

1010
BatteriegehäuseBattery case
1212
BatteriezellblockBattery cell block
1414
Kühlplattecooling plate
1616
ElektronikkomponenteElectronic component
1818
EnergieverteilungselektronikPower distribution electronics
2020
RecheneinheitComputing unit
2222
Hochvolt-EnergieverteilungseinheitHigh-voltage power distribution unit
2424
Niedervolt-EnergieverteilungseinheitLow-voltage power distribution unit
2626
KontaktierungseinrichtungContacting device
2828
Hochvolt-LeitungHigh-voltage line
3030
Niedervolt-LeitungLow-voltage cable
4040
erste Flachseitefirst flat side
4242
zweite Flachseitesecond flat side
4444
Randedge
4545
Randedge
4646
Randedge
4747
Randedge
4848
EckeCorner
4949
EckeCorner
5050
EckeCorner
5151
EckeCorner
100100
KraftfahrzeugbatterieMotor vehicle battery
200200
Fahrzeugvehicle

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES CONTAINED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 10 2017 004 723 A1 [0003]DE 10 2017 004 723 A1 [0003]
  • DE 10 2017 008 165 A1 [0004]DE 10 2017 008 165 A1 [0004]
  • DE 10 2018 004 498 A1 [0005]DE 10 2018 004 498 A1 [0005]

Claims (10)

Kraftfahrzeugbatterie (100), insbesondere Hochvoltbatterie eines elektrisch betreibbaren Fahrzeugs (200), wenigstens umfassend ein Batteriegehäuse (10), in welchem wenigstens ein Batteriezellblock (12), eine Kühlplatte (14), und eine Elektronikkomponente (16) angeordnet sind, wobei die Elektronikkomponente (16) mit der Kühlplatte (14) in thermischer Verbindung steht, wobei die Elektronikkomponente (16) wenigstens eine Recheneinheit (20) für sicherheitskritische Anwendungen umfasst.A motor vehicle battery (100), in particular a high-voltage battery of an electrically operable vehicle (200), comprising at least one battery housing (10) in which at least one battery cell block (12), a cooling plate (14), and an electronic component (16) are arranged, wherein the electronic component (16) is in thermal communication with the cooling plate (14), wherein the electronic component (16) comprises at least one computing unit (20) for safety-critical applications. Kraftfahrzeugbatterie nach Anspruch 1, wobei die Elektronikkomponente (16) an einer ersten Flachseite (40) der Kühlplatte (14) angeordnet ist.Motor vehicle battery according to Claim 1 , wherein the electronic component (16) is arranged on a first flat side (40) of the cooling plate (14). Kraftfahrzeugbatterie nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Batteriegehäuse (10) als zerstörsicheres Gehäuse ausgebildet ist, und/oder wobei die Kraftfahrzeugbatterie in einem crashgeschützten Bauraum des Fahrzeugs (200) angeordnet ist.Motor vehicle battery according to Claim 1 or 2 , wherein the battery housing (10) is designed as a vandal-proof housing, and/or wherein the motor vehicle battery is arranged in a crash-protected installation space of the vehicle (200). Kraftfahrzeugbatterie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Elektronikkomponente (16) wenigstens eine Energieverteilungselektronik (18), insbesondere mit wenigstens einer Hochvolt-Energieverteilungseinheit (22) und wenigstens einer Niedervolt-Energieverteilungseinheit (24), aufweist.Motor vehicle battery according to one of the preceding claims, wherein the electronic component (16) has at least one energy distribution electronics unit (18), in particular with at least one high-voltage energy distribution unit (22) and at least one low-voltage energy distribution unit (24). Kraftfahrzeugbatterie nach Anspruch 4, wobei in dem Batteriegehäuse (10) eine Kontaktierungseinrichtung (26) angeordnet ist, womit der Batteriezellblock (12) wenigstens mit der wenigstens einen Hochvolt-Energieverteilungseinheit (22) elektrisch gekoppelt ist.Motor vehicle battery according to Claim 4 , wherein a contacting device (26) is arranged in the battery housing (10), with which the battery cell block (12) is electrically coupled at least to the at least one high-voltage energy distribution unit (22). Kraftfahrzeugbatterie nach Anspruch 4 oder 5, wobei die wenigstens eine Niedervolt-Energieverteilungseinheit (24) benachbart zu wenigstens einem seitlichen Rand (44, 45, 46, 47) und/oder wenigstens einer Ecke (48, 49, 50, 51) der Kühlplatte (14) angeordnet ist.Motor vehicle battery according to Claim 4 or 5 , wherein the at least one low-voltage energy distribution unit (24) is arranged adjacent to at least one lateral edge (44, 45, 46, 47) and/or at least one corner (48, 49, 50, 51) of the cooling plate (14). Kraftfahrzeugbatterie nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei die Recheneinheit (20) eine elektrische Versorgung durch die Niedervolt-Energieverteilungseinheit (24) aufweist.Motor vehicle battery according to one of the Claims 4 until 6 , wherein the computing unit (20) has an electrical supply through the low-voltage energy distribution unit (24). Kraftfahrzeugbatterie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Elektronikkomponente (16) Hochvolt-Leitungen (28) und Niedervolt-Leitungen (30) aufweist, welche mit der Kühlplatte (14) thermisch gekoppelt sind, insbesondere wobei die Hochvolt-Leitungen (28) und Niedervolt-Leitungen (30) als Stromschienen ausgebildet sind.Motor vehicle battery according to one of the preceding claims, wherein the electronic component (16) has high-voltage lines (28) and low-voltage lines (30) which are thermally coupled to the cooling plate (14), in particular wherein the high-voltage lines (28) and low-voltage lines (30) are designed as busbars. Kraftfahrzeugbatterie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Elektronikkomponente (16) wenigstens eine galvanisch gekoppelte Hochvolt/Niedervolt-Wandlung aufweist, insbesondere wobei die Recheneinheit (20) eine elektrische Versorgung durch die galvanisch gekoppelte Hochvolt/Niedervolt-Wandlung aufweist.Motor vehicle battery according to one of the preceding claims, wherein the electronic component (16) has at least one galvanically coupled high-voltage/low-voltage converter, in particular wherein the computing unit (20) has an electrical supply through the galvanically coupled high-voltage/low-voltage converter. Kraftfahrzeugbatterie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Batteriezellblock (12) an einer zweiten Flachseite (42) der Kühlplatte (14) angeordnet ist, welcher der ersten Flachseite (40) gegenüberliegt.Motor vehicle battery according to one of the preceding claims, wherein the battery cell block (12) is arranged on a second flat side (42) of the cooling plate (14), which is opposite the first flat side (40).
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