Die Erfindung betrifft ein Batteriesystem zum modularen Anordnen von Batteriemodulen und ein Batteriemodul.

In vielen elektrischen bzw. elektronischen Geräten, bzw. in der Peripherie dieser Geräte, werden elektrochemische Batteriezellen in Batteriemodulen verwendet. Derartige Batteriemodule werden insbesondere in einer Vielzahl von Batteriesystemen für zentrale und dezentrale Stromversorgungen, beispielsweise in Verbindung mit Photovoltaikanlagen, in Transportmitteln, wie beispielsweise in Autos, Flugzeugen, Booten, oder in einer Vielzahl von weiteren portablen elektrischen bzw. elektronischen Geräten, wie beispielsweise in Mobiltelefonen oder in Computern, verwendet. Die Batteriesysteme können auch als sogenannte Batteriepacks oder Akkupacks ausgebildet sein und zur Stromversorgung der zuvor beschriebenen Geräte eingesetzt werden.

Die Batteriesysteme sind meist aus mehreren elektrisch in Reihe und/oder parallel verschalteten Batteriemodulen aufgebaut, welche wiederum aus mehreren Batteriezellen aufgebaut sind. Bei einer Verwendung als Energiespeicher in Verbindung mit erneuerbaren Energiequellen, liegt die Betriebsspannung üblicherweise im Niedervoltbereich zwischen 12, 24 und 48 Volt Gleichspannung. Zum Betrieb von Wechselstromverbrauchern kann ein Wechselrichter die Gleichspannung in eine Wechselspannung, zum Beispiel in 230 Volt, 50 Hz, umwandeln. Auch bei Elektrofahrzeugen, wie beispielsweise Elektrorollern, liegt die Betriebsspannung üblicherweise im Niedervoltbereich.

Beispielsweise beschreibt die WO 2018/059267 A1 ein Batteriesystem, das durch mehrere übereinander angeordnete Batteriemodule aufgebaut werden kann. Die Leistungsleitungen eines Batteriemoduls sind aus diesem herausgeführt, um mit den benachbarten Modulen elektrisch verbunden werden zu können.

Weiterhin beschreibt die EP 3 288 353 A2 ein Batteriesystem zum modularen Anordnen von Batteriemodulen in einem Batteriemodulstapel. In der EP 3 288 353 A2 sind die Kontakte der einzelnen Batteriemodule an einer Gehäuseoberseite und einer Gehäuseunterseite angeordnet und können über Verbindungsmodule miteinander verbunden werden, wenn die Batteriemodule in dem Batteriemodulstapel angeordnet sind.

Weiterhin beschreiben die WO 2010/124562 A1, WO 2008/144994 A1, US 5,737,189 A, EP 2 612 386 B1 und US 2001/026306 A1 Anordnungen von Batteriemodulen und deren Verschaltung mittels Verbindungselementen, wie beispielsweise mit Bändern, Schienen, Brücken, Kabeln, usw.

Bei den aus dem Stand der Technik bekannten Batteriesystemen werden die einzelnen Batteriemodule oftmals aufeinander gestapelt und tragen sich selbst, oder die Batteriemodule werden in Gestelle eingebracht, die eigens für die Batteriemodule angefertigt wurden und auch oft als Racks oder Batterieracks bezeichnet werden. Da es bislang zur Anordnung von Batteriemodulen keine allgemeinverbindlichen Regelwerke, bzw. Normen, gibt, haben sich zahlreiche Konstruktionen ergeben, bei denen Batteriemodule mit mehr oder weniger Aufwand angeordnet und verschaltet werden, wie es beispielsweise in dem zuvor genannten Stand der Technik beschrieben ist. Jedoch ist oftmals zur Anordnung und Verschaltung von Batteriemodulen ein hoher Montageaufwand nötig. Auch werden oftmals zur Montage viele Anbauteile benötigt, die einer kostengünstigen Montage entgegenstehen. Weiterhin sind die Verschaltungsmöglichkeiten der Batteriemodule bei den aus dem Stand der Technik bekannten Batteriesystemen begrenzt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein verbessertes Batteriesystem mit einfach anzuordnenden und miteinander zu verschaltenden Batteriemodulen bereitzustellen.

Diese Aufgabe wird durch ein Batteriesystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Danach wird ein Batteriesystem zum modularen Anordnen von Batteriemodulen bereitgestellt, aufweisend: eine Vielzahl von Batteriemodulen, wobei die Vielzahl zumindest ein erstes Batteriemodul und ein zweites Batteriemodul aufweist, die angepasst sind zum aneinander Anordnen in einer Batteriemodulanordnung, wobei das erste Batteriemodul und das zweite

Batteriemodul jeweils ein Gehäuse aufweisen mit einem ersten Durchgangskontakt und einem zweiten Durchgangskontakt, wobei der erste Durchgangskontakt und der zweite Durchgangskontakt jeweils an einer Oberseite und an einer Unterseite der jeweiligen Gehäuse angeordnet sind; und wobei in einer ersten Konfiguration der erste Durchgangskontakt des ersten

Batteriemoduls angepasst ist mit dem ersten Durchgangskontakt des zweiten Batteriemoduls und der zweite Durchgangskontakt des ersten Batteriemoduls angepasst ist mit dem zweiten Durchgangskontakt des zweiten Batteriemoduls verbindbar zu sein, und in einer zweiten Konfiguration der erste Durchgangskontakt des ersten Batteriemoduls angepasst ist mit dem zweiten Durchgangskontakt des zweiten Batteriemoduls verbindbar zu sein und der zweite Durchgangskontakt des ersten Batteriemoduls von dem ersten Durchgangskontakt des zweiten Batteriemoduls isolierbar zu sein.

Das Batteriesystem kann hierein auch als eine Anordnung von zwei oder mehr Batteriemodule verstanden werden und mindestens zwei Batteriemodule aufweisen, die gleichartig oder identisch ausgestaltet sein können. In Beispielen kann das Batteriesystem eine Vielzahl von gleichartigen oder identisch ausgestalteten Batteriemodulen aufweisen. Weiterhin kann das Batteriesystem in Beispielen Anbauteile zur Anordnung der Batteriemodule aufweisen und Anschlusskontakte aufweisen, die mit den Durchgangskontakten der Batteriemodule verbunden sind. Beispielsweise kann unter dem Begriff „aneinander Anordnen“ ein Anordnen der Batteriemodule übereinander in einem Batteriemodulstapel verstanden werden. In Beispielen können die Batteriemodule auch nebeneinander angeordnet sein.

Die verwendeten Batteriemodule können gleichartig oder identisch ausgestaltet sein, beispielsweise gleichartige oder identische Gehäuse aufweisen, oder gleichartige oder identische Merkmale aufweisen, zum modularen Anordnen der Gehäuse. Beispielsweise können sich die Gehäusehöhen in Abhängigkeit der Anzahl, der in den Gehäusen befindlichen Batteriezellen voneinander unterscheiden. Hierin kann der Begriff „Batteriezelle“ dazu verwendet werden, um eine „galvanische Zelle“ zu bezeichnen. Die galvanische Zelle kann eine einzelne Primär- oder Sekundärzelle sein, die als Speicher für elektrische Energie auf elektrochemischer Basis dienen kann.

Die Gehäuse der verwendeten Batteriemodule können beispielsweise rechteckig ausgestaltet sein, um bei einer optimalen Ausnutzung des zur Verfügung stehenden Einbauraums gut stapelbar zu sein. In Beispielen können die Gehäuse, abhängig von dem zur Verfügung stehenden Einbauraum auch anders ausgestaltet sein. Beispielsweise können die Gehäuse auch zylindrisch oder mehreckig, beispielsweise mit mehr als vier Ecken ausgestaltet sein, oder als Mischform mit Rundungen und Ecken ausgestaltet sein.

Der Begriff „Durchgangskontakt“ kann hierin verwendet werden, um einen Kontakt des Batteriemoduls zu bezeichnen, beispielsweise einen Pluspol oder einen Minuspol der in dem Batteriemodul angeordneten und verschalteten Batteriezellen. Die Durchgangskontakte sind jeweils an der Oberseite und an der Unterseite des Gehäuses angeordnet. Beispielsweise können die Durchgangskontakte schienenförmig ausgestaltet sein und gerade in einem rechten Winkel zur Oberseite und Unterseite des Gehäuses durch das Gehäuse verlaufen und jeweils einen Kontaktbereich der Durchgangskontakte, der auch als Kontaktabschnitt oder Kontaktfläche bezeichnet werden kann, auf jeweils einer gegenüberliegenden Gehäuseoberfläche auf der Oberseite und der Unterseite angeordnet sein. Die Kontaktbereiche eines Kontaktabschnitts können auf der Oberseite und der Unterseite gleich weit zu den jeweiligen Gehäuseseiten auf den gegenüberliegenden Oberflächen beabstandet auf den Oberflächen angeordnet sein. Beispielsweise können die Kontaktbereiche scheibenförmig ausgestaltet sein und in den Oberflächen des Gehäuses eingebettet sein und/oder zumindest bereichsweise über die Oberflächen hervorstehen. In Beispielen können die Kontaktbereiche als Kontaktfedern ausgeführt sein, um eine sichere elektrische Kontaktierung zu ermöglichen.

Für die erste und zweite Konfiguration können die Batteriemodule direkt aufeinander angeordnet, bzw. gestapelt werden, so dass die Seiten der Gehäuse der Batteriemodule in einer Flucht miteinander liegen. Beispielsweise können die Batteriemodule in einem Gestell oder in einem Ständer entsprechend angeordnet werden, oder ohne Ständer oder Gestell direkt aufeinander angeordnet werden.

In der ersten Konfiguration der Batteriemodule ist der erste Durchgangskontakt des ersten Batteriemoduls angepasst mit dem ersten Durchgangskontakt des zweiten Batteriemoduls verbindbar zu sein und der zweite Durchgangskontakt des ersten Batteriemoduls ist angepasst mit dem zweiten Durchgangskontakt des zweiten Batteriemoduls verbindbar zu sein.

In der ersten Konfiguration können sich durch das beispielhafte Anordnen der Batteriemodule aufeinander, die jeweiligen ersten Durchgangskontakte und die jeweiligen zweiten Durchgangskontakte miteinander verbinden, um hierdurch eine Parallelschaltung der derart angeordneten Batteriemodule zu ermöglichen. Weiterhin können in der ersten Konfiguration auch noch weitere Batteriemodule mit dem ersten und zweiten Batteriemodul angeordnet, beispielsweise gestapelt werden, wobei jeweils die ersten Durchgangskontakte der Batteriemodule miteinander verbindbar sind und die zweiten Durchgangskontakte der Batteriemodule miteinander verbindbar sind.

In der zweiten Konfiguration der Batteriemodule ist der erste Durchgangskontakt des ersten Batteriemoduls angepasst mit dem zweiten Durchgangskontakt des zweiten Batteriemoduls verbindbar zu sein und der zweite Durchgangskontakt des ersten Batteriemoduls ist angepasst von dem ersten Durchgangskontakt des zweiten Batteriemoduls isolierbar zu sein.

Die zweite Konfiguration kann sich beispielsweise von der ersten Konfiguration dadurch unterscheiden, dass die verwendeten Batteriemodule alternierend zueinander um 180° horizontal verdreht angeordnet sein können, um eine Reihenschaltung der derart angeordneten Batteriemodule zu ermöglichen. Hierdurch kann durch eine geeignete Ausgestaltung der Durchgangskontakte, der erste Durchgangskontakt mit dem zweiten Durchgangskontakt, durch ein Anordnen der Batteriemodule aneinander, beispielsweise übereinander, miteinander verbunden werden. In der zweiten Konfiguration kann beispielsweise der erste Durchgangskontakt eines Batteriemoduls über dem zweiten Durchgangskontakt eines anderen Batteriemoduls angeordnet sein.

Weiterhin kann in der zweiten Konfiguration der zweite Durchgangskontakt des ersten Batteriemoduls von dem ersten Durchgangskontakt des zweiten Batteriemoduls isoliert sein. Die Begriffe „isolierbar“ oder „isoliert“ können hierein verwendet werden, um zu beschreiben, dass der zweite Durchgangskontakt des ersten Batteriemoduls mit dem ersten Durchgangskontakt des zweiten Batteriemoduls nicht elektrisch verbunden ist, bzw. galvanisch von dem ersten Durchgangskontakt des zweiten Batteriemoduls isoliert sein kann.

Weiterhin können in der zweiten Konfiguration auch noch weitere Batteriemodule mit dem ersten und zweiten Batteriemodul angeordnet, beispielsweise gestapelt werden, wobei jeweils ein erster und ein zweiter Durchgangskontakt, bzw. ein zweiter und ein erster Durchgangskontakt, von zwei Batteriemodulen miteinander verbindbar sind und gleichzeitig die zugehörigen zweiten und ersten Durchgangskontakte, bzw. ersten und zweiten Durchgangskontakte voneinander isolierbar sind. Die Vielzahl von verwendeten Batteriemodule kann hierfür alternierend zueinander um 180° horizontal verdreht angeordnet sein, um eine Reihenschaltung der derart angeordneten Batteriemodule zu ermöglichen.

Beispielsweise kann durch eine asymmetrische Anordnung der ersten und zweiten Durchgangskontakte, bzw. der Kontaktbereiche an den Durchgangskontakten, die auf den gegenüberliegenden Gehäuseoberflächen auf der Oberseite und Unterseite angeordnet sind, derartige erste und zweite Konfigurationen erzeugt werden. Hierbei kann unter einer asymmetrischen Anordnung eine Anordnung der ersten und zweiten Durchgangskontakte oder der Kontaktbereiche der Durchgangskontakte bezüglich einer Mittellinie verstanden werden. Die Mittellinie kann eine Mittelsenkrechte in der Fläche der Oberseite und Unterseite der Gehäuse sein. Die ersten und zweiten Durchgangskontakte oder die Kontaktbereiche der Durchgangskontakte können überlappungsfrei von der Mittellinie angeordnet sein. Auch kann der zweite Durchgangskontakt der Batteriemodule auf der Oberseite oder der Unterseite zumindest einen weiteren Kontaktbereich aufweisen, der elektrisch leitend mit dem Kontaktbereich und benachbart zu dem Kontaktbereich angeordnet ist. Alternativ kann der zweite Durchgangskontakt der Batteriemodule auf der Oberseite oder der Unterseite auch einen vergrößerten Kontaktbereich aufweisen, der auf der Oberseite oder der Unterseite angeordnet ist, zum Verbinden des ersten Durchgangskontakts des ersten Batteriemoduls mit dem zweiten Durchgangskontakt des zweiten Batteriemoduls in der zweiten Konfiguration. Unter dem Begriff „vergrößerter Kontaktbereich“ kann ein Kontaktbereich verstanden werden, mit dem ein elektrischer Kontakt über einen größeren Bereich hergestellt werden kann, als beispielsweise mit dem Kontaktbereich des ersten Durchgangskontakts.

Vorteilhaft ergibt sich durch die Möglichkeit des Anordnens in den verschiedenen Konfigurationen ein modular skalierbares Batteriesystem, das den jeweiligen Anforderungen hinsichtlich Strom- und Spannung sehr einfach angepasst und gewartet werden kann. Die Kontaktierung der beschriebenen Batteriemodule ist weiterhin sehr einfach und kostengünstig und der Einsatz weiterer Stromschienen oder Kabel zum elektrischen Verbinden der Batteriemodule entfällt. Weiter vorteilhaft sind mit einem gleichen Batteriemodultyp auf einfache Weise sowohl Reihen- als auch Parallelschaltungen realisierbar.

In einem Beispiel weist der erste Durchgangskontakt der Batteriemodule jeweils auf der Oberseite und der Unterseite des Gehäuses gegenüberliegend voneinander angeordnete, elektrisch leitend miteinander verbundene Kontaktbereiche auf.

Die Kontaktbereiche des ersten Durchgangskontakts können jeweils gleich weit beabstandet zu den Gehäuseseiten auf den gegenüberliegenden Oberflächen des Gehäuses untereinander angeordnet sein, so dass wenn gleichartig ausgestaltete Batteriemodule aneinander angeordnet, beispielsweise aufeinandergestapelt werden, die Kontaktbereiche des ersten Durchgangskontakts miteinander verbunden sind. In einem Beispiel weist der zweite Durchgangskontakt der Batteriemodule jeweils auf der Oberseite und der Unterseite gegenüberliegend voneinander angeordnete, elektrisch leitend miteinander verbundene Kontaktbereiche auf, und wobei auf der Oberseite oder der Unterseite zumindest ein weiterer Kontaktbereich elektrisch leitend mit dem Kontaktbereich des zweiten Durchgangskontakts und benachbart zu dem Kontaktbereich des zweiten Durchgangskontakts angeordnet ist, oder ein vergrößerter Kontaktbereich des zweiten Durchgangskontakts auf der Oberseite oder der Unterseite angeordnet ist.

Der weitere Kontaktbereich des zweiten Durchgangskontakts auf der Oberseite oder der Unterseite kann dem Kontaktbereich bezüglich der Mittellinie gegenüber liegen und kann zu der Mittellinie den gleichen Abstand haben, wie auch der Kontaktbereich.

Alternativ hierzu ist ein vergrößerter Kontaktbereich auf der Oberseite oder der Unterseite angeordnet, zum Verbinden des ersten Durchgangskontakts des ersten Batteriemoduls mit dem zweiten Durchgangskontakt des zweiten Batteriemoduls in der zweiten Konfiguration. Beispielsweise kann sich der vergrößerte Kontaktbereich über die Mittellinie hinweg erstrecken.

In einem Beispiel sind der erste Durchgangskontakt und der zweite Durchgangskontakt symmetrisch um eine gemeinsame Mitte angeordnet, und bevorzugt jeweils in einem Bereich der Seitenflächen des Gehäuses angeordnet.

Vorteilhaft können die Durchgangskontakte jeweils an den Seitenflächen, die auch als Seiten der Gehäuse bezeichnet werden können, angeordnet sein. Eine derartige Anordnung ermöglicht ein einfacheres Stapeln der Batteriemodule aufeinander. In weiteren Beispielen können die Durchgangskontakte auch in anderen Bereichen der Gehäuse angeordnet sein. Beispielsweise können die Durchgangskontakte eines Batteriemoduls um eine Mitte des Gehäuses auf einer beliebigen Gehäuseseite angeordnet sein, um ein Anordnen der Batteriemodule übereinander, nebeneinander oder hintereinander zu ermöglichen.

In einem Beispiel sind der erste Durchgangskontakt und der zweite Durchgangskontakt bezüglich einer Mittellinie, insbesondere einer Mittelsenkrechten, durch die Flächen der Oberseite und Unterseite des Gehäuses beabstandet und überlappungsfrei von der Mittellinie angeordnet. Wie bereits zuvor beschrieben, kann durch eine asymmetrische Anordnung der ersten und zweiten Durchgangskontakte, bzw. der Kontaktbereiche an den Durchgangskontakten, die auf den gegenüberliegenden Gehäuseoberflächen auf der Ober- und Unterseite angeordnet sind, eine derartige Anordenbarkeit in der ersten und zweiten Konfigurationen ermöglicht werden.

In diesem Beispiel kann die asymmetrische Anordnung durch das beabstandete und überlappungsfreie Anordnen von der Mittellinie ermöglicht werden.

In einem Beispiel sind in der ersten Konfiguration die Batteriemodule mit den jeweiligen ersten und zweiten Durchgangskontakten übereinander angeordnet und in der zweiten Konfiguration sind die Batteriemodule relativ zueinander horizontal verdreht übereinander angeordnet.

Vorteilhaft können hierdurch, lediglich durch das gezielte Ausrichten der Batteriemodule übereinander, die Batteriemodule in einer Parallel- oder einer Reihenschaltung miteinander elektrisch verbunden werden. Beispielsweise können für eine Reihenschaltung die Batteriemodule, mit ihren ersten und zweiten Durchgangskontakten gleich ausgerichtet, übereinander gestapelt werden. Für eine Parallelschaltung können die Batteriemodule, mit ihren ersten und zweiten Durchgangskontakten jeweils horizontal verdreht zueinander, alternierend ausgerichtet, übereinander gestapelt werden. In einem Beispiel sind in der zweiten Konfiguration die Batteriemodule relativ zueinander horizontal um 180° verdreht übereinander angeordnet. Weiterhin können in Beispielen Mischformen aus einer Reihen- und Parallelschaltung realisiert werden. Beispielsweise können mehrere Module in Reihe geschaltet werden, die dann parallel mit weiteren Modulen verschaltet werden können.

In einem Beispiel weist zumindest einer der Durchgangskontakte zumindest einen Flachkontakt, insbesondere einen stoßgeschützten Flachkontakt, einen federgelagerten Kontakt, oder einen Steckkontakt auf, wobei der Flachkontakt angepasst ist durch ein Ineinander- und/oder Aneinanderschieben von zumindest zwei Batteriemodulen einen korrespondierenden Flachkontakt an einem korrespondierenden Batteriemodul elektrisch zu kontaktieren.

Vorteilhaft können an den Kontaktbereichen der Durchgangskontakte, oder anderweitig mit den Durchgangskontakten elektrisch verbunden, jeweils ein Flachkontakt, ein federgelagerter Kontakt, oder ein Steckkontakt angeordnet sein. Hierdurch kann für eine Vielzahl von möglichen Anwendung eine geeignete Kontaktierung der Batteriemodule ermöglicht werden. Beispielsweise können in Anwendungen, in denen Vibrationen auftreten federgelagerte Kontakte verwendet werden, um eine vibrationsbeständige Kontaktierung zu ermöglichen. Auch kann durch eine Anordnung mittels korrespondierender Steckkontakte eine zuverlässige elektrische Kontaktierung ermöglicht werden. Weiter vorteilhaft können Batteriemodule mit den zuvor beschriebenen Flachkontakten hot-plug- fähig ausgestaltet sein, um durch ein Ineinander- und/oder Aneinanderschieben, auch während dem laufenden Betrieb, untereinander austauschbar zu sein. Hierdurch kann weiterhin die Montage erleichtert werden und eine zuverlässige elektrische Kontaktierung ermöglicht werden.

In einem Beispiel sind an den jeweiligen Oberseiten und Unterseiten der Gehäuse korrespondierende Verbindungselemente angeordnet, insbesondere korrespondierende Verbindungselemente einer Nut-Feder Verbindung, zum Fixieren von zumindest zwei Gehäusen miteinander, oder zum Ineinanderschieben von zumindest zwei Gehäusen.

Vorteilhaft kann durch den Einsatz von korrespondierenden Verbindungselementen das Verbinden und Ausrichten der Gehäuse zueinander vereinfacht werden.

In einem Beispiel weisen die Gehäuse von zumindest zwei Batteriemodulen aus der Vielzahl von Batteriemodulen unterschiedliche Geometrien auf, insbesondere unterschiedliche Höhen, Breiten und/oder Tiefen.

Die Geometrien der Gehäuse können sich in Abhängigkeit von der Anzahl der in den Gehäusen angeordneten Batteriezellen voneinander unterscheiden. Beispielsweise können somit Batteriespeicher mit unterschiedlichen Größen, beziehungsweise Speichervolumen, miteinander verbunden werden.

In einem Beispiel weisen die Batteriemodule jeweils einen ersten Signalkontakt und einen zweiten Signalkontakt an der Oberseite und an der Unterseite der jeweiligen Gehäuse auf.

Vorteilhaft können die Signalkontakte gleichartig aufgebaut und angeordnet sein, wie bereits die zuvor beschriebenen Durchgangskontakte. Mittels der Signalkontakte können beispielsweise Signale für ein Batteriemanagementsystem zwischen den Batteriemodulen verschickt werden. In einem Beispiel sind der erste Durchgangskontakt und der zweite Durchgangskontakt als Plus- und Minuspol zumindest eines Batteriemoduls aus der Vielzahl von Batteriemodulen ausgebildet.

In einem Beispiel weist das Batteriesystem ein drittes Batteriemodul auf, wobei in der ersten Konfiguration der erste Durchgangskontakt des dritten Batteriemoduls angepasst ist mit dem ersten Durchgangskontakt des ersten und/oder zweiten Batteriemoduls verbindbar zu sein und der zweite Durchgangskontakt des dritten Batteriemoduls angepasst ist mit dem zweiten Durchgangskontakt des ersten und/oder zweiten Batteriemoduls verbindbar zu sein, und in einer zweiten Konfiguration der erste Durchgangskontakt des dritten Batteriemoduls angepasst ist von dem zweiten Durchgangskontakt des zweiten Batteriemoduls isolierbar zu sein und der zweite Durchgangskontakt des dritten Batteriemoduls angepasst ist mit dem ersten Durchgangskontakt des zweiten Batteriemoduls verbindbar zu sein.

Vorteilhaft können in dem Batteriesystem auch mehr als zwei Batteriemodule angeordnet und verschaltet sein.

In einem Beispiel weist das Batteriesystem zumindest ein Batteriemanagementmodul auf. Beispielsweise kann das Batteriemanagementmodul, wie die zuvor beschriebenen Batteriemodule, Durchgangs- und/oder Signalkontakte aufweisen, zum modularen Anordnen mit zumindest einem Batteriemodul in der Batteriemodulanordnung. Hierbei kann das Batteriemanagementmodul für das Management der in der Batteriemodulanordnung verschalteten Batteriemodule im Hinblick auf die Ladung und Entladung und die Sicherheit sowie für die Leistungsausgabe der verschalteten Batteriemodule verantwortlich sein.

Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Batteriemodul zum modularen Anordnen in einem Batteriesystem, insbesondere in einem hierin beschriebenen Batteriesystem, aufweisend: ein Gehäuse mit einem ersten Durchgangskontakt und einem zweiten Durchgangskontakt, wobei der erste Durchgangskontakt und der zweite Durchgangskontakt jeweils an einer Oberseite und an einer Unterseite des Gehäuses angeordnet sind, und wobei der erste Durchgangskontakt und der zweite Durchgangskontakt bezüglich einer Mittellinie, insbesondere einer Mittelsenkrechten, durch die Fläche der Ober- und Unterseite des Gehäuses beabstandet und überlappungsfrei von der Mittellinie zueinander angeordnet sind. In einem Beispiel weist der erste Durchgangskontakt jeweils auf der Oberseite und der Unterseite des Gehäuses gegenüberliegend voneinander angeordnete, elektrisch leitend miteinander verbundene Kontaktbereiche auf; und der zweite Durchgangskontakt weist jeweils auf der Oberseite und der Unterseite gegenüberliegend voneinander angeordnete, elektrisch leitend miteinander verbundene Kontaktbereiche auf, und wobei auf der Oberseite oder der Unterseite zumindest ein weiterer Kontaktbereich elektrisch leitend mit dem Kontaktbereich des zweiten Durchgangskontakts und benachbart zu dem Kontaktbereich des zweiten Durchgangskontakts angeordnet ist, oder ein vergrößerter Kontaktbereich des zweiten Durchgangskontakts auf der Oberseite oder der Unterseite angeordnet ist.

Der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke soll nachfolgend anhand von in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1A, 1 B schematische Ansichten aus dem Stand der Technik bekannter

Batteriesysteme;

Fig. 2 eine schematische Ansicht eines Batteriemoduls gemäß einer

Ausführungsform;

Fig. 3 eine schematische Ansicht eines Batteriesystems mit parallel geschalteten Batteriemodulen gemäß einer Ausführungsform;

Fig. 4 eine schematische Ansicht eines Batteriesystems mit in Reihe geschalteter Batteriemodule gemäß einer Ausführungsform; und

Fig. 5 eine schematische Ansicht eines Batteriesystems mit in Reihe geschalteter Batteriemodule gemäß weiterer Ausführungsformen.

Die Figuren 1A und 1B zeigen schematische Ansichten aus dem Stand der Technik bekannter Batteriesysteme 101. Figur 1A zeigt eine schematische Ansicht einer Anordnung von Batteriemodulen 103A - 103C in Parallelschaltung. In Figur 1 B wird eine Anordnung von Batteriemodulen 103A - 103C in Reihenschaltung gezeigt. Die Batteriemodule 103A - 103C sind aufeinander gestapelt und die Kontakte der Batteriemodule 103A - 103C, die als Pluspol + und Minuspol - gezeigt sind, befinden sich in Blickrichtung von vorne an den einzelnen Batteriemodulen 103A - 103C.

Abhängig von der gewünschten Schaltung werden im Stand der Technik die gezeigten Pluspole + und/oder Minuspole - mit Verbindungselementen, wie beispielsweise mit Bändern, Schienen, Brücken, oder Kabeln untereinander verbunden. Die Verbindungselemente werden in den Figuren 1A und 1 B beispielhaft durch Linien zwischen den Polen +/- dargestellt.

Allerdings ist, wie bereits zuvor beschreiben, für die Montage der in den Figuren 1A und 1B gezeigten Batteriesysteme 101 ein hoher Aufwand für die Verschaltung der Batteriemodule 103A - 103C untereinander notwendig.

Figur 2 zeigt eine schematische Ansicht eines Batteriemoduls 3A gemäß einer Ausführungsform.

Zur verbesserten Darstellung sind zwei gegenüberliegende Seitenflächen des Gehäuses 5 mit dem ersten Durchgangskontakt 7A und dem zweiten Durchgangskontakt 7B nochmals als Draufsicht links und rechts von dem Gehäuse 5 gezeigt. Bei den links und rechts von dem Gehäuse 5 gezeigten Darstellungen handelt sich um eine „aufgeklappte“ Darstellung der Seitenfläche des Gehäuses 5. In der gezeigten Ausführungsform ist der erste Durchgangskontakt 7A als Pluspol + ausgebildet und der zweite Durchgangskontakt 7B ist als Minuspol - ausgebildet.

Der erste Durchgangskontakt 7A und der zweite Durchgangskontakt 7B sind jeweils an einer Oberseite 9A und an einer Unterseite 9B des Gehäuses 5 angeordnet. Weiterhin wird in Figur 2 gezeigt, dass der erste Durchgangskontakt 7A und der zweite Durchgangskontakt 7B bezüglich einer Mittellinie, die in Figur 2 als gestrichelte Linie gezeigt ist und durch die Fläche der Oberseite 9A und der Unterseite 9B des Gehäuses 5 verläuft, beabstandet und überlappungsfrei von der Mittellinie gegenüberliegend zueinander angeordnet sind.

Der erste Durchgangskontakt 7A ist jeweils auf der Oberseite 9A und der Unterseite 9B des Gehäuses 5 gegenüberliegend voneinander angeordnet und weist elektrisch leitend miteinander verbundene Kontaktbereiche 11A, 11 B auf. Der zweite Durchgangskontakt 7B ist auch jeweils auf der Oberseite 9A und der Unterseite 9B des Gehäuses 5 gegenüberliegend voneinander angeordnet und weist elektrisch leitend miteinander verbundene Kontaktbereiche 13A - 13C auf. Wie in Figur 2 gezeigt, ist auf der Oberseite 9A ein weiterer Kontaktbereich 13B elektrisch leitend mit dem Kontaktbereich 13A auf der Oberseite 9A und benachbart zu dem Kontaktbereich 13A auf der Oberseite 9A angeordnet. Wie gezeigt, liegt der weitere Kontaktbereich 13B auf der Oberseite 9A dem Kontaktbereich 13A an der gestrichelt eingezeichneten Mittellinie gegenüber und kann zu der Mittellinie den gleichen Abstand haben, wie der Kontaktbereich 13A.

Die in Figur 2 gezeigten Kontaktbereiche 11 A, 11 B, 13A - 13C sind beispielhaft als Steckkontakte gezeigt.

Figur 3 zeigt eine schematische Ansicht eines Batteriesystems 1 mit parallel geschalteten Batteriemodulen 3A, 3B gemäß einer Ausführungsform.

In der in Figur 3 gezeigten Ausführungsform wird das Batteriesystem 1 als eine Anordnung von zwei übereinander gestapelter gleichartiger oder identischer Batteriemodule 3A, 3B vom selben Typ gezeigt. Die in Figur 3 gezeigten Batteriemodule 3A, 3B können dem bereits zuvor in Figur 2 gezeigten Batteriemodul entsprechen.

In Figur 3 wird eine Anordnung der Batteriemodule 3A, 3B in der ersten Konfiguration gezeigt.

Wie gezeigt, sind die Batteriemodule 3A, 3B direkt aufeinander angeordnet, bzw. gestapelt, so dass die Seiten der Gehäuse 5 der Batteriemodule 3A, 3B in einer Flucht miteinander liegen. In der gezeigten ersten Konfiguration ist der erste Durchgangskontakt 7A des ersten Batteriemoduls 3A mit dem ersten Durchgangskontakt 7A des zweiten Batteriemoduls 3B verbunden und der zweite Durchgangskontakt 7B des ersten Batteriemoduls 3A ist mit dem zweiten Durchgangskontakt 7B des zweiten Batteriemoduls 3B verbunden.

Durch ein gleichmäßiges Anordnen der Batteriemodule 3A, 3B aufeinander mit den jeweiligen ersten Durchgangskontakten 7A und zweiten Durchgangskontakten 7B übereinander, wird eine Parallelschaltung der derart angeordneten Batteriemodule 3A, 3B ermöglicht.

Figur 4 zeigt eine schematische Ansicht eines Batteriesystems 1 mit in Reihe geschalteter Batteriemodule 3A - 3C gemäß einer Ausführungsform. In der in Figur 4 gezeigten Ausführungsform wird das Batteriesystem 1 als eine Anordnung von drei übereinander gestapelten gleichartigen Batteriemodulen 3A - 3C gezeigt. Die in Figur 3 gezeigten Batteriemodule 3A - 3C sind gleichartig zu den bereits zuvor in den Figuren 2 und 3 gezeigten Batteriemodulen. In Figur 4 wird eine Anordnung der Batteriemodule 3A - 3C in der zweiten Konfiguration gezeigt.

In der zweiten Konfiguration ist der erste Durchgangskontakt 7A des ersten Batteriemoduls 3A mit dem zweiten Durchgangskontakt 7B des zweiten Batteriemoduls 3B verbunden und der zweite Durchgangskontakt 7B des ersten Batteriemoduls 3A ist von dem ersten Durchgangskontakt 7A des zweiten Batteriemoduls 3B isoliert.

Weiterhin zeigt Figur 4 ein drittes Batteriemodul 3C. In der gezeigten zweiten Konfiguration ist der erste Durchgangskontakt 7A des dritten Batteriemoduls 3C von dem zweiten Durchgangskontakt 7B des zweiten Batteriemoduls 3B isoliert und der zweite Durchgangskontakt 7B des dritten Batteriemoduls 3C ist mit dem ersten Durchgangskontakt 7A des zweiten Batteriemoduls 3B verbunden.

Wie in der Figur 4 gezeigt wird, unterscheidet sich die zweite Konfiguration von der ersten Konfiguration dadurch, dass die verwendeten Batteriemodule 3A - 3C jeweils alternierend, bzw. abwechselnd, zueinander um 180° horizontal verdreht angeordnet sind, um eine Reihenschaltung der derart angeordneten Batteriemodule 3A - 3C zu ermöglichen.

Figur 5 zeigt eine schematische Ansicht eines Batteriesystems 1 mit in Reihe geschalteter Batteriemodule 3A - 3C gemäß weiterer Ausführungsformen.

Die gezeigten Batteriemodule 3A - 3C weisen an den jeweiligen Oberseiten- und Unterseiten der Gehäuse 5 korrespondierende Verbindungselemente 15A, 15B auf. Die gezeigten korrespondierenden Verbindungselemente 15A, 15B sind als eine Nut-Feder Verbindung gezeigt und sind zum Fixieren übereinander angeordneter Gehäuse 5 des Batteriesystems 1 angepasst.

Weiterhin weisen in der gezeigten Ausführungsform die Batteriemodule 3A - 3C Signalkontakte 17A, 17B an den jeweiligen Gehäusen 5 auf. Die Signalkontakte 17A, 17B können gleichartig aufgebaut und angeordnet sein wie die Durchgangskontakte 7A, 7B. Beispielsweise können mittels der Signalkontakte 17A, 17B Signale von einem Batteriemanagementsystem zwischen den Batteriemodulen 3A - 3C verschickt werden. Auch wird beispielhaft ein vergrößerter Kontaktbereich 13 an dem Batteriemodul 3A gezeigt. Beispielsweise kann alternativ zu den an dem gezeigten Batteriemodul 3C angeordneten Kontaktbereiche 13A, 13B an der Oberseite des Minuspols auch nur ein Kontaktbereich 13 an dem Gehäuse 5 angeordnet sein, wie es an dem Batteriemodul 3A beispielhaft gezeigt wird.

In der gezeigten Ausführungsform ist das Gehäuse 5 des dritten Batteriemoduls 3C höher als die Gehäuse 5 der ersten und zweiten Batteriemodule 3A, 3B. Die Gehäusehöhen können sich in Ausführungsformen voneinander unterscheiden. Beispielsweise können in Abhängigkeit von der Anzahl der in den Gehäusen 5 angeordneten Batteriezellen, die Gehäuse 5 unterschiedlich hoch sein. Durch den Einsatz unterschiedlicher Gehäusehöhen können Batteriespeicher mit unterschiedlichen Größen, beziehungsweise Speichervolumen, miteinander verbunden werden.

Bezugszeichenliste 101 Batteriesystem aus dem Stand der Technik

103A - 103C Batteriemodule aus dem Stand der Technik

+ Pluspol

Minuspol

1 Batteriesystem

3A - 3C Batteriemodul

5 Gehäuse

7A, 7B erster, zweiter Durchgangskontakt 9A Oberseite 9B Unterseite

11A, 11 B Kontaktbereiche des ersten Durchgangskontakts 13, 13A - 13C Kontaktbereiche des zweiten Durchgangskontakts 15A, 15B Verbindungselemente 17A, 17B Signalkontakte