BE1030977B1 - BATTERY CONNECTION DEVICE - Google Patents
BATTERY CONNECTION DEVICE Download PDFInfo
- Publication number
- BE1030977B1 BE1030977B1 BE20225847A BE202205847A BE1030977B1 BE 1030977 B1 BE1030977 B1 BE 1030977B1 BE 20225847 A BE20225847 A BE 20225847A BE 202205847 A BE202205847 A BE 202205847A BE 1030977 B1 BE1030977 B1 BE 1030977B1
- Authority
- BE
- Belgium
- Prior art keywords
- battery
- connection device
- cells
- openings
- plate
- Prior art date
Links
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 15
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 8
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 230000005923 long-lasting effect Effects 0.000 description 1
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 230000003252 repetitive effect Effects 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
- H01M50/502—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
- H01M50/519—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing comprising printed circuit boards [PCB]
-
- 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
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
- H01M50/204—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
- H01M50/543—Terminals
- H01M50/547—Terminals characterised by the disposition of the terminals on the cells
- H01M50/55—Terminals characterised by the disposition of the terminals on the cells on the same side of the cell
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
- H01M50/543—Terminals
- H01M50/552—Terminals characterised by their shape
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
- Battery Mounting, Suspending (AREA)
Abstract
Deze uitvinding betreft een batterijverbindingsinrichting (10) omvattende een batterijplaat (1), een veelvoud aan batterij-openingen (2) voorzien in de batterijplaat (1) waarbij elke batterij-opening (2) ingericht is voor het opnemen van een pool van een batterij-cel, waarbij de batterijverbindingsinrichting (10) één of meer elektrische stroom geleidende geleidingsbanen (3, 8) voorzien aan de batterijplaat (1) omvat.This invention relates to a battery connection device (10) comprising a battery plate (1), a plurality of battery openings (2) provided in the battery plate (1), each battery opening (2) being adapted to receive a terminal of a battery cell, wherein the battery connection device (10) comprises one or more electrical current-conducting conductive paths (3, 8) provided on the battery plate (1).
Description
BATTERIJVERBINDINGSINRICHTINGBATTERY CONNECTION DEVICE
Deze uitvinding betreft een batterijverbindingsinrichting. Voorts betreft deze uitvinding een batterijpakket omvattende voornoemde batterijverbindingsinrichting en een werkwijze voor het samenstellen daarvan.This invention concerns a battery connection device. Furthermore, this invention relates to a battery pack comprising the aforementioned battery connection device and a method for assembling the same.
Batterijpakketten zijn op zich bekend. Gekende batterijpakketten omvatten een veelvoud aan (lithium) batterijcellen, beheerd door een zogenaamd baterijmanagementsysteem (BMS). De batterij-cellen worden via hun polen onderling in serie of parallel geschakeld, voor het bekomen van een batterijpakket. De spanning en capaciteit van het batterijpakket wordt bepaald door het aantal batterijen en de manier waarop deze batterijen onderling verbonden zijn. Voor het onderling verbinden van de batterijen worden circuits aangebracht tussen de polen, ook wel busbars genoemd die uitgevoerd zijn in de vorm van een metalen strip of platte metalen staaf.Battery packs are known per se. Known battery packs include a multitude of (lithium) battery cells, managed by a so-called battery management system (BMS). The battery cells are connected in series or parallel via their poles to form a battery pack. The voltage and capacity of the battery pack is determined by the number of batteries and the way in which these batteries are connected to each other. To connect the batteries, circuits are installed between the poles, also called busbars, which are in the form of a metal strip or flat metal bar.
Batterijpakketten kennen verscheidene toepassingen, zoals een particuliere thuisbatterij of een industriële batterij.Battery packs have various applications, such as a private home battery or an industrial battery.
Een nadeel van dergelijke batterijpakketten is dat het aanbrengen van de verbindingen (circuits/busbars) tussen de polen (connectoren) van de verschillende batterij-cellen een tijdrovend werk is, waarbij men in de praktijk eerst een aantal batterij-cellen, via een lat uit aluminium of ander geleidend materiaal en schroef- of lasverbindingen met elkaar geleidend gaan verbinden tot een groep. Vervolgens dienen de verschillende groepen via terug latten uit aluminium (of ander geleidend materiaal) in serie met elkaar geleidend worden verbonden. Bijkomend wordt er nog een bewakingssysteem voorzien, het zogenaamd batterijmanagementsysteem (BMS) dat voorzien is om te controleren of er geen onder- of overspanning is, en het wegwerken van ladings- ongelijkheid tussen de cellen, ook wel balanceren genoemd. Hiertoe dient iedere groep via een signaal geleidende kabel verbonden te worden met de printplaat die het BMS vormt. Voor de vorming van bijvoorbeeld een batterijpakket die dienst doet als thuisbatterij bestaande uit 15 of 16 groepen voor een 48Vdc batterij, moet er rekening gehouden worden met een productietijd van meerdere uren voor het aanbrengen van de geleiders tussen de cellen, en de verbindingen tussen de cellen-groepen en het BMS.A disadvantage of such battery packs is that making the connections (circuits/busbars) between the poles (connectors) of the different battery cells is a time-consuming job, where in practice one first connects a number of battery cells via a bar. aluminum or other conductive material and screw or welded connections will be conductively connected to each other to form a group. The different groups must then be connected in series in a conductive manner via aluminum slats (or other conductive material). In addition, a monitoring system is provided, the so-called battery management system (BMS), which is designed to check whether there is under- or overvoltage, and to eliminate charge inequality between the cells, also known as balancing. To this end, each group must be connected to the printed circuit board that forms the BMS via a signal-conducting cable. For example, to form a battery pack that serves as a home battery consisting of 15 or 16 groups for a 48Vdc battery, a production time of several hours must be taken into account for installing the conductors between the cells and the connections between the cells. groups and the BMS.
De productietijd is sterk afhankelijk van de schaalgrootte van de productiefaciliteit.The production time is highly dependent on the scale of the production facility.
Op kleine schaal worden de verbindingen manueel aangebracht, op grote schaal zal dit volautomatisch gebeuren met behulp van lasrobotten.On a small scale the connections will be made manually, on a large scale this will be done fully automatically using welding robots.
Voorts is er, door het herhaaldelijke karakter van het aanbrengen van de verbindingen, wat vaak manueel zal gebeuren, een aanzienlijke kans op een slechte of incorrecte verbinding tussen de batterij-cel groepen en het BMS systeem. Het gevolg hiervan is dat het gehele of een deel van het batterijpakket geen of alleszins geen correcte, veilige en langdurige werking kan leveren. Verder brengt deze bekabeling een gevoelige meerkost met zich mee.Furthermore, due to the repetitive nature of making the connections, which will often be done manually, there is a significant risk of a poor or incorrect connection between the battery-cell groups and the BMS system. The result of this is that all or part of the battery pack cannot provide correct, safe and long-lasting operation or at all. Furthermore, this cabling entails a significant additional cost.
Het is een doel van de onderhavige uitvinding om een inrichting te voorzien die toelaat de verschillende batterijen van een batterijpakket efficiënt en veilig met elkaar verbinden, en dit op een snellere manier dan tot op heden gekend is.It is an aim of the present invention to provide a device that allows the different batteries of a battery pack to be connected to each other efficiently and safely, and this in a faster manner than is known to date.
Het doel van de uitvinding wordt bereikt door te voorzien in een batterijverbindingsinrichting waarbij de genoemde inrichting een batterijplaat met een aantal batterij-openingen omvat, waarbij iedere batterij-openingen ingericht is voor het opnemen van een pool van een batterij-cel, waarbij de batterijverbindingsinrichting verder één of meerdere elektrische stroom geleidende geleidingsbanen voorzien tegen en/of in de batterijplaat omvat, en waarbij de batterij-cellen met elkaar verbindbaar zijn door het inbrengen van de polen van de batterij-cellen in de batterij-openingen van de baterijplaat. Door één of meer elektrische stroom geleidende geleidingsbanen te voorzien op of in de batterijplaat worden alle benodigde verbindingen tussen de batterij-cellen waarvan de polen opgenomen zijn in de batterij-openingen gevormd door de enkelvoudige stap van het opnemen van de polen in de batterij-openingen. Het verbinden van een hoeveelheid batterij-cellen vergt zo niet meer dan het positioneren van de batterij-cellen en het plaatsen (monteren) van de batterijverbindingsinrichting aan of tegen de batterijen. De bevestiging van de polen van de verschillende batterij- cellen in de openingen zal bij voorkeur gebeuren via een schroef- of lasverbinding.The object of the invention is achieved by providing a battery connecting device, said device comprising a battery plate with a number of battery openings, each battery opening being adapted to receive a pole of a battery cell, the battery connecting device further one or more electrical current-conducting conductive paths provided against and/or in the battery plate, and wherein the battery cells can be connected to each other by inserting the poles of the battery cells into the battery openings of the battery plate. By providing one or more electrically current-conducting conductors on or in the battery plate, all necessary connections between the battery cells whose poles are accommodated in the battery openings are formed by the single step of inserting the poles into the battery openings. . Connecting a number of battery cells requires no more than positioning the battery cells and placing (mounting) the battery connecting device on or against the batteries. The poles of the various battery cells will preferably be secured in the openings via a screw or weld connection.
Het is hierbij dus niet nodig om de polen van de verschillende batterij-cellen individueel met elkaar en het BMS systeem te verbinden. De batterij-cellen worden met elkaar verbonden door de enkelvoudige stap van het inbrengen van de polen van de batterij-cellen in de batterij-openingen van de batterijplaat. Hierdoor vereenvoudigt het samenstellen van een batterijpakket omvattende de batterijverbindingsinrichting en een veelvoud aan batterij-cellen, waardoor het goedkoper wordt. Doordat het individueel aan elkaar verbinden van een reeks polen, wat veelal het geval is bij een klassiek batterijpakket, niet meer nodig is, gezien de aanwezigheid van de daartoe ingerichte geleidingsbanen, verdwijnt ook het risico op slecht aangelegde contacten tussen een connector en een verbindingskabel. Dusdanig wordt een betrouwbaar en veilig batterijpakket voorzien. Een ander voordeel van de batterijverbindingsinrichting overeenkomstig de uitvinding is dat batterij-cellen eenvoudig verwijderd of verwisseld kunnen worden. Hiervoor dient enkel de batterijverbindingsinrichting wederom verwijderd te worden, waarna de batterij-cellen simpelweg verwijderd of vervangen kunnen worden. Als dusdanig is een batterij-cel eenvoudig te vervangen bij defect of bij ouderdom. Het batterijpakket is zo ook eenvoudig demonteerbaar in hanteerbaar formaat voor de recyclage-faciliteit wanneer het batterijpakket het einde van zijn levensduur bereikt.It is therefore not necessary to connect the poles of the different battery cells individually with each other and the BMS system. The battery cells are connected together by the single step of inserting the terminals of the battery cells into the battery openings of the battery plate. This simplifies the assembly of a battery pack comprising the battery connection device and a plurality of battery cells, making it cheaper. Because individually connecting a series of poles to each other, which is often the case with a classic battery pack, is no longer necessary, given the presence of conductors designed for this purpose, the risk of poorly constructed contacts between a connector and a connecting cable also disappears. In this way, a reliable and safe battery pack is provided. Another advantage of the battery connection device according to the invention is that battery cells can be easily removed or exchanged. For this purpose, only the battery connection device needs to be removed again, after which the battery cells can simply be removed or replaced. As such, a battery cell is easy to replace if defective or old. The battery pack is also easily disassembled into a manageable size for the recycling facility when the battery pack reaches the end of its lifespan.
Door toepassing van een dergelijke batterijverbindingsinrichting kan de productietijd gevoelig verlaagd worden. Zo werd vastgesteld dat een batterijpakket voor een thuisbatterij omvattende 48V/15 kWh kan gevormd worden in minder dan twee uur, daar waar het vroeger 10 à 12 uur in beslag nam om dergelijk batterijpakket te vormen.By using such a battery connection device, the production time can be significantly reduced. For example, it was determined that a battery pack for a home battery comprising 48V/15 kWh can be formed in less than two hours, while it used to take 10 to 12 hours to form such a battery pack.
In een voorkeursuitvoering van de batterijverbindingsinrichting kunnen een deel van de één of meer elektrische stroom geleidende geleidingsbanen een vermogenscircuit vormen voor het in serie en/of parallel schakelen van een veelvoud aan batterij-cellen waarvan de polen opgenomen zijn in de batterij-openingen. Zodanig wordt bij het inbrengen van + en — pool van de verschillende batterij-cellen in de batterij-openingen van de batterijplaat, het vermogenscircuit gevormd waarin de batterijcellen in serie en/of parallel met elkaar verbonden zijn. Meer specifiek zal een deel van de één of meer elektrische stroom geleidende geleidingsbanen vermogensverbindingselementen zijn die de pool van een batterij-cel opgenomen in een batterij-opening verbinden met een pool van een volgende batterij-cel opgenomen in een andere batterij-opening. Voor het in serie schakelen van twee batterij-cellen zal een dergelijk vermogensverbindingselement de negatieve pool van de ene batterij-cel verbinden met een positieve pool van de andere batterij-cel. Voor het in parallel schakelen van twee batterij-cellen zal een dergelijk vermogensverbindingselement de negatieve polen of de positieve polen van beide batterij-cellen met elkaar verbinden. Na het verbinden van de batterijplaat met de batterij-cellen, kunnen alle batterij-cellen in serie met elkaar verbonden zijn. Alternatief kunnen alle batterij-cellen in parallel met elkaar verbonden zijn. Alternatief kunnen de batterij-cellen verdeeld zijn in een aantal groepen, waarbij de batterij-cellen in deze groepen in serie geschakeld zijn en de groepen onderling in parellel geschakeld zijn. Doordat dat de vermogensverbindingselementen reeds aanwezig zijn op, in of tegen de batterijplaat, hoeft een technieker die een batterijpakket samenstelt geen rekening meer te houden met hoe de batterij-cellen onderling geschakeld hoeven te worden. Het is voldoende om de polen aan te brengen in de batterij-openingen, waarna de batterij-cellen vanzelf in serie en/of parallel geschakeld zijn. Bij voorkeur omvat de batterijplaat hiertoe poolindicatoren waarbij elke poolindicatoren zich nabij een batterij-opening bevindt. De poolindicator geeft aan welke pool van de batterij-cel in de batterij-opening ingebracht moet worden.In a preferred embodiment of the battery connecting device, part of the one or more conductive paths carrying electric current can form a power circuit for connecting a plurality of battery cells in series and/or parallel, the poles of which are accommodated in the battery openings. In this way, when the + and - poles of the different battery cells are inserted into the battery openings of the battery plate, the power circuit is formed in which the battery cells are connected to each other in series and/or parallel. More specifically, a portion of the one or more electrical current-conducting conductors will be power connecting elements that connect the terminal of a battery cell accommodated in a battery opening to a terminal of a subsequent battery cell accommodated in another battery opening. For connecting two battery cells in series, such a power connecting element will connect the negative pole of one battery cell to a positive pole of the other battery cell. To connect two battery cells in parallel, such a power connecting element will connect the negative poles or the positive poles of both battery cells. After connecting the battery plate to the battery cells, all the battery cells can be connected in series. Alternatively, all battery cells can be connected in parallel. Alternatively, the battery cells can be divided into a number of groups, whereby the battery cells in these groups are connected in series and the groups are connected in parallel. Because the power connecting elements are already present on, in or against the battery plate, a technician who puts together a battery pack no longer has to take into account how the battery cells need to be connected to each other. It is sufficient to insert the poles into the battery openings, after which the battery cells are automatically connected in series and/or parallel. Preferably, the battery plate comprises pole indicators for this purpose, with each pole indicators being located near a battery opening. The pole indicator shows which pole of the battery cell should be inserted into the battery opening.
Alternatief zijn de batterij-cellen simpelweg op een veelvoorkomende manier gestapeld, bijvoorbeeld in twee kolommen van elks acht batterijen, waarbij elke batterij-cel met op dezelfde manier georiënteerd ligt. Hierbij is zijn de vermogensverbindingselementen zodanig aangebracht dat de batterij-cellen zoals gewenst in serie en/of parallel verbonden zijn na het aanbrengen van de batterijverbindingsinrichting aan de twee kolommen van acht batterij-cellen. De technieker hoeft hierbij enkel de batterij-cellen te stapelen zoals voorgeschreven en vervolgens de batterijverbindingsinrichting aan te brengen. Het is risico op foutief aangesloten batterij-cellen wordt zo sterk verminderd.Alternatively, the battery cells are simply stacked in a common manner, for example in two columns of eight batteries each, with each battery cell oriented in the same way. The power connecting elements are arranged in such a way that the battery cells are connected in series and/or parallel as desired after fitting the battery connecting device to the two columns of eight battery cells. The technician only needs to stack the battery cells as prescribed and then install the battery connection device. The risk of incorrectly connected battery cells is thus greatly reduced.
In een voorkeursuitvoering van de batterijverbindingsinrichting kunnen een deel van de één of meer elektrische stroom geleidende geleidingsbanen een batterijbeheercircuit vormen voor het beheren van een veelvoud aan batterijen waarvan de polen opgenomen zijn in de batterij-openingen. Zodanig wordt bij het aanbrengen van de 5 batterijverbindingsinrichting aan de batterij-cellen het batterijbeheercircuit gevormd waarin de afzonderlijke status van elke batterij-cel of parallelle groep cellen, beheerd kan worden. Hiertoe kan het batterijbeheercircuit verbonden worden met een zich buiten de batterijverbindingsinrichting bevindende batterijbeheermodule. In een voorkeursuitvoering van de batterijverbindingsinrichting overeenkomstig de uitvinding omvat de batterijverbindingsinrichting een batterijbeheermodule voorzien aan de batterijplaat waarbij de batterijbeheermodule verbonden is met het batterijbeheercircuit voor het uitvoeren van het beheren van een veelvoud aan batterij- cellen waarvan de polen opgenomen zijn in de batterij-openingen. Dankzij het voorzien van het batterijbeheercircuit aan de batterijplaat wordt voorkomen dat, doorgaans ongezekerde en kwetsbare, kabels aangebracht moeten worden voor het vormen van het batterijbeheercircuit.In a preferred embodiment of the battery connection device, part of the one or more conductive paths carrying electric current can form a battery management circuit for managing a plurality of batteries, the poles of which are accommodated in the battery openings. In this way, when the battery connecting device is attached to the battery cells, the battery management circuit is formed in which the individual status of each battery cell or parallel group of cells can be managed. To this end, the battery management circuit can be connected to a battery management module located outside the battery connection device. In a preferred embodiment of the battery connection device according to the invention, the battery connection device comprises a battery management module provided on the battery plate, the battery management module being connected to the battery management circuit for carrying out management of a plurality of battery cells whose terminals are accommodated in the battery openings. By providing the battery management circuit on the battery plate, it is avoided that cables, usually unfused and vulnerable, have to be installed to form the battery management circuit.
In een voordelige uitvoeringsvorm omvat de batterijverbindingsinrichting volgens de uitvinding elektrische stroom en/of signaal geleidende geleidingbanen, waarbij een eerste groep van de genoemde geleidingsbanen voorzien is om zich uit te strekken tussen de verschillende batterij-openingen en een tweede groep van de genoemde geleidingsbanen voorzien is op zich uit te strekken tussen één of meerdere batterij- openingen en een batterijbeheermodule.In an advantageous embodiment, the battery connection device according to the invention comprises electrical current and/or signal-conducting conductive paths, wherein a first group of said conductive paths is provided to extend between the different battery openings and a second group of said conductive paths is provided to extend between one or more battery openings and a battery management module.
In een voorkeursuitvoering van de batterijverbindingsinrichting is de batterijplaat een printplaat. Bij voorkeur zijn de één of meer elektrische stroom geleidende geleidingsbanen op de batterijplaat gedrukt. Het voordeel hiervan is dat batterijplaat voorzien kan worden van de elektrische stroom geleidende geleidingsbanen volgens algemeen bekende werkwijzen. Vanuit bekende werkwijzen voor het drukken van elektrische stroom geleidende geleidingsbanen op een printplaat volgt voorts dat elke van het vermogenscircuit, het batterijbeheercircuit en de batterijbeheermodule aangebracht kunnen worden met een grote nauwkeurigheid, een hoge efficiëntie en met een complexiteit die moeilijk of niet haalbaar is bij het manueel aanbrengen van deze verbindingen. In een alternatieve uitvoeringsvorm worden de één of meer elektrische stroom geleidende geleidingsbanen via een freesbewerking op de batterijplaat aangebracht.In a preferred embodiment of the battery connection device, the battery plate is a printed circuit board. Preferably, the one or more conductive paths carrying electric current are printed on the battery plate. The advantage of this is that the battery plate can be provided with conductive paths carrying electrical current according to generally known methods. It further follows from known methods for printing electrical current-conducting conductors on a printed circuit board that each of the power circuit, the battery management circuit and the battery management module can be arranged with great accuracy, high efficiency and with a complexity that is difficult or not feasible when manually applying these connections. In an alternative embodiment, the one or more conductive paths carrying electric current are applied to the battery plate via a milling operation.
In een voorkeursuitvoering van de batterijverbindingsinrichting zijn ten minste een deel van de één of meer elektrische stroom geleidende geleidingsbanen aluminium geleidingsbanen. Vanzelfsprekend kunnen de geleidingsbanen vervaardigd zijn uit een ander geschikt geleidingmateriaal, zoals bijvoorbeeld koper.In a preferred embodiment of the battery connection device, at least part of the one or more conductive paths carrying electric current are aluminum conductive paths. Naturally, the conductive paths can be made of another suitable conductive material, such as copper.
Een ander onderwerp van deze uitvinding betreft een werkwijze voor het samenstellen van een batterijpakket omvattende de stappen van het voorzien van een batterijverbindingsinrichting zoals hierboven omschreven, het voorzien van een veelvoud aan batterij-cellen, het inbrengen, in de batterij-openingen van de batterijplaat van de batterijverbindingsinrichting, van polen van het veelvoud aan batterij-cellen en het elektrisch verbinden van de polen.Another subject of this invention concerns a method for assembling a battery pack comprising the steps of providing a battery connection device as described above, providing a plurality of battery cells, inserting them into the battery openings of the battery plate of the battery connection device, of poles of the plurality of battery cells and electrically connecting the poles.
Een verder onderwerp van deze uitvinding betreft een batterijpakket omvattende een batterijverbindingsinrichting zoals hierboven omschreven, en een veelvoud aan batterij-cellen waarbij de polen van deze batterij-cellen opgenomen zijn in de batterij- openingen van de batterijplaat van de batterijverbindingsinrichting.A further subject of this invention relates to a battery pack comprising a battery connecting device as described above, and a plurality of battery cells, the poles of these battery cells being accommodated in the battery openings of the battery plate of the battery connecting device.
Om de eigenschappen van deze uitvinding verder te verduidelijken en om bijkomende voordelen en bijzonderheden ervan aan te duiden volgt nu een meer gedetailleerde beschrijving van de inrichting overeenkomstig deze uitvinding. Het zal duidelijk zijn dat niets in de hierna volgende beschrijving kan geïnterpreteerd worden als een beperking van de in de conclusies opgeëiste bescherming voor deze uitvinding.To further clarify the properties of this invention and to indicate additional advantages and features thereof, a more detailed description of the device according to this invention now follows. It will be understood that nothing in the following description can be interpreted as limiting the protection claimed for this invention in the claims.
In deze beschrijving wordt door middel van referentiecijfers verwezen naar de hierbij gevoegde tekeningen waarbij:In this description, reference numbers refer to the attached drawings, in which:
- figuur 1: een schematische weergave is van een batterijverbindingsinrichting volgens de uitvinding.- figure 1: is a schematic representation of a battery connection device according to the invention.
Figuur 1 toont een batterijverbindingsinrichting (10) met een batterijplaat (1), hier een printplaat (1), met een veelvoud aan batterij-openingen (2), hierna openingen (2) genoemd. De printplaat (1) omvat 30 (15 x 2, gezien de vermogenskring een tweezijdige print betreft) elektrische stroom geleidende geleidingsbanen (3), hier vermogenselementen (3) die samen een vermogenscircuitt vormen. De vermogenselementen (3) zijn hier koper elementen die op de printplaat (1) gedrukt zijn. Elk vermogenselement (3) verbindt twee openingen (2) met elkaar. De opstelling van de vermogenselementen (3) zoals weergegeven in figuur 1 is geschikt voor het in serie verbinden van 16 batterijcellen. Wanneer elke batterij-cel bijvoorbeeld een lithium cel van 3,2 V en 100 Ah, oftewel 320 Wh is, dan vormt de batterijplaat (1) van figuur 1 een batterijpakket van 51,2V en 100Ah, oftewel 5,1 kWh. Het zal voor de vakman duidelijk zijn dat de batterijplaat volgens de uitvinding toegepast kan worden op elke hoeveelheid batterij-cellen en elk formaat batterij-cellen. Hierbij kunnen de batterij-cellen in serie, in parallel of in een combinatie van serie en parallel verbonden worden door de batterijplaat. Zo kunnen bijvoorbeeld 20 batterijplaten die elk 16 baterijcellen van 3,2V en 100Ah omvatten, aan elkaar verbonden worden in twee parallelle ketens van 10 baterijplaten in serie (160 batterij-cellen), waarbij de twee series zelf in parellel met elkaar verbonden zijn, aldus een batterijpakket vormend van 512V en 200Ah, oftewel 102kWh.Figure 1 shows a battery connection device (10) with a battery plate (1), here a printed circuit board (1), with a plurality of battery openings (2), hereinafter referred to as openings (2). The printed circuit board (1) comprises 30 (15 x 2, as the power circuit is a two-sided printed circuit board) electrical current-conducting conductive paths (3), here power elements (3), which together form a power circuit. The power elements (3) here are copper elements that are printed on the printed circuit board (1). Each power element (3) connects two openings (2) together. The arrangement of the power elements (3) as shown in Figure 1 is suitable for connecting 16 battery cells in series. For example, if each battery cell is a lithium cell of 3.2 V and 100 Ah, or 320 Wh, then the battery plate (1) of figure 1 forms a battery pack of 51.2 V and 100 Ah, or 5.1 kWh. It will be clear to those skilled in the art that the battery plate according to the invention can be applied to any number of battery cells and any size of battery cells. The battery cells can be connected in series, in parallel or in a combination of series and parallel through the battery plate. For example, 20 battery plates, each containing 16 battery cells of 3.2V and 100Ah, can be connected together in two parallel chains of 10 battery plates in series (160 battery cells), with the two series themselves being connected in parallel, thus forming a battery pack of 512V and 200Ah, or 102kWh.
Voor het vormen van bovengenoemd batterijpakket van 16 batterij-cellen is slechts en stap vereist, namelijk het inbrengen van de polen van de 16 batterij-cellen in de batterij-openingen (2) van de batterijplaat (1)). Daarnaast hoeven er enkel nog de verbindingen gevormd te worden voor het in serie/parallel schakelen van de 20 batterijplaten. Dit is qua tijd, efficiënte en nauwkeurigheid voordeliger dan het manueel verbinden van de polen van 16 batterij-cellen. Voor het correct aanbrengen van de polen in de batterij-openingen (2) omvat de batterijplaat (1) poolindicatoren (8) nabij de batterij-openingen (2). Een poolindicator (8) geeft aan of de positieve of negatieve pool van een batterij-cel in de nabije batterij-opening (2) dient ingebracht te worden.To form the above-mentioned battery pack of 16 battery cells, only one step is required, namely inserting the terminals of the 16 battery cells into the battery openings (2) of the battery plate (1)). In addition, only the connections need to be formed for connecting the 20 battery plates in series/parallel. This is cheaper in terms of time, efficiency and accuracy than manually connecting the poles of 16 battery cells. To ensure correct polarity in the battery openings (2), the battery plate (1) includes polarity indicators (8) near the battery openings (2). A pole indicator (8) indicates whether the positive or negative pole of a battery cell should be inserted into the nearby battery opening (2).
Wanneer één van deze 16 batterij-cellen vervangen dient te worden kan deze eenvoudig uit diens batterij-openingen (2) genomen worden, waarna een nieuwe batterij-cel in deze batterij-openingen (2) aangebracht kan worden. Alternatief kan de batterijplaat (1) volledig van de 16 batterijcellen weggenomen worden, waarna de te vervangen batterij-cellen verwijderd en vervangen worden, waarna de batterijplaat (1) opnieuw aangebracht kan worden aan de 16 batterij-cellen.If one of these 16 battery cells needs to be replaced, it can easily be removed from its battery openings (2), after which a new battery cell can be placed in these battery openings (2). Alternatively, the battery plate (1) can be completely removed from the 16 battery cells, after which the battery cells to be replaced are removed and replaced, after which the battery plate (1) can be reattached to the 16 battery cells.
De printplaat (1) omvat een positief en een negatief aansluitingspunt (4, 5) voor het aansluiten van batterijverbindingsinrichting (10) in een netwerk.The printed circuit board (1) comprises a positive and a negative connection point (4, 5) for connecting battery connection device (10) in a network.
De printplaat (1) omvat voorts een veelvoud aan elektrische stroom geleidende geleidingsbanen (6) die samen een batterijbeheercircuit vormen, en een batterijbeheermodule (7) die via het batterijbeheercircuit de batterijcellen kan beheren. De batterij-cellen zijn verbonden met het batterijbeheercircuit vanaf dat de polen van de batterij-cellen ingebracht worden in de batterij-openingen (2) van de batterijplaat (1). Het is dus niet langer nodig om de batterij-cellen via een bekabeling te verbinden met een batterijbeheercircuit. Daar deze bekabeling doorgaans uit ongezekerde en kwetsbare kabels bestaat, is het dus voordelig dat deze bekabeling niet hoeft voorzien te worden bij gebruik van de batterijverbindingsinrichting (10).The printed circuit board (1) further comprises a plurality of electrical current-conducting conductors (6) that together form a battery management circuit, and a battery management module (7) that can manage the battery cells via the battery management circuit. The battery cells are connected to the battery management circuit when the terminals of the battery cells are inserted into the battery openings (2) of the battery plate (1). It is therefore no longer necessary to connect the battery cells to a battery management circuit via cabling. Since this cabling usually consists of unfused and vulnerable cables, it is advantageous that this cabling does not have to be provided when using the battery connection device (10).
Zowel het batterijbeheercircuit als de batterijbeheermodule (7) zijn hier op de printplaat (1). Alternatief kan de batterijbeheermodule zich verwijderd (op een afstand) van de printplaat bevinden, en omvat de printplaat beheercircuitaansluitingspunten voor het verbinden van het batterijbeheercircuit met een batterijbeheermodule.Both the battery management circuit and the battery management module (7) are here on the circuit board (1). Alternatively, the battery management module may be located remote (at a distance) from the printed circuit board, and the printed circuit board includes management circuit terminals for connecting the battery management circuit to a battery management module.
De printplaat (1) is vervaardigd volgens algemeen bekende werkwijzen. Ook de elektrische stroom geleidende geleidingsbanen (3, 6) zijn volgens algemeen bekende werkwijzen aangebracht aan de printplaat (1). De lay-out van de elektrische stroom geleiden geleidingsbanen (3, 6) is daarbij op voorhand gepland. Eenmaal deze lay-out gepland is, is het mogelijk om geautomatiseerd een groot aantal printplaten (1) voorzien van de elektrische stroom geleidende geleidingsbanen (3, 6) te produceren.The printed circuit board (1) is manufactured according to generally known methods. The electrical current-conducting conductor paths (3, 6) are also attached to the printed circuit board (1) according to generally known methods. The layout of the electrical conductor paths (3, 6) is planned in advance. Once this layout has been planned, it is possible to automatically produce a large number of printed circuit boards (1) equipped with the electrically current-conducting conductors (3, 6).
Dit in tegenstelling tot de huidige gekende batterijpakketten, waar een technieker of een (zeer dure) volautomatische productielijn telkens opnieuw moet bewaken dat de connecteren op een gewenste, op voorhand bepaalde manier met elkaar verbonden zijn.This is in contrast to the currently known battery packs, where a technician or a (very expensive) fully automatic production line must repeatedly monitor that the connections are connected in a desired, predetermined manner.
Claims (9)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| BE20225847A BE1030977B1 (en) | 2022-10-21 | 2022-10-21 | BATTERY CONNECTION DEVICE |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| BE20225847A BE1030977B1 (en) | 2022-10-21 | 2022-10-21 | BATTERY CONNECTION DEVICE |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| BE1030977A1 BE1030977A1 (en) | 2024-05-22 |
| BE1030977B1 true BE1030977B1 (en) | 2024-05-27 |
Family
ID=84045126
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| BE20225847A BE1030977B1 (en) | 2022-10-21 | 2022-10-21 | BATTERY CONNECTION DEVICE |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| BE (1) | BE1030977B1 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005039012A2 (en) * | 2003-10-14 | 2005-04-28 | Black & Decker Inc. | Apparatus for interconnecting battery cells in a battery pack and method thereof |
| WO2014203089A1 (en) * | 2013-06-18 | 2014-12-24 | Dachs Electrónica, S. A. | Battery comprising a plurality of rechargeable cells arranged in a matrix |
| EP3460878A1 (en) * | 2017-09-22 | 2019-03-27 | Samsung SDI Co., Ltd | Battery pack |
| EP3872890A1 (en) * | 2020-02-26 | 2021-09-01 | Cognition Energy Ltd | Battery architecture |
| WO2021173701A1 (en) * | 2020-02-24 | 2021-09-02 | Kennon Guglielmo | Lithium-ion auxiliary power supply with recharge voltage control for secondary hvac system in commercial trucks |
-
2022
- 2022-10-21 BE BE20225847A patent/BE1030977B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005039012A2 (en) * | 2003-10-14 | 2005-04-28 | Black & Decker Inc. | Apparatus for interconnecting battery cells in a battery pack and method thereof |
| WO2014203089A1 (en) * | 2013-06-18 | 2014-12-24 | Dachs Electrónica, S. A. | Battery comprising a plurality of rechargeable cells arranged in a matrix |
| EP3460878A1 (en) * | 2017-09-22 | 2019-03-27 | Samsung SDI Co., Ltd | Battery pack |
| WO2021173701A1 (en) * | 2020-02-24 | 2021-09-02 | Kennon Guglielmo | Lithium-ion auxiliary power supply with recharge voltage control for secondary hvac system in commercial trucks |
| EP3872890A1 (en) * | 2020-02-26 | 2021-09-01 | Cognition Energy Ltd | Battery architecture |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| BE1030977A1 (en) | 2024-05-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11611126B2 (en) | Containment apparatus for battery cells | |
| US8483886B2 (en) | Large scale battery systems and method of assembly | |
| DE19810746B4 (en) | Circuit board with a circuit for monitoring a multi-cell accumulator battery | |
| JP5501763B2 (en) | Equally distributed bus and medium or large battery pack using it | |
| KR101913786B1 (en) | Battery Module for Direct Connection Structure Between Terminal Plate and Battery Management System | |
| US8564244B2 (en) | Battery with battery cells and method for monitoring and controlling the battery cells of the battery | |
| EP1770804B1 (en) | Battery Pack | |
| US6361897B1 (en) | Dual terminal battery for modular power supply and power supply | |
| EP2187465A1 (en) | Secondary battery pack | |
| AU2021230398B2 (en) | Apparatus, system and methods for batteries | |
| US10680227B2 (en) | Battery parallel device having charge path and discharge path with equal impedances | |
| US20170207430A1 (en) | Repairable battery pack device and method of use | |
| CN107546794B (en) | Controller, configuration device, method, assembly and advancing device for operating a module of electrical storage cells | |
| US9455581B2 (en) | Safety-critical smart battery management system with the capability of charging single battery cells and discharging battery pack | |
| KR20090118197A (en) | Battery pack of structure of improved productivity and stability | |
| WO2018080177A1 (en) | Battery system bus bar, and battery system comprising same | |
| US10964979B2 (en) | Cell agnostic battery pack | |
| BE1030977B1 (en) | BATTERY CONNECTION DEVICE | |
| WO2022035108A1 (en) | Battery apparatus and manufacturing method therefor | |
| KR20150098721A (en) | Battery pack | |
| US20160351869A1 (en) | Power source device | |
| US20230006267A1 (en) | Battery having external connector for balance charging and discharging | |
| CN219979765U (en) | Integrated board | |
| DE102017216486A1 (en) | Electrical parallel connection of a plurality of electrical energy storage | |
| US20220278426A1 (en) | Pouch-type battery pack having folding structure and manufacturing method there-of |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FG | Patent granted |
Effective date: 20240527 |