CN111668531A - 用于船只的可再充电电池单元 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种尤其用于船只的可再充电电池单元，该可再充电电池单元具有多个可再充电电池(10)，这些可再充电电池通过一个保持安排而彼此连接形成一个可再充电电池组，其中该保持安排具有至少一个保持器(20)，该保持器形成多个接收座(21.1，22.1)，这些可再充电电池在一个电极末端的区域中被保持在这些接收座处。这些可再充电电池中的至少一些在其电极(11，12)的区域中通过一个电极连接器(30)彼此电联接。这种设计允许以紧凑的安装空间构造出强功率的可再充电电池单元，这些可再充电电池组还能够进行级联以改变所述可再充电电池单元中的能量密度和/或电压。这种可再充电电池单元尤其适合用于马达驱动的船只中。

Description

用于船只的可再充电电池单元
相关申请的交叉引用
本申请是申请日为2013年12月23日，申请号为“201380070829.2”的题为“用于船只的可再充电电池单元”的中国专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及用于船只的可再充电电池单元，该可再充电电池单元具有多个可再充电电池(Akkumulatoren)，这些可再充电电池通过一个保持器安排而彼此相连接形成一个可再充电电池组(Akkumulatorzelle)、并且通过电极连接器彼此电联接。
背景技术
DE 10 2004 049 615 B4披露了一种船只，在载具船体中形成了流动通道，并且在该船只中安排了电动马达。该电动马达借助于驱动轴来驱动推进器。该推进器通过该流动通道中的进水开口吸水、使所述水加速并在该船体的后部区域中的后部排出所述水，因而形成了喷射式推进。该马达由一个可再充电电池单元供电。该船只的船体被形成为使得，使用者可以至少部分地通过其上身支撑在该船体上。这种船只既适合在水面行驶又适合在水下行驶、并且因此可以用作潜水橇。
DE 10 2005 001 817 B4披露了一种控制电子系统，利用该系统，可以借助于总线系统来驱动船只的电气部件。尤其而言，可再充电电池单元也连接到这个总线系统上。
由于船体中的有限空间，有必要在这种船只中使用尽可能小的部件。此外，这些单元则还应该具有低的自重，这使得该船只不在水中时更容易运输该船只。这些可再充电电池单元旨在于尽可能小的安装空间中以足够的电压提供高的功率密度，以便能够产生高的马达动力。
发明内容
本发明的目的是提供序言部分提及类型的可再充电电池单元，对于该可再充电电池单元，多个独立可再充电电池的紧凑定位和互连是可能的。
此目的是通过如权利要求1所述的可再充电电池单元实现的。
根据本发明，该可再充电电池单元具有多个可再充电电池，这些可再充电电池通过一个保持器安排而彼此相连接形成一个可再充电电池组、并且通过电极连接器彼此电连接。该保持器安排具有至少一个保持器，该保持器形成多个接收座，这些可再充电电池在一个电极末端的区域中被保持在这些接收座处。
这些可再充电电池可以按紧凑方式组合在该保持安排中并且形成能以标准化的方式处理的可再充电电池组。所述可再充电电池组可以与另外的、尤其物理上相同的可再充电电池组组合，其中该电池组安排所提供的功率密度和/或电压可以取决于这些可再充电电池互连的方式而改变。
根据本发明的安排进一步通过以可变方式装配这些保持器的接收座而提供了改变功率密度的选项。
根据本发明的一个优选变体，可以提供的是，在一个可再充电电池组中形成至少两个可再充电电池群(Gruppen)，所述群各自通过这些电极连接器彼此并联连接。
根据本发明，可再充电电池单元的特征特别优选地在于，该保持安排具有两个保持器，这两个保持器通过它们的接收座各自接收这些独立可再充电电池的相反电极。以此方式，这些电极被组合在这些保持器的区域中，并且独立可再充电电池的电极的简单电互连是可能的。
当提出这些接收座处于插座形式而可再充电电池的圆柱形壳体的末端插入其中时，得到了特别简单的设计。在此情况下，尤其还可以安装能以低成本获得的标准化的可再充电电池。
根据本发明的一个可能改进，可以提供的是，该保持器具有使得能触及可再充电电池的电极的凹陷或通路。
如上所述，可以将两个或更多个可再充电电池组彼此排列成行并且彼此电联接。在此情况下，证明有利的是，该保持器装备有多个对齐元件，通过这些对齐元件，将两个可再充电电池组的彼此贴靠的两个保持器彼此对齐、尤其将它们相对于彼此在一个方向上以形状锁定(formschlüssig)的方式固定。以此方式，这些独立可再充电电池组能以位置牢固且稳定的方式彼此相关联。
在多个可再充电电池组彼此排列成行的安排情况下，相邻的可再充电电池组可以通过电极连接器以简单方式电互连，这些电极连接器具有触点，这些触点从两个可再充电电池组彼此排列成行的区域中引出。接着这些触点可以在侧面处通过适当的电连接而彼此锁定。
特别优选提供的是，一个可再充电电池组的这些可再充电电池群串联地电连接到排列成行的第二可再充电电池组的这些可再充电电池群上。因此，电压能以级联方式增大。
当提供了使其中至少一些可再充电电池的电极在单一连接平面中对齐时，可以使用简单的部件进行这些电极的电连接。
本发明的特别优选的改进在于，彼此排列成行的两个或更多个可再充电电池组被插入一个管道区段中，并且该管道区段在其两端处借助于一个关闭件和一个盖件被封闭。这些可再充电电池组以受保护的方式被收纳并且在该管道区段中受到保护而免于机械损伤。此外，能以简单方式将这样的结构密封起来。为此，必须通过适当的密封件将该盖件密封在管道区段的一端处并且将该关闭件密封在另一端处，尤其在管道区段的壁区段处。
已证明特别有利的是，使用圆柱形管道作为该管道区段，在此情况下能够使用提供高密封水平的环形密封件。使用管道区段提供了高度的压力稳定性，并且因此这种结构非常适合用于船只中。
当提出该关闭件和盖件通过在管道区段内部延伸的一个张紧元件彼此连接时，对于这种可再充电电池单元给出了简单的结构。这种设计还允许简单的维护。为此，仅仅必须释放该张紧元件。接着可以移出该盖件或关闭件，并且可以从管道区段中取出这些可再充电电池单元。
当可再充电电池单元被设计成使得盖件具有从外部可触及的两个电极连接部、并且使得这排可再充电电池组在盖件的区域中形成一个正极和一个负极而所述正极和负极电连接到这些电极连接部上时，在该可再充电电池单元内产生了低水平的接线复杂性，并且在该可再充电电池单元的一端的区域中能以简单方式与该可再充电电池单元的外部进行接触。
当提出该盖件形成一个接收空间而一个用于这些可再充电电池组的控制电路被安排在该接收空间中时，产生了完全可工作的可再充电电池单元。该控制电路被收纳在管道区段与盖件之间的受保护区域中。该控制电路于是以安全的方式被收纳，尤其免于机械应力。
附图说明
下面将参照附图中展示的示例性实施例来更详细地解释本发明。在附图中：
图1示出了一个可再充电电池组的分解透视图，
图2示出了一排可再充电电池组的局部分解透视展示，
图3示出了根据图2的这一排可再充电电池组的组装后形式，
图4示出了根据图2和3的这一排可再充电电池组的侧视图的示意图，并且
图5示出了一个可再充电电池单元的截面侧视图。
具体实施方式
图1示出了具有多个可再充电电池10的一个可再充电电池组Z。这些可再充电电池10具有圆柱形壳体并且在其相反纵向侧形成了正极11和负极12。如图1所示，可再充电电池10以如下方式安排成形成两个可再充电电池10群，其中九个可再充电电池被定向成使得正极11在左侧而负极在右侧。另外九个可再充电电池10各自是以相对于第一可再充电电池10群转过180°的方式安排的。因此它们的负极12在左侧而它们的正极11在右侧。可再充电电池组Z包括两个保持器20，这两个保持器具有相同的设计以便减小部件费用。每个保持器20具有两个接收座结构21、22，这些接收座结构各自形成多个接收座21.1和22.1。在此情况下，接收座21.1和22.1被安排在保持器20的多个同心圈中。接收座21.1和22.1的每个圈形成一个接收座结构21、22。接收座21.1、22.1被设计成孔，其中这些孔的内壁被形成为与可再充电电池10的外部轮廓相匹配。因此，可再充电电池10可以通过其电极侧末端被插入接收座21.1、22.1中。通过多个一体式形成的止挡件来限制这种插入运动。在本示例性实施例中，这些止挡件是由间隔件23形成的。在组装后状态下，可再充电电池10的电极末端位于一个共同的连接平面上、以均匀方式对齐。在将蓄电池10插入相对的保持器的接收座21.1、22.1中之后，将导电性电极连接器30与这些保持器20安装在一起。处于导电金属片形式的这些电极连接器30形成了一个连接区段31，该连接区段装备有用于与可再充电电池10的电极11、12进行接触的接触区域32。这些电极连接器30在侧面处形成有弯曲触点33，所述弯曲触点处于凸耳的形式。这些电极连接器30可以安装在保持器20的外侧上。在此情况下，这些间隔件23穿过电极连接器30中的孔34，因而所述电极连接器可以容易地对齐。这些触点33伸进保持器20中的侧向触点接收座27中。为了将电极连接器30连接到可再充电电池10，在这些接触区段32中产生焊接连接，这在电极11、12与电极连接器30之间建立了导电性连接。在各自情况下，为每个可再充电电池10群提供两个电极连接器30，其中这些电极连接器30将该可再充电电池群的正极11与相应的负极12进行组合。
图1示出了完全填充式可再充电电池组Z，也就是说，所有的接收座21.1、22.1都被可再充电电池10占据。当希望能量密度变化时，所述可再充电电池组也可以是部分填充的。举例而言，可以移除形成内圈的接收座结构22的可再充电电池10。
如图2所示，可以按级联方式将多个物理上相同的可再充电电池组Z排列成行。为此，这些保持器20配备有对齐元件24、25。在本示例性实施例中，这些对齐元件24、25处于洞的形式(对齐元件24)和销的形式(对齐元件25)。在此情况下，销的几何形状与洞的轮廓匹配。因此，相邻可再充电电池组Z的物理上相同的保持器20的对齐元件24、25接合在彼此之中并且使这些可再充电电池组以精确方式相对于彼此对齐。这些对齐元件24、25另外在周向方向上形成了形状锁定连接，并且因此这些可再充电电池组不能相对于彼此旋转。
图3示出了组装后状态下的六个可再充电电池组Z形成紧凑物理单元的展示。
图4示出了这些独立可再充电电池组Z相对于彼此的电极指派。如所述展示中所示，选择上部可再充电电池组Z中的第一可再充电电池群(九个可再充电电池)的对齐，其方式为使得负极12安排在顶部而正极11安排在底部。上部可再充电电池组Z的右侧可再充电电池10群被安排成使得，正极11安排在顶部而负极12安排在底部。邻接该上部可再充电电池组Z的可再充电电池组Z的电极结构相对于位于其上方的可再充电电池组的电极结构是相反的。其他的可再充电电池组以对应的方式彼此邻接，如图4中的正极和负极符号所示。
下部可再充电电池单元在底部在左侧形成正极而右侧形成负极。在此提供了将可再充电电池组Z的所有电极(正极11和负极12)彼此连接的特殊电极连接器。以此方式实现了在图4中使用的数字顺序1至12的电流流动。因此，在每个可再充电电池组Z中使用了并联连接的两个可再充电电池10群，所述群提供了高的功率密度。由于这些独立可再充电电池组Z的电极结构的关联性，可再充电电池10的电压由于级联串联连接而增大了十二倍。因此这种级联连接允许该可再充电电池单元具有小的安装高度。这在安装偶数个可再充电电池组Z时是特别有利的。这些可再充电电池组的组合的正极和负极接着被安排在该单元的一端的区域中，如在图4顶部通过正极和负极用符号表示的。因此，在此形成了均匀连接区域。
图3所示的安排可以插入一个管道区段中，如图5所示。在此情况下，管道区段40优选处于薄壁圆柱形管道的形式。在已经将可再充电电池组Z插入管道区段40中之后，可以用关闭件50和盖件70封闭所述管道区段。关闭件50具有底部53，该底部具有一体形成在其上的一个插头附接件52。在此情况下，插头附接件52的外部轮廓被设计成与管道区段40的内部轮廓相匹配。插头附接件52装备有一个周向凹槽51，可以将一个类似的周向密封件、优选O形环插入该周向凹槽中。在插入了关闭件时，这个密封件以密封方式支承在管道区段40的内壁上。底部53在中心配备有一个接收座，能够以密封起来的方式将一个螺纹件54固定在所述接收座中。螺纹件54可以拧接到一个优选处于系杆形式的张紧元件60上。在当前情况下，张紧元件60是处于螺纹杆的形式。如图5所示，这些保持器20的中央通路28(这些通路彼此对齐)穿过该张紧元件60。张紧元件60在避开了关闭件50的末端处连接到盖件70。盖件70具有底部78，该底部具有一体形成在其上的一个插头附接件。插头附接件71的外部轮廓被设计成与管道区段40的内部轮廓相匹配。插头附接件71同样装备有一个凹槽72，可以将一个周向密封件插入该凹槽中。密封件72以密封方式支承在管道区段40的内壁上。进一步如图5所示，插头附接件71环绕一个接收空间77。一个控制电路76被收纳在这个接收空间77中。这个控制电路76用于控制这些可再充电电池组Z的组合。插头附接件71在避开了底部78的一侧上连接到一个保持件79。有利地，保持件79被焊接到插头附接件71。保持件79在中心形成了螺纹接收座79，张紧元件60被拧到所述螺纹接收座中。因此可以通过拧紧该螺纹件54来将关闭件50和盖件70彼此夹紧。在此情况下，张紧力是借助于张紧元件60传递的。当拧紧螺纹件54时，关闭件50和盖件70均通过其插头附接件52和71被连续拉入管道区段40中。在此情况下，借助于在插头附接件52、71与底部53、78之间的过渡区域中形成的止挡件来限制这种插入运动。在组装后状态下，关闭件50的插头附接件52在末端处搁置在相关联的可再充电电池组Z上。在相反侧面上，盖件70的保持件79防止相关联的可再充电电池组Z的纵向位移。以此方式，这一排可再充电电池组以安全的方式被收纳在管道区段40中。右侧可再充电电池组Z的这两个由电极连接器30形成的末端电极借助于导电元件联接至电极连接部73和74上。因此，可以与图5中展示的可再充电电池单元的外侧进行接触。该可再充电电池单元进一步包括连接到控制电路76上的一个诊断连接部75。该可再充电电池单元优选地可以借助于总线系统、经由该诊断连接部75连接到一个评估电路上，这样使得对运行状态的连续监测是可能的。
这些保持器20是处于塑料部件的形式，目的是提供电绝缘。在本示例性实施例中，这些保持器20被设计成塑料的注塑模制部件。如图1所示，所述保持器具有侧向张紧元件26，这些侧向张紧元件在可再充电电池组Z被插入管道区段40中时通过张紧作用支承在管道区段40的内壁上并且以此方式提供侧向无游隙的定位。
一排可再充电电池组的独立可再充电电池组Z借助于适当的连接元件而彼此电接触式连接。在此情况下，彼此排列成行的可再充电电池组的这些侧向定位在这些保持器的触点接收座27中的相邻触点是彼此电连接的。举例而言，在此可以提供缆线连接。可以有利地通过触点33与焊接到触点33上的刚性的导电连接器(例如金属片)进行连接。以此方式这些可再充电电池组Z在纵向方向上是固定的。

Claims (14)

1.一种尤其用于船只的可再充电电池单元，该可再充电电池单元具有多个可再充电电池(10)，这些可再充电电池通过一个保持器安排而彼此连接形成一个可再充电电池组(Z)，
其中该保持器安排具有至少一个保持器(20)，该保持器形成多个接收座(21.1，22.1)，这些可再充电电池(10)在一个电极末端的区域中被保持在这些接收座处，并且
这些可再充电电池(10)中的至少一些在其电极(11，12)的区域中通过一个电极连接器(30)彼此电连接。
2.如权利要求1所述的可再充电电池单元，
其特征在于，
形成了至少两个可再充电电池(10)群，所述群各自借助于这些电极连接器(30)彼此并联连接。
3.如权利要求1或2所述的可再充电电池单元，
其特征在于，
该保持安排具有两个保持器(20)，这些保持器借助于其接收座(21.1，22.1)各自接收这些独立的可再充电电池(10)的这些相反电极(11，12)。
4.如权利要求1至3中任一项所述的可再充电电池单元，
其特征在于，
这些接收座(21.1，22.1)是处于插头接收座的形式，这些可再充电电池(10)的圆柱形壳体的末端被插入其中。
5.如权利要求1至4中任一项所述的可再充电电池单元，
其特征在于，
该保持器(20)具有使得能触及这些可再充电电池(10)的电极(11，12)的多个凹陷或通路。
6.如权利要求1至5中任一项所述的可再充电电池单元，
其特征在于，
两个或更多个可再充电电池组(Z)彼此排列成行并且彼此电联接。
7.如权利要求1至6中任一项所述的可再充电电池单元，
其特征在于，
该保持器(20)装备有多个对齐元件(24，25)，通过这些对齐元件，将两个可再充电电池组(Z)的彼此贴靠的两个保持器(20)彼此对齐、尤其将它们相对于彼此在一个方向上以形状锁定的方式固定。
8.如权利要求1至7中任一项所述的可再充电电池单元，
其特征在于，
这些电极连接器(30)具有触点(33)，这些触点从两个可再充电电池组(Z)彼此排列成行的区域中引出。
9.如权利要求1至8中任一项所述的可再充电电池单元，
其特征在于，
一个可再充电电池组的这些可再充电电池(10)群与排列成行的第二可再充电电池组(Z)的这些可再充电电池群彼此串联地电连接。
10.如权利要求1至9中任一项所述的可再充电电池单元，
其特征在于，
这些可再充电电池(10)中的至少一些的电极(11，12)在单一连接平面中对齐。
11.如权利要求1至10中任一项所述的可再充电电池单元，
其特征在于，
彼此排列成行的两个或更多个可再充电电池组(Z)被插入一个管道区段(40)中，并且
该管道区段(40)在其两端处被一个关闭件(50)和一个盖件(70)封闭。
12.如权利要求11所述的可再充电电池单元，
其特征在于，
该关闭件(50)和盖件(70)借助于一个在该管道区段(40)的内部中延伸的张紧元件(60)彼此连接。
13.如权利要求1至12中任一项所述的可再充电电池单元，
其特征在于，
该盖件(70)具有两个从外部可触及的电极连接部(73，74)，并且
这一排可再充电电池组(Z)在该盖件(70)的区域中形成一个正极(11)和一个负极(12)，所述正极和负极电连接到这些电极连接部(73，74)。
14.如权利要求1至13中任一项所述的可再充电电池单元，
其特征在于，
该盖件(70)形成一个接收空间(77)，在该接收空间中安排了一个用于这些可再充电电池组(Z)的控制电路(76)。
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