DE10110415A1 - Compact battery pack for automobile has electrical connections at front and back of each battery used for mechanically supporting battery within housing of battery pack - Google Patents
Compact battery pack for automobile has electrical connections at front and back of each battery used for mechanically supporting battery within housing of battery packInfo
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft die Notwendigkeit, mehrere Batterien anzuordnen und zu halten, und ein zusammengebautes Paket zur Ver wendung in einer Fahrzeugumgebung. Aufgrund der Natur einer Fahr zeugumgebung wird die Batterie beträchtlichen Schwingungen ausgesetzt. Dementsprechend ist ein kompaktes Batteriepaket erwünscht, das me chanische und elektrische Verbindungen enthält.The present invention relates to the need for multiple batteries to arrange and hold, and an assembled package for Ver application in a vehicle environment. Because of the nature of a ride the battery is exposed to considerable vibrations. Accordingly, a compact battery pack is desirable, the me contains mechanical and electrical connections.
Batterien, die in Fahrzeugen verwendet werden, sind häufig über Ring klemmen mit Kabeln verbunden. Zusätzlich sind Sammelschienen für Batterien angeschraubt. Derartige Anordnungen neigen aufgrund der Schwingungen in einer Automobilumgebung zu Ausfall. Ferner sind Batte rien mit Kabelbäumen verbunden worden und sind zur mechanischen Unterstützung auch ummantelt. Viele dieser Anordnungen sind aufgrund des Schwingungsfaktors in einer Automobilumgebung unerwünscht.Batteries used in vehicles are often over ring clamp connected with cables. There are also busbars for Screwed batteries. Such arrangements tend due to the Vibrations in an automotive environment lead to failure. Furthermore, Batte have been connected with cable harnesses and are used for mechanical Support also encased. Many of these arrangements are due of the vibration factor undesirable in an automotive environment.
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Batteriepaket bereitzustel len, bei dem die Batterien in einem Gehäuse zusammengehalten werden, wobei die Batterie ein lamellenförmiges Element aufweist, das in ein Buchsenelement eingeführt werden kann. Die Kombination aus einer rechteckig geformten Lamelle in einem Buchsenelement stellt eine einzig artige Verbindung zur mechanischen Unterstützung und eine elektrischen Stromschnittstelle in einem kompakten Batteriepaket bereit. It is an object of the present invention to provide a battery pack len, in which the batteries are held together in a housing, wherein the battery has a lamellar element which in a Bushing element can be inserted. The combination of one rectangular shaped lamella in a socket element represents a unique like connection to mechanical support and an electrical Power interface ready in a compact battery pack.
Es ist ein Batteriepaket beschrieben, umfassend:
ein Gehäuse, in das mehrere Batterien eingebaut sind, wobei jede
Batterie eine Vorderseite und eine Rückseite aufweist,
eine Lamelle die derart ausgerichtet ist, daß sie in Steckbuchsen für
sie paßt, und die an den Vorder- und Rückseiten der Batterien angeordnet
ist, und
eine Leiterplatte an der Vorder- und Rückseite der Batterien, wobei
jede Leiterplatte Steckbuchsen aufweist, um den Rand der Lamellen der
Batterien aufzunehmen und die Batterien innerhalb des Gehäuses elek
trisch zu verbinden sowie eine mechanische Unterstützung für die Batte
rien bereitzustellen.A battery pack is described comprising:
a housing in which several batteries are installed, each battery having a front and a back,
a lamella which is aligned so that it fits in sockets for it, and which is arranged on the front and rear sides of the batteries, and
a circuit board on the front and back of the batteries, each circuit board has sockets to accommodate the edge of the fins of the batteries and to connect the batteries within the housing elec trically and to provide mechanical support for the batteries.
Die Erfindung wird im folgenden beispielhaft anhand der Zeichnungen be schrieben, in diesen zeigt:The invention will be exemplified below with reference to the drawings wrote in these shows:
Fig. 1 eine Explosionsperspektivansicht des Batteriepakets der vor liegenden Erfindung, und Fig. 1 is an exploded perspective view of the battery pack of the prior invention, and
Fig. 2 eine Explosionsansicht der Lamelle zur festen Halterung der Batterie in den Steckbuchsen. Fig. 2 is an exploded view of the lamella for holding the battery firmly in the sockets.
Fig. 1 zeigt ein kompaktes Batteriepaket 10 mit einem Gehäuse 12. In dem Gehäuse befindet sich eine Leiterplatte 14 mit Steckbuchsen 16. Fig. 1 shows a compact battery pack 10 with a housing 12. A printed circuit board 14 with sockets 16 is located in the housing.
Mehrere Batterien 18 weisen eine rechteckige Lamelle 20 auf einer ersten und einer zweiten Seite der Batterien auf. Eine Seite der Batterien ist der Leiterplatte 14 zugewandt, während die zweite oder abgewandte Seite der Batterie 22 einer zweiten Leiterplatte 24 zugewandt ist, wie es in den Zeichnungen gezeigt ist. Benachbart zu und ausgerichtet mit den Lamel len 20 der Batterien 18 befindet sich eine zweite Leiterplatte (PCB oder ge druckte Schaltung) 24. Die Leiterplatte weist ausgerichtete Steckbuchsen 30 auf. Ein Bandkabel 32 verbindet die beiden Leiterplatten 14, 24. Alter nativ und bevorzugt könnte das Kabel durch einen flexiblen Schaltkreis ersetzt sein. Mit flexiblem Schaltkreis ist ein flexibles Substrat gemeint, auf dem die gewünschte Schaltung angeordnet ist. Bei dieser Anwendung wird er eine ähnliche Funktion wie das Kabel 32 ausführen. Falls es ge wünscht ist, kann ein elektronischer Batterie-Controller 34 in die PCB eingebaut sein. Der Controller 34 vereinfacht das Steuern der Batterie funktionen 34 und ist auf der Leiterplatte 24 angeordnet und mit dieser elektrisch verbunden. Um das Batteriepaket in dem Gehäuse zu befestigen und zur Luftverteilung ist neben der Leiterplatte 24 ein Kammerseitendec kel 40 angeordnet.A plurality of batteries 18 have a rectangular lamella 20 on a first and a second side of the batteries. One side of the batteries faces the circuit board 14 , while the second or opposite side of the battery 22 faces a second circuit board 24 , as shown in the drawings. Adjacent to and aligned with the fins 20 of the batteries 18 there is a second printed circuit board (PCB or printed circuit) 24 . The circuit board has aligned sockets 30 . A ribbon cable 32 connects the two printed circuit boards 14 , 24 . Alter natively and preferably, the cable could be replaced by a flexible circuit. A flexible circuit means a flexible substrate on which the desired circuit is arranged. In this application, it will perform a function similar to cable 32 . If desired, an electronic battery controller 34 may be built into the PCB. The controller 34 simplifies the control of the battery functions 34 and is arranged on the circuit board 24 and electrically connected to it. In order to fix the battery pack in the housing and for air distribution next to the circuit board 24 a Kammerseitendec angle 40 is arranged.
Batterieklemmen 42, 44 können in dem Gehäuse 12 passend angeordnet sein. Um die Luftbewegung in dem Gehäuse zu erleichtern, ist eine Entga sungsöffnung 46 in dem Gehäuse angeordnet. In dem Gehäuse sind ge eignete Luftzirkulationskanäle angeordnet, die als Rinnen 48 in dem Ge häuse 12 gezeigt sind.Battery clips 42 , 44 can be suitably arranged in the housing 12 . In order to facilitate the air movement in the housing, a vent opening 46 is arranged in the housing. In the housing ge suitable air circulation channels are arranged, which are shown as channels 48 in the Ge housing 12 .
Es ist festzustellen, daß das Gehäuse aus irgendeinem Material bestehen sollte, wie beispielsweise einem Kunststoff, wie Polyethylen oder Polypro pylen oder ABS, und dergleichen.It should be noted that the housing is made of some material should, such as a plastic such as polyethylene or Polypro pylen or ABS, and the like.
Mit dem Wort "Lamelle" ist gemeint, daß die Lamelle, wie sie in den Zeich nungen gezeigt ist, vorzugsweise ein Rechteck ist oder messer- bzw. la mellenförmig ist. Während in der Explosionsansicht die Lamelle 20 und die Steckbuchse 30 annähernd die gleiche Länge besitzen, ist festzustel len, daß eine Steckbuchse leicht eine größere Länge als die Lamelle auf weisen könnte. Zur Erleichterung des Einbaus der Batterien muß die La melle nur mit einem wesentlichen Teil der Steckbuchse 30 ausgerichtet sein. Zusätzlich sollten die Größe der Lamelle und die Größe der Steck buchse derart sein, daß eine geeignete elektrische Verbindung unter den Elementen des Pakets, nämlich den Leiterplatten und den Batterien, mit ihren jeweiligen Lamellen erleichtert wird. Ebenso kann die Steckbuchse flexible elektrische Federkontakte aufweisen, um eine geringfügige Fehl ausrichtung und Abweichungen in Bauteilabmessungen zu tolerieren.By the word "lamella" it is meant that the lamella, as shown in the drawings, is preferably a rectangle or is knife- or la-shaped. While in the exploded view, the lamella 20 and the socket 30 have approximately the same length, it should be noted that a socket could easily have a greater length than the lamella. To facilitate the installation of the batteries, the La melle only needs to be aligned with a substantial part of the socket 30 . In addition, the size of the lamella and the size of the socket should be such that a suitable electrical connection among the elements of the package, namely the printed circuit boards and the batteries, with their respective lamellae is facilitated. The socket can also have flexible electrical spring contacts in order to tolerate a slight misalignment and deviations in component dimensions.
Die Lamellen sollten derart bemessen sein, daß sie eine geeignete mecha nische Unterstützung für die einzelnen Batterien bereitstellen. Alternativ können separate Befestigungseinrichtungen in die Zellenenden eingebaut sein, die zu Befestigungselementen passen, die direkt an den Leiterplatten angebracht sind.The slats should be dimensioned such that they have a suitable mecha Provide support for each battery. Alternatively separate fastening devices can be installed in the cell ends be that fit with fasteners that are directly on the circuit boards are attached.
Während die Zeichnungen die bevorzugten Ausführungsformen der Kon struktion von separaten Leiterplatten zeigen, ist festzustellen, daß die Steckbuchsen leicht im Innern des Gehäuses angeordnet werden können. Auf diese Weise können die Zellen von einer geöffneten Seite des Gehäuses 12 aus eingebaut werden.While the drawings show the preferred embodiments of the construction of separate circuit boards, it should be noted that the sockets can be easily arranged inside the housing. In this way, the cells can be installed from an open side of the housing 12 .
Während die Zeichnungen eine Anordnung von zwei mal fünf Batteriezel len zeigen, ist festzustellen, daß irgendeine Anzahl von Zellen verwendet werden kann, ganz gleich ob sie mehr oder weniger als die in den Zeich nungen gezeigte ist. Es ist auch festzustellen, daß die Spannung der kom binierten Batterien abhängig von der gewünschten Spannung der Batteri en irgendein Vielfaches betragen könnte. Bei bevorzugten Ausführungs formen würden die Spannungen 288 Volt oder höher oder auch niedriger, wie gewünscht, 12 oder 24 oder 36 oder 42 Volt und dergleichen betragen.While the drawings show an arrangement of two by five battery cells len, it should be noted that any number of cells are used no matter whether they are more or less than those in the drawing is shown. It should also be noted that the voltage of the com Binary batteries depending on the desired voltage of the batteries en could be any multiple. In preferred execution would form the voltages 288 volts or higher or lower, as desired, 12 or 24 or 36 or 42 volts and the like.
Diese Erfindung ist besonders auf fortschrittliche Batterietechniken an wendbar, wie beispielsweise Lithium-Polymer, Lithium-Ion, Nickel-Metall hydrid und dergleichen.This invention is particularly applicable to advanced battery technology reversible, such as lithium polymer, lithium ion, nickel metal hydride and the like.
Ein Vorteil der kompakten Batterieanordnung ist die Leichtigkeit des Zu sammenbaus zu angestrebten Zügen, Strängen oder Paketen ohne Werk zeuge. Ein weiterer ist die flexible Orientierung der Zellen, ohne die Zellen für jeden Kunden anpassen zu müssen. Das Batteriepaket läßt eine hohe Stromdichte sowie einen niedrigen Widerstand zu. Das Batteriepaket der Erfindung reduziert Toleranzaddition und fängt eine geringfügige Fehlaus richtung der Zellen und Schwankungen in Bauteilabmessungen auf. Wie es oben in Hinblick auf eine Spannung diskutiert wurde, könnte es eine verbesserte Größe von den Zellen für angestrebte Strompegel geben. Das Batteriepaket kann mit niedrigen Kosten hergestellt werden. Wie es zu se hen ist, ist die Lamelle oder der Rand des Lamellenverbinders auf die Oberfläche einer elektronischen Platine montierbar. Der Verbinder oder die Lamelle kann ausgerichtet werden, um eine formschlüssige Abwei sungseinrichtung bereitzustellen. Wie es zu sehen ist, gibt es weder Befe stigungselemente, die die Batterien zusammenhalten, wie beispielsweise Muttern und Schrauben, noch irgendwelche Kabel, die das Batteriepaket mechanisch zusammenhalten.One advantage of the compact battery arrangement is the ease of closing assembling to desired trains, strands or packages without works witness. Another is the flexible orientation of the cells without the cells for every customer. The battery pack leaves a high Current density as well as a low resistance too. The battery pack of the Invention reduces tolerance addition and catches a slight mistake direction of the cells and fluctuations in component dimensions. How it was discussed above in terms of tension, it could be a give improved size of cells for targeted current levels. The Battery pack can be manufactured at low cost. How to see it hen, the lamella or the edge of the lamella connector is on the Surface of an electronic circuit board mountable. The connector or the lamella can be aligned to form a positive deflection provide provision. As can be seen, there are no Befe Fixing elements that hold the batteries together, such as Nuts and bolts, any cables that run the battery pack hold together mechanically.
Es ist festzustellen, daß das kompakte Batteriepaket für hohen Strom (größer als 40 A) und hohe Spannung (größer als 12 V) konstruiert ist. Aufgrund dieser Notwendigkeit von hohem Strom und hoher Spannung sind lamellenförmige Verbinder erwünscht. Stiftförmige Verbinder sind aufgrund ihrer Unfähigkeit, die Elektrizität angemessen zu befördern, und aufgrund ihrer Schwierigkeit, eine gute mechanische und sichere Verbin dung aufrechtzuerhalten, unerwünscht.It should be noted that the compact battery pack for high current (greater than 40 A) and high voltage (greater than 12 V). Because of this need for high current and high voltage lamellar connectors are desired. Pin-shaped connectors are due to their inability to adequately transport electricity, and due to their difficulty, a good mechanical and secure connection maintenance, undesirable.
Claims (5)
ein Gehäuse (12), in das mehrere Batterien (18) eingebaut sind, wobei jede Batterie eine Vorderseite und eine Rückseite (22) aufweist,
eine Lamelle (20), die derart ausgerichtet ist, daß sie in Steck buchsen (16, 30) für sie paßt, und die an den Vorder- und Rücksei ten (22) der Batterien angeordnet ist, und
eine Leiterplatte (14, 24) an der Vorder- und Rückseite der Batterien, wobei jede Leiterplatte Steckbuchsen (16, 30) aufweist, um den Rand der Lamellen (20) der Batterien aufzunehmen und die Batterien innerhalb des Gehäuses elektrisch zu verbinden sowie ei ne mechanische Unterstützung für die Batterien bereitzustellen.1. battery pack ( 10 ) comprising:
a housing ( 12 ) in which a plurality of batteries ( 18 ) are installed, each battery having a front side and a rear side ( 22 ),
a lamella ( 20 ) which is oriented such that it fits in sockets ( 16 , 30 ) for it, and which is arranged on the front and rear sides ( 22 ) of the batteries, and
a circuit board ( 14 , 24 ) on the front and rear of the batteries, each circuit board having sockets ( 16 , 30 ) to receive the edge of the lamellae ( 20 ) of the batteries and to electrically connect the batteries within the housing and ei ne to provide mechanical support for the batteries.
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|---|---|---|---|---|
| DD32750A (en) * |
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2001
- 2001-03-05 DE DE10110415A patent/DE10110415C2/en not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
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Owner name: ENERDEL, INC., FORT LAUDERDALE, FLA., US |
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Effective date: 20121002 |