DE102008045780A1

DE102008045780A1 - Akkupack, der einen elektrischen Verkabelungsträger enthält, sowie Verfahren zum Herstellen desselben

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Publication number: DE102008045780A1
Application number: DE102008045780A
Authority: DE
Inventors: John S. Brookfield Scott; Troy C. Waukesha Thorson; Jeffrey C. Neosho Hessenberger
Original assignee: Milwaukee Electric Tool Corp
Current assignee: Milwaukee Electric Tool Corp
Priority date: 2007-09-04
Filing date: 2008-09-04
Publication date: 2009-04-16
Anticipated expiration: 2028-09-05
Also published as: US20120210567A1; CN101388443B; GB0816103D0; GB2452618A; GB2452618B; DE102008045780B4; US20090061302A1; US20140093753A1; CN101388443A; US8764852B2

Abstract

Akkupack, der eine elektrische Kopplungsanordnung enthält. Der Akkupack enthält ein oberes Gehäuse, ein unteres Gehäuse, eine Zellenauflage, eine Vielzahl von Batteriezellen, einen Verkabelungsträger und eine Leiterplatte. Der Verkabelungsträger enthält einen Rahmen und eine elektrische Kopplungsanordnung mit einer Vielzahl innerer und äußerer elektrischer Kopplungen. Die inneren und äußeren elektrischen Kopplungen enthalten Zellenkopplungen und Leiterplattenkopplungen. Die inneren und äußeren Kopplungen werden bei der Herstellung durch Verbindungsstege festgehalten, die durchschnitten werden, nachdem die elektrische Kopplungsanordnung in den Rahmen hinein geformt ist.

Description

Verwandte Anmeldung
Die vorliegende Anmeldung beansprucht Priorität der vorläufigen US-Patentanmeldung Nr. 60/969,841, eingereicht am 4. September 2007, deren gesamter Inhalt hiermit durch Verweis einbezogen wird.
Hintergrund
Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen wiederaufladbare Akkupacks für Elektrowerkzeuge. Wiederaufladbare Akkupacks sind in zahlreichen Spannungen (beispielsweise 12 V und 21 V) erhältlich und bestehen im Allgemeinen aus mehreren wiederaufladbaren Batteriezellen, die entweder in Reihe oder parallel verbunden sind. Einige Akkupacks werden unter Verwendung von Batteriezellen hergestellt, deren chemische Zusammensetzung durch Überladen geschädigt werden kann (beispielsweise Lithiumionen). Bei Akkupacks, die mehrere Batteriezellen enthalten, können einige Batteriezellen einen anderen Ladepegel haben als andere Batteriezellen in dem Akkupack. Das Wiederaufladen eines derartigen Akkupacks kann zum Überladen einer Batteriezelle führen, die einen höheren Ladepegel hat als andere Zellen in dem Batteriepack. Daher wird bei einigen Akkupacks, für die Batteriezellen mit chemischer Zusammensetzung eingesetzt werden, die empfindlich gegen Überladen sind, jede Zelle separat überwacht und geladen. Bisherige Akkupacks enthielten eine Steuereinheit zum Überwachen und Steuern von Laden der Batteriezellen. Diese Akkupacks enthalten im Allgemeinen Drähte oder Drahtbrücken, die die einzelnen Batteriezellen mit einer Leiterplatte verbinden, die die Steuereinheit enthält. Bei der Herstellung derartiger Akkupacks ist das Anschließen der Drähte oder Drahtbrücken zwischen den Batteriezellen und der Leiterplatte mühselig und relativ teuer.
Zusammenfassung
Ausführungsformen der Erfindung beziehen sich auf ein System und ein Verfahren, mit denen einzelne Batteriezellen auf einfache und kostengünstige Weise mit einer Leiterplatte verbunden werden.
In einer Ausführungsform schafft die Erfindung einen Verkabelungsträger für einen Akkupack. Der Verkabelungsträger enthält einen Rahmen und eine elektrische Kopplungsanord nung. Die elektrische Kopplungsanordnung ist an dem Rahmen befestigt und enthält eine Vielzahl von Zellenkopplungen, eine Vielzahl von Leiterplattenkopplungen und eine Vielzahl von Verbindungsstegen. Die Verbindungsstege werden abgeschnitten, nachdem die elektronische Kopplungsanordnung an dem Rahmen befestigt ist. Die elektrische Kopplungsanordnung schafft nach Durchtrennen der Verbindungsstege separate elektrische Verbindungen mit einer Vielzahl von Batteriezellen über die Vielzahl von Zellenkopplungen und die Vielzahl von Leiterplattenkopplungen.
In einer anderen Ausführungsform schafft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines Akkupacks. Der Akkupack enthält ein oberes Gehäuse, ein unteres Gehäuse, einen Rahmen, eine Zellenauflage, eine Vielzahl von Batteriezellen, eine Leiterplatte sowie eine elektrische Kopplungsanordnung mit einer Vielzahl von Verbindungsstegen, einer Vielzahl von Zellenkopplungen und einer Vielzahl von Leiterplattenkopplungen. Das Verfahren schließt die Vorgänge des Formens der elektrischen Kopplungsanordnung in den Rahmen hinein, des Durchtrennens der Vielzahl von Verbindungsstegen, des Anbringens der Batteriezellen an der Vielzahl von Zellenkopplungen, nachdem die Verbindungsstege durchtrennt worden sind, und des Anbringens der Leiterplatte an der Vielzahl von Leiterplattenkopplungen an. Die Leiterplatte wird separat elektrisch mit jeder Batteriezelle verbunden.
In einer anderen Ausführungsform schafft die vorliegende Erfindung ein Elektrowerkzeug-Akkupack, der ein unteres Gehäuse, eine Zellenauflage, die in dem unteren Gehäuse angeordnet ist, eine Vielzahl von Batteriezellen, die von der Zellenauflage getragen werden, einen elektrischen Verkabelungsträger, der mit der Vielzahl von Batteriezellen gekoppelt ist, eine Leiterplatte, die von dem Rahmen getragen wird, und ein oberes Gehäuse enthält, das an dem unteren Gehäuse befestigt ist. Das obere und das untere Gehäuse umschließen im Wesentlichen die Zellenauflage, die Vielzahl von Batteriezellen und den elektrischen Verkabelungsträger. Der elektrische Verkabelungsträger enthält einen Rahmen und eine elektrische Kopplungsanordnung, die an dem Rahmen befestigt ist. Die elektrische Kopplungsanordnung enthält eine Vielzahl von Zellenkopplungen, eine Vielzahl von Leiterplattenkopplungen und eine Vielzahl von Verbindungsstegen. Die Verbindungsstege werden durchschnitten, nachdem die elektrische Kopplungsanordnung an dem Rahmen befestigt ist. Die elektrische Kopplungsanordnung schafft nach Durchschneiden der Verbindungsstege separate elektrische Verbindungen mit der Vielzahl von Batteriezellen über die Vielzahl von Zellenkopplungen und die Vielzahl von Leiterplattenkopplungen.
In einer Ausführungsform schafft die Erfindung einen Akkupack, der ein oberes Gehäuse, ein unteres Gehäuse, eine Zellenauflage, eine Vielzahl von Batteriezellen, einen Verkabelungsträger und eine Leiterplatte enthält. Der Verkabelungsträger koppelt die Vielzahl von Batteriezellen separat elektrisch mit der Leiterplatte.
In einer anderen Ausführungsform schafft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines Akkupacks. Das Verfahren schließt den Vorgang des Formens einer elektrischen Kopplungsanordnung in einen Rahmen hinein ein, wobei die Anordnung eine Vielzahl innerer und äußerer Kopplungen aufweist, die durch eine Vielzahl von Verbindungsstegen miteinander verbunden sind, die Vorgänge des Durchschneidens der Vielzahl von Verbindungsstegen zwischen inneren und äußeren Kopplungen, des Verbindens einer Vielzahl von Batteriezellen mit Zellenkopplungen der inneren und äußeren Kopplungen, des Verbindens einer Vielzahl von Leiterplattenkopplungen der inneren und äußeren Kopplungen mit einer Leiterplatte und des Positionierens der elektrischen Kopplungsanordnung, des Rahmens und der Batteriezellen in einem Gehäuse.
In einer anderen Ausführungsform schafft die Erfindung einen Verkabelungsträger für einen Akkupack. Der Verkabelungsträger enthält einen Rahmen und eine elektrische Kopplungsanordnung mit einer Vielzahl innerer und äußerer elektrischer Kopplungen. Die inneren und äußeren elektrischen Kopplungen enthalten Zellenkopplungen und Leiterplattenkopplungen. Die inneren und äußeren Kopplungen werden bei der Herstellung durch Verbindungsstege festgehalten, die durchschnitten werden, nachdem die elektrische Kopplungsanordnung in den Rahmen geformt ist.
Weitere Aspekte der Erfindung werden aus der ausführlichen Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen ersichtlich.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine auseinandergezogene Ansicht eines Akkupacks, der eine Ausführungsform der Erfindung einschließt.
2 ist eine Perspektivansicht eines elektrischen Verkabelungsträgers gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
3 ist eine Perspektivansicht einer elektrischen Kopplungsanordnung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
4 ist eine Perspektivansicht des elektrischen Verkabelungsträgers in 2 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, der eine Vielzahl von Batteriezellen und eine Leiterplatte enthält.
5A ist eine schematische Darstellung der elektrischen Verbindungen zwischen dem elektrischen Verkabelungsträger und den Batteriezellen in 4, wobei eine Vielzahl von Verbindungsstegen der elektrischen Kopplungsanordnung noch vorhanden sind.
5B ist eine schematische Ansicht der elektrischen Verbindungen zwischen dem Verkabelungsträger und den Batteriezellen in 4, wobei die Verbindungsstege entfernt sind.
Ausführliche Beschreibung
Bevor Ausführungsformen der Erfindung ausführlich erläutert werden, ist klarzustellen, dass die Erfindung in ihrer Anwendung nicht auf die Einzelheiten der Konstruktion und Anordnung von Bauteilen beschränkt ist, wie sie in der folgenden Beschreibung aufgeführt oder in den folgenden Zeichnungen dargestellt sind. Es sind andere Ausführungsformen der Erfindung möglich, und sie kann auf verschiedene Weise praktiziert oder ausgeführt werden. Des Weiteren ist klarzustellen, dass die verwendete Phraseologie und Terminologie der Beschreibung dienen und nicht als einschränkend zu betrachten sind. Der Gebrauch von "einschließen", "umfassen" oder "aufweisen" und Abwandlungen derselben dient dazu, die anschließend aufgeführten Elemente und Äquivalente derselben sowie zusätzliche Elemente zu umschließen. Wenn nicht anders angegeben oder eingeschränkt, werden die Begriffe "angebracht", "verbunden", "getragen" und "gekoppelt" und Abwandlungen derselben im weitesten Sinne gebraucht und schließen sowohl direkte als auch indirekte Anbringungen, Verbindungen, Trageeinrichtungen und Kopplungen ein. Des Weiteren sind "verbunden" und "gekoppelt" nicht auf physische oder mechanische Verbindungen oder Kopplungen beschränkt.
Ausführungsformen der Erfindung beziehen sich auf einen elektrischen Verkabelungsträger für einen Mehrzellen-Akkupack. Der elektrische Verkabelungsträger enthält eine ein- oder zweiteilige elektrische Koppleranordnung mit einer Vielzahl elektrischer Kopplungen, die eine Vielzahl von Batteriezellen in Reihe koppeln und des Weiteren jede Batteriezelle separat mit einer Leiterplatte koppeln. Verbindungsstege halten die elektrischen Kopplungen bei der Herstellung und werden durchschnitten, um elektrischen Verbindungen zwischen Kopplungen durchzutrennen, so dass die gewünschten elektrischen Verbindungen für den Akkupack entstehen.
1 zeigt eine auseinandergezogene Ansicht eines Teils einer Ausführungsform eines Akkupacks 100, der die Erfindung verkörpert. Verschiedene Bauteile des Akkupacks 100 sind der Übersichtlichkeit halber entfernt worden. Der Akkupack 100 enthält ein unteres Gehäuse 105, ein oberes Gehäuse 110, eine Zellenauflage 115, eine Vielzahl wiederaufladbarer Batteriezellen 120–124, einen elektrischen Verkabelungsträger 130 und eine Leiterplatte 135.
In der dargestellten Ausführungsform ist das untere Gehäuse 105 im Allgemeinen rechteckig geformt und enthält eine Basis 140 sowie vier Wände 145. Das untere Gehäuse 105 ist so konfiguriert, dass es die Bauteile des Akkupacks 100 aufnimmt, und kann mit einem geeigneten Prozess (beispielsweise Spritzgießen) hergestellt werden und aus einem geeigneten Material (beispielsweise Polykarbonat, ABS) bestehen.
Das obere Gehäuse 110 ist so geformt, dass es sich an die Bauteile des Akkupacks 100 anpasst und von einem Elektrowerkzeug und/oder einem Batterieladegerät aufgenommen wird. In einigen Ausführungsformen kann der Akkupack aus einem Werkzeug entnommen werden. Als Alternative dazu kann der Akkupack in ein Werkzeug integriert sein. Das obere Gehäuse 110 kann mit einem geeigneten Prozess (beispielsweise Spritzgießen) hergestellt werden und aus einem geeigneten Material (beispielsweise Polykarbonat, ABS) bestehen. Das obere und das untere Gehäuse 110 und 105 sind miteinander verbunden und miteinander verklebt und umschließen im Wesentlichen alle anderen Bauteile des Akkupacks 100, um die Bauteile des Akkupacks 100 abzudichten und zu schützen. In einigen Ausführungsformen ist das obere Gehäuse 110 unter Verwendung geeigneter Befestigungselemente (beispielsweise Schrauben) an dem unteren Gehäuse 105 befestigt.
In anderen Ausführungsformen können das obere und das untere Gehäuse 110 und 105 so geformt sein, dass sie Bauteile mit unterschiedlichen Formen tragen und umschließen. So kann ein Akkupack beispielsweise unter Verwendung rechteckiger und/oder flacher (z. B. prismenförmiger) Batteriezellen anstelle der in 1 gezeigten zylindrischen Zellen hergestellt werden.
Die Zellenauflage 115 hat eine rechteckige Form und enthält eine Vielzahl von Rinnen 150, die so aufgebaut sind, dass sie die Batteriezellen 120–124 aufnehmen. Die Zellenauflage 115 ist in dem unteren Gehäuse 105 positioniert und trägt die Batteriezellen 120–124 und dämpft auf die Batteriezellen 120–124 wirkenden Stoß (wenn beispielsweise der Akkupack 100 fallengelassen wird). Die Zellenauflage 115 kann aus einem geeigneten Material, wie beispielsweise geschlossenzelligem flammhemmendem Material (z. B. Volara^®) bestehen. In einigen Ausführungsformen ist die Zellenauflage 115 flach und enthält nicht die Vielzahl von Rinnen 150.
Die Batteriezellen 120–124 haben jeweils einen positiven Anschluss und einen negativen Anschluss. Die Batteriezellen 120–124 können eine geeignete Nennspannung haben und aus einer geeigneten chemischen Zusammensetzung bestehen (beispielsweise Lithiumionen, Li, Li-Co, Li-Mn, NiMH, NiCd oder anderen chemische Zusammensetzung). In der dargestellten Ausführungsform sind die Batteriezellen 120–124 zylindrisch, jedoch sind Batteriezellen mit anderen Formen und Größen für die Erfindung vorgesehen.
2 stellt eine Ausführungsform des elektrischen Verkabelungsträgers 130 dar. Der Verkabelungsträger 130 enthält einen Rahmen 200 und eine elektrische Kopplungsanordnung 205 (in 3 gezeigt). Die elektrische Kopplungsanordnung 205 ist an dem Rahmen 200 befestigt (beispielsweise an dem Rahmen angeklebt oder in den Rahmen hinein geformt, d. h., der Rahmen 200 ist um die elektrische Kopplungsanordnung 205 herum geformt). Der Rahmen 200 besteht aus einem geeigneten Material, wie beispielsweise glasfaserverstärktem Nylon FR50. Der Rahmen 200 enthält einen Leiterplatten-Anbringungsabschnitt 210 sowie einen Anschlussabschnitt 215. Der Anschlussabschnitt 215 enthält Schlitze für Anschlüsse zum Koppeln mit einem Elektrowerkzeug und/oder Batterieladegerät mit der Leiterplatte 135 und/oder Batteriezellen 120–124. Der Rahmen 200 kann V-förmige Rinnen (nicht dargestellt) zum Aufnehmen der Batteriezellen 120–124 aufweisen. Die V-förmigen Rinnen schaffen zwei Kontaktpunkte mit den Batteriezellen 120–124. Die zwei Kontaktpunkte halten die Batteriezellen 120–124 in Position und verhindern, dass sich die Batteriezellen 120–124 in Querrichtung bewegen. Der Rahmen 200 enthält des Weiteren Wände 220, die die Enden der Batteriezellen 120–124 einschließen und verhindern, dass sich die Batteriezellen 120–124 in Längsrichtung bewegen. Daher trägt der Rahmen 200 zusammen mit der Zellenauflage 115, wenn er in dem oberen und dem unteren Gehäuse 110 und 105 angeordnet ist, die Batteriezellen 120–124, fixiert sie und verhindert, dass sie sich bewegen.
3 stellt eine Ausführungsform der elektrischen Kopplungsanordnung 205 dar. Die elektrische Kopplungsanordnung 205 enthält eine Vielzahl innerer elektrischer Kopplungen 300 und ein Paar äußerer elektrischer Kopplungen 305. Die inneren elektrischen Kopplungen 300 enthalten eine Vielzahl benachbarter Zellenkopplungen 310A–310D sowie eine Vielzahl erster Leiterplattenkopplungen 315A–315D. Benachbarte Zellenkopplungen 310–310D koppeln benachbarte Batteriezellen 120–124 elektrisch. So koppelt beispielsweise in einem Akkupack 100, dessen Batteriezellen 120–124 in Reihe verbunden sind, die Zellenkopplung 310D eine Batteriezelle 120 mit positivem Anschluss mit einem negativen Anschluss einer benachbarten Batteriezelle 121. Die benachbarten Zellenkopplungen 310A–310D sind jeweils mit einer entsprechenden Leiterplattenkopplung 315A–315D verbunden.
Die äußeren elektrischen Kopplungen 305 enthalten Zellenkopplungen 320A und 320B und jeweilige zweite Leiterplattenkopplungen 325A und 325B, die miteinander verbunden sind. Die zweiten Leiterplattenkopplungen 325A und 325B stellen den Strom von dem gesamten Akkupack 100 (d. h. allen Batteriezellen 120–124) einem Elektrowerkzeug über ihre Verbindung zu den Zellenkopplungen 320A und 320B bereit. Daher leiten die zweiten Leiterplattenkopplungen 325A und 325B sowie die Zellenkopplungen 320A, 320B einen stärkeren Strom (wenn einem Elektrowerkzeug Strom bereitgestellt wird) als die inneren elektrischen Kopplungen 300 und werden unter Verwendung von Material hergestellt, das ausreicht, um dem größeren Strom zu widerstehen.
Eine Vielzahl von Verbindungsstegen 330–334 halt die inneren und die äußeren elektrischen Kopplungen 300 und 305 bei der Herstellung des Akkupacks 100 (beispielsweise vor dem Formen der elektrischen Kopplungsanordnung 305 in den Rahmen 200 hinein) fest. Wenn die elektrische Kopplungsanordnung 205 in den Rahmen 200 hinein geformt ist, werden die Verbindungsstege 330–334 durchschnitten, um die elektrische Verbindung zwischen den inneren und den äußeren elektrischen Kopplungen 300 und 305 zu durchtrennen. In einigen Ausführungsformen ist die elektrische Kopplungsanordnung 205 in Form von zwei Anordnungen anstelle von einer ausgebildet, so können beispielsweise eine elektrische Kopplungsanordnung A und eine elektrische Kopplungsanordnung B ausgebildet werden, indem Verbindungssteg 332 weggelassen wird.
Die elektrische Kopplungsanordnung 205 kann aus einer flachen Platte aus geeignetem Material (z. B. Nickel) durch Stanzen ausgebildet werden. Die Leiterplattenkopplungen 315A–315D und 325A–325D können dann in einer Aufwärtsrichtung um 90° aus einer Ebene gebogen werden, die durch die flache Platte aus Material gebildet wird. Die Zellenkopp lungen 310A–310D und 320A–320B können in einer Abwärtsrichtung um 90° aus der Ebene gebogen werden, die durch die flache Platte aus Material gebildet wird. Eine Vielzahl von Anschlusszungen 327, die als Teil jeder Zellenkopplung 310A–310D und 320A–320D ausgebildet sind, werden gebogen, um die Zungen 327 gegenüber den Zellenkopplungen 310A–310D und 320A–320B zu versetzen. Die Zungen 327 enthalten auch Löcher 328, die den Strom von Materialien ermöglichen, die beim Anlöten und/oder Schweißen der Zungen 327 an den Batteriezellen 120–124 verwendet werden. Der Strom des Schweiß/Lötmaterials in die Löcher 328 bewirkt eine stärkere physische und elektrische Verbindung zwischen den Zungen 327 und den Zellen 120–124. In einigen Ausführungsformen enthalten die Zungen 327 Vertiefungen 328, um Energie beim Schweißen zu konzentrieren und eine starke physische und elektrische Verbindung zwischen den Zungen 327 und den Zellen 120–124 zu schaffen.
4 stellt den an den Batteriezellen 120–124 und der Leiterplatte 135 angebrachten Verkabelungsträger 130 dar. Die Batteriezellen 120–124 werden an den Zellenkopplungen 310A–310D und 320A–320B mit einem geeigneten Verfahren (beispielsweise durch Schweißen) angebracht. Des Weiteren werden die Leiterplattenkopplungen 315A–315D und 325A–325B mit einem geeigneten Verfahren an der Leiterplatte 135 angebracht (beispielsweise durch Löten).
5A stellt die elektrischen Verbindungen des Verkabelungsträgers 130 nach dem Formen der elektrischen Kopplungsanordnung 205 in den Rahmen 200 und dem Anschweißen der Batteriezellen 120–124 an den Batteriezellenkopplungen 310A–310D und 320A–320B vor dem Durchschneiden der Verbindungsstege 330–334 dar. 5B stellt die elektrischen Verbindungen des Verkabelungsträgers 130 dar, nachdem die Verbindungsstege 330–334 geschnitten worden sind und die Batteriezellen 120–124 an den Batteriezellenkopplungen 310A–310D und 320A–320B angeschweißt worden sind. In der Praxis werden die Verbindungsstege 330–334 nach dem Formen der elektrischen Kopplungsanordnung 205 in den Rahmen 200 und vor dem Anschweißen der Batteriezellen 120–124 an den Batteriezellenkopplungen 310A–310D durchschnitten, um Kurzschluss der Batteriezellen 120–124 zu verhindern.
Die Leiterplatte 135 kann jede Batteriezelle 120–124 separat überwachen und laden, wie dies in der gleichzeitig eingereichten US-Patentanmeldung Nr. 11/138,070, eingereicht am 25. Mai 2005, offenbart wird, deren Inhalt hiermit durch Verweis einbezogen wird. Zugang zu Batteriezelle 121 findet beispielsweise über Leiterplattenkopplungen 315A und 315D statt. Zugang zu Batteriezelle 122 findet über Leiterplattenkopplungen 315A und 315C statt. Strom von dem Akkupack 100 (beispielsweise für ein Elektrowerkzeug) wird über die Leiterplattenkopplungen 325A und 32B bereitgestellt.
Die dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen ermöglichen es, einen Akkupack so zusammenzusetzen, dass jede Batteriezelle 120–124 mit einer oder mehreren benachbarten Zellen 120–124 in einer Reihenanordnung gekoppelt wird und auch mit der Leiterplatte gekoppelt wird. Da jeder Anschluss jeder Zelle 120–124 nur einmal geschweißt und/oder gelötet wird, können die Komplexität der Herstellung und die Kosten erheblich reduziert werden.
Die Erfindung ist in Ausführungsformen von Akkupacks beschrieben worden, die Batteriezellen enthalten, die in Reihe verbunden sind, die Erfindung kann jedoch bei jedem beliebigen Akkupack eingesetzt werden, der eine Vielzahl von Batteriezellen enthält, und zwar unabhängig davon, ob die Batteriezellen in Reihe, parallel oder in einer Kombination daraus verbunden sind. Des Weiteren gibt es, obwohl die Erfindung ausführlich unter Bezugnahme auf bestimmte bevorzugte Ausführungsformen (d. h. Akkupacks für Elektrowerkzeuge) beschrieben worden ist, Veränderungen und Abwandlungen innerhalb des Schutzumfangs und des Geistes eines oder mehrerer unabhängiger Aspekte der Erfindung, wie sie beschrieben ist, die Kraftfahrzeuge, Flugzeuge, Boote, Spielzeuge, Gartengeräte, Staubsauger, Kameras, Computer und Audiogeräte einschließen, jedoch nicht darauf beschränkt sind. Weiterhin können Ausführungsformen der Erfindung für Hoch- oder Niederspannung eingesetzt werden.
So schafft die Erfindung unter anderem einen Akkupack, bei dem jede Batteriezelle des Akkupacks mit einer Leiterplatte und benachbarten Batteriezellen mit einer einzelnen Verschweißung gekoppelt ist. Verschiedene Merkmale und Vorteile der Erfindung sind in den folgenden Patentansprüchen aufgeführt.

Claims

Verkabelungsträger für einen Akkupack, der umfasst: einen Rahmen; und eine elektrische Kopplungsanordnung, die an dem Rahmen befestigt ist, wobei die elektrische Kopplungsanordnung eine Vielzahl von Zellenkopplungen, eine Vielzahl von Leiterplattenkopplungen und eine Vielzahl von Verbindungsstegen enthält, die Verbindungsstege durchschnitten werden, nachdem die elektrische Kopplungsanordnung an dem Rahmen befestigt ist, und die elektrische Kopplungsanordnung nach Durchschneiden der Verbindungsstege separate elektrische Verbindungen mit einer Vielzahl von Batteriezellen über die Vielzahl von Batteriekopplungen sowie die Vielzahl von Leiterplattenkopplungen schafft.
Verkabelungsträger nach Anspruch 1, wobei die elektrische Kopplungsanordnung eine erste äußere elektrische Kopplung und eine zweite äußere elektrische Kopplung enthält und die erste sowie die zweite elektrische Kopplung so dimensioniert sind, dass sie einen Strom unterstützen, der von einem Elektrowerkzeug aufgenommen wird.
Verkabelungsträger nach Anspruch 1, wobei die elektrische Kopplungsanordnung die Batteriezellen in einer Reihenanordnung verbindet.
Verkabelungsträger nach Anspruch 1, wobei die Batteriezellen an der elektrischen Kopplungsanordnung angebracht werden, nachdem die Verbindungsstege durchschnitten worden sind, und die elektrische Kopplungsanordnung die einzige Struktur ist, an der die Batteriezellen physisch angebracht sind.
Verfahren zum Herstellen eines Akkupacks, der ein oberes Gehäuse, ein unteres Gehäuse, einen Rahmen, eine Zellenauflage, eine Vielzahl von Batteriezellen, eine Leiterplatte und eine elektrische Kopplungsanordnung enthält, die eine Vielzahl von Verbindungsstegen, eine Vielzahl von Zellenkopplungen sowie eine Vielzahl von Leiterplattenkopplungen aufweist, wobei das Verfahren umfasst: Formen der elektrischen Kopplungsanordnung in den Rahmen hinein; Durchtrennen der Vielzahl von Verbindungsstegen; Anbringen der Batteriezellen an der Vielzahl von Zellenkopplungen, nachdem die Verbindungsstege durchtrennt worden sind; und Anbringen der Leiterplatte an der Vielzahl von Leiterplattenkopplungen; wobei die Leiterplatte separat elektrisch mit jeder Batteriezelle verbunden wird.
Verfahren nach Anspruch 5, das des Weiteren Tragen der Batteriezellen mit der Zellenauflage umfasst.
Verfahren nach Anspruch 5, das des Weiteren Umschließen des Rahmens, der elektrischen Kopplungsanordnung, der Zellenauflage, der Vielzahl von Batteriezellen und der Leiterplatte mit dem oberen und dem unteren Gehäuse umfasst.
Verfahren nach Anspruch 5, das des Weiteren Stanzen der elektrischen Kopplungsanordnung aus einem einzelnen Teil aus flachem Material umfasst.
Verfahren nach Anspruch 8, das des Weiteren Biegen der Vielzahl von Leiterplattenkopplungen in einer ersten Richtung im Wesentlichen um 90° aus einer Ebene heraus umfasst, die durch das flache Material gebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 9, das des Weiteren Biegen der Vielzahl von Zellenkopplungen in einer zweiten Richtung im Wesentlichen um 90° aus der Ebene des flachen Materials heraus umfasst, wobei die zweite Richtung der ersten Richtung entgegengesetzt ist.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei das Anbringen der Batteriezellen an den Zellenkopplungen Schweißen oder Löten einschließt.
Verfahren nach Anspruch 5, das des Weiteren Tragen der Batteriezellen mit dem Rahmen, der elektrischen Kopplungsanordnung, der Zellenauflage und dem unteren Gehäuse umfasst, um Bewegung der Batteriezellen zu verhindern.
Verfahren nach Anspruch 5, das des Weiteren Tragen der Leiterplatte an dem Rahmen umfasst.
Elektrowerkzeug-Akkupack, der umfasst: ein unteres Gehäuse; eine Zellenauflage, die in dem unteren Gehäuse positioniert ist; eine Vielzahl von Batteriezellen, die von der Zellenauflage getragen werden; einen elektrischen Verkabelungsträger, der mit der Vielzahl von Batteriezellen gekoppelt ist, wobei der elektrische Verkabelungsträger enthält: einen Rahmen, und eine elektrische Kopplungsanordnung, die an dem Rahmen befestigt ist, wobei die elektrische Kopplungsanordnung eine Vielzahl von Zellenkopplungen, eine Vielzahl von Leiterplattenkopplungen und eine Vielzahl von Verbindungsstegen enthält, die Verbindungsstege durchschnitten werden, nachdem die elektrische Kopplungsanordnung an dem Rahmen befestigt ist, und die elektrische Kopplungsanordnung nach Durchschneiden der Verbindungsstege separate elektrische Verbindungen mit der Vielzahl von Batteriezellen über die Vielzahl von Zellenkopplungen sowie die Vielzahl von Leiterplattenkopplungen schafft; eine Leiterplatte, die von dem Rahmen getragen wird; und ein oberes Gehäuse, das an dem unteren Gehäuse befestigt ist, wobei das obere und das untere Gehäuse im Wesentlichen die Zellenauflage, die Vielzahl von Batteriezellen und den elektrischen Verkabelungsträger umschließen.
Elektrowerkzeug-Akkupack nach Anspruch 14, wobei das obere Gehäuse in Funktion herausnehmbar von einem Elektrowerkzeug aufgenommen werden kann.
Elektrowerkzeug-Akkupack nach Anspruch 14, wobei der elektrische Verkabelungsträger, die Zellenauflage und das untere Gehäuse die Vielzahl von Batteriezellen einschließen und so Bewegung der Batteriezellen verhindern.
Elektrowerkzeug-Akkupack nach Anspruch 14, wobei die elektrische Kopplungsanordnung durch Ausstanzen aus einem flachen Stück Material und Biegen einer Vielzahl von Leiterplattenkopplungen um 90° in einer ersten Richtung sowie einer Vielzahl von Zellenkopplungen um 90° in einer zweiten Richtung ausgebildet wird und die zweite Richtung entgegengesetzt zu der ersten Richtung ist.
Elektrowerkzeug-Akkupack nach Anspruch 14, wobei die Vielzahl von Batteriezellen ausschließlich an den Zellenkopplungen angebracht sind.
Elektrowerkzeug-Akkupack nach Anspruch 14, wobei die Zellenauflage eine Vielzahl von Rinnen einschließt.
Elektrowerkzeug-Akkupack nach Anspruch 19, wobei die Vielzahl von Rinnen im Wesentlichen V-förmig sind und jede der Vielzahl von Batteriezellen in einer der Vielzahl von Rinnen getragen wird.