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HINTERGRUND
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Gebiet
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Beispielhafte Ausführungsformen betreffen eine Energiespeichereinrichtung, wie z. B. einen Ultrakondensator oder eine Batterie, und insbesondere eine Klemmenanschlusseinrichtung zum Verbinden mehrerer Zellen für eine Hochspannungsenergiespeicheranordnung.
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Beschreibung der verwandten Technik
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Im Allgemeinen enthält ein repräsentatives Beispiel für eine elektrische Energiespeichereinrichtung eine Batterie und einen Kondensator.
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Unter den Kondensatoren ist ein Ultrakondensator, auch als Superkondensator bekannt, eine Energiespeichereinrichtung mit Eigenschaften, die zwischen denen eines Elektrolytkondensators und einer sekundären Batterie liegen. Da ein Ultrakondensator über eine hohe Leistungsfähigkeit und eine halbdauerhafte Lebensdauer verfügt, wird der Ultrakondensator als eine Energiespeichereinrichtung der nächsten Generation betrachtet, die parallel mit oder anstelle einer sekundären Batterie verwendbar ist.
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Zur Ausführung einer Hochspannungsbatterie unter Verwendung eines Ultrakondensators braucht man ein Hochspannungsmodul von mehreren hundert Volt V. Bei dem Hochspannungsmodul handelt es sich um eine Hochspannungsultrakondensatoranordnung, bei der eine notwendige Anzahl von Ultrakondensatoren als Elementarzellen zusammengeschlossen ist. In diesem Beispiel wird zum Verbinden mehrerer Ultrakondensatoren eine Sammelschiene verwendet.
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1A bis 1C zeigen ein Energiespeichermodul oder eine Energiespeicheranordnung, bei dem oder der Zellenklemmen mittels einer herkömmlichen Sammelschiene über einen Presssitz verbunden sind.
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Herkömmlicherweise sind mehrere Zellen 10 mittels einer Sammelschiene 20 zu einem Modul oder einer Anordnung verbunden, wobei die Sammelschiene 20 über Presssitz in die Zellenklemmen 11 der Zellen 10 gedrückt werden, wie in 1A bis 1C gezeigt.
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Mit anderen Worten wird die Sammelschiene 20 mit den Zellenklemmen 11 entsprechenden Löchern versehen und dann derart angeordnet, dass die Löcher mit den entsprechenden Zellenklemmen 11 ausgerichtet sind. Danach wird die Sammelschiene 20 unter Zwang in die Zellenklemmen 11 eingeschoben und mit Presssitz hineingedrückt.
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Diese Verbindung über einen Presssitz mittels der herkömmlichen Sammelschiene 20 hat jedoch Vorteile, wie eine einfache Konfiguration, niedrige Kosten und leichtere Zusammenfügung, kann aber nicht die Verbindungsverlässlichkeit garantieren, wenn die Sitzfestigkeit nachlässt. Das heißt, der Schwingungswiderstand bzw. die Dauerhaftigkeit ist gering.
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Wenn der Sitz lose wird oder die Zellenklemme 11 abrutscht, wird dies darüber hinaus ein System, das das Modul oder die Anordnung verwendet, beeinträchtigen.
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Zum Aufbringen eines Presssitzes ist außerdem die Präzision, mit der die Sammelschiene 20 und die Zellenklemmen 11 zusammengepresst werden, von äußerster Bedeutung. Dies liegt daran, dass sich sonst die Wahrscheinlichkeit eines sich entwickelnden Fehlers zusammen mit Schwierigkeiten bei der Herstellung der Komponenten erhöht.
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2A bis 2D zeigen ein Energiespeichermodul oder eine Energiespeicheranordnung, bei der Zellenklemmen über eine herkömmliche Sammelschiene mittels Mutter miteinander verbunden werden.
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Wie in 2A bis 2D gezeigt ist die Sammelschiene 20 mittels Mutter 30, die die Kopplungsfestigkeit zwischen der Sammelschiene 20 und den Zellenklemmen 11 verbessern, fest mit den Zellenklemmen 11 verbunden.
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Mit anderen Worten stehen die Zellenklemmen 11 von der Oberseite der Zellen 10 hervor und die Sammelschiene 20 hat den Zellenklemmen 11 entsprechende Löcher. Die Sammelschiene 20 wird so aufgelegt, dass die Löcher mit den entsprechenden Zellenklemmen 11 ausgerichtet sind. Dann wird die Sammelschiene 20 mit den Mutter 30 an den Zellenklemmen 11 befestigt.
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Diese herkömmliche Verbindung mittels Mutter 30 verbessert die Kopplungsfestigkeit oder Verbindungsverlässlichkeit, erhöht jedoch die Abmessungen des Moduls oder der Anordnung aufgrund der Höhe und des Volumens der verwendeten Mutter 30.
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Die
US 6 186 831 B1 beschreibt weiter eine Verbindungsleiste für zwei Kondensatoren eines Audiosystems, wobei die Leisten an ihren Enden Absätze aufweisen, durch die die Dicke der Leistenenden verringert wird. Mittels der Absätze können an einer Klemme eines Kondensators zwei Leisten derart befestigt werden, dass die Oberfläche der beiden Leisten insgesamt eben verläuft. Die Befestigung der Klemmen der Kondensatoren an den Leisten erfolgt dabei durch eine Schraubverbindung mit entsprechenden Mutter.
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Die
JP 2010 239 027 A offenbart zudem ein Verbindungsmittel und eine Verbindungsmethode für Kondensatormodule, wobei die Klemmen von Kondensatoren an einer Verbindungsschiene befestigt werden. Die Klemmen der Kondensatoren greifen durch Ausnehmungen in der Verbindungsschiene und weisen eine Innenbohrung mit einem Innengewinde auf. In diese Innenbohrung wird eine Schraube eingedreht, die eine seitliche Spreizung der Klemmen verursacht, so dass die Klemmen gegen die Ausnehmungen der Verbindungsschiene gepresst werden und ein Klemmsitz zwischen den Klemmen und der Verbindungsschiene erzeugt wird.
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Die
WO 2008/0 98 193 A2 lehrt zudem eine Verbindungsschiene für Zellen eines Batteriemoduls, wobei die Verbindungsschiene unterschiedliche abgewinkelte Formen aufweisen kann. Zudem ist vorgesehen, dass je eine Zelle mittels ihrer Zellenklemme direkt mit der Verbindungsschiene verschraubt wird und eine zweite Zellenklemme durch eine Ausnehmung in der Verbindungsschiene greift und eine Befestigung an der Verbindungsschiene durch ein Befestigungsmittel erzeugt wird, welches an dem durch die Ausnehmung durchgreifenden Teil der Zellenklemme befestigt ist.
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Wegen der obengenannten Probleme ist diese herkömmliche Verbindung nicht mit dem Trend der Energiespeichermodule oder -anordnungen verwendenden Geräte zur Minimierung und Leichtgewichtigkeit im Einklang, und unnötige Höhe und unnötiges Volumen beeinträchtigen die Ausführung der Produkte. Das heißt die Designfreiheit leidet und die Ausführung der Produkte ist eingeschränkt.
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KURZE DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung ist dazu ausgelegt, die obengenannten Probleme zu lösen, und es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Klemmenanschlusseinrichtung für ein Energiespeichermodul bereitzustellen, die hinsichtlich Aufbau Verbesserungen aufzeigt und ein Schema für die Verbindung von mehreren zusammenzufügenden Zellen aufweist, mit dem sich die Kopplungsfestigkeit mit Zellenklemmen erhöht, wodurch die Verbindungsdauerhaftigkeit und die Verbindungsverlässlichkeit gewährleistet sind.
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Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer Klemmenanschlusseinrichtung für ein Energiespeichermodul, die hinsichtlich Aufbau Verbesserungen aufzeigt und ein Schema für die Verbindung von mehreren zusammenzufügenden Zellen aufweist, mit dem sich die Höhe und das Volumen verringern, wodurch sich die Gesamtgröße des Moduls oder der Anordnung verringert.
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Zusätzliche Merkmale der Erfindung werden in der folgenden Beschreibung ausgeführt, und werden zum Teil durch die Beschreibung ersichtlich oder können bei der Ausführung der Erfindung erlernt werden.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird dadurch gelöst, dass eine Klemmenanschlusseinrichtung für ein Energiespeichermodul zur Verbindung mehrerer Zellen für eine Hochspannungskondensator- oder Hochspannungsbatterieanordnung bereitgestellt ist, enthaltend eine Sammelschiene mit einem von einer Platte gebildeten Körperteil, mit vorbestimmter Länge und Absätzen an beiden Enden, und einem Zellenklemmenmontierungsteil mit einem Einsetzloch an jedem Ende des Körperteils, in das eine entsprechende Zellenklemme eingesetzt wird, und ein Befestigungsglied zum Sichern der Sammelschiene über eine Schraubverbindung mit der Zellenklemme durch das Einsetzloch an jedem Ende des Körperteils der Sammelschiene, wobei das Befestigungsglied einen von einer Platte gebildeten Mutterkörperteil mit einer Aushöhlung in der Mitte und einem in der Gestalt einer Mutter ausgebildeten Außenumfang und einen Mutterschraubteil mit einem zur Schraubverbindung mit der Zellenklemme entlang der Innenperipherie der Aushöhlung im Mutterkörperteil ausgebildeten Schraubgewinde aufweist, wobei die Höhe des Absatzes des Körperteils der Sammelschiene der Dicke des Mutterkörperteils des Befestigungsglieds entspricht.
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Vorzugsweise enthält das Befestigungsglied ferner einen kreisförmigen Vorsprung mit einer zylindrischen Gestalt, der von dem Mutterkörperteil entlang der Aushöhlung nach unten vorsteht.
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Vorzugsweise hat der kreisförmige Vorsprung einen Außendurchmesser, der dem Durchmesser des Einsetzlochs des Körperteils der Sammelschiene entspricht, oder der kreisförmige Vorsprung hat einen Außendurchmesser, der kleiner als der Durchmesser des Einsetzlochs des Körperteils der Sammelschiene ist.
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Vorzugsweise hat der kreisförmige Vorsprung eine vorstehende Länge, die kleiner als die Dicke des Körperteils der Sammelschiene ist.
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Vorzugsweise hat der Körperteil der Sammelschiene an seinen beiden Enden Absätze über die Länge einschließlich der Zellenklemmenmontierungsteile, und der Körperteil der Sammelschiene hat Absätze, die an den Rändern in Form eines Halbkreises ausgebildet sind.
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Erfindungsgemäß hat der Körperteil der Sammelschiene an der unteren Fläche in deren Mitte einen gebogenen Teil, um eine Beeinträchtigung einer zur Bereitstellung einer Isolierung zwischen den Zellen vorgesehenen Hülse zu vermeiden.
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Vorzugsweise weist der Körperteil der Sammelschiene ein Loch auf, um eine Spannungsmessklemme einer Kompensationsschaltung zum Schutz der Zellen aufzunehmen.
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Vorzugsweise ist der Mutterkörperteil einer Standardmutter entsprechend einem Standardbefestigungswerkzeug gemäß gestaltet.
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Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Klemmenanschlusseinrichtung für ein Energiespeichermodul zum Verbinden mehrerer Zellen für eine Hochspannungskondensator- oder Hochspannungsbatterieanordnung bereitgestellt, enthaltend eine Sammelschiene mit einem von einer Platte gebildeten Körperteil, mit vorbestimmter Länge, und einem Zellenklemmenkopplungsteil mit einem Einsetzloch an jedem Ende des Körperteils, in das eine entsprechende Zellenklemme eingesetzt wird, wobei das Einsetzloch an einem Ende des Körperteils ein Schraubgewinde entlang der Innenperipherie aufweist, und ein Befestigungsglied, das von einer kreisförmigen Platte gebildet wird und zum Sichern der Sammelschiene über eine Schraubverbindung mit der Zellenklemme durch das Einsetzloch an dem anderen Ende des Körperteils der Sammelschiene eine Aushöhlung aufweist.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die beiliegende Zeichnung stellt eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung dar und dient zusammen mit der vorherigen Offenbarung zum weiteren Verständnis des technischen Gedankens der vorliegenden Offenbarung. Die vorliegende Offenbarung ist jedoch nicht als auf die Zeichnung beschränkt auszulegen.
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1A bis 1C zeigen Ansichten eines Energiespeichermoduls oder einer Energiespeicheranordnung, bei der Zellenklemmen mit einem Presssitz mittels einer herkömmlichen Sammelschiene miteinander verbunden sind.
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2A bis 2D zeigen Ansichten eines Energiespeichermoduls oder einer Energiespeicheranordnung, bei der Zellenklemmen mit Mutter mittels einer herkömmlichen Sammelschiene miteinander verbunden sind.
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3 zeigt eine Perspektivansicht der Verbindung von Zellen mit einer Klemmanschlusseinrichtung für ein Energiespeichermodul gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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4 zeigt eine Querschnittsansicht von 3 entlang der Linie C-C'.
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5 zeigt eine vergrößerte Querschnittsansicht des Ausschnitts D von 4.
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6 zeigt eine Ansicht einer Sammelschiene einer Klemmanschlusseinrichtung für ein Energiespeichermodul gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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7 zeigt eine Ansicht eines Befestigungsglieds einer Klemmanschlusseinrichtung für ein Energiespeichermodul gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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8 zeigt eine Querschnittsansicht der Verbindung von Zellen durch eine Klemmanschlusseinrichtung für ein Energiespeichermodul gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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9 bis 12 zeigen Perspektivansichten eines nicht beanspruchten Prozesses zum Verbinden von Zellen durch eine Klemmanschlusseinrichtung für ein Energiespeichermodul gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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13A zeigt eine Perspektivansicht der Verbindung von Zellen durch eine Klemmanschlusseinrichtung für ein Energiespeichermodul gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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13B zeigt eine Querschnittsansicht von 13A entlang der Linie E-E'.
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14 zeigt eine Perspektivansicht einer Sammelschiene einer Klemmanschlusseinrichtung für ein Energiespeichermodul gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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15 zeigt eine Perspektivansicht eines Befestigungsglieds einer Klemmanschlusseinrichtung für ein Energiespeichermodul gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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16 zeigt eine Perspektivansicht eines Befestigungswerkzeugs einer Klemmanschlusseinrichtung für ein Energiespeichermodul gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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17 zeigt eine Querschnittsansicht der Verbindung von Zellen durch eine Klemmanschlusseinrichtung für ein Energiespeichermodul gemäß einer noch anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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18 zeigt eine Ansicht für einen Prozess zum Verbinden von Zellen durch eine Klemmanschlusseinrichtung für ein Energiespeichermodul gemäß einer noch anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
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Die vorliegende Erfindung wird nun ausführlich mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben. Vor der Beschreibung sollte deutlich gemacht werden, dass die in der Beschreibung und den angehängten Ansprüchen verwendeten Begriffe und Ausdrücke nicht im Sinne von allgemeinen und Wörterbuchbedeutungen auszulegen sind, sondern mit Bedeutungen und Konzepten, die, in Hinsicht auf das Prinzip, dass der Erfinder/die Erfinderin die Konzepte der Begriffe und Ausdrücke zur bestmöglichen Beschreibung seiner/ihrer Erfindung angemessen definieren kann, technischen Gedanken der vorliegenden Erfindung entsprechen. Demgemäß handelt es sich bei der hier vorgeschlagenen Beschreibung lediglich um ein bevorzugtes Beispiel zu Darstellungszwecken, und sie soll den Erfindungsumfang nicht einschränken, und daher wird es der Fachmann verstehen, dass verschiedene Modifikationen und Änderungen an der vorliegenden Erfindung ausgeführt werden können, ohne vom Erfindungsgedanken oder -umfang abzuweichen.
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Die vorliegende Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass Verbesserungen des Aufbaus einer Sammelschiene und eines Befestigungsglieds realisiert werden, die bzw. das bei der Verbindung von Zellenklemmen mehrerer Zellen verwendet wird, um die Zellen, wie z. B. Ultrakondensatoren oder Batterien, zusammenzufügen, wodurch sich die Kopplungsfestigkeit und Stabilität verbessern, sich die Zusammenfügung handlicher gestaltet und die kompakte und leichtgewichtige Verbindung erreicht wird. Eine Sammelschiene kann auch einfach und leicht mit nur einer allgemeinen Standardmutter und ohne Verwendung eines separaten Spezialkopplungswerkzeugs oder -befestigungswerkzeugs mit Zellenklemmen gekoppelt werden.
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3 zeigt eine Perspektivansicht der Verbindung von Zellen durch eine Klemmanschlusseinrichtung für ein Energiespeichermodul gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 4 zeigt eine Querschnittsansicht von 3 entlang der Linie C-C'. 5 zeigt eine vergrößerte Querschnittsansicht des Ausschnitts D von 4.
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Mit Bezug auf 3 bis 5 enthält eine Klemmanschlusseinrichtung für ein Energiespeichermodul gemäß der vorliegenden Erfindung mehrere Energie speichernde Zellen 100, die jeweils eine Zellenklemme 110, eine Sammelschiene 200 und ein Befestigungsglied 300 aufweisen. Die Sammelschiene 200 und das Befestigungsglied 300 werden zum Verbinden der Zellenklemmen 110 der Zellen 100 zur Zusammenfügung der Zellen 100 verwendet.
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Mit anderen Worten wird eine Hochspannungsenergiespeicheranordnung dadurch gebildet, dass mehrere Zellen 100 durch die Klemmanschlusseinrichtung der vorliegenden Erfindung einschließlich der Sammelschiene 200 und des Befestigungsglieds 300 miteinander verbunden werden.
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In diesem Beispiel handelt es sich bei der Zelle 100 um eine individuelle Zelle, in der elektrische Energie gespeichert ist, wie z. B. eine Ultrakondensatorzelle oder eine Batteriezelle. In der Regel ist die Zelle 100 zylindrisch, und kann verschiedene Formen aufweisen, wie zum Beispiel eine prismatische Form oder eine plattenartige Form.
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Die Zellenklemme 110 der Zelle 100 dient der Einleitung/Ausleitung der gespeicherten elektrischen Energie. Die Zellenklemme 110 befindet sich in der Regel oben oder unten an der Zelle 100 und weist eine zylindrische Gestalt auf. Die Zellenklemme 110 ist auch aus einem elektrischen leitfähigen Material hergestellt und mit einer Elektrode in der Zelle 100 verbunden.
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Insbesondere weist die Zellenklemme 110 ein entlang der Außenseite oder Außenperipherie davon durch Gewindeschneiden ausgebildetes Schraubgewinde auf. Das Schraubgewinde dient einer Schraubverbindung mit dem unten beschriebenen Befestigungsglied 300.
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Die Sammelschiene verbindet unter Ausbildung eines Moduls oder einer Anordnung mehrere der Zellen 100 mechanisch und elektrisch miteinander. Die Sammelschiene 200 ist mit den Zellenklemmen 110 mehrerer Zellen 100 gekoppelt, um mehrere Zellen 100 mechanisch und elektrisch miteinander zu verbinden. Die Sammelschiene 200 weist einen Körperteil, der aus einem elektrisch leitfähigen Material hergestellt ist, und zum Montieren der Zellenklemmen 110 an beiden Enden ausgebildete Zellenklemmenmontierungsteile auf.
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Die Zellenklemmenmontierungsteile der Sammelschiene 200 haben Einsetzlöcher, in die die Zellenklemmen 110 eingesetzt werden. In den Zeichnungen weist die Sammelschiene 200 zwei Einsetzlöcher zur Verbindung von zwei Zellen 100 auf. Die Einsetzlöcher sind an beiden Enden des Körperteils der Sammelschiene 200 ausgebildet und weisen eine Gestalt auf, die der der Zellenklemmen 110 entspricht, so dass die Zellenklemmen 110 in die Einsetzlöcher eingesetzt und daran montiert werden. Auch haben die Einsetzlöcher einen Durchmesser, der größer als ein Außendurchmesser der Zellenklemmen 110 ist. Der Grund dafür ist das Vorsehen von ausreichend Platz oder einer Lücke, um die Einsetzlöcher der Sammelschiene 200 daran zu hindern, einer Schraubverbindung zwischen den Zellenklemmen 110 und dem unten beschriebenen Befestigungsglied 300 im Weg zu stehen.
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Die Sammelschiene 200 wird von einer dünnen Platte mit vorbestimmter Länge gebildet, und die Platte hat an Grenzstellen zwischen den Enden und der Mitte des Körperteils Absätze. Da die plattenförmige Sammelschiene 200 die Zellenklemmen 110 über die Zellen 100 verbindet, ist die Sammelschiene 200 vorzugsweise mit einer Absatzstruktur hergestellt, so dass die Mitte des Körperteils höher liegt als die Enden des Körperteils, die in unmittelbarem Kontakt mit den Zellenklemmen 110 liegen, damit die Sammelschiene 200 die Zellen 100 nicht kontaktiert oder sie behindert.
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Das Befestigungsglied 300 wird von einer dünnen plattenförmigen Mutter gebildet und hat eine Aushöhlung in der Mitte und ein entlang der Innenperipherie der Aushöhlung ausgebildetes Schraubgewinde. Das Befestigungsglied 300 hat einen Mutterkörperteil in der Gestalt einer Mutter, wobei ein Mutterkörperteil ein entlang der Innenperipherie der Aushöhlung ausgebildetes Schraubgewinde aufweist, und einen kreisförmigen Vorsprung mit einer zylindrischen Gestalt, der von dem Mutterkörperteil entlang der Aushöhlung nach unten vorsteht. Nach dem Einsetzen und Montieren der Zellenklemmen 110 in die Einsetzlöcher der Sammelschiene 200 wird das Befestigungsglied 300 mit den Zellenklemmen 110 zum Aufbau einer mechanischen und elektrischen Verbindung zwischen den Zellenklemmen 110 und der Sammelschiene 200 verschraubt.
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Aus diesem Grund hat der Mutterkörperteil des Befestigungsglieds 300 einen Außendurchmesser, der größer als der Durchmesser der Einsetzlöcher der Zellenklemmenmontierungsteile der Sammelschiene 200 ist oder sich über den Durchmesser der Einsetzlöcher hinaus erstreckt. Die kreisförmigen Vorsprünge des Befestigungsglieds 300 wird mit den Zellenklemmen 110 durch die Einsetzlöcher der Sammelschiene 200 verschraubt, um die Kopplungsfestigkeit zwischen der Sammelschiene 200 und den Zellenklemmen 110 zu erhöhen und damit die Verbindungsverlässlichkeit zu verbessern. Wie in 5 gezeigt, ist ein Außendurchmesser des kreisförmigen Vorsprungs des Befestigungsglieds 300 kleiner als der Durchmesser der Einsetzlöcher der Zellenklemmenmontierungsteile der Sammelschiene 200, um einen ausreichenden Raum oder eine Lücke G1 zwischen dem Befestigungsglied 300 und der Sammelschiene 200 zu schaffen, wenn der kreisförmige Vorsprung durch die Einsetzlöcher der Sammelschiene 200 hindurchgeht und mit den Zellenklemmen 110 verschraubt wird.
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Obgleich die vorliegende Ausführungsform das Befestigungsglied 300 mit dem kreisförmigen Vorsprung zur Verbindungsstabilität zeigt, ist die vorliegende Erfindung nicht diesbezüglich eingeschränkt. Das Befestigungsglied 300 kann beispielsweise auch nur einen Mutterkörperteil und einen Mutterschraubteil ohne einen kreisförmigen Vorsprung aufweisen. In dem Fall verringert sich die Befestigungsleistung des Befestigungsglieds 300 insgesamt etwas, jedoch wird die Herstellung des Befestigungsglieds 300 leichter und billiger.
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Die Höhe des Mutterkörperteils des Befestigungsglieds 300 ist gleich der Höhe des Absatzes der Sammelschiene 200. Der Grund dafür ist das Gleichsetzen der Höhe des Befestigungsglieds 300 mit der Höhe der Sammelschiene 200 in der Mitte, nachdem die Zellenklemmen 110 durch die Sammelschiene 200 und das Befestigungsglied 300 miteinander verbunden sind. Darüber hinaus sind die Zellenklemmen 110 vorzugsweise dazu ausgelegt, dass ihre Höhe gleich der Höhe des Befestigungsglieds 300 ist, d. h. der Höhe der Sammelschiene 200.
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Wie es in 5 gezeigt ist, hat der kreisförmige Vorsprung des Befestigungsglieds 300 auch eine begrenzte Länge, um einen Raum oder eine Lücke G2 zwischen dem Befestigungsglied 300 und der Oberseite oder Unterseite der Zellen 100 bereitzustellen, wo die Sammelschiene 200 gestützt wird, wenn das Befestigungsglied 300 die Sammelschiene 200 befestigt. Zu diesem Zweck ist die Länge des kreisförmigen Vorsprungs des Befestigungsglieds 300 kleiner als die Dicke der Platte der Sammelschiene 200. Der Grund dafür ist, dass bei Befestigung des Befestigungsglieds 300 an der Sammelschiene 200 eine ausreichende Menge an Druck es der Sammelschiene 200 gestattet, das Befestigungsglied 300 ohne direkte Kontaktierung der Ober- oder Unterseite der Zellen 100 zu befestigen.
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Im Folgenden werden die Sammelschiene 200 und das Befestigungsglied 300 mit Bezug auf 6 und 7 ausführlicher beschrieben.
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6 zeigt eine Ansicht der Sammelschiene 200 einer Klemmenanschlusseinrichtung für ein Energiespeichermodul gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 7 zeigt eine Ansicht des Befestigungsglieds 300 einer Klemmenanschlusseinrichtung für ein Energiespeichermodul gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Mit Bezug auf 6 und 7 hat die Sammelschiene 200 der vorliegenden Erfindung einen Körperteil in Gestalt einer Platte mit vorbestimmter Länge, an beiden Enden des Körperteils ausgebildete Zellenklemmenmontierungsteile 210 zum Montieren der Zellenklemmen 110, ein an einem Ende des Körperteils ausgebildetes Schaltungseinsetzloch 230 zur Aufnahme einer Klemme einer Kompensationsschaltung, und Absatzteile 220, die dazu ausgebildet sind, bei der Höhe des Körperteils zwischen beiden Enden und der Mitte einen Unterschied zu machen.
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Der Körperteil hat eine Gestalt einer dünnen Platte mit einer vorbestimmten Länge und besteht aus einem elektrisch leitfähigen Material. Die Länge des Körperteils wird aufgrund des Abstands zwischen den Zellenklemmen 110 mehrerer Zellen 100 am Ziel bestimmt, um die Zellen 100 mechanisch und elektrisch miteinander zu verbinden. Der Körperteil wird auch von einer Platte mit Absätzen gebildet, bei der die Grenzstellen zwischen der Mitte und den Enden des Körperteils gebogen sind. Wie in 6 gezeigt, steht der Körperteil in der Mitte vor und ist an beiden Enden auf das gleiche Niveau abgesenkt.
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Die erhöhte Mitte des Körperteils hindert die Sammelschiene 200 daran, einer Hülse, die die Seite und die Ober-/Unterseite der Zellen 100 nach der Zusammenfügung umgibt, im Weg zu stehen. Die abgesenkten Enden des Körperteils ermöglichen es der Sammelschiene 200, mit den Zellenklemmen 110 in engen Kontakt zu treten. Die Platte mit Absätzen des Körperteils wird mittels einer Presse zu einer gleichmäßigen Dicke ausgebildet.
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Die Absatzteile 220 haben die Gestalt eines Halbkreises und nicht einer Geraden. Dies geschieht, um die Drehradien des Befestigungsglieds 300 und ein Befestigungswerkzeug ohne Beeinträchtigung während der Schraubverbindung zwischen dem Befestigungsglied 300 und den Zellenklemmen 110 festzumachen. Eine gerade gebogene Platte hat auch eine höhere mechanische Festigkeit wie eine Biege- oder Verzugsbeständigkeit als eine halbkreisförmig gebogene Platte.
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Die Absatzteile 220 haben auch eine Höhe T1 des Absatzes, der angibt, um wie viel die Platte gebogen ist, d. h. gleich einer Höhe T2 der Platte des unten beschriebenen Befestigungsglieds 300. So wird ein Kontaktbereich eines nach der Zusammenfügung anzubringenden Wärmeabführ-Pads oder Wärmeleitbands maximiert, indem die Sammelschiene 200 bündig mit dem Befestigungsglied 300 angeordnet wird.
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Die Zellenklemmenmontierungsteile 210 befinden sich an beiden Enden des Körperteils und haben Einsetzlöcher, in die die Zellenklemmen 110 eingesetzt und montiert werden. Die Zellenklemmen 110 werden in den Einsetzlöchern der Zellenklemmenmontierungsteile 210 montiert und dann mit dem Befestigungsglied 300 durch die Einsetzlöcher der Zellenklemmenmontierungsteile 210 verschraubt. Entsprechend haben die Einsetzlöcher der Zellenklemmenmontierungsteile 210 eine Gestalt, die der Außenseite oder Außenperipherie der Zellenklemmen 110 entspricht.
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Das Schaltungseinsetzloch 230 ist an einem Ende des Körperteils durch Gewindeschneiden ausgebildet. Das Schaltungseinsetzloch 230 nimmt eine Spannungsmessklemme einer Kompensationsschaltung auf, die zum Schützen der Zellen 100 in dem Energiespeichermodul dient.
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Mit Bezug auf 7 zieht das Befestigungsglied 300 der vorliegenden Erfindung die Kopplung zwischen der Sammelschiene 200 und den Zellenklemmen 110 fest. Das Befestigungsglied 300 hat einen Mutterkörperteil 310, der aus einer dünnen plattenförmigen Mutter mit einer Aushöhlung gebildet ist, einen Mutterschraubteil 320 mit einem entlang der Innenperipherie der Aushöhlung des Mutterkörperteils 310 ausgebildeten Schraubgewinde, und einen kreisförmigen Vorsprung 330 mit zylindrischer Gestalt, der von dem Mutterkörperteil 310 entlang der Aushöhlung nach unten vorsteht.
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Der Mutterkörperteil 310 wird von einer dünnen Platte mit einer Außenperipherie oder ist in Gestalt einer allgemeinen oder Standardmutter gebildet. Wie in 7 gezeigt, hat der Mutterkörperteil 310 eine Gestalt einer Sechskantmutter mit sechs Seiten. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf eine Mutter einer speziellen Gestalt beschränkt, und allgemeine oder Standardmuttern verschiedener Gestalten sind offensichtlich. Der Mutterkörperteil 310 hat eine Dicke T2, die gleich der Höhe T1 des Absatzes des Körpers der Sammelschiene 200 ist.
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Der Mutterschraubteil 320 hat ein entlang der Innenperipherie der Aushöhlung des Mutterkörperteils 310 ausgebildetes Schraubgewinde, das sich zu der Innenperipherie des unten beschriebenen kreisförmigen Vorsprungs 330 erstreckt. Der Mutterschraubteil 320 entspricht der Größe und Gestalt nach den zu koppelnden Zellenklemmen 110.
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Der kreisförmige Vorsprung 330 hat eine zylindrische Form, die sich entlang der Aushöhlung des Mutterkörperteils 310 nach unten erstreckt, und hat die Gestalt eines Kreises mit einer Innenperipherie mit dem gleichen Schraubgewinde wie der Mutterschraubteil 320 und einer Außenperipherie, die kleiner als die Außenperipherie des Mutterkörperteils 310 ist. Der kreisförmige Vorsprung 330 hat eine Höhe T3, die kleiner als die Dicke T2 der Platte der Sammelschiene 200 ist. Ebenso hat der kreisförmige Vorsprung 330 einen Außendurchmesser, der kleiner als der Innendurchmesser der Einsetzlöcher der Zellenklemmenmontierungsteile 210 der Sammelschiene 200 ist.
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8 zeigt eine Querschnittsansicht der Verbindung der Zellen 100 durch eine Klemmenanschlusseinrichtung für ein Energiespeichermodul gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Mit Bezug auf 8 verbindet die Klemmenanschlusseinrichtung der vorliegenden Erfindung zwei Zellen 100. Die Zellenklemmen 110 der Zellen 100 haben Schraubgewinde. Die Zellenklemmen 110 werden in die Einsetzlöcher der Zellenklemmenmontierungsteile 210 der Sammelschiene 200 eingesetzt und dann mit dem Befestigungsglied 300 durch die Einsetzlöcher verschraubt.
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In diesem Beispiel sind die Zellenklemmen 110 mit dem Befestigungsglied 300 durch die Schraubverbindung elektrisch verbunden, und da das Befestigungsglied 300 von der Oberseite des Zellenklemmenmontierungsteils 210 der Sammelschiene 200 gestützt und kontaktiert wird, ist das Befestigungsglied 300 elektrisch mit der Sammelschiene 200 verbunden. Entsprechend wird eine mechanische und elektrische Verbindung zwischen den Zellenklemmen 110 über die Sammelschiene 200 und das Befestigungsglied 300 geschaffen.
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Nachdem die Zellen mechanisch und elektrisch durch die Klemmenanschlusseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung miteinander verbunden werden, wird ein Wärmeabführglied 500 wie ein Wärmeleitband auf die Oberseite der Sammelschiene 200 aufgebracht, um die Wärmeleitungsleistung bereitzustellen. In diesem Beispiel wird, da die Höhe oder Dicke des Befestigungsglieds 300 an den abgesenkten Enden der Sammelschiene 200 gleich der Höhe der Sammelschiene 200 ist, eine ebene Oberfläche mit einer geraden Linie über die Oberseite der Sammelschiene 200 und dem Befestigungsglied 300 insgesamt gebildet. Entsprechend kann das Wärmeabführglied 500 leicht auf der ebenen Oberfläche über einen weiten Bereich angebracht werden.
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Ebenfalls nach der Zusammenfügung wird eine Isolierung 600 wie eine Hülse auf die Oberfläche der Zellen 100, einschließlich der Oberseiten der Zellen 100, angebracht, um eine Isolierung zwischen den Zellen 100 bereitzustellen. Die auf die Oberseiten der Zellen 100 gelegte Isolierung 600 wird in dem Absatz der Sammelschiene 200 aufgenommen, womit die Beeinträchtigung eliminiert wird.
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9 bis 12 zeigen Perspektivansichten eines nicht beanspruchten Prozesses zum Verbinden der Zellen 100 durch eine Klemmenanschlusseinrichtung für ein Energiespeichermodul gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Im Folgenden wird ein Prozess zum Verbinden der Zellen 100 durch eine Klemmenanschlusseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ausführlicher mit Bezug auf 9 bis 12 beschrieben.
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Zuerst werden, wie in 9 gezeigt, die zu verbindenden Zellen 100 mit einem Fixiermittel 700 festgehalten. In diesem Beispiel werden die Zellen 100 vorbereitet und dann so angeordnet, dass die Höhen der Zellenklemmen 110 miteinander auf gleicher Höhe liegen, und werden von dem Fixiermittel 700 festgeklemmt, so dass die Zellen 100 festgehalten werden.
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Als nächstes wird wie in 10 gezeigt die Sammelschiene 200 an den festgehaltenen Zellen 100 montiert. In diesem Beispiel wird die Sammelschiene 200 so angeordnet, dass die Einsetzlöcher der Sammelschiene 200 jeweils mit den Zellenklemmen 110 der festgehaltenen Zellen 100 ausgerichtet sind, und dann festgemacht, indem die Zellenklemmen 110 in die Einsetzlöcher der Sammelschiene 200 eingesetzt werden. In diesem Beispiel kann die Sammelschiene 200 durch ein Fixiermittel festgehalten werden.
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Wenn die Sammelschiene 200 auf den Zellenklemmen 110 wie in 11 gezeigt montiert ist, wird das Befestigungsglied 300 vorläufig mit einem der Zellenklemmen 110 verschraubt. In diesem Beispiel wird die vorläufige Schraubverbindung von Hand oder mit einem allgemeinen oder Standardwerkzeug ausgeführt.
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Anschließend unterliegt wie in 12 gezeigt die andere Zellenklemme 110 dem gleichen Vorgang mittels eines Befestigungsglieds 300' wie die Zellenklemme 110. Die Zellenklemmen 110 werden alle vorläufig mit dem Befestigungsglied 300 verschraubt. Durch Drehen des Befestigungsglieds 300 mit einem erwünschten Drehmoment mittels eines allgemeinen oder Standardwerkzeugs werden die Zellenklemmen 110 vollständig verbunden. In diesem Beispiel kann die halbkreisförmige Absatzstruktur der Sammelschiene 200 eine Beeinträchtigung beim Drehen mittels Drehmoment ausschließen.
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Durch den oben erwähnten Prozess werden die Zellenklemmen mit einer hohen Kopplungsfestigkeit miteinander verbunden, was die Verbindungsverlässlichkeit verbessert, und selbst nach dem Zusammenfügen bleibt die Gesamthöhe der Sammelschiene unter einem vorbestimmten Niveau, womit die kompakte und leichtgewichtige Verbindung erreicht wird.
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13A zeigt eine Ansicht der Verbindung von Zellen 101 durch eine Klemmenanschlusseinrichtung für ein Energiespeichermodul gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 13B zeigt eine Querschnittsansicht von 13A entlang der Linie E-E'.
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Die Klemmenanschlusseinrichtung für ein Energiespeichermodul gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass zur Zusammenfügung der Zellen Verbesserungen hinsichtlich der Struktur einer Sammelschiene und eines beim Verbinden von mehreren Zellen wie Ultrakondensatoren oder Batterien verwendeten Befestigungsglieds realisiert werden, wodurch die Kopplungsfestigkeit und -stabilität verbessert werden, wodurch sich das Zusammenfügen handlicher gestaltet und die kompakte und leichtgewichtige Verbindung erreicht wird.
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Mit Bezug auf 13A und 13B enthält die Klemmenanschlusseinrichtung für ein Energiespeichermodul gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zum Zusammenfügen der Zellen 101 eine Sammelschiene 201 und ein Befestigungsglied 301 zum Verbinden der Zellenklemmen 111 mehrerer Zellen 101 miteinander.
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Mit anderen Worten wird durch Verbinden mehrerer Zellen 101 durch die Klemmenanschlusseinrichtung der vorliegenden Erfindung, enthaltend die Sammelschiene 201 und das Befestigungsglied 301, eine Hochspannungsenergiespeicheranordnung gebildet.
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Die Zelle 101 ist eine Einzelzelle, in der elektrische Energie gespeichert wird, wie z. B. eine Ultrakondensatorzelle oder Batteriezelle. In der Regel ist die Zelle 101 zylindrisch, kann aber verschiedene Formen wie z. B. eine prismatische Form oder eine plattenartige Form aufweisen.
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Die Zellenklemme 111 der Zelle 101 dient der Einleitung/Ausleitung der gespeicherten elektrischen Energie. Die Zellenklemme 111 befindet sich in der Regel oben oder unten an der Zelle 101 und weist eine zylindrische Gestalt auf. Die Zellenklemme 111 ist auch aus einem elektrischen leitfähigen Material hergestellt und mit einer Elektrode in der Zelle 101 verbunden.
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Insbesondere weist die Zellenklemme 111 ein entlang der Außenseite oder Außenperipherie davon durch Gewindeschneiden ausgebildetes Schraubgewinde auf. Das Schraubgewinde dient einer Schraubverbindung mit der unten beschriebenen Sammelschiene 201 und dem unten beschriebenen Befestigungsglied 301.
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Die Sammelschiene 201 verbindet unter Ausbildung eines Moduls oder einer Anordnung mehrere der Zellen 101 mechanisch und elektrisch miteinander. Das heißt, die Sammelschiene 201 ist mit den Zellenklemmen 111 mehrerer Zellen 101 gekoppelt, um mehrere Zellen 101 mechanisch und elektrisch miteinander zu koppeln. Die Sammelschiene 201 weist einen Körperteil, der aus einem elektrisch leitfähigen Material hergestellt ist, und Zellenklemmenkopplungsteile, wo die Zellenklemmen 111 gekoppelt sind, auf.
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Die Zellenklemmenkopplungsteile der Sammelschiene 201 haben Einsetzlöcher, in die die Zellenklemmen 111 eingesetzt werden. In den Zeichnungen weist die Sammelschiene 201 zwei Einsetzlöcher zur Verbindung von zwei Zellen 101 auf. Die Einsetzlöcher sind an beiden Enden des Körperteils der Sammelschiene 201 ausgebildet und ein Einsetzloch hat ein durch Gewindeschneiden ausgebildetes Schraubgewinde und das andere hat kein Schraubgewinde. Die Sammelschiene 201 wird direkt mit der Zellenklemme 111 durch das Einsetzloch an einem Ende verschraubt und wird nicht mit der Zellenklemme 111 am anderen Ende verschraubt und wird stattdessen mit dem unten beschriebenen Befestigungsglied 301 an die Zellenklemme 111 gekoppelt.
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Das Befestigungsglied 301 wird von einer kreisförmigen Platte gebildet und hat eine Aushöhlung in der Mitte und ein entlang der Innenperipherie der Aushöhlung ausgebildetes Schraubgewinde. Nach dem direkten Verschrauben der ersten Zellenklemme 111 mit der Sammelschiene 201 durch das Einsetzloch an einem Ende der Sammelschiene 201 wird die zweite Zellenklemme 111 mit dem Befestigungsglied 301 an dem anderen Ende mit der Sammelschiene 201 gekoppelt. Entsprechend hat das Befestigungsglied 301 Nuten 311 zur Aufnahme eines Befestigungswerkzeugs, das für eine Schraubverbindung mit der zweiten Zellenklemme 111 verwendet wird.
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Im Folgenden werden die Sammelschiene 201 und das Befestigungsglied 301 ausführlicher mit Bezug auf 14 beschrieben.
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14 zeigt eine Perspektivansicht der Sammelschiene 201 einer Klemmenanschlusseinrichtung für ein Energiespeichermodul gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 15 zeigt eine Perspektivansicht des Befestigungsglieds 301 einer Klemmenanschlusseinrichtung für ein Energiespeichermodul gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Mit Bezug auf 14 und 15 hat die Sammelschiene 201 der vorliegenden Erfindung einen von einer Platte mit vorbestimmter Länge gebildeten Körperteil, an beiden Enden des Körperteils ausgebildete Zellenklemmenkopplungsteile 211 und 221 zur Kopplung der Zellenklemmen 111, ein an der unteren Seite in der Mitte des Körperteils ausgebildetes Absatzteil 231, ein an einer Seite des Körperteils ausgebildetes Schaltungseinsetzloch 241 zur Aufnahme einer Klemme einer Kompensationsschaltung, einen an dem Zellenklemmenkopplungsteil 221 ausgebildeten Stopper 251 zum Stoppen weiterer Bewegung der Zellenklemme 111 durch Kontaktierung eines Zellenklemmenpfostens der Zellenklemme, und einen an dem Zellenklemmenkopplungsteil 221 ausgebildeten Vertiefungsteil 261 zum Montieren des unten beschriebenen Befestigungsglieds 301.
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Der Körperteil hat eine Gestalt einer dünnen Platte mit einer vorbestimmten Länge und besteht aus einem elektrisch leitfähigen Material. Die Lange des Körperteils wird aufgrund des Abstands zwischen den Zellenklemmen 111 mehrerer Zellen 101 bestimmt, um die Zellen 101 mechanisch und elektrisch miteinander zu verbinden.
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Die Zellenklemmenkopplungsteile 211 und 221 befinden sich an beiden Enden des Körperteils und enthalten das erste, an einem Ende des Körperteils ausgebildete Einsetzloch 211 zur Kopplung mit einer Zellenklemme oder einer ersten Zellenklemme und das zweite, an dem anderen Ende des Körperteils ausgebildete Einsetzloch 221 zur Kopplung mit der anderen Zellenklemme oder einer zweiten Zellenklemme.
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Das erste Einsetzloch 211 hat ein Schraubgewinde zur Schraubverbindung mit der ersten Zellenklemme. Die erste Zellenklemme wird mit der Sammelschiene 201 durch das erste Einsetzloch 211 durch Drehung des Körperteils verschraubt.
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Nach dem Festmachen der Zellenklemme in dem ersten Einsetzloch 211 ist es schwierig, den Körperteil zu drehen, um die andere Zellenklemme zu koppeln. Entsprechend ist das zweite Einsetzloch 221 ein einfaches Loch ohne Schraubgewinde mit einer ausreichenden Größe, um die Zellenklemme aufzunehmen. Die andere Zellenklemme wird durch das zweite Einsetzloch 221 mittels des Befestigungsglieds 301 mit der Sammelschiene 201 gekoppelt.
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Zu diesem Zweck weist das zweite Einsetzloch 221 den Stopper 251 und den Vertiefungsteil 261 auf.
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Der Stopper 251 ist am Boden des Körperteils um das zweite Einsetzloch 221 herum ausgebildet und hat eine Gestalt, die einem Zellenklemmenpfosten der Zellenklemme entspricht. Wenn die Zellenklemme in das Einsetzloch 221 eingesetzt wird, tritt der Stopper 251 mit dem Zellenklemmenpfosten der Zellenklemme in Kontakt, um die Zellenklemme daran zu hindern, sich weiter zu bewegen, und führt die am zweiten Einsetzloch 221 befindliche Zellenklemme in ihren Platz.
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Der Vertiefungsteil 261 sackt an der Oberseite des Körperteils um das zweite Einsetzloch 221 herum ab. Das heißt, dass der Körperteil eine relativ kleinere Dicke um den Vertiefungsteil 261 herum besitzt. Der Zweck ist das Reduzieren der Höhe eines nach dem Anbringen des Befestigungsglieds 301 aus der Oberseite des Körperteils hervorstehenden Aufbaus.
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Der Absatzteil 231 ist an der unteren Seite in der Mitte des Körperteils ausgebildet. Damit wird die Beeinträchtigung des Körperteils mit einer separaten an einem Kontaktbereich zwischen den miteinander verbundenen Zellen 100 vorgesehenen Struktur verhindert. Allgemein wird an einem Kontaktbereich zwischen den Zellen 100 eine Hülse vorgesehen, um die Zellen 100 elektrisch zu isolieren. Da sich die Hülse zu der Oberseite der Zellen 100 erstreckt, kann es zwischen der Hülse und der Sammelschiene 201 zu einer Beeinträchtigung kommen. Aus diesem Grund hat der Körperteil der Sammelschiene 201 den Absatzteil 231 zur Aufnahme der Hülse.
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Das Schaltungseinsetzloch 241 ist an einer Seite des Körperteils durch Gewindeschneiden ausgebildet. Das Schaltungseinsetzloch 241 nimmt eine Spannungsmessklemme einer Kompensationsschaltung auf, die zum Schützen der Zellen 101 nach dem Zusammenfügen dient. Das Schaltungseinsetzloch 241 an einer Seite des Körperteils kann die Beeinträchtigung vermeiden, wenn ein Wärmeleitband angebracht wird, um die Wärmeableitungsleistung bereitzustellen.
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Das zweite Einsatzloch befindet sich dort, wo die Zellenklemme mittels des Befestigungsglieds 301 von 15 mit der Sammelschiene 201 gekoppelt wird.
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Wie in 15 gezeigt, hat das Befestigungsglied 301 die Gestalt einer dünnen kreisförmigen Platte mit einer Aushöhlung, und hat ein entlang der Innenperipherie der Aushöhlung ausgebildetes Schraubgewinde 321 zur Schraubverbindung mit der Zellenklemme, und entlang der Außenperipherie ausgebildete Nuten 311, in die ein Befestigungswerkzeug eingesetzt wird.
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Das Befestigungsglied 301 hat einen Absatz, damit ein oberer Durchmesser größer als ein unterer Durchmesser ist. Entsprechend wird das Befestigungsglied 301 mit der Zellenklemme verschraubt und mit der Sammelschiene 201 an dem Vertiefungsteil 261 des Körperteils der Sammelschiene 201 verbunden. Das heißt, dass die untere kreisförmige Platte des Befestigungsglieds 301 mit einem kleineren Durchmesser durch das zweite Einsetzloch 221 der Sammelschiene 201 passt und mit der Zellenklemme verschraubt ist, und die obere kreisförmige Platte mit einem größeren Durchmesser nicht durch das zweite Einsetzloch 221 passt und auf dem Vertiefungsteil 261 anliegt.
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Da das Befestigungsglied 301 aus einer dünnen kreisförmigen Platte in dem Vertiefungsteil 261 montiert ist, verhindert das Befestigungsglied 301 ein Teil davon daran, von der Oberseite der Sammelschiene 201 hervorzustehen. Das Befestigungsglied 301 hat auch Nuten 311 für ein beim Befestigen verwendetes Befestigungswerkzeug, wodurch keine separate Struktur oder kein separater Vorsprung benötigt wird.
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16 zeigt eine Perspektivansicht des Befestigungswerkzeugs 410, das für eine Klemmenanschlusseinrichtung für ein Energiespeichermodul gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
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Das Befestigungsglied 301 wird mit der Zellenklemme durch eine von dem Befestigungswerkzeug 401 auf das Befestigungsglied 301 ausgeübte Drehkraft verschraubt. Das heißt, dass Einsätze 411 des Befestigungswerkzeugs 401 in die Nuten 311 des Befestigungsglieds 301 eingesetzt werden, und in diesem Zustand wird das Befestigungswerkzeug 401 gedreht, so dass eine Drehkraft auf das Befestigungsglied 301 ausgeübt wird. In diesem Beispiel wird ein auf dem Befestigungswerkzeug 401 ausgebildetes Polygon mit einem Schraubenschlüssel gedreht, um das Befestigungswerkzeug 401 zu drehen.
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17 zeigt eine Querschnittsansicht der Verbindung der Zellen 101 durch eine Klemmenanschlusseinrichtung für ein Energiespeichermodul gemäß noch einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Mit Bezug auf 17 verbindet die Sammelschiene 201 der vorliegenden Erfindung zwei Zellen 101 miteinander. Die Zellenklemme 111 der ersten Zelle 101 ist direkt mit dem Zellenklemmenkopplungsteil des Körperteils der Sammelschiene 201 mit einem Schraubgewinde verschraubt. Die Zellenklemme 111 der zweiten Zelle 101 ist mittels des Befestigungsglieds 301 mit dem Zellenklemmenkopplungsteil des Körperteils der zwischen der Zellenklemme 111 und dem Befestigungsglied 301 liegenden Sammelschiene 201 verschraubt.
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Die obere Seite der kreisförmigen Platte des Befestigungsglieds 301 wird von dem Vertiefungsteil 261 um das zweite Einsetzloch 221 des Körperteils der Sammelschiene 201 kontaktiert, um dazwischen eine elektrische Verbindung herzustellen. Auch steht ein Zellenklemmenpfosten 151 um die Zellenklemme 111 der Zelle 101 mit dem Stopper 251 um das zweite. Einsetzloch 221 des Körperteils der Sammelschiene 201 in Eingriff, so dass die Zellenklemme 111 festgehalten wird.
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Nachdem die Zellen mechanisch und elektrisch durch die Klemmenanschlusseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung miteinander verbunden werden, wird ein Wärmeabführglied 501 wie ein Wärmeleitband auf die Oberseite der Sammelschiene 201 aufgebracht, um die Wärmeleitungsleistung bereitzustellen. In diesem Beispiel wird das Befestigungsglied 301 in den Vertiefungsteil 261 der Sammelschiene 201 eingesetzt und dadurch eine ebene Oberfläche mit einer geraden Linie über die Oberseite der Sammelschiene 201 und dem Befestigungsglied 301 insgesamt gebildet. Entsprechend kann das Wärmeabführglied 501 leicht auf der ebenen Oberfläche angebracht werden.
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Ebenfalls wird zur Zusammenfügung der Zellen 101 eine Isolierung 601 wie eine Hülse auf die Oberfläche der Zellen 101 angebracht, um eine Isolierung zwischen den Zellen 101 bereitzustellen. Die auf die Oberseiten der Zellen 101 gelegte Isolierung 601 wird in dem Absatzteil 231 der Sammelschiene 201 aufgenommen, womit die Beeinträchtigung eliminiert wird.
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18 zeigt eine Ansicht eines Prozesses zum Verbinden der Zellen 101 zur Ausbildung einer Anordnung durch Verwendung einer Klemmenanschlusseinrichtung für ein Energiespeichermodul gemäß noch einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Wie in (a) in 18 gezeigt, wird die erste Zelle 101 durch ein Fixiermittel und dergleichen festgehalten. Danach wird die Sammelschiene 201 der vorliegenden Erfindung vorbereitet. Die Zellenklemme 111 der ersten Zelle 101 wird in das erste Einsetzloch der Sammelschiene 201 eingesetzt. Die Sammelschiene 201 wird gedreht und mit der Zellenklemme 111 verschraubt.
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Wie in (b) von 18 gezeigt, wird die Zellenklemme 111 der zweiten Zelle 101 in das zweite Einsetzloch der Sammelschiene 201 eingesetzt. In diesem Beispiel wird der Zellenklemmenpfosten um die Zellenklemme 111 der zweiten Zelle 101 herum mit dem Absatzteil um das zweite Einsetzloch der Sammelschiene 201 herum ausgerichtet, womit eine leichte Zusammenfügung erreicht wird.
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Wie in (c) von 18 gezeigt, wird die Zellenklemme 111 der zweiten Zelle 101 in die Sammelschiene 201 eingesetzt, das Befestigungsglied 301 der vorliegenden Erfindung wird vorbereitet und mit der Zellenklemme 111 über der Sammelschiene 201 verschraubt. In diesem Beispiel wird das Befestigungswerkzeug 401 bei der Schraubverbindung des Befestigungsglieds 301 mit der Zellenklemme 111 verwendet. Das heißt, dass nach dem Einsetzen des Befestigungswerkzeugs 401 in die Nuten 311 des Befestigungsglieds 301 das Befestigungswerkzeug 401 gedreht wird und sich somit das Befestigungsglied 301 dreht. So wird das Befestigungsglied 301 mit der Zellenklemme 111 verschraubt. Durch den oben erwähnten Prozess werden Zellenklemmen mit einer hohen Kopplungsfestigkeit miteinander verbunden, womit die Verbindungsverlässlichkeit verbessert wird, und selbst nach dem Zusammenfügen bleibt die Gesamthöhe der Sammelschiene unter einem vorbestimmten Niveau, womit die kompakte und leichtgewichtige Verbindung erreicht wird.
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Nach der obigen Beschreibung hat die Klemmenanschlusseinrichtung für ein Energiespeichermodul einen verbesserten Aufbau, enthaltend eine von einer Platte mit Absätzen an beiden Enden gebildete Sammelschiene und eine plattenförmige Mutter mit einer Dicke, die der Dicke des Absatzes der Sammelschiene entspricht, in der Zellenklemmen mit Einsetzlöchern an beiden Enden der Sammelschiene ausgerichtet und mittels der plattenförmigen Mutter mit der Sammelschiene gekoppelt sind, wodurch eine hohe Kopplungs- oder Verbindungsverlässlichkeit selbst bei Schwingungsbedingungen oder Umweltänderungen nach dem Zusammenfügen beibehalten wird.
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Außerdem entspricht die Dicke der plattenförmigen Mutter der Dicke des Absatzes der Sammelschiene, was keinen Einfluss auf die Gesamthöhe der Sammelschiene selbst nach dem Zusammenfügen hat, wodurch eine kompakte und leichtgewichtige Verbindung erreicht wird und die Designfreiheit bei Produkten verbessert wird.
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Obwohl die vorliegende Erfindung oben beschrieben wurde, versteht es sich, dass die ausführliche Beschreibung und die spezifischen Beispiele zwar bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anzeigen, aber nur beispielhaft angegeben sind, denn verschiedene Änderungen und Modifikationen innerhalb des Erfindungsgedankens und -umfangs werden dem Fachmann aus dieser ausführlichen Beschreibung klar.
