DE102014212312A1

DE102014212312A1 - Energiespeicher aufweisend eine Abdeckung zur Isolation einer elektrisch leitenden Verbindung

Info

Publication number: DE102014212312A1
Application number: DE102014212312.7A
Authority: DE
Inventors: Eduard Reimer
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2014-06-26
Filing date: 2014-06-26
Publication date: 2015-12-31
Also published as: CN105280846B; CN105280846A

Abstract

Energiespeicher aufweisend eine Abdeckung (5) zur Isolation einer elektrisch leitenden Verbindung, wobei die elektrisch leitende Verbindung mindestens ein Verbindungsmittel (3) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung (5) und das Verbindungsmittel (3) reversibel miteinander mechanisch verbunden sind.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem Energiespeicher aufweisend eine Abdeckung zur Isolation einer elektrisch leitenden Verbindung.
Aus dem Stand der Technik sind Abdeckungen bekannt, die elektrisch leitende Verbindungen isolieren.
So offenbart KR 2012-0138953 ein Mittel zur Abdeckung und zum Schutz einer elektrischen Steckverbindung einer Batterie vor Fremdstoffen. Hierzu wird das Mittel auf die elektrische Steckverbindung mittels einer Anschlagsmarkierung gesteckt.
Offenbarung der Erfindung
Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemäße Vorgehensweise mit den kennzeichnenden Merkmalen der unabhängigen Ansprüche weist demgegenüber den Vorteil auf, dass eine Abdeckung und ein Verbindungsmittel einer elektrisch leitenden Verbindung reversibel miteinander mechanisch verbunden sind.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die Abdeckung weist eine quaderförmige Nut mit einer Nutbreite auf, wobei eine zylinderförmige Aussparung mit einem ersten Durchmesser die Nut schneidet. Vorteilhafterweise wird eine Querschnittsfläche eines Schnittbereichs durch geeignete Wahl der Nutbreite und des ersten Durchmessers vorgegeben, so dass beispielsweise ein Verengungsbereich entsteht.
Vorteilhafterweise ist zumindest ein Teilbereich des Verengungsbereichs federnd ausgeführt, so dass bei einer auf zumindest den Teilbereich ausgeübten mechanischen Kraft dieser federt und dadurch die Querschnittsfläche reversibel vergrößert wird. Durch eine Form, einer Anzahl und/oder eines gewählten Materials des federnden Teilbereichs wird ein erster Grenzwert vorgegeben, die eine auf zumindest den Teilbereich ausgeübte mechanische Kraft überschreiten muss bevor der Teilbereich federt. Dieser Grenzwert kann richtungsabhängig vorgegeben werden, so dass beispielsweise ein zweiter Grenzwert wesentlich größer als der erste Grenzwert ist, wodurch beispielsweise ein versehentliches Entfernen der Abdeckung erschwert wird und eine besonders große Rüttelfestigkeit erreicht wird.
Vorteilhafterweise ist der erste Durchmesser der zylinderförmigen Aussparung so gewählt, dass das Verbindungsmittel durch die zylinderförmige Aussparung mechanisch reversibel fixiert ist. Vorteilhafterweise kann für eine Wartung oder einen Tausch eines durch die elektrisch leitende Verbindung verbundenen Energiespeichers die Abdeckung abgenommen werden, ohne die elektrisch leitende Verbindung zu beschädigen.
Vorteilhafterweise berücksichtigt ein Querschnittprofil der Abdeckung eine Geometrie der elektrisch leitenden Verbindung, einer Steckverbindung und/oder eines Gehäuses eines Energiespeichers, so dass offene Kontaktflächen der elektrisch leitenden Verbindung abgedeckt sind. Beispielsweise ist die Geometrie derart gewählt, dass in einen Spalt zwischen der Abdeckung und der elektrisch leitenden Verbindung kein menschlicher Finger passt, wodurch ein Stromschlag durch versehentliche Berührung verhindert wird.
Vorteilhafterweise umfasst das Verbindungsmittel eine Zylinderkopfschraube mit einem Zylinderkopf und einem Zylinderkopfschraubendurchmessers und/oder eine Sicherungsmutter 11, wodurch aufwendige Verfahren zur Herstellung entfallen.
Vorteilhafterweise ist zumindest ein Teil der Abdeckung aus einem Kunststoff mit Formgedächtnis gefertigt, so dass dieser ohne Ausübung einer mechanischen Kraft in die ursprüngliche Form federt, so dass ein Federvorgang reversibel ist und keine weiteren Hilfsmittel notwendig sind.
In alternativen Ausführungsformen weist der federnde Teilbereich mindestens ein Mittel für eine Federbewegung auf, beispielsweise eine Torsionsfeder, einen Bogen oder eine aus elastischem Kunststoff geformte elastische Feder.
Die Abdeckung ist vorteilhafterweise aus einen Kunststoff mit einer hohen elektrischen Durchschlagfestigkeit gefertigt, so dass eine ausreichend hohe Isolation in Verbindung mit einem geringen Gewicht der Abdeckung erreicht wird und eine Gefährdung bei Berührung zuverlässig ausgeschlossen wird.
Vorteilhafterweise wird der Energiespeichers aufweisend eine Abdeckung in einem Fahrzeug verwendet, das mindestens einen elektrischen Energiespeicher mit einer elektrischen Verbindung umfasst, wobei der elektrische Energiespeicher beispielsweise eine Lithium-Ionen-, Lithium-Schwefel- oder Lithium-Luft-Batterie ist.
Vorteilhafterweise wird die Abdeckung eines Energiespeichers mittels eines Spritzgussverfahrens und/oder mittels eines Druckverfahrens hergestellt. Bei dem Druckverfahren wird beispielsweise die Abdeckung mittels eines Druckers gedruckt, wodurch vorteilhafterweise eine optimierte Geometrie der Nut und der zylinderförmigen Aussparung und des federnden Teilbereichs und/oder eine Gewichtsreduktion im Vergleich zu einem herkömmlichen Spritzgussverfahren erreicht wird.
Kurzbeschreibung der Figuren
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Es zeigt:
1 eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Abdeckung;
2 eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Abdeckung; und
3a, b, c eine erste Ausführungsform einer Nut der erfindungsgemäßen Abdeckung; und
3d eine zweite Ausführungsform einer Nut der erfindungsgemäßen Abdeckung.
Detaillierte Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Gleiche Bezugszeichen bezeichnen in allen Figuren gleiche Vorrichtungskomponenten.
1 zeigt eine erste Hochspannungssteckverbindung 1, mittels der ein Energiespeicher beispielsweise mit einem Antriebsaggregat verbunden ist. Diese Hochspannungssteckverbindung 1 ist an einem Gehäuse des Energiespeichers mechanisch befestigt. Mindestens eine Stromschiene 4a, 4b innerhalb des Energiespeichers ist mittels mindestens eines elektrischen Kontakts 2a, 2b mit der ersten Hochspannungssteckverbindung 1 elektrisch leitend verbunden, beispielsweise durch eine Schraubverbindung mittels mindestens einem Verbindungsmittels 3, beispielsweise einer Zylinderkopfschraube mit einem Zylinderkopf 8 und einer Sicherungsmutter 11. Die elektrischen Kontakte 2a, 2b sind senkrecht zu der ersten Hochspannungssteckverbindung 1 angeordnet. Um die elektrische Verbindung von einer Umgebung des Energiespeichers zu Isolieren, ist eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Abdeckung 5 vorgesehen. Ein Querschnittprofil der Abdeckung 5 berücksichtigt in 1 eine Geometrie der Hochspannungssteckverbindung 1, der elektrischen Kontakte 2a, 2b, des Verbindungsmittels 3, der Stromschienen 4a, 4b und des Gehäuses des Energiespeichers. Die Abdeckung 5 umfasst einen Kunststoff mit einer hohen elektrischen Durchschlagfestigkeit. Die Abdeckung 5 weist weiterhin eine quaderförmige Nut 12 auf, wobei eine Nutbreite 13 mindestens so groß wie ein Zylinderkopfschraubendurchmessers 16 der Zylinderkopfschraube gewählt ist. Eine in 1 eingezeichnete Schnittebene A-A ist in den 3a, 3b, 3c, 3d detailliert dargestellt.
2 zeigt eine zweite Hochspannungssteckverbindung 1, mittels der ein Energiespeicher beispielsweise mit einem Antriebsaggregat verbunden ist. Im Unterschied zu den geraden Kontakten 2a, 2b wie in 1 dargestellt, sind in 2 abgewinkelte elektrisch leitende Kontakte 2a, 2b mittels einer Schraubverbindung mit Stromschienen 4a, 4b elektrisch leitend verbunden. Eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Abdeckung 5 umfasst in 2 eine Geometrie, die sich aufgrund der abgewinkelten elektrischen Kontakte 2a, 2b von der in 1 gezeigten Geometrie unterscheidet, jedoch die elektrische Verbindung von einer Umgebung des Energiespeichers ebenfalls isoliert.
In 3a ist anhand einer Schnittebene A-A, wie in 1 und 2 beispielhaft eingezeichnet, eine Hochspannungssteckverbindung 1 und eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Abdeckung 5 mit einer Nut 12 mit einer Nutbreite 13 dargestellt, wobei eine zylinderförmige Aussparung 17 mit einem ersten Durchmesser 14 die Nut 12 so schneidet, dass ein Verengungsbereich 18 mit einer Querschnittsfläche 15 entsteht. Zumindest ein Teilbereich 9 des Verengungsbereichs 18 ist als federnder Bereich 7 ausgeführt.
Ein Verbindungsmittel 3 einer elektrisch leitenden Verbindung umfasst in der ersten Ausführungsform eine Zylinderkopfschraube mit einem Zylinderkopf 8 und einem Zylinderkopfschraubendurchmesser 16.
In 3b ist beispielhaft eine Schiebebewegung 10 der Abdeckung 5 in Richtung des Verbindungsmittels 3 dargestellt. Durch die auf den Verengungsbereich 18 durch das Verbindungsmittel 3 ausgeübte mechanische Kraft federt der Bereich 7, so dass die Querschnittsfläche 15 auf eine Querschnittsfläche 15a vergrößert wird, so dass das Verbindungsmittel 3 durch die Schiebebewegung 10 den Verengungsbereich 18 passiert.
Wie in 3c dargestellt, wird durch eine Fortführung der Schiebebewegung 10 der Zylinderschraubenkopf 8 von der zylinderförmigen Aussparung mechanisch reversibel fixiert. Vorteilhafterweise ist dadurch die elektrische Verbindung von einer Umgebung des Energiespeichers rüttelfest isoliert.
In 3d ist eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Abdeckung 5 dargestellt, wobei zwei Teilbereiche 9 des Verengungsbereichs 18 als federnde Bereiche 7(1), 7(2) ausgeführt sind.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

KR 2012-0138953 [0003]

Claims

Energiespeicher aufweisend eine Abdeckung (5) zur Isolation einer elektrisch leitenden Verbindung, wobei die elektrisch leitende Verbindung mindestens ein Verbindungsmittel (3) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung (5) und das Verbindungsmittel (3) reversibel miteinander mechanisch verbunden sind.
Energiespeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung (5) eine quaderförmige Nut (12) mit einer Nutbreite (13) aufweist, wobei eine zylinderförmige Aussparung (17) mit einem ersten Durchmesser (14) die Nut (12) so schneidet, dass ein Verengungsbereich (18) mit einer Querschnittsfläche (15) entsteht.
Energiespeicher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teilbereich (9) des Verengungsbereichs (18) federnd ausgeführt ist.
Energiespeicher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zylinderförmige Aussparung (17) das Verbindungsmittel (3) mechanisch reversibel fixiert.
Energiespeicher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Querschnittprofil der Abdeckung (5) eine Geometrie der elektrisch leitenden Verbindung, einer Steckverbindung und/oder eines Gehäuses eines Energiespeichers berücksichtigt.
Energiespeicher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungsmittel 3 eine Zylinderkopfschraube mit einem Zylinderkopf 8 und einem Zylinderkopfschraubendurchmessers 16 und/oder eine Sicherungsmutter 11 umfasst.
Energiespeicher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der Abdeckung (5) aus einen Kunststoff mit Formgedächtnis und/oder einer elastischen Feder gefertigt ist.
Energiespeicher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung (5) aus einen Kunststoff mit einer hohen elektrischen Durchschlagfestigkeit gefertigt ist.
Verwendung eines Energiespeichers aufweisend eine Abdeckung (5) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 für ein Fahrzeug, das mindestens einen elektrischen Energiespeicher mit einer elektrischen Verbindung umfasst.
Verfahren zur Herstellung einer Energiespeicher aufweisend eine Abdeckung (5) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung (5) mittels eines Druckverfahrens und/oder eines Spritzgußverfahrens hergestellt wird.