DE102015113106A1 - Vehicle battery disconnect system, power separation method, and vehicle having a battery disconnect system - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Batterietrennsystem (1) für eine Fahrzeugbatterie. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Stromtrennung für eine Fahrzeugbatterie mittels des Batterietrennsystems (1). Außerdem betrifft die Erfindung ein Fahrzeug aufweisend ein Batterietrennsystem (1).The invention relates to a battery disconnect system (1) for a vehicle battery. Furthermore, the invention relates to a method for power separation for a vehicle battery by means of the battery separator system (1). Moreover, the invention relates to a vehicle comprising a battery separator system (1).
Description
Die Erfindung betrifft ein Batterietrennsystem für Fahrzeuge. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Stromtrennung für eine Fahrzeugbatterie mittels des Batterietrennsystems. Außerdem betrifft die Erfindung ein Fahrzeug aufweisend das Batterietrennsystem. The invention relates to a battery separator system for vehicles. Furthermore, the invention relates to a method for power separation for a vehicle battery by means of the battery disconnect system. Moreover, the invention relates to a vehicle having the battery separator system.
Aus dem Stand der Technik sind Batterietrennsysteme bekannt. Durch die Zunahme elektronischer Verbraucher im Automobil wird auch die Ruhestrombelastung in Stillstandzeiten rasch größer. Dabei wird die Starterbatterie kontinuierlich entladen. Dies kann nach einigen Tagen der Entladung zu einer so stark entladenen Batterie führen, dass ein Startvorgang nicht mehr möglich ist. Hinzukommend ist, dass die Batterie bei einer solch tiefen Entladung leicht Schaden nehmen kann. Battery isolation systems are known in the art. The increase in electronic consumers in the automobile also increases the quiescent load in downtime. The starter battery is continuously discharged. After a few days of discharge, this can lead to a battery that is so heavily discharged that starting up is no longer possible. In addition, the battery can easily be damaged by such a deep discharge.
In der
Beim heutigen Stand der Technik werden Trennsysteme angeboten, die zumeist nur für einen Fahrzeugcrash, also bei einem Unfall, die Trennung des Bordnetzes durchführen. Dabei kann mittels einer Sprengladung der Strompfad unterbrochen werden. Nach der Auslösung eines Trennelementes ist bei einem Pyrofuse ein Austausch notwendig, da die Verbindung irreversibel unterbrochen ist. In the current state of the art separation systems are offered, which usually perform only for a vehicle crash, so in an accident, the separation of the electrical system. In this case, the current path can be interrupted by means of an explosive charge. After the release of a separating element in a Pyrofuse an exchange is necessary because the connection is interrupted irreversibly.
In der
Weiterhin sind Trennsysteme bekannt, die in den Lastpfad des Bordnetzes montiert werden können. Dabei muss das Trennsystem an entsprechenden Anschraubpunkten Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Batterietrennsystem anzugeben, das eine reversible Stromunterbrechung vom Bordnetz während einer Stillstandzeit des Fahrzeugs ermöglicht. Ferner soll eine Montage des Batterietrennsystems im Fahrzeug vereinfacht werden. Furthermore, separation systems are known, which can be mounted in the load path of the electrical system. The object of the present invention, therefore, is to specify a battery disconnect system which enables a reversible power interruption from the vehicle electrical system during a standstill period of the vehicle. Furthermore, an assembly of the battery separator system in the vehicle should be simplified.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß insbesondere gelöst durch ein Batterietrennsystem für eine Fahrzeugbatterie aufweisend
- – einen im Batterietrennsystem fixierten Kontaktträger mit einem Anschluss für einen Pluspol der Fahrzeugbatterie,
- – einen zum fixierten Kontaktträger relativ verlagerbaren Kontaktträger mit einem Anschluss für ein Fahrzeugbordnetz,
- – ein Verlagerungsmittel und
- – eine Hebelvorrichtung, die das Verlagerungsmittel mit dem verlagerbaren Kontaktträger verbindet, wobei
der verlagerbare Kontaktträger nicht mehr in Kontakt mit dem fixierten Kontaktträger ist, sodass ein Stromfluss vom Pluspol zum Fahrzeugbordnetz unterbrochen wird, wenn sich das Verlagerungsmittel in einer zweiten Stellung befindet. The object is achieved in particular by a battery separator for a vehicle battery having
- A contact carrier fixed in the battery disconnection system with a connection for a plus pole of the vehicle battery,
- A contact carrier, which can be displaced relative to the fixed contact carrier, with a connection for a vehicle electrical system,
- - a means of displacement and
- - A lever device which connects the displacement means with the displaceable contact carrier, wherein
the displaceable contact carrier is no longer in contact with the fixed contact carrier, so that a flow of current from the positive pole to the vehicle electrical system is interrupted when the displacement means is in a second position.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß weiterhin insbesondere gelöst durch ein Verfahren zur Stromtrennung für eine Fahrzeugbatterie mittels eines Batterietrennsystems
- – einen fixierten Kontaktträger mit einem Anschluss für einen Pluspol der Fahrzeugbatterie,
- – einen zum fixierten Kontaktträger relativ verlagerbaren Kontaktträger mit einem Anschluss für ein Fahrzeugbordnetz,
- – ein Verlagerungsmittel und
- – eine Hebelvorrichtung, die das Verlagerungsmittel mit dem verlagerbaren Kontaktträger verbindet,
- – Erzeugen eines Stromflusses vom Pluspol zum Fahrzeugbordnetz, wobei der verlagerbare Kontaktträger in Kontakt mit dem fixierten Kontaktträger ist, wenn sich das Verlagerungsmittel in einer ersten Stellung befindet oder
- – Unterbrechen eines Stromflusses vom Pluspol zum Fahrzeugbordnetz, wobei der verlagerbare Kontaktträger nicht mehr in Kontakt mit dem fixierten Kontaktträger ist, wenn sich das Verlagerungsmittel in einer zweiten Stellung befindet.
- A fixed contact carrier with a connection for a plus pole of the vehicle battery,
- A contact carrier, which can be displaced relative to the fixed contact carrier, with a connection for a vehicle electrical system,
- - a means of displacement and
- A lever device which connects the displacement means to the displaceable contact carrier,
- Generating a current flow from the positive pole to the vehicle electrical system, wherein the displaceable contact carrier is in contact with the fixed contact carrier when the displacement means is in a first position or
- - interrupting a current flow from the positive pole to the vehicle electrical system, wherein the displaceable contact carrier is no longer in contact with the fixed contact carrier when the displacement means is in a second position.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß weiterhin insbesondere gelöst durch ein Fahrzeug mit einem Batterietrennsystem. The object is further achieved according to the invention by a vehicle with a battery separator system.
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen. Further advantages of the invention will become apparent from the further subclaims.
Der besondere Vorteil der Erfindung besteht darin, dass ein Batterietrennsystem bereitgestellt wird, welches direkt auf einen Batteriepol montiert werden kann und in der Lage ist, den Lastpfad des Bordnetzes reversibel zu unterbrechen. Dabei ist eine Entladung der Batterie durch Verbraucher reduzierbar. Bevorzugt erfolgt eine Reduktion der Batterieentladung durch Abtrennung von Ruheströmen. The particular advantage of the invention is that a battery separator system is provided, which can be mounted directly on a battery pole and is able to reversibly interrupt the load path of the electrical system. In this case, a discharge of the battery can be reduced by consumers. Preferably, a reduction of the battery discharge by separation of quiescent currents takes place.
Mit dem Batterietrennsystem wird ein direkter Anschluss an den positiven Batteriepol ermöglicht. Dafür ist es nicht mehr notwendig das Produkt über Anschraubpunkte, wie Laschen mit Schrauben, zu integrieren. Ferner kann durch die direkte Polmontage ein Bauteil und weitere Fertigungsschritte entfallen. Ferner ist es wegen der Anbindung an den Batteriepol nicht mehr notwendig, das Batterietrennsystem zusätzlich im Bauraum zu befestigen. The battery disconnect system allows direct connection to the positive battery post. It is no longer necessary to integrate the product via screw-on points, such as tabs with screws. Furthermore, a component and further manufacturing steps can be eliminated by the direct pole assembly. Furthermore, it is because of the connection to the Battery pole no longer necessary to additionally secure the battery separator system in the installation space.
Weiterhin ermöglicht die Erfindung eine reversible Verbindungstrennung, was bei einem Pyrofuse nicht gegeben ist. Bevorzugt ist die Verbindungstrennung eine galvanische Trennung. Mittels bekannter Halbleitertechnik wäre eine solche nicht realisierbar. Furthermore, the invention allows a reversible connection separation, which is not the case with a pyrofuse. The connection separation is preferably a galvanic separation. By means of known semiconductor technology such would not be feasible.
Durch das Vorsehen der Hebelvorrichtung lässt sich eine Schockbeständigkeit des Batteriesystems erzielen. By providing the lever device, shock resistance of the battery system can be achieved.
Vorzugsweise weist das Batterietrennsystem ein Gehäuse zur Aufnahme sämtlicher oben beschriebener Bauteile oder Komponenten auf. The battery separator system preferably has a housing for receiving all the components or components described above.
Vorzugweise ist der fixierte Kontaktträger mit dem Pluspol der Batterie verbunden. Bevorzugt ist der verlagerbare Kontaktträger mit dem Bordnetz des Fahrzeugs verbunden. Preferably, the fixed contact carrier is connected to the positive pole of the battery. Preferably, the movable contact carrier is connected to the electrical system of the vehicle.
Vorzugweise ist die erste Stellung ein Ausgangszustand des nicht-aktivierten Verlagerungsmittels. Bevorzugt ist das Verlagerungsmittel in der ersten Stellung eingefahren, also nicht ausgefahren. Besonders bevorzugt ist das Verlagerungsmittel dabei in einer Kontaktstellung. Unter der Kontaktstellung ist eine Stellung zu verstehen, die einen Stromfluss zulässt. Preferably, the first position is an initial state of the non-activated displacement means. Preferably, the displacement means is retracted in the first position, that is not extended. Particularly preferably, the displacement means is in a contact position. Under the contact position is a position to understand that allows a current flow.
Vorzugweise ist die zweite Stellung ein Endzustand des aktivierten Verlagerungsmittels. Bevorzugt ist das Verlagerungsmittel in der zweiten Stellung ausgefahren, also nicht eingefahren. Besonders bevorzugt ist das Verlagerungsmittel dabei in einer Trennstellung. Unter der Trennstellung ist eine Stellung zu verstehen, die keinen Stromfluss zulässt. Es liegt also eine Stromunterbrechung vor. Preferably, the second position is a final state of the activated displacement means. Preferably, the displacement means is extended in the second position, so not retracted. Particularly preferably, the displacement means is in a release position. The disconnected position is to be understood as meaning a position which does not permit a flow of current. So there is a power interruption.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist das Verlagerungsmittel ein Hubmagnet oder ein Aktuator. According to a development of the invention, the displacement means is a solenoid or an actuator.
Damit wird ein einfache herzustellendes und kostengünstiges Verlagerungsmittel bereitgestellt, um eine Verlagerung des Hebelelements zu ermöglichen. Vorzugsweise ist der Hubmagnet mittels einer Elektronik ansteuerbar. Bevorzugt ist der Aktuator als Piezoelement, Formgedächtnislegierung, elektroaktives Polymer, Servomotor, Thermobimetall oder dergleichen ausgebildet. Thus, a simple to produce and inexpensive displacement means is provided to allow a displacement of the lever member. Preferably, the solenoid is controlled by an electronic system. Preferably, the actuator is designed as a piezoelectric element, shape memory alloy, electroactive polymer, servomotor, bimetallic strip or the like.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung weist die Hebelvorrichtung ein drehbar gelagertes Hebelelement auf, das an das Verlagerungsmittel und an den verlagerbaren Kontaktträger angeschlossen ist. According to a development of the invention, the lever device has a rotatably mounted lever element which is connected to the displacement means and to the displaceable contact carrier.
Damit ist das Hebelelement eingerichtet, um einen Drehpunkt verdreht zu werden, um eine Verlagerung des Kontaktträgers zu ermöglichen. Thus, the lever member is adapted to be rotated about a pivot point to allow a displacement of the contact carrier.
Über das Verlagerungsmittel wird das Hebelelement bewegt, das den verlagerbaren Kontaktträger vom Bordnetz trennt. About the displacement means the lever element is moved, which separates the movable contact carrier from the electrical system.
Bevorzugt ist bei einem Crashfall mit Beschleunigungen bis zu 50g wegen der Verwendung des Hebelsystems nicht mit einer ungewollten Trennung und der damit verbundenen Stromunterbrechung zu rechnen. Durch das Hebelsystem, insbesondere durch das Hebelelement, heben sich die Kräfte durch die beschleunigten Massen auf. Preferably, in a crash with accelerations up to 50g due to the use of the lever system is not to be expected with an unwanted separation and the associated power interruption. By the lever system, in particular by the lever element, the forces cancel each other by the accelerated masses.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung weist die Hebelvorrichtung eine Koppelstange auf, die zwischen einem zweiten Ende des Hebelelements und einem zweiten Ende des verlagerbaren Kontaktträgers angeschlossen ist. According to a development of the invention, the lever device has a coupling rod which is connected between a second end of the lever element and a second end of the displaceable contact carrier.
Durch das Vorsehen der Koppelstange lässt sich eine Kraftübertragung der Hebelvorrichtung verbessern. By providing the coupling rod, a power transmission of the lever device can be improved.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist der Kontaktträger um einen Drehpunkt verdrehbar gelagert. According to a development of the invention, the contact carrier is rotatably mounted about a pivot point.
Damit ist ein Wechsel von einer ersten Stellung zu einer zweiten Stellung auf einfache Weise erzielbar. Thus, a change from a first position to a second position can be achieved in a simple manner.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung weist der fixierte Kontaktträger Kontaktmittel und der verlagerbare Kontaktträger weitere Kontaktmittel auf. According to a development of the invention, the fixed contact carrier has contact means and the displaceable contact carrier further contact means.
Bevorzugt sind die Kontaktmittel stromleitend ausgebildet. Preferably, the contact means are formed electrically conductive.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung weist das Batterietrennsystem ein Federelement auf, wobei das Federelement eingerichtet ist, den verlagerbaren Kontaktträger an den fixierten Kontaktträger zu pressen. According to a development of the invention, the battery separation system has a spring element, wherein the spring element is set up to press the displaceable contact carrier to the fixed contact carrier.
Damit lässt sich eine stromfördernde Verbindung zwischen den Kontaktmittel auf einfache Weise unterstützen. This can support a current-promoting connection between the contact means in a simple manner.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist das Federelement eine Blattfeder. According to a development of the invention, the spring element is a leaf spring.
Damit wird ein einfach herzustellendes und kostengünstiges federndes Bauteil bereitgestellt, mit dem sich ein Kontakt zwischen den Kontaktmitteln verbessern lässt.. This provides an easily manufactured and cost-effective resilient component with which a contact between the contact means can be improved.
Bevorzugt ist das Batterietrennsystem in eine Polnische der Batterie integriert. Preferably, the battery disconnect system is integrated into a Polish of the battery.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Embodiments of the invention are explained below with reference to the drawings.
Es zeigen: Show it:
In
Vorzugsweise ist das Batterietrennsystem
Die Hebelvorrichtung weist ein drehbar gelagertes Hebelelement
Ferner weist die Hebelvorrichtung eine Koppelstange
Außerdem weist der verlagerbare Kontaktträger
Das Batterietrennsystem
In einer ersten Stellung (= Kontaktstellung) des Verlagerungsmittels
Infolge einer Betätigung des Verlagerungsmittels
In einer zweiten Stellung (= Trennstellung) des Verlagerungsmittels
Damit wird Batterietrennsystem bereitgestellt wird, welches direkt auf einen Batteriepol montiert werden kann und in der Lage ist, den Lastpfad des Bordnetzes reversibel zu unterbrechen. Eine Entladung der Batterie durch Verbraucher ist somit auf einfache Weise reduzierbar. This battery separator is provided, which can be mounted directly on a battery and is able to reversibly interrupt the load path of the electrical system. A discharge of the battery by consumers is thus reduced in a simple manner.
In
In der ersten Stellung befindet sich das Verlagerungsmittel
In
In der zweiten Stellung befindet sich das Verlagerungsmittel
Durch das Vorsehen des Batterietrennsystem wird eine Trennung vom Bordnetz während einer Stillstandzeit des Fahrzeugs ermöglicht. Ferner soll eine Montage des Batterietrennsystems im Fahrzeug vereinfacht werden. The provision of the battery disconnect system enables disconnection from the electrical system during a standstill period of the vehicle. Furthermore, an assembly of the battery separator system in the vehicle should be simplified.
Die voranstehende Erläuterung der Ausführungsformen beschreibt die vorliegende Erfindung ausschließlich im Rahmen von Beispielen. Selbstverständlich können einzelne Merkmale der Ausführungsformen, sofern technisch sinnvoll, frei miteinander kombiniert werden, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. The above explanation of the embodiments describes the present invention solely by way of example. Of course, individual features of the embodiments, if technically feasible, can be combined freely with one another, without departing from the scope of the present invention.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1 1
- Batterietrennsystem Battery separation system
- 2 2
- Anschluss connection
- 3 3
- Kontaktträger contact support
- 4 4
- Kontaktmittel contact means
- 5 5
- Anschluss connection
- 6 6
- Kontaktträger contact support
- 7 7
- Kontaktmittel contact means
- 8 8th
- Drehpunkt pivot point
- 9 9
- Ende The End
- 10 10
- Ende The End
- 11 11
- Federelement spring element
- 12 12
- Verlagerungsmittel displacement means
- 13 13
- Hebelelement lever member
- 14 14
- Anschluss connection
- 15 15
- Drehpunkt pivot point
- 16 16
- Koppelstange coupling rod
- 17 17
- Gelenk joint
- 18 18
- Anschluss connection
- 19 19
- Ende The End
- 20 20
- Ende The End
- 21 21
- Pluspol positive pole
- 22 22
- Bordnetz board network
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102004012304 A1 [0003] DE 102004012304 A1 [0003]
- DE 10337980 A1 [0005] DE 10337980 A1 [0005]
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DE102015113106.4A DE102015113106A1 (en) | 2015-08-10 | 2015-08-10 | Vehicle battery disconnect system, power separation method, and vehicle having a battery disconnect system |
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DE102015113106.4A DE102015113106A1 (en) | 2015-08-10 | 2015-08-10 | Vehicle battery disconnect system, power separation method, and vehicle having a battery disconnect system |
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DE102015113106A1 true DE102015113106A1 (en) | 2017-02-16 |
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Family Applications (1)
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DE102015113106.4A Pending DE102015113106A1 (en) | 2015-08-10 | 2015-08-10 | Vehicle battery disconnect system, power separation method, and vehicle having a battery disconnect system |
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DE (1) | DE102015113106A1 (en) |
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- 2015-08-10 DE DE102015113106.4A patent/DE102015113106A1/en active Pending
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