DE102018127837B3 - System comprising at least one battery and a device for energy distribution and / or energy conversion - Google Patents
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Abstract
Das erfindungsgemäße System (10) umfassend wenigstens eine Batterie (20) mit wenigstens zwei Polen (26), weiter umfassend eine Vorrichtung zur Energieverteilung und/oder Energieumwandlung (30) in einem Elektrofahrzeug oder einem Hybridfahrzeug, wobei die Vorrichtung zur Energieverteilung und/oder Energieumwandlung (30) mittels einer Verbindungsanordnung (40) mit den Polen (26) der wenigstens einen Batterie (20) verbindbar ist und die Verbindungsanordnung (40) oder die Vorrichtung zur Energieverteilung und/oder Energieumwandlung (30) wenigstens einen Gegenpol (36) zur Verbindung mit einem Pol (26) der Batterie (20) aufweist. Dabei weisen die Pole (26) der Batterie (20) und der Gegenpol (36) konische Kontaktflächen (261; 361) auf, die miteinander in Eingriff bringbar sind.The system (10) according to the invention comprises at least one battery (20) with at least two poles (26), further comprising a device for energy distribution and / or energy conversion (30) in an electric vehicle or a hybrid vehicle, the device for energy distribution and / or energy conversion (30) can be connected to the poles (26) of the at least one battery (20) by means of a connection arrangement (40) and the connection arrangement (40) or the device for energy distribution and / or energy conversion (30) has at least one opposite pole (36) for connection having a pole (26) of the battery (20). The poles (26) of the battery (20) and the opposite pole (36) have conical contact surfaces (261; 361) which can be brought into engagement with one another.
Description
Die Erfindung betrifft ein System umfassend wenigstens eine Batterie und eine Vorrichtung zur Energieverteilung und/oder Energieumwandlung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a system comprising at least one battery and a device for energy distribution and / or energy conversion according to the preamble of patent claim 1.
Ein gattungsgemäßes System ist aus der
Aufgabe der Erfindung ist es, ein System zur direkten Verbindungen einer Batterie mit einer Vorrichtung zur Energieverteilung und/oder Energieumwandlung zu schaffen.The object of the invention is to provide a system for the direct connection of a battery to a device for energy distribution and / or energy conversion.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein System mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.This object is achieved according to the invention by a system with the features of claim 1. Advantageous embodiments of the invention are specified in the subclaims.
Als Einsatzgebiet der Erfindung gelten Anwendungen im Automobilbereich, insbesondere Anwendungen in der Elektromobilität.Applications of the invention are applications in the automotive sector, in particular applications in electromobility.
Mit der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine kompakte, fehlerminimierte und verlustarme Verbindung zwischen einer Batterie und einer Vorrichtung zur Energieverteilung und/oder Energieumwandlung zu schaffen. Zudem kann dabei auf die Verwendung von Verbindungskabeln verzichtet werden.With the present invention, it is possible to create a compact, error-minimized and low-loss connection between a battery and a device for energy distribution and / or energy conversion. In addition, the use of connecting cables can be dispensed with.
Das erfindungsgemäße System umfasst wenigstens eine Batterie mit wenigstens zwei Polen, sowie eine Vorrichtung zur Energieverteilung und/oder Energieumwandlung in einem Elektrofahrzeug oder einem Hybridfahrzeug. Dabei ist die Vorrichtung zur Energieverteilung und/oder Energieumwandlung mittels einer Verbindungsanordnung mit den Polen der wenigstens einen Batterie verbindbar. Die Verbindungsanordnung oder die Vorrichtung zur Energieverteilung und/oder Energieumwandlung weist einen Gegenpol zur Verbindung mit einem Pol der Batterie auf, wobei die Pole der Batterie und der Gegenpol eine konische Kontaktfläche aufweisen, die miteinander in Eingriff bringbar sind. Konische Kontaktflächen vergrößern im Gegensatz zu bekannten Kontaktflächen mit einem kreisringförmigen Querschnitt die zur Verfügung stehende Fläche zur Stromübertragung. Dadurch werden der Übertragungswiderstand und dadurch auch die Übertragungsverluste minimiert. Ein weiterer Vorteil der konischen Kontaktflächen besteht darin, dass diese sicher ineinandergreifen und somit auch bei starken, fahrbahnbedingten Erschütterungen oder einem Aufprall des Fahrzeugs im Eingriff bleiben. Erfindungsgemäß weist die Batterie ein Steckergehäuse auf, das an einer Polseite der Batterie eine Aussparung zur Aufnahme des Steckergehäuses der Vorrichtung zur Energieverteilung und/oder Energiegewinnung aufweist. So kann zwischen den beiden Komponenten Batterie und Vorrichtung zur Energieverteilung und/oder Energieumwandlung eine Art Schlüssel-/Schloss-System gebildet werden. Das Steckergehäuse der Batterie ist dabei mit dem Batteriegehäuse lösbar verbindbar.The system according to the invention comprises at least one battery with at least two poles, as well as a device for energy distribution and / or energy conversion in an electric vehicle or a hybrid vehicle. The device for energy distribution and / or energy conversion can be connected to the poles of the at least one battery by means of a connection arrangement. The connection arrangement or the device for energy distribution and / or energy conversion has a counter pole for connection to a pole of the battery, the poles of the battery and the counter pole having a conical contact surface which can be brought into engagement with one another. In contrast to known contact areas with an annular cross section, conical contact areas increase the area available for current transmission. This minimizes the transmission resistance and thereby also the transmission losses. Another advantage of the conical contact surfaces is that they engage securely and therefore remain in engagement even in the event of strong, road-related vibrations or a vehicle impact. According to the invention, the battery has a connector housing which has a cutout on one pole side of the battery for receiving the connector housing of the device for energy distribution and / or energy generation. A type of key / lock system can thus be formed between the two components, the battery and the device for energy distribution and / or energy conversion. The connector housing of the battery can be detachably connected to the battery housing.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist der wenigstens eine Gegenpol mittels einer kräftigen Feder am jeweiligen Pol der Batterie anpressbar. Hierdurch entsteht ein zuverlässiger, hoher Kontaktdruck zwischen den Kontaktflächen, der auch eine Übertragung von hohen Stromstärken nahezu verlustfrei und ohne die Gefahr einer Entstehung eines Lichtbogens ermöglicht.In an advantageous development of the invention, the at least one opposite pole can be pressed onto the respective pole of the battery by means of a strong spring. This creates a reliable, high contact pressure between the contact surfaces, which also enables the transmission of high currents with almost no loss and without the risk of an arc.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel sieht vor, dass die Kontaktflächen der wenigstens zwei Pole der Batterie eine sich nach oben hin erweiternde hohlkegelförmige Aufnahme bilden und der jeweilige Gegenpol entsprechend als kegelstumpf-förmige Kontaktfläche für den Eingriff in die hohlkegelförmige Aufnahme ausgebildet ist. In einer alternativen Ausführungsform können die Kontaktflächen zwischen Pol und Gegenpol auch umgekehrt ausgebildet sein - der Pol an der Batterie kegelstumpfförmig und der Gegenpol hohlkegelförmig. Gemäß einer weiteren Alternative können die Kontaktflächen auch als ebene Schrägflächen eines n-seitigen Prismas oder als einfache ebene Schrägflächen ausgebildet sein, wobei im letzteren Fall eine zusätzliche Führungsfläche neben den Polen erforderlich ist.A preferred exemplary embodiment provides that the contact surfaces of the at least two poles of the battery form a hollow-cone-shaped receptacle which widens upwards and the respective opposite pole is designed accordingly as a truncated-cone-shaped contact surface for engaging in the hollow-cone-shaped receptacle. In an alternative embodiment, the contact surfaces between the pole and the opposite pole can also be formed the other way round - the pole on the battery in the shape of a truncated cone and the opposite pole in the shape of a hollow cone. According to a further alternative, the contact surfaces can also be designed as flat inclined surfaces of an n-sided prism or as simple flat inclined surfaces, in the latter case an additional guide surface next to the poles being required.
Die Vorrichtung zur Energieverteilung und/oder Energieumwandlung weist in einer besonders bevorzugten Weiterbildung der Erfindung einen Aufnahmeraum für eine bewegbare Lagerung des Gegenpols auf.In a particularly preferred development of the invention, the device for energy distribution and / or energy conversion has a receiving space for movable mounting of the opposite pole.
Dabei dient der Aufnahmeraum bevorzugt auch zur Aufnahme der Feder und ist mit einem auf die Rückseite der Feder wirkenden Gegendruckstück verbindbar.The receiving space preferably also serves to receive the spring and can be connected to a counter-pressure element acting on the rear of the spring.
Das Gegendruckstück ist vorteilhafterweise in den Aufnahmeraum einschraubbar, wodurch mittels einer variablen Einschraubtiefe auch eine Einstellung der gewünschten Federkraft ermöglicht wird.The counter-pressure piece can advantageously be screwed into the receiving space, whereby the desired spring force can also be set by means of a variable screw-in depth.
Bevorzugt weist das Gegendruckstück einen Ringraum zur Aufnahme einer Strommessvorrichtung auf. Die Strommessvorrichtung dient zur Überwachung des Stromflusses zwischen Pol und Gegenpol und kann bevorzugt auch für eine Bestimmung der Restkapazität der in der Batterie noch gespeicherten elektrischen Energie oder bei einer Überschreitung eines vorgegebenen Grenzwerts zur Begrenzung der Leistung eines elektrischen Antriebsmotors des Fahrzeugs verwendet werden. The counter-pressure piece preferably has an annular space for receiving a current measuring device. The current measuring device is used to monitor the current flow between the pole and the opposite pole and can preferably also be used for determining the remaining capacity of the electrical energy still stored in the battery or if a predetermined limit value is exceeded to limit the power of an electrical drive motor of the vehicle.
In einer alternativen Weiterbildung kann das Gegendruckstück auch als Gegendruckplatte ausgebildet sein, welche an einer Gehäusewand der Vorrichtung zur Energieverteilung und/oder Energieumwandlung befestigbar ist. Die Strommessvorrichtung ist in diesem Falle dann beispielsweise als umlaufender Ring ausgebildet und die Strommessung kann ohne „Eingriff“ in das System erfolgen.In an alternative development, the counter-pressure piece can also be designed as a counter-pressure plate, which can be fastened to a housing wall of the device for energy distribution and / or energy conversion. In this case, the current measuring device is designed, for example, as a circumferential ring and the current measurement can take place without “intervention” in the system.
Als weiterhin besonders vorteilhafte Weiterbildung hat sich gezeigt, wenn das Steckergehäuse der Vorrichtung zur Energieverteilung und/oder Energieumwandlung wenigstens zwei Aufnahmeräume für wenigstens einen Gegenpol aufweist, so dass jeder Gegenpol in einem eigenen Aufnahmeraum anordenbar ist.It has also been shown to be a particularly advantageous further development if the plug housing of the device for energy distribution and / or energy conversion has at least two receiving spaces for at least one opposite pole, so that each opposite pole can be arranged in its own receiving space.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist zwischen dem Steckergehäuse der Vorrichtung zur Energieverteilung und/oder Energieumwandlung und dem Steckergehäuse der Batterie wenigstens ein Abschirmblech angeordnet. Dieses wenigstens eine Abschirmblech dient zur Abschirmung von elektromagnetischer Strahlung, durch welche elektrische Bauteile sonst in ihrer Funktion und/oder Lebensdauer beeinträchtigt werden könnten.In a particularly advantageous embodiment of the invention, at least one shielding plate is arranged between the connector housing of the device for energy distribution and / or energy conversion and the connector housing of the battery. This at least one shielding plate serves to shield electromagnetic radiation, which could otherwise impair the function and / or service life of electrical components.
Als besonders vorteilhaft hat sich weiterhin gezeigt, wenn die Verbindungsanordnung als separates Bauteil ausgebildet und mit einer Gehäusewand der Vorrichtung zur Energieverteilung und/oder Energieumwandlung verbindbar ist. So kann die Verbindungsanordnung beispielsweise im Rahmen von Wartungs- und/oder Reparaturarbeiten aus dem System entnommen werden.It has also proven to be particularly advantageous if the connection arrangement is designed as a separate component and can be connected to a housing wall of the device for energy distribution and / or energy conversion. For example, the connection arrangement can be removed from the system as part of maintenance and / or repair work.
Weiterhin sind Teilbereiche des Systems vorteilhafterweise von flexiblen Elementen gebildet. Dies können beispielsweise Faltenbälge sein, welche als Dichtelemente im System Verwendung finden.Furthermore, partial areas of the system are advantageously formed by flexible elements. These can be bellows, for example, which are used as sealing elements in the system.
Es hat sich zudem gezeigt, dass es von besonderem Vorteil ist, wenn die Batterie erste Pole zur Übertragung einer ersten, hohen Stromstärke und wenigstens einen Nebenkontakt zur Übertragung einer zweiten, niedrigeren Stromstärke aufweist. Die zweite Stromstärke ist dabei um wenigstens das zehnfache geringer als die erste Stromstärke. Es hat sich weiterhin gezeigt, dass die erste Stromstärke zwischen 25 A und 500 A und die zweite Stromstärke zwischen 0,1 A und 25 A liegt.It has also been shown that it is particularly advantageous if the battery has first poles for transmitting a first, high current and at least one secondary contact for transmitting a second, lower current. The second current strength is at least ten times lower than the first current strength. It has also been shown that the first current is between 25 A and 500 A and the second current is between 0.1 A and 25 A.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
-
1 eine Schnittdarstellung des Systems entlang einer SchnittebeneA gemäß2 ; -
2 eine Draufsicht auf die Vorrichtung zur Energieverteilung und/oder Energieumwandlung; -
3 eine perspektivische Teilschnittdarstellung der Vorrichtung zur Energieverteilung und/oder Energieumwandlung mit einem dieser zugeordneten zweiten Steckergehäuse; -
4 eine perspektivische Teilschnittdarstellung der Batterie mit einem batterieseitigen ersten Steckergehäuse und -
5 eine perspektivische Teilschnittdarstellung des Systems in gekoppeltem Zustand.
-
1 a sectional view of the system along a sectional planeA according to2nd ; -
2nd a plan view of the device for energy distribution and / or energy conversion; -
3rd a perspective partial sectional view of the device for energy distribution and / or energy conversion with a second connector housing assigned thereto; -
4th a perspective partial sectional view of the battery with a battery-side first connector housing and -
5 a perspective partial sectional view of the system in a coupled state.
Die
Die Batterie
Auf Kontaktstiften der Pole
Für eine bewegbare Lagerung und Führung des wenigstens einen Gegenpols
Der Aufnahmeraum
Die Batterie
Zwischen dem Steckergehäuse
Um das System
Die sichere und kompakte Verbindung des Systems
Die Draufsicht auf eine Oberseite des Gehäuses
Wie aus
Die
Aus der perspektivischen Teilschnittdarstellung der batterieseitigen Anordnung der Bauteile gemäß
In der
BezugszeichenlisteReference list
- 1010th
- System system
- 2020th
- Batteriebattery
- 2222
- Gehäusecasing
- 221221
- GehäusewandHousing wall
- 222222
- AussparungRecess
- 2424th
- (erstes, batterieseitiges) Steckergehäuse(first, battery-side) connector housing
- 245245
-
Dichtung (zwischen
24 und52 )Seal (between24th and52 ) - 246246
-
Dichtung (zwischen
22 und24 )Seal (between22 and24th ) - 2626
- Polpole
- 261261
- KontaktflächeContact area
- 262262
- Aufnahmeadmission
- 263263
- PolgehäusePole housing
- 2828
- NebenkontaktSecondary contact
- 2929
- Signalkontakt Signal contact
- 3030th
- Vorrichtung (zur Energieverteilung und/oder Energieumwandlung)Device (for energy distribution and / or energy conversion)
- 3232
- Gehäusecasing
- 321321
- GehäusewandHousing wall
- 322322
- AufnahmeraumRecording room
- 326326
- Flanschflange
- 3434
- (zweites) Steckergehäuse(second) connector housing
- 342342
- AufnahmeraumRecording room
- 3636
- GegenpolOpposite pole
- 3737
-
Bund (an
36 )Confederation36 ) - 361361
- KontaktflächeContact area
- 3838
- NebenkontaktSecondary contact
- 3939
- Signalkontakt Signal contact
- 4040
- VerbindungsanordnungConnection arrangement
- 4444
- GegendruckstückCounter pressure piece
- 4545
- GegendruckplattePressure plate
- 442442
- RingraumAnnulus
- 4646
- StrommessvorrichtungCurrent measuring device
- 4848
- Feder feather
- 5050
- Flexibles Element (Faltenbalg)Flexible element (bellows)
- 5252
- Rahmenframe
- 5555
- Dichtung poetry
- 6060
-
Verbindungselement (von
20 mit30 )Connecting element (from20th With30th ) - 6262
-
Verbindungselement (von
22 mit24 und25 )Connecting element (from22 With24th and25th ) - 6363
-
Verbindungselement (von
32 mit52 ) Connecting element (from32 With52 ) - 7070
- Abschirmblech Shielding plate
- 8080
- Ringblech Ring plate
- AA
- SchnittebeneCutting plane
- A10A10
- SymmetrieachseAxis of symmetry
Claims (13)
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE102018127837.3A DE102018127837B3 (en) | 2018-11-07 | 2018-11-07 | System comprising at least one battery and a device for energy distribution and / or energy conversion |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE102018127837.3A DE102018127837B3 (en) | 2018-11-07 | 2018-11-07 | System comprising at least one battery and a device for energy distribution and / or energy conversion |
Publications (1)
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DE102018127837B3 true DE102018127837B3 (en) | 2020-04-23 |
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ID=70468444
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE102018127837.3A Active DE102018127837B3 (en) | 2018-11-07 | 2018-11-07 | System comprising at least one battery and a device for energy distribution and / or energy conversion |
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Country | Link |
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DE102004043138A1 (en) | 2004-09-07 | 2006-03-30 | Kromberg & Schubert Gmbh & Co. Kg | Battery cover for vehicle with internal combustion engine has integrated contact devices for battery poles and attachment devices that can be operated from above battery cover |
DE102015013472A1 (en) | 2015-10-17 | 2016-04-28 | Daimler Ag | Electrical contact unit for producing an electrical connection between a battery terminal and a vehicle electrical system of a vehicle |
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2018
- 2018-11-07 DE DE102018127837.3A patent/DE102018127837B3/en active Active
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|
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