DE102020003168A1 - Energiespeicher mit Gehäuse und Brückenstecker - Google Patents

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DE102020003168A1
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Claus Schöpfer
Matthias Hauck
Jens Schäfer
Sebastian Schiffmann
Thomas Zöller
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Abstract

Energiespeicher mit Gehäuse und Brückenstecker,wobei der Brückenstecker bezogen auf das Gehäuse in zwei zueinander unterschiedlichen Ausrichtungen vom Gehäuse aufnehmbar ist, insbesondere in derselben Ausnehmung oder Anordnung von Ausnehmungen.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Energiespeicher mit Gehäuse und Brückenstecker.
  • Es ist allgemein bekannt, dass ein Energiespeicher, insbesondere Akkumulator, vor Tiefentladung zu schützen ist.
  • Aus der US 10 109 835 B2 ist als nächstliegender Stand der Technik ein Verbindungsstecker für gestapelte elektrische Leistungsmodule bekannt.
  • Aus der DE 10 2014 017 081 A1 ist eine Anschlussanordnung zum elektrischen Kontaktieren eines Batteriemoduls bekannt.
  • Aus der US 2019 / 0 020 072 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Batteriemoduls bekannt.
  • Aus der US 9 761 856 B2 ist ein Batteriemodul bekannt.
  • Aus der US 2011 / 0 302 773 A1 ist ein Verfahren zum herstellen elektrischer Energiemodule bekannt.
  • Aus der US 2013 / 0 288 530 A1 ist ein Batterieverbindungssystem bekannt.
  • Aus der DE 10 2012 223 561 A1 ist eine Batteriezelle mit buchsenartig ausgebildetem Zellterminal und korrespondierendem Zellverbinder bekannt.
  • Aus der DE 10 2014 200 188 A1 ist ein Kabelbaum zum elektrisch leitfähigen Verbinden und elektronischen Überwachen mehrerer Batteriezellen bekannt.
  • Aus der DE 10 2015 213 849 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen Steckverbindung bekannt.
  • Aus der DE 10 2017 115 589 B3 ist eine Batterie für ein Fahrzeug bekannt.
  • Aus der US 8 912 758 B2 ist ein Leistungsspeicherapparat bekannt.
  • Aus der US 2015 / 0 303 446 A1 ist ein schützendes Schaltkreismodul für ein Batteriemodul bekannt.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Energiespeicher vor Tiefentladung zu schützen.
  • Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei dem Energiespeicher nach den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.
  • Wichtige Merkmale der Erfindung bei dem Energiespeicher mit Gehäuse und Brückenstecker sind, dass der Brückenstecker bezogen auf das Gehäuse in zwei zueinander unterschiedlichen Ausrichtungen vom Gehäuse aufnehmbar ist, insbesondere in derselben Ausnehmung oder Anordnung von Ausnehmungen.
  • Von Vorteil ist dabei, dass im Auslieferzustand mittels des Brückensteckers ein oder mehrere Strompfade auftrennbar sind und somit Tiefentladung verhinderbar ist. Erst bei Inbetriebnahme ist der Brückenstecker in die andere Ausrichtung bringbar und somit ein Freigeben der Strompfade ausführbar. Bei Betrieb wird dann der Enegiespeicher zeitweise geladen und somit eine Tiefentladung verhinderbar.
  • Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das Gehäuse ein Deckelteil auf,
    wobei der Brückenstecker ein Oberteil und ein mit dem Oberteil verbundenes, insbesondere mittels einer Schraube verbundenes, Unterteil aufweist,
    wobei das Oberteil mit dem Deckelteil verbunden ist, insbesondere mittels in Gewindebohrungen des Deckelteils zumindest teilweise eingeschraubten Schrauben, insbesondere deren Schraubenköpfe das Oberteil zum Deckelteil hindrücken,
    insbesondere wobei das Unterteil zwischen Oberteil und Deckelteil angeordnet ist. Von Vorteil ist dabei, dass die elektrotechnischen Bauelemente, wie Sicherung und elektrische Verbindungen einfach montierbar sind, da diese im Unterteil befestigbar und durch das Aufsetzen des Oberteils auf das Unterteil isolationsfest vorsehbar sind.
  • Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind am Unterteil zum vom Gehäuse umgebenen Innenraum des Energiespeichers hin hervorragenden Bereiche, insbesondere Vorsprünge, insbesondere Hohlmäntel, ausgeformt,
    wobei jeder der Bereiche jeweils zumindest teilweise durch eine durch das Deckelteil durchgehende Ausnehmung hindurchragt,
    insbesondere wobei die Bereiche voneinander beabstandet sind und wobei die jeweiligen Ausnehmungen voneinander ebenso beabstandet sind. Von Vorteil ist dabei, dass die Kontaktpins von den Vorsprüngen seitlich, also radial, beabstandet umgeben sind und somit Isolationsfestigkeit erreichbar ist. Außerdem führen die Bereiche den Brückenstecker beim Aufstecken auf das Deckelteil, insbesondere beim Einstecken der Bereiche in die entsprechenden Ausnehmungen des Deckelteils.
  • Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist im Brückenstecker eine Sicherung angeordnet, insbesondere eine zwei Anschlüsse elektrisch verbindende Sicherung,
    insbesondere deren erster Anschluss mit einem ersten Kontaktpin, insbesondere einen ersten im Unterteil aufgenommenen Kontaktpin, und deren zweiter Anschluss mit einem zweiten Kontaktpin, insbesondere zweiten im Unterteil aufgenommenen Kontaktpin, lösbar elektrisch verbunden ist. Von Vorteil ist dabei, dass die Sicherung nur im Betrieb aktivierbar ist, da im Auslieferzustand der durch die Sicherung führende Strompfad aufgetrennt ist.
  • Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung umgibt der erste Bereich des Unterteils einen ersten Kontaktpin zumindest teilweise und der zweite Bereich des Unterteils einen zweiten Kontaktpin zumindest teilweise. Von Vorteil ist dabei, dass die Isolationsfestigkeit des Brückensteckers in einfacher Weise, also durch bloße Formgebung und Materialwahl, erreichbar ist.
  • Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist ein Leiterplattenstück im Unterteil aufgenommen,
    insbesondere wobei das Leiterplattenstück an seiner ersten Seite, insbesondere Oberseite, Leiterbahnen aufweist, die jeweils mit auf der anderen Seite, insbesondere Unterseite, des Leiterplattenstücks angeordneten Leiterbahnen, insbesondere mittel Durchkontaktierungen, elektrisch verbunden sind,
    insbesondere wobei ein dritter Bereich des Unterteils das Leiterplattenstück zumindest teilweise umgibt. Von Vorteil ist dabei, dass die Signalleitungen in einfacher Weise auftrennbar oder freigebbar sind. Denn das Leiterplattenstück weist zur Durchleitung miteinander verbundene Leiterbahnen beidseitig auf. Somit ist durch Einstecken des Leiterplattenstücks in ein Anschlussstück ein Verbinden der Signalleitungen ausführbar. Denn jede der Signalleitungen endet einerseits an einer ersten Seite des Anschlussteils, welche mit der Oberseite des Leiterplattenstücks beim Einstecken des Leiterplattenstücks in das Anschlussteil elektrisch kontaktiert ist, und andererseits an der anderen Seite des Anschlussteils, welche mit der Unterseite des Leiterplattenstücks beim Einstecken des Leiterplattenstücks in das Anschlussteil elektrisch kontaktiert ist.
  • Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung führt in der ersten der Ausrichtungen des Brückensteckers ein Strompfad des Energiespeichers durch die Sicherung,
    insbesondere wobei der Strompfad ein Potential eines Energiespeichermoduls des Energiespeichers mit einem Anschluss für ein Potential des Energiespeichers verbindet,
    und dass in der zweiten der Ausrichtungen des Brückensteckers der Strompfad aufgetrennt ist. Von Vorteil ist dabei, dass im Auslieferzustand die Tiefentladung verhindert ist und somit auch die Sicherung nicht aktivierbar ist. Im Betrieb jedoch ist die Sicherung aktivierbar.
  • Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung verbinden in der ersten der Ausrichtungen des Brückensteckers mittels des Leiterplattenstücks Signalleitungen eine Signalelektronik des Energiespeichers mit Energiespeicheranordnungen des Energiespeichers, insbesondere wobei die Signalleitungen zu steuerbaren Halbleiterschaltern der Signalelektronik geführt sind,
    und in der zweiten der Ausrichtungen des Brückensteckers sind die Signalleitungen aufgetrennt. Von Vorteil ist dabei, dass durch Ausrichten des Brückensteckers der Auslieferzustand oder der Betriebszustand einrichtbar ist.
  • Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist in der ersten der Ausrichtungen des Brückensteckers das Leiterplattenstück in dem Anschlussteil aufgenommen und/oder eingesteckt. Von Vorteil ist dabei, dass eine einfache Herstellung der Sicherheit ausführbar ist. Denn das Leiterplattenstück muss nur im Brückenstecker aufgenommen sein, so dass beim Aufstecken des Brückensteckers in der für den Betrieb vorgesehenen Ausrichtung die Signalleitungen freigegeben sind, also nicht mehr aufgetrennt sind. Das Leiterplattenstück ist in Steckrichtung, also in Richtung des Einsteckens des Brückensteckers in das Deckelteil, formschlüssig verbunden. Dies ist einfach ausführbar durch eine an der Seite des Leiterplattenstücks eingebrachte Vertiefung, in welche ein Vorsprung des Unterteils hineinragt.
  • Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist in der ersten der Ausrichtungen der erste Kontaktpin in einem ersten Buchsenteil aufgenommen, der zweite Kontaktpin in einem zweiten Buchsenteil aufgenommen ist und das erste Buchsenteil, das zweite Buchsenteil und das Anschlussteil auf einer Leiterplatte einer oder der Signalelektronik des Energiespeichers bestückt sind. Von Vorteil ist dabei, dass eine einfache Herstellung ermöglicht ist.
  • Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist in der zweiten der Ausrichtungen der erste Kontaktpin in dem ersten Buchsenteil aufgenommen und der zweite Kontaktpin ist von der Leiterplatte der Signalelektronik beabstandet und nicht verbunden, insbesondere nicht mit dem auf der Leiterplatte bestückten ersten Buchsenteil. Von Vorteil ist dabei, dass eine Tiefentladung verhinderbar ist.
  • Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das erste und das zweite Buchsenteil jeweils aus Metall gefertigt. Von Vorteil ist dabei, dass eine einfache Herstellung ermöglicht ist, da das Buchsenteil bestückt und elektrisch leitend ausgeführt ist, ist kein weiteres Bauteil auf der Leiterplattenseite notwendig.
  • Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der Brückenstecker ein Anzeigemittel auf. Von Vorteil ist dabei, dass die Ausrichtung schnell und einfach erkennbar ist.
  • Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Signalleitungen der Signalelektronik über steuerbare Halbleiterschalter zugeführt,
    wobei die steuerbaren Halbleiterschalter bei Anliegen eines Freigabesignals an einem Eingang, insbesondere Signaleingang, des Energiespeichers geschlossen sind, insbesondere und ansonsten geöffnet sind. Von Vorteil ist dabei, dass der Enegiespeicher einen Signaleingang hat, so dass ein Freigabesignal von einer übergeordneten Steuerung zuführbar ist und dadurch im Betrieb der jeweilige Betriebszustand des Energiespeichers steuerbar ist. insbesondere umfasst die Signalelektronik eine Balancerschaltung, welche die an den jeweiligen Energiespeicheranordnungen anliegenden Spannungen überwacht und das Laden und/oder entladen abhängig von der Spannung steuert. Wenn beispielsweise eine Energiespeicheranordnung schon voll aufgeladen ist, aber eine andere noch nicht, ist ein steuernder Eingriff ermöglicht. Das Freigabesignal wird vorteiligerweise mittels eines am Energiespeicher angeordneten zweiten Steckverbinderteils zugeführt. Die Leistung, also der beim Laden oder Entladen auftretende Starkstrom, wird über einen ersten Steckverbinder des Energiespeichers geführt.
  • Bei einer vorteilhaften Ausführung sind also die Signalleitungen der Signalelektronik über steuerbare Halbleiterschalter zugeführt,
    wobei die steuerbaren Halbleiterschalter bei Anliegen eines Freigabesignals an einem Eingang, insbesondere Signaleingang, des Energiespeichers geschlossen sind,
    insbesondere wobei die steuerbaren Halbleiterschalter bei Nicht-Anliegen eines Freigabesignals an einem Eingang, insbesondere Signaleingang, des Energiespeichers geöffnet sind.
  • Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen. Die Erfindung ist nicht auf die Merkmalskombination der Ansprüche beschränkt. Für den Fachmann ergeben sich weitere sinnvolle Kombinationsmöglichkeiten von Ansprüchen und/oder einzelnen Anspruchsmerkmalen und/oder Merkmalen der Beschreibung und/oder der Figuren, insbesondere aus der Aufgabenstellung und/oder der sich durch Vergleich mit dem Stand der Technik stellenden Aufgabe.
  • Die Erfindung wird nun anhand von schematischen Abbildungen näher erläutert:
    • In der 1 ist ein erfindungsgemäßer Energiespeicher 20 mit Brückenstecker 3 in Schrägansicht dargestellt.
    • In der 2 ist ein schematischer Schaltplan des Energiespeichers 20 dargestellt.
    • In der 3 ist der Brückenstecker 3 in Schrägansicht in einer ersten Blickrichtung dargestellt.
    • In der 4 ist der Brückenstecker 3 in Schrägansicht aus einer anderen Blickrichtung dargestellt.
    • In der 5 ist der Brückenstecker 3 in Draufsicht dargestellt.
    • In der 6 ist ein Querschnitt durch den Brückenstecker 3 dargestellt.
    • In der 7 ist ein Querschnitt durch einen den Brückenstecker 3 enthaltenden Bereich des Energiespeichers 20 dargestellt, wobei im unteren Bereich der 7 die Ausrichtung des Brückensteckers 3 zum Energiespeicher 20, insbesondere zu einem Deckelteil 1 des Energiespeichers 20, dargestellt ist.
    • In der 8 ist im Unterschied zur 7 der Brückenstecker 3 um 180° gedreht ausgerichtet.
  • Wie in den Figuren dargestellt, weist der Energiespeicher 20 ein aus einem Gehäuseteil 2 und einem darauf aufgesetzten Deckelteil 1 auf.
  • Das Gehäuse umgibt Energiespeichermodule (B1, B2, B3, B4), die entweder aus Akkumulatoren, aus Batterien oder aus Doppelschichtkondensatoren, wie Ultracaps, bestehen. Jedes Energiespeichermodul (B1, B2, B3, B4) ist dabei als Parallel- und/oder Reihenschaltung ausführbar. Die Energiespeichermodule (B1, B2, B3, B4) sind, wie in 2 gezeigt, vorzugsweise in Reihe zueinander geschaltet, wobei die an jedem Energiespeichermodul (B1, B2, B3, B4) abfallende Spannung über einen jeweiligen steuerbaren Halbleiterschalter S einer Signalelektronik 23 zugeführt wird, wenn diese steuerbaren Halbeliterschalter S geschlossen sind.
  • Zur Verringerung von Entladung der Energiespeichermodule (B1, B2, B3, B4) sind die steuerbaren Halbleiterschalter S als MOSFET-Schalter, insbesondere also mit einem möglichst kleinen Leckstrom, oder als Schalter, die einen geringeren Leckstrom als MOSFET Schalter gleicher Bauart aufweisen, ausgeführt.
  • An einer Seite des Energiespeichers 20 sind Lüfter 6 angeordnet, so dass der durch die Lüfter 6 von der Umgebung her geförderte Luftstrom durch einen oder mehrere Kühlkanäle des Energiespeichers gefördert wird.
  • Der in 1 dargestellt Energiespeicher 1 ist weist zwei Energiespeicheranordnungen auf, die voneinander unabhängig sind und baugleich zueinander sind, aber einen gemeinsamen PE-Anschluss, insbesondere Nullleiter, aufweisen.
  • Das obere Potential U+ der ersten Energiespeicheranordnung, das untere Potential U- der ersten Energiespeicheranordnung, das obere Potential U+ der zweiten Energiespeicheranordnung und das untere Potential U- der zweiten Energiespeicheranordnung sind an einen erstes Steckverbinderteil 4 herausgeführt, welches am Deckelteil 1 angeordnet ist.
  • Ebenso sind die Signalleitungen der beiden Energiespeicheranordnungen an einem zweiten Steckverbinderteil 5 zusammengeführt, das auf dem Deckelteil angeordnet ist.
  • Für jede der beiden Energiespeicheranordnungen ist am Deckelteil 1 ein jeweiliger Brückenstecker 3 angeordnet.
  • Der Einfachheit halber wird im Folgenden nur eine der beiden Energiespeicheranordnungen beschrieben, insbesondere und als Energiespeicher 20 bezeichnet.
  • Schaltungstechnisch sind die beiden Potentiale (U+, U-) der aus den Energiespeichermodulen (B1, B2, B3, B4) gebildeten Reihenschaltung über zwei steuerbare Schalter (S1, S2),
  • insbesondere steuerbare Halbleiterschalter oder Relais, und zumindest eine Sicherung 22 an zwei der Kontakte des ersten Steckverbinderteils 4 herausgeführt.
  • Dem jeweiligen steuerbaren Schalter (S1, S2) ist jeweils eine Diode (D1, D2) parallel zugeschaltet, insbesondere als Freilaufdiode.
  • Die Sicherung 22 ist in einem ersten Bereich des Brückensteckers 3 angeordnet. In einem zweiten Bereich 25 des Brückensteckers werden Signalleitungen durchgeleitet, so dass dadurch die an den jeweiligen Energiespeichermodulen (B1, B2, B3, B4) anliegenden Spannungen der Signalelektronik 23 zugeführt werden.
  • Vorzugsweise weist die Signalelektronik eine Überwachungsschaltung auf, welche überwacht, ob zumindest eine der Spannungen einen Schwellwert Überschreitet oder unterschreitet.
  • Der Signalelektronik 23 wird über eine der Signalleitungen des zweiten Steckverbinderteil 5 ein Steuersignal zugeleitet, das vorzugsweise von einem Zentralrechner einer Anlage oder Maschine erzeugt wird. Außerdem werden durch die Signalelektronik 23 die Schalter S1 und S2 angesteuert. Wenn also über die genannte Signalleitung des zweiten Steckverbinderteils 5 ein entsprechendes Steuersignal der Signalelektronik 23 zugeleitet wird, steuert diese Signalelektronik die beiden Schalter S1 und S2 sowie die Schalter S derart an, dass sie jeweils schließen und der Energiespeicher 20 somit betriebsbereit ist.
  • Im Auslieferzustand des Energiespeichers 20 sind die steuerbaren Halbleiterschalter S sowie die Schalter S1 und S2 geöffnet. Außerdem ist der Brückenstecker im Auslieferzustand in der in 7 gezeigten Ausrichtung am Energiespeicher 20 angeordnet und im betriebsbereiten Zustand nach der in 8 gezeigten Ausrichtung angeordnet.
  • Somit ist im Auslieferzustand die Sicherung 22 nicht elektrisch beidseitig angeschlossen und daher der Stromfluss nicht möglich. Ebenso ist eine Entladung der Energiespeichermodule (B1, B2, B3, B4) über die Signalelektronik 23 verhindert, da der zweite Bereich des Brückensteckers 3 die Signalleitungen auftrennt, also nicht durchleitet.
  • Wenn die Betriebsbereitschaft durch Herausnehmen, Drehen und Wiedereinsetzen des Brückensteckers 3, der sich zuvor im Auslieferzustand befunden hatte, hergestellt ist, ist der
  • Energiespeicher aktivierbar durch ein entsprechendes, über das zweite Steckverbinderteil 4 zur Signalelektronik 23 zugeleitetes Steuersignal, welches dann das Schließen der Schalter S1, S2 und auch der Halbleiterschalter S bewirkt.
  • Der Brückenstecker 3 weist ein Unterteil 30 und ein darauf aufgesetztes und vorzugsweise mit Schrauben verbundenes Oberteil 31 auf.
  • Auf dem Oberteil 31 ist ein Anzeigemittel 32, insbesondere die Darstellung eines Pfeils, angebracht, um die Ausrichtung des Brückensteckers 3 leicht erkennbar darzustellen. Vorzugsweise ist das Anzeigemittel 32 eingeprägt oder schon bei der Kunststoffspritzgussherstellung ausgeprägt am Oberteil 31 vorgesehen.
  • Am Unterteil 30 sind drei zur Signalelektronik 23 hin hervorstehende Hohlrahmenbereiche ausgeformt, wobei in den von ihnen jeweils umgebenen Hohlraum Buchsenteile 73 aufnehmbar, insbesondere einsteckbar, sind, welche aus Metall gefertigt sind und Kontaktpins 71 aufweisen, die durch Ausnehmungen der Leiterplatte 74 hindurchragen und lötverbunden sind mit Leiterbahnen der Leiterplatte 74.
  • Die Leiterplatte 74 ist mit Bauelementen bestückt, so dass die Leiterplatte 74 zusammen mit den Bauelementen die Signalelektronik 23 bildet
  • Das Unterteil 30 des Brückensteckers 3 weist hervorragende Kontaktstifte (40, 41) auf, wobei jeder der metallischen Kontaktstifte (40, 41) in ein jeweiliges der Buchsenteile 73 eingesteckt und kraftschlüssig verbunden ist und somit elektrisch verbunden ist.
  • Die hohlrahmen des Unterteils 30 sind durch jeweilige Ausnehmungen des Deckelteils 1 des Energiespeichers 20 durchgeführt.
  • Der erste (40) der Kontaktstifte (40, 41) ist mit einem ersten Anschluss der Sicherung (22) verbunden.
    Der zweite (41) der Kontaktstifte (40, 41) ist mit einem zweiten Anschluss der Sicherung (22) verbunden.
  • Das Unterteil 30 ist mittels der Schraub 42 mit dem Oberteil 31 verbunden.
  • Der Abstand vom zweiten Kontaktpin 41 zur Schraube 42 gleicht dem Abstand vom zweiten Kontaktpin 41 zum ersten Kontaktpin 40. Der vom ersten Kontaktpin 40 überdeckte, im Hohlraum des ersten Hohlrahmens angeordnete Raumbereich weist denselben Abstand zum zweiten Kontaktpin 41 auf wie ein vom dritten Hohlrahmen des Unterteils 30 umgebener freier Raumbereich auf.
  • Somit ist in beiden Ausrichtungen des Brückensteckers 3 der zweite Kontaktpin 41 im selben Buchsenteil 73 aufgenommen und der erste Kontaktpin 40 entweder im ersten Buchsenteil 73 aufgenommen, insbesondere bei Betriebsbereitschaft, oder im freien Raumbereich aufgenommen, insbesondere also kontaktlos. Entsprechend ist das Leiterplattenstück 25 entweder in einem freien Raumbereich, also kontaktlos, oder elektrisch kontaktiert.
  • Im Unterteil 30 ist aber auch eine Leiterplatte 25 aufgenommen, welche die Durchleitungen zwischen den Energiespeichermodulen (B1, B2, B3, B4) und der Signalelektronik 23 aufweist.
  • Beim Aufstecken des Brückensteckers 3 gemäß 8 wird das Leiterplattenstück 25 in das Anschlussteil 72 eingeführt und somit die zur Signalelektronik 23 führenden Signalleitungen verbunden.
  • Wie in 6 ersichtlich, ist der von den drei Hohlmänteln überdeckte Raumbereich spiegelsymmetrisch zur Symmetrieachse, also Längsachse und/oder Mittelachse, des zweiten Kontaktpins 41.
  • Bei einer Drehung um 180° wird der erste Kontaktpin 40 in dem Bereich der Schraube 42 und dem darunter freien Raumbereich angeordnet. Ebenso überdeckt dann das Leiterplattenstück 25 den in 6 freien Raumbereich, welcher zwischen dem ersten, in 6 linken Hohlmantel und dem ersten Kontaktpin 40 angeordnet ist.
  • Das Oberteil 31 ist mittels Schrauben 70 auf das Deckelteil 1 gedrückt, wobei die Schrauben 70 in Gewindebohrungen des Deckelteils 1 eingeschraubt sind.
  • Der erste und dritte Hohlmantel weisen dieselbe Ausdehnung auf in Richtung der Verbindungslinie, welche den ersten und den zweiten Kontaktpin (40, 41) miteinander verbindet.
  • Die Verbindung zwischen der Leiterplatte 74 mit dem Deckelteil 1 ist in den Figuren nicht gezeigt.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Deckelteil
    2
    Gehäuseteil
    3
    Brückenstecker
    4
    erstes Steckverbinderteil, insbesondere für Starkstrom
    5
    zweites Steckverbinderteil, insbesondere für Signale
    6
    Lüfter
    20
    Energiespeicher
    21
    erster Bereich des Brückensteckers 3
    22
    Sicherung
    23
    Signalelektronik
    24
    zweiter Bereich des Brückensteckers 3
    25
    Leiterplatte, Leiterplattenstück
    30
    Gehäuseunterteil
    31
    Gehäuseoberteil
    32
    Anzeigemittel
    40
    Kontaktstift
    41
    Kontaktstift
    42
    Schraube
    70
    Schraube
    71
    Kontaktpins
    72
    Anschlussteil für Leiterplattenstück 25
    73
    Buchsenteil
    74
    Leiterplatte der Signalelektronik 23
    D1
    Diode
    D2
    Diode
    S
    steuerbarer Halbleiterschalter
    S1
    steuerbarer Schalter, insbesondere Halbleiterschalter oder Relais
    S2
    steuerbarer Halbleiterschalter, insbesondere Halbleiterschalter oder Relais
    B1
    Energiespeichermodul, insbesondere Ultracap oder Akkumulator
    B2
    Energiespeichermodul, insbesondere Ultracap oder Akkumulator
    B3
    Energiespeichermodul, insbesondere Ultracap oder Akkumulator
    B4
    Energiespeichermodul, insbesondere Ultracap oder Akkumulator
    U+
    oberes Potential
    U-
    unteres Potential
  • 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
    • US 10109835 B2 [0003]
    • DE 102014017081 A1 [0004]
    • US 9761856 B2 [0006]
    • DE 102012223561 A1 [0009]
    • DE 102014200188 A1 [0010]
    • DE 102015213849 A1 [0011]
    • DE 102017115589 B3 [0012]
    • US 8912758 B2 [0013]

Claims (15)

  1. Energiespeicher mit Gehäuse und Brückenstecker, dadurch gekennzeichnet, dass der Brückenstecker bezogen auf das Gehäuse in zwei zueinander unterschiedlichen Ausrichtungen vom Gehäuse aufnehmbar ist, insbesondere in derselben Ausnehmung oder Anordnung von Ausnehmungen.
  2. Energiespeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse ein Deckelteil aufweist, wobei der Brückenstecker ein Oberteil und ein mit dem Oberteil verbundenes, insbesondere mittels einer Schraube (42) verbundenes, Unterteil aufweist, wobei das Oberteil mit dem Deckelteil verbunden ist, insbesondere mittels in Gewindebohrungen des Deckelteils zumindest teilweise eingeschraubten Schrauben, insbesondere deren Schraubenköpfe das Oberteil zum Deckelteil hindrücken, insbesondere wobei das Unterteil zwischen Oberteil und Deckelteil angeordnet ist.
  3. Energiespeicher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass am Unterteil zum vom Gehäuse umgebenen Innenraum des Energiespeichers hin hervorragenden Bereiche, insbesondere Vorsprünge, insbesondere Hohlmäntel, ausgeformt sind, wobei jeder der Bereiche jeweils zumindest teilweise durch eine durch das Deckelteil durchgehende Ausnehmung hindurchragt, insbesondere wobei die Bereiche voneinander beabstandet sind und wobei die jeweiligen Ausnehmungen voneinander ebenso beabstandet sind.
  4. Energiespeicher nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Brückenstecker eine Sicherung angeordnet ist, insbesondere eine zwei Anschlüsse elektrisch verbindende Sicherung, insbesondere deren erster Anschluss mit einem ersten Kontaktpin, insbesondere einen ersten im Unterteil aufgenommenen Kontaktpin, und deren zweiter Anschluss mit einem zweiten Kontaktpin, insbesondere zweiten im Unterteil aufgenommenen Kontaktpin, lösbar elektrisch verbunden ist.
  5. Energiespeicher nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Bereich des Unterteils einen ersten Kontaktpin zumindest teilweise umgibt und dass der zweite Bereich des Unterteils einen zweiten Kontaktpin zumindest teilweise umgibt.
  6. Energiespeicher nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Leiterplattenstück im Unterteil aufgenommen ist, insbesondere wobei das Leiterplattenstück an seiner ersten Seite, insbesondere Oberseite, Leiterbahnen aufweist, die jeweils mit auf der anderen Seite, insbesondere Unterseite, des Leiterplattenstücks angeordneten Leiterbahnen, insbesondere mittel Durchkontaktierungen, elektrisch verbunden sind, insbesondere wobei ein dritter Bereich des Unterteils das Leiterplattenstück zumindest teilweise umgibt.
  7. Energiespeicher nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der ersten der Ausrichtungen des Brückensteckers ein Strompfad des Energiespeichers durch die Sicherung führt, insbesondere wobei der Strompfad ein Potential eines Energiespeichermoduls des Energiespeichers mit einem Anschluss für ein Potential des Energiespeichers verbindet, und dass in der zweiten der Ausrichtungen des Brückensteckers der Strompfad aufgetrennt ist.
  8. Energiespeicher nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der ersten der Ausrichtungen des Brückensteckers mittels des Leiterplattenstücks Signalleitungen eine Signalelektronik des Energiespeichers mit Energiespeicheranordnungen des Energiespeichers verbinden, insbesondere wobei die Signalleitungen zu steuerbaren Halbleiterschaltern der Signalelektronik geführt sind, und dass in der zweiten der Ausrichtungen des Brückensteckers die Signalleitungen aufgetrennt sind, insbesondere wobei die jeweilige Energiespeicheranordnung eine jeweilige Anordnung von Akkumulatoren und/oder Doppelschichtkondensatoren, insbesondere Ultracaps, sind.
  9. Energiespeicher nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der ersten der Ausrichtungen des Brückensteckers das Leiterplattenstück in dem Anschlussteil (72) aufgenommen und/oder eingesteckt ist.
  10. Energiespeicher nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der ersten der Ausrichtungen der erste Kontaktpin in einem ersten Buchsenteil aufgenommen ist, der zweite Kontaktpin in einem zweiten Buchsenteil aufgenommen ist und das erste Buchsenteil, das zweite Buchsenteil und das Anschlussteil (72) auf einer Leiterplatte einer oder der Signalelektronik des Energiespeichers bestückt sind.
  11. Energiespeicher nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der zweiten der Ausrichtungen der erste Kontaktpin in dem ersten Buchsenteil aufgenommen ist und der zweite Kontaktpin von der Leiterplatte der Signalelektronik beabstandet und nicht verbunden ist, insbesondere nicht mit dem auf der Leiterplatte bestückten ersten Buchsenteil.
  12. Energiespeicher nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und das zweite Buchsenteil jeweils aus Metall gefertigt ist.
  13. Energiespeicher nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Brückenstecker ein Anzeigemittel aufweist.
  14. Energiespeicher nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalleitungen der Signalelektronik über steuerbare Halbleiterschalter zugeführt sind, wobei die steuerbaren Halbleiterschalter bei Anliegen eines Freigabesignals an einem Eingang, insbesondere Signaleingang, des Energiespeichers geschlossen sind, insbesondere wobei die steuerbaren Halbleiterschalter bei Nicht-Anliegen eines Freigabesignals an einem Eingang, insbesondere Signaleingang, des Energiespeichers geöffnet sind.
  15. Energiespeicher mit Gehäuse und Brückenstecker, wobei der Brückenstecker bezogen auf das Gehäuse in zwei zueinander unterschiedlichen Ausrichtungen vom Gehäuse aufnehmbar ist, insbesondere in derselben Ausnehmung oder Anordnung von Ausnehmungen, im Brückenstecker eine Sicherung angeordnet ist, insbesondere eine zwei Anschlüsse elektrisch verbindende Sicherung, wobei in der ersten der Ausrichtungen des Brückensteckers ein Strompfad des Energiespeichers durch die Sicherung führt, wobei in der zweiten der Ausrichtungen des Brückensteckers der Strompfad aufgetrennt ist.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20230264822A1 (en) * 2022-02-24 2023-08-24 Microavia International Limited Detachable power supply for UAV

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AUPP308498A0 (en) * 1998-04-20 1998-05-14 Krone Aktiengesellschaft Electrical connector
JP2008066246A (ja) * 2006-09-11 2008-03-21 Toyota Motor Corp 複合プラグおよび電気回路システム
US8615869B2 (en) 2008-11-28 2013-12-31 Siemens Sas System for assembling electrical energy modules
KR101473385B1 (ko) 2011-05-31 2014-12-16 주식회사 엘지화학 전력 저장 장치, 이를 이용한 전력 저장 시스템 및 전력 저장 시스템의 구성 방법
US8808031B2 (en) 2011-12-14 2014-08-19 Tyco Electronics Corporation Battery connector system
KR102024002B1 (ko) 2012-07-05 2019-09-23 에스케이이노베이션 주식회사 전지팩
DE102012223561A1 (de) 2012-12-18 2014-06-18 Robert Bosch Gmbh Batteriezelle mit buchsenartig ausgebildetem Zellterminal und korrespondierender Zellverbinder
KR102025947B1 (ko) 2012-12-27 2019-09-26 타이코에이엠피 주식회사 보호회로모듈 및 이를 포함하는 전지모듈
DE102014200188A1 (de) 2014-01-09 2015-07-09 Robert Bosch Gmbh Kabelbaum zum elektrisch leitfähigen Verbinden und elektronischen Überwachen mehrerer Batteriezellen
FR3017023B1 (fr) * 2014-01-29 2017-01-06 Hypertac Sa Systeme pour connecter electriquement au moins un premier equipement et un deuxieme equipement entre eux
JP6378008B2 (ja) * 2014-09-02 2018-08-22 株式会社Subaru サービスプラグ取付構造
DE102014017081A1 (de) 2014-11-19 2016-05-19 Daimler Ag Anschlussanordnung zum elektrischen Kontaktieren eines Batteriemoduls, Koppelelement zum elektrischen Verbinden von Batteriemodulen, Batteriemodul, Batterie für ein Kraftfahrzeug und Kraftfahrzeug
DE102015213849B4 (de) 2015-07-22 2023-12-07 Volkswagen Aktiengesellschaft Steckverbindung und Verfahren zur Herstellung einer derartigen Steckverbindung
KR102002954B1 (ko) * 2015-11-30 2019-07-23 주식회사 엘지화학 배터리 팩 및 이러한 배터리 팩을 포함하는 자동차
US11196095B2 (en) 2016-02-26 2021-12-07 Techtronic Cordless Gp Battery packs and method of assembling battery packs
TWM533365U (en) 2016-08-25 2016-12-01 Formosa Electronic Ind Inc Plug-in connection structure of stacked energy-storage battery module
DE102017115589B3 (de) 2017-07-12 2019-01-03 Lisa Dräxlmaier GmbH Batterie für ein fahrzeug sowie verfahren

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