DE102022211713A1 - Battery pack and bicycle with a battery pack - Google Patents

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Lei Chen
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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Akkupack zur Verbindung in einem Aufnahmeschacht eines Verbrauchers, aufweisend ein Gehäuse, in welchem zumindest eine Akkuzelle angeordnet ist, wobei das Gehäuse ein Kraftschlusselement aufweist, das zur kraftschlüssigen Verbindung des Akkupacks mit dem Aufnahmeschacht des Verbrauchers ausgebildet ist. Es wird vorgeschlagen, dass das Kraftschlusselement verformbar und/oder stauchbar ausgebildet ist.The invention relates to a battery pack for connection in a receiving shaft of a consumer, comprising a housing in which at least one battery cell is arranged, the housing having a frictional element which is designed for the frictional connection of the battery pack to the consumer's receiving shaft. It is proposed that the adhesion element is designed to be deformable and/or compressible.

Description

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die Erfindung betrifft einen Akkupack zur Verbindung in einem Aufnahmeschacht eines Verbrauchers, aufweisend ein Gehäuse, in welchem zumindest eine Akkuzelle angeordnet ist, wobei das Gehäuse ein Kraftschlusselement aufweist, das zur kraftschlüssigen Verbindung des Akkupacks mit dem Aufnahmeschacht des Verbrauchers ausgebildet ist. Es wird vorgeschlagen, dass das Kraftschlusselement verformbar und/oder stauchbar ausgebildet ist. Vorteilhaft kann dadurch der Akkupack optimal an das Fahrrad angepasst werden.The invention relates to a battery pack for connection in a receiving shaft of a consumer, comprising a housing in which at least one battery cell is arranged, the housing having a frictional element which is designed for the frictional connection of the battery pack to the consumer's receiving shaft. It is proposed that the adhesion element is designed to be deformable and/or compressible. This advantageously allows the battery pack to be optimally adapted to the bicycle.

Der Verbraucher kann beispielsweise als ein Fahrzeug, insbesondere ein Elektrofahrrad, eine Elektromotorrad, ein eScooter oder dergleichen ausgebildet sein. Es ist ebenfalls denkbar, dass der Verbraucher als eine Handwerkzeugmaschine, als ein Gartengerät, als ein Haushaltsgerät, wie beispielweise ein Küchengerät oder ein Staubsauger, als ein Messgerät, etc. ausgebildet ist.The consumer can be designed, for example, as a vehicle, in particular an electric bicycle, an electric motorcycle, an e-scooter or the like. It is also conceivable that the consumer is designed as a hand tool, as a garden tool, as a household appliance, such as a kitchen appliance or a vacuum cleaner, as a measuring device, etc.

Der Akkupack ist insbesondere als ein Wechselakkupack ausgebildet, der bevorzugt werkzeuglos lösbar mit dem Verbraucher ausgebildet ist. Alternativ ist auch denkbar, dass der Akkupack als ein Festverbauakkupack ausgebildet ist, der nicht zerstörungsfrei oder nur mit Hilfe von Werkzeug von dem Verbraucher lösbar ausgebildet ist. Der Akkupack ist insbesondere verbindbar mit einer Ladevorrichtung zum Aufladen des Akkupacks ausgebildet. Alternativ oder zusätzlich kann der Akkupack auch derart ausgebildet sein, dass er im mit dem Verbraucher verbundenen Zustand aufladbar ist, beispielsweise über eine Ladebuchse am Akkupack oder am Rahmen des Elektrofahrrads.The battery pack is designed in particular as a removable battery pack, which is preferably designed to be detachable from the consumer without tools. Alternatively, it is also conceivable that the battery pack is designed as a permanent battery pack that is not designed to be non-destructive or can only be detached by the consumer with the help of tools. The battery pack is in particular designed to be connectable to a charging device for charging the battery pack. Alternatively or additionally, the battery pack can also be designed in such a way that it can be charged when connected to the consumer, for example via a charging socket on the battery pack or on the frame of the electric bicycle.

Das Gehäuse des Akkupacks kann metallisch und/oder aus einem Kunststoff ausgebildet sein. Das Gehäuse des Akkupacks ist vorzugsweise einstückig, einteilig oder mehrteilig mit dem Kraftschlusselement ausgebildet. Unter „einstückig“ soll im Zusammenhang dieser Anmeldung verstanden werden, dass mehrere Elemente aus einem Stück gefertigt, und damit nicht in irgendeiner Weise kraft-, form- oder stoffschlüssig miteinander verbunden sind. Unter „einteilig“ soll im Zusammenhang dieser Anmeldung insbesondere zwei Elemente verstanden werden, die stoffschlüssig miteinander verbunden sind. Das Gehäuse des Akkupacks kann ein einzelnes oder mehrere Gehäuseteile aufweisen.The housing of the battery pack can be made of metal and/or plastic. The housing of the battery pack is preferably formed in one piece, in one piece or in several parts with the frictional connection element. In the context of this application, “one-piece” is intended to mean that several elements are made from one piece and are therefore not connected to one another in any way in a non-positive, positive or material manner. In the context of this application, “one-piece” is intended to mean in particular two elements that are materially connected to one another. The housing of the battery pack can have a single or multiple housing parts.

Die Akkuzelle kann beispielsweise als eine Li-Ion Akkuzelle ausgebildet sein. Insbesondere kann die Akkuzelle als eine zylindrische Rundzelle, eine prismatische Zelle oder als ein Pouch Zelle ausgebildet sein. Vorzugsweise ist im Gehäuse des Akkupacks ein Zellenhalter zur Aufnahme der Akkuzellen angeordnet. Der Zellenhalter ist teilweise oder vollständig innerhalb des Gehäuse des Akkupacks angeordnet. Das Gehäuse des Akkupacks kann einen oder mehrere Zellenhalter aufweisen. Der Zellenhalter kann Einzelzellenaufnahmen aufweisen, die zur Aufnahme einer einzelnen Akkuzelle ausgebildet sind. Der Zellenhalter ist bevorzugt einstückig und aus einem metallischen Material oder Kunststoff ausgebildet.The battery cell can be designed, for example, as a Li-ion battery cell. In particular, the battery cell can be designed as a cylindrical round cell, a prismatic cell or as a pouch cell. A cell holder for holding the battery cells is preferably arranged in the housing of the battery pack. The cell holder is partially or completely arranged within the housing of the battery pack. The housing of the battery pack can have one or more cell holders. The cell holder can have individual cell holders that are designed to hold a single battery cell. The cell holder is preferably made in one piece and made of a metallic material or plastic.

Der Aufnahmeschacht des Verbrauchers ist insbesondere derart ausgebildet, dass der Akkupack zur Aufnahme in diesen linear einführbar und/oder einschwenkbar ist. Der Aufnahmeschacht weist vorzugsweise eine Größe auf, die auf den Akkupack angepasst ist. Unter an den Akkupack angepasst soll dabei insbesondere verstanden werden, dass ein Querschnitt des Aufnahmeschachts nicht größer als 200%, vorzugsweise nicht größer als 150%, bevorzugt nicht größer als 125%, einer Größe eines Querschnitts des Akkupacks entspricht. Der Aufnahmeschacht umschließt den Akkupack teilweise auf insbesondere zumindest vier Seiten, vorzugsweise auf zumindest fünf angrenzenden Seiten, die jeweils senkrecht zueinander angeordnet sind. Der Aufnahmeschacht kann teilweise oder vollständig durch ein Gehäuse des Verbrauchers gebildet sein. Der Aufnahmeschacht kann vorzugsweise Führungselemente für den Akkupack, beispielsweise Führungsschienen aufweisen. Im Aufnahmeschacht kann zudem eine elektrische Schnittstelle des Verbrauchers angeordnet sein, die zu einer elektrischen Schnittstelle des Akkupacks korrespondiert.The consumer's receiving shaft is in particular designed in such a way that the battery pack can be linearly inserted and/or pivoted into it for inclusion. The receiving shaft preferably has a size that is adapted to the battery pack. Adapted to the battery pack should in particular be understood to mean that a cross section of the receiving shaft is not larger than 200%, preferably not larger than 150%, preferably not larger than 125%, of a size of a cross section of the battery pack. The receiving shaft partially encloses the battery pack on at least four sides, preferably on at least five adjacent sides, which are each arranged perpendicular to one another. The receiving shaft can be formed partially or completely by a housing of the consumer. The receiving shaft can preferably have guide elements for the battery pack, for example guide rails. An electrical interface of the consumer can also be arranged in the receiving shaft, which corresponds to an electrical interface of the battery pack.

Unter einem Elektrofahrrad soll im Zusammenhang dieser Anmeldung insbesondere ein Fahrrad verstanden, dass eine Antriebseinheit zur Unterstützung des Fahrers aufweist. Das Elektrofahrrad ist vorzugsweise als ein eBike, ein Pedelec, ein Lastenfahrrad, ein Klappfahrrad oder dergleichen ausgebildet. Die Antriebseinheit weist einen Motor auf, der beispielsweise als ein Mittelmotor oder als ein Nabenmotor ausgebildet sein kann. Der Motor ist vorzugsweise als ein Elektromotor ausgebildet. Die Antriebseinheit ist mit einem Energiespeicher zur Versorgung der Antriebseinheit mit Energie verbunden. Die Energieversorgungseinheit ist vorzugsweise als ein Akkupack ausgebildet und weist ein Akkugehäuse auf, das bevorzugt lösbar mit einem Rahmen des Fahrrads verbunden ist. Das Elektrofahrrad umfasst eine Elektronik mit einer Steuereinheit zur Steuerung oder Regelung des Elektrofahrrads. Die Elektronik umfasst vorzugsweise eine Sensoreinheit, wobei die Sensoreinheit beispielsweise Bewegungssensoren, Drehmomentsensoren, Geschwindigkeitssensoren, einen GNSS Empfänger, Magnetsensoren oder dergleichen aufweisen kann. Zudem umfasst die Elektronik eine Kommunikationsschnittstelle zur drahtlosen Verbindung des Elektrofahrrads mit einer externen Vorrichtung, wie beispielsweise einem Smartphone, und/oder einem Server. Zudem kann das Elektrofahrrad weitere Zusatzkomponenten oder Peripheriegeräte umfassen oder verbindbar mit diesen ausgebildet sein, wie beispielsweise einen Boardcomputer, eine insbesondere elektronische Gangschaltung, eine Lichteinheit zur Beleuchtung der Straße und/oder als Rückleuchte, ein Antiblockiersystem, ein Schloss und/oder eine weitere Komponente.In the context of this application, an electric bicycle is intended to mean, in particular, a bicycle that has a drive unit to support the driver. The electric bicycle is preferably designed as an eBike, a Pedelec, a cargo bike, a folding bike or the like. The drive unit has a motor, which can be designed, for example, as a mid-engine or as a hub motor. The motor is preferably designed as an electric motor. The drive unit is connected to an energy storage device for supplying the drive unit with energy. The energy supply unit is preferably designed as a battery pack and has a battery housing, which is preferably detachably connected to a frame of the bicycle. The electric bicycle includes electronics with a control unit for controlling or regulating the electric bicycle. The electronics preferably comprises a sensor unit, wherein the sensor unit can have, for example, motion sensors, torque sensors, speed sensors, a GNSS receiver, magnetic sensors or the like. The electronics also include a communication interface for wireless connection of the Electric bicycle with an external device, such as a smartphone, and/or a server. In addition, the electric bicycle can include other additional components or peripheral devices or be designed to be connectable to them, such as a board computer, a particularly electronic gear shift, a light unit for illuminating the road and/or as a rear light, an anti-lock braking system, a lock and/or another component.

Das Kraftschlusselement ist vorzugsweise aus einem Kunststoff ausgebildet. Das Kraftschlusselement kann einstückig, einteilig oder mehrteilig ausgebildet sein. Alternativ oder zusätzlich ist ebenso denkbar, dass das Kraftschlusselement aus einem metallischen Material ausgebildet ist. Das Kraftschlusselement kann plastisch oder elastisch verformbar und/oder stauchbar ausgebildet sein. Das Kraftschlusselement ist im mit dem Verbraucher verbundenen Zustand insbesondere um zumindest 5%, vorzugsweise um zumindest 10%, bevorzugt um zumindest 20%, verformt und/oder gestaucht ausgebildet. Alternativ oder zusätzlich ist denkbar, dass das Kraftschlusselement im mit dem Verbraucher verbundenen Zustand in einem Bereich zwischen 0,1 mm und 5,0 mm, vorzugsweise in einem Bereich zwischen 0,1 mm und 3,0 mm, bevorzugt in einem Bereich von 0,2 mm, verformt und/oder gestaucht ausgebildet ist.The frictional element is preferably made of a plastic. The adhesion element can be designed in one piece, in one piece or in several parts. Alternatively or additionally, it is also conceivable that the frictional element is made of a metallic material. The adhesion element can be designed to be plastically or elastically deformable and/or compressible. When connected to the consumer, the adhesion element is designed to be deformed and/or compressed, in particular by at least 5%, preferably by at least 10%, preferably by at least 20%. Alternatively or additionally, it is conceivable that the frictional element when connected to the consumer is in a range between 0.1 mm and 5.0 mm, preferably in a range between 0.1 mm and 3.0 mm, preferably in a range of 0 .2 mm, is deformed and / or compressed.

Weiterhin wird vorgeschlagen, dass das Gehäuse im Wesentlichen vollständig als Kraftschlusselement ausgebildet ist. Vorteilhaft kann dadurch eine besonders gute Fixierung des Akkupacks im Aufnahmeschacht realisiert werden.Furthermore, it is proposed that the housing is essentially completely designed as a friction-locking element. In this way, a particularly good fixation of the battery pack in the receiving shaft can advantageously be achieved.

Zudem betrifft die Erfindung ein Fahrrad mit einem Akkupack wie zuvor beschrieben. Es wird vorgeschlagen, dass eine Verformung und/oder Stauchung des Kraftschlusselements im Querschnitt betrachtet im Wesentlichen gleichmäßig ist oder variiert, insbesondere zwischen einem einzigen Minimalwert und mehreren Maximalwerten variiert. Vorteilhaft kann dadurch eine sichere und kompakte Verbindung des Akkupacks mit dem Fahrrad realisiert werden. Der Querschnitt ist dabei insbesondere senkrecht zu einer Längserstreckung des Akkupacks angeordnet. Insbesondere ist das Kraftschlusselement entlang der Längserstreckung zu zumindest 10%, vorzugsweise zu zumindest 25%, bevorzugt zu zumindest 50%, der Länge des Akkupacks verformt und/oder gestaucht. Der Minimalwert beziehungsweise der Maximalwert der Verformung oder Stauchung beziehen sich dabei auf das Kraftschlusselement vor- und nach der Montage des Akkupacks. Die Verformung und/oder Stauchung des Kraftschlusselements kann entlang der Längserstreckung des Akkupacks ebenfalls im Wesentlichen gleichmäßig oder variierend ausgebildet sein.The invention also relates to a bicycle with a battery pack as described above. It is proposed that a deformation and/or compression of the frictional element, viewed in cross section, is essentially uniform or varies, in particular varies between a single minimum value and several maximum values. This advantageously enables a secure and compact connection of the battery pack to the bicycle to be achieved. The cross section is arranged in particular perpendicular to a longitudinal extent of the battery pack. In particular, the adhesion element is deformed and/or compressed along the longitudinal extent to at least 10%, preferably to at least 25%, preferably to at least 50%, of the length of the battery pack. The minimum value or the maximum value of the deformation or compression refers to the adhesion element before and after assembly of the battery pack. The deformation and/or compression of the adhesion element can also be designed to be substantially uniform or varying along the longitudinal extent of the battery pack.

Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass das Gehäuse des Akkupacks, insbesondere das Kraftschlusselement, im verbundenen Zustand durch den Aufnahmeschacht und/oder eine Akkueinheit verformt und/oder gestaucht ausgebildet ist, wobei die Akkueinheit zumindest die Akkuzellen, vorzugsweise zumindest die Akkuzellen und einen Zellenhalter umfasst. Vorteilhaft wird dadurch ein durch den Aufnahmeschacht zur Verfügung gestellter Raum optimal ausgenutzt. Das Kraftschlusselement kann somit einseitig oder beidseitig verformbar ausgebildet sein.Furthermore, it is proposed that the housing of the battery pack, in particular the frictional element, is designed to be deformed and/or compressed in the connected state by the receiving shaft and/or a battery unit, wherein the battery unit comprises at least the battery cells, preferably at least the battery cells and a cell holder. This advantageously makes optimal use of the space provided by the receiving shaft. The adhesion element can therefore be designed to be deformable on one or both sides.

Weiterhin wird vorgeschlagen, dass zwischen dem Aufnahmeschacht und der zumindest einen Akkuzellen nur das Kraftschlusselement angeordnet ist. Vorteilhaft kann dadurch ein kompakter und flexibler Aufbau realisiert werden.Furthermore, it is proposed that only the frictional element is arranged between the receiving shaft and the at least one battery cell. This advantageously allows a compact and flexible structure to be realized.

Zudem wird vorgeschlagen, dass der Akkupack eine Elektronik zur Steuerung des Akkupacks aufweist, wobei die die Elektronik vorzugsweise teilweise oder vollständig im Gehäuse des Akkupacks angeordnet ist. Alternativ ist auch denkbar, dass die Elektronik teilweise oder vollständig außerhalb des Gehäuses des Akkupacks angeordnet ist. Die Elektronik des Akkupacks umfasst insbesondere eine Leiterplatte. Auf der Leiterplatte können elektronische Komponente, wie beispielsweise eine Recheneinheit, eine Speichereinheit, Sensorelemente, etc. angeordnet sein. Insbesondere umfasst die Elektronik ein Batteriemanagementsystem (BMS), das zur elektronischen Überwachung des Akkupacks ausgebildet ist.In addition, it is proposed that the battery pack has electronics for controlling the battery pack, the electronics preferably being arranged partially or completely in the housing of the battery pack. Alternatively, it is also conceivable that the electronics are arranged partially or completely outside the housing of the battery pack. The electronics of the battery pack include in particular a circuit board. Electronic components, such as a computing unit, a storage unit, sensor elements, etc., can be arranged on the circuit board. In particular, the electronics include a battery management system (BMS), which is designed to electronically monitor the battery pack.

Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass das Gehäuse des Akkupacks derart ausgebildet ist, dass die Akkuzellen in unterschiedlichen Anordnungen zueinander anordenbar sind. Vorteilhaft kann dadurch der Akkupack in unterschiedlichen Aufnahmeschächten aufgenommen werden. Es ist beispielhaft denkbar, dass das Kraftschlusselement derart ausgebildet ist, dass es mit unterschiedlichen Zellenhaltern kompatibel ist. Alternativ ist auch denkbar, dass die Akkuzellen durch das Kraftschlusselement in ihrer Anordnung gehalten werden.Furthermore, it is proposed that the housing of the battery pack is designed such that the battery cells can be arranged in different arrangements relative to one another. This advantageously allows the battery pack to be accommodated in different receiving slots. It is conceivable, for example, that the friction-locking element is designed in such a way that it is compatible with different cell holders. Alternatively, it is also conceivable that the battery cells are held in their arrangement by the frictional element.

Weiterhin wird vorgeschlagen, dass das Gehäuse ein fest verbundenes oder lösbares Entnahmeelement zur Entnahme des Akkupacks aus dem Aufnahmeschacht aufweist. Vorteilhaft kann dadurch die Entnahme des Akkupacks erleichtert werden. Das Entnahmeelement ist vorzugsweise beweglich mit dem Akkupack verbunden. Das Entnahmeelement kann beispielsweise als ein Griff oder eine Schlaufe ausgebildet sein. Das Entnahmeelement ist vorzugsweise aus einem anderen Material ausgebildet als das Kraftschlusselement.Furthermore, it is proposed that the housing has a firmly connected or detachable removal element for removing the battery pack from the receiving shaft. This can advantageously make it easier to remove the battery pack. The removal element is preferably movably connected to the battery pack. The removal element can be designed, for example, as a handle or a loop. The removal element is preferably made of a different material than the frictional element.

Zudem wird vorgeschlagen, dass der Akkupack eine elektrische Schnittstelle zur elektrischen Verbindung mit dem Fahrrad aufweist, wobei die elektrische Schnittstelle einer Aufnahmeöffnung des Aufnahmeschachts zugewandt ist. Alternativ ist auch denkbar, dass die elektrische Schnittstelle an einer gegenüberliegenden Seite oder an einer Mantelfläche des Akkupacks angeordnet ist. Die elektrische Schnittstelle des Akkupacks und die elektrische Schnittstelle des Verbrauchers sind korrespondierend zueinander ausgebildet. Über die elektrische Verbindung kann der Akkupack beispielsweise geladen und/oder entladen werden. Alternativ oder zusätzlich ist auch denkbar, dass über die elektrische Schnittstelle Informationen von dem Akkupack an den Verbraucher und umgekehrt übermittelbar sind. Die elektrische Schnittstelle ist bevorzugt als eine Kontaktschnittstelle ausgebildet, bei der die elektrische Verbindung über einen physischen Kontakt zumindest zweier leitfähiger Bauteile erfolgt. Die elektrische Schnittstelle kann beispielsweise als ein Stecker oder als eine Buchse ausgebildet sein. Die elektrische Schnittstelle umfasst bevorzugt zumindest zwei elektrische Kontaktelemente. Insbesondere ist einer der elektrischen Kontaktelemente als ein Plus-Kontakt und das andere elektrische Kontaktelement als ein Minus-Kontakt ausgebildet. In addition, it is proposed that the battery pack has an electrical interface for electrical connection to the bicycle, with the electrical interface facing a receiving opening in the receiving shaft. Alternatively, it is also conceivable that the electrical interface is arranged on an opposite side or on a lateral surface of the battery pack. The electrical interface of the battery pack and the electrical interface of the consumer are designed to correspond to one another. The battery pack can, for example, be charged and/or discharged via the electrical connection. Alternatively or additionally, it is also conceivable that information can be transmitted from the battery pack to the consumer and vice versa via the electrical interface. The electrical interface is preferably designed as a contact interface, in which the electrical connection occurs via physical contact between at least two conductive components. The electrical interface can be designed, for example, as a plug or as a socket. The electrical interface preferably comprises at least two electrical contact elements. In particular, one of the electrical contact elements is designed as a plus contact and the other electrical contact element is designed as a minus contact.

Zusätzlich kann die elektrische Schnittstelle zumindest einen Zusatzkontakt aufweisen, der dazu ausgebildet ist, zusätzliche Informationen an den Verbraucher und/oder an die Ladevorrichtung zu übertragen. Die Zusatzkontakte können als Signalkontakte, Codierkontakte, Temperaturkontakte, Bus-Kontakte etc. ausgebildet sein. Die elektrischen Kontaktelemente können beispielsweise als federnde Kontaktelemente in Form von Kontakttulpen oder als Flachkontakte in Form von Kontaktklingen ausgebildet sein.In addition, the electrical interface can have at least one additional contact, which is designed to transmit additional information to the consumer and/or to the charging device. The additional contacts can be designed as signal contacts, coding contacts, temperature contacts, bus contacts, etc. The electrical contact elements can be designed, for example, as resilient contact elements in the form of contact tulips or as flat contacts in the form of contact blades.

Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass der Akkupack eine im Wesentlichen zylinderförmige Mantelfläche aufweist, die im verbundenen Zustand im Wesentlichen vollständig an einer Innenfläche des Aufnahmeschachts anliegt. Alternativ ist ebenso denkbar, dass die Mantelfläche im Querschnitt betrachtet in einem Bereich von unter 90%, vorzugsweise unter 80%, bevorzugt unter 70%, an der Innenfläche des Aufnahmeschachts anliegt. Vorteilhaft kann der Raum des Aufnahmeschachts optimal genutzt werden.Furthermore, it is proposed that the battery pack has a substantially cylindrical lateral surface which, in the connected state, lies essentially completely against an inner surface of the receiving shaft. Alternatively, it is also conceivable that the lateral surface, viewed in cross section, rests on the inner surface of the receiving shaft in a range of less than 90%, preferably less than 80%, preferably less than 70%. Advantageously, the space of the receiving shaft can be used optimally.

Weiterhin wird vorgeschlagen, dass das Gehäuse und/oder das Kraftschlusselement aus einem wasserfesten Material, insbesondere einem hydrophoben Schaumstoff, EPDM, EVA und/oder Neopren ausgebildet ist. Vorteilhaft kann dadurch der Akkupack wirksam vor Spritzwasser und Feuchtigkeit geschützt werden.Furthermore, it is proposed that the housing and/or the frictional element be made of a waterproof material, in particular a hydrophobic foam, EPDM, EVA and/or neoprene. This advantageously allows the battery pack to be effectively protected from splash water and moisture.

Zudem wird vorgeschlagen, dass das Gehäuse und/oder das Kraftschlusselement zumindest teilweise aus einem thermisch leitfähigen Material, insbesondere Silicone, Graphit und/oder Paraffinwachs ausgebildet ist. Vorteilhaft kann dadurch ein Akkupack mit einem optimierten Kühlkonzept bereitgestellt werden.In addition, it is proposed that the housing and/or the frictional element is at least partially formed from a thermally conductive material, in particular silicone, graphite and/or paraffin wax. This can advantageously provide a battery pack with an optimized cooling concept.

Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Fahrrads, insbesondere eines Elektrofahrrads, wobei in einem ersten Schritt ein Gehäuse eines Akkupacks mit einem Rahmen verbunden wird und in einem zweiten Schritt zumindest eine Akkuzelle mit dem Gehäuse des Akkupacks verbunden wird. Vorteilhaft kann dadurch der Montageprozess optimiert werden. Der Akkupack wird somit ohne ein Gehäuse in den Rahmen des Fahrrads hineingeschoben.Furthermore, the invention relates to a method for producing a bicycle, in particular an electric bicycle, wherein in a first step a housing of a battery pack is connected to a frame and in a second step at least one battery cell is connected to the housing of the battery pack. This can advantageously optimize the assembly process. The battery pack is pushed into the frame of the bike without a housing.

Zeichnungendrawings

Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen. Merkmale unterschiedlicher Ausführungsformen werden mit dem gleichen Bezugszeichen und einem zusätzlichen, die Ausführungsform kennzeichnenden, Buchstaben gekennzeichnet.Further advantages result from the following drawing description. The drawings, description and claims contain numerous features in combination. The person skilled in the art will also expediently consider the features individually and combine them into further sensible combinations. Features of different embodiments are identified with the same reference number and an additional letter identifying the embodiment.

Es zeigen:

  • 1 eine perspektivische Ansicht eines Elektrofahrrads mit einem Akkupack;
  • 2a eine perspektivische Ansicht einer Akkueinheit des Akkupacks;
  • 2b eine perspektivische Ansicht des Akkupacks;
  • 3 ein Querschnitt des Akkupacks;
  • 4 eine perspektivische Ansicht einer alternativen Ausführungsform des Akkupacks.
Show it:
  • 1 a perspective view of an electric bicycle with a battery pack;
  • 2a a perspective view of a battery unit of the battery pack;
  • 2 B a perspective view of the battery pack;
  • 3 a cross section of the battery pack;
  • 4 a perspective view of an alternative embodiment of the battery pack.

Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the exemplary embodiments

In 1 ist eine perspektivische Ansicht eines Verbrauchers 14 in Form eines Elektrofahrrads 16 gezeigt. Das Elektrofahrrad 16 kann beispielsweise als ein Pedelec oder als ein E-Bike ausgebildet sein.In 1 a perspective view of a consumer 14 in the form of an electric bicycle 16 is shown. The electric bicycle 16 can be designed, for example, as a pedelec or as an e-bike.

Das Elektrofahrrad 16 weist ein Gehäuse in Form eines Rahmens 20 bzw. eines Fahrradrahmens auf. Mit dem Rahmen 20 sind zwei Räder 22 verbunden. Zudem weist das Elektrofahrrad 16 einen Energiespeicher 24 in Form eines Akkupacks 100 auf. Zudem weist das Elektrofahrrad 16 eine Antriebseinheit 26 auf, die einen Elektromotor beziehungsweise einen Hilfsmotor umfasst. Der Elektromotor ist vorzugsweise als ein Permanentmagnet-erregter, bürstenloser Gleichstrommotor ausgebildet. Der Elektromotor ist beispielhaft als ein Mittelmotor ausgebildet, wobei auch ein Nabenmotor oder dergleichen denkbar ist. Das Elektrofahrrad 16, insbesondere die Antriebseinheit 26 des Elektrofahrrads 16, wird über den Energiespeicher 24 mit Energie versorgt. Der Akkupack 100 ist beispielhaft im Rahmen 20 integriert ausgebildet sein.The electric bicycle 16 has a housing in the form of a frame 20 or a bicycle frame. Two wheels 22 are connected to the frame 20. In addition, the electric bicycle 16 has an energy storage device 24 in the form of a battery pack 100. In addition, the electric bicycle 16 has one Drive unit 26, which includes an electric motor or an auxiliary motor. The electric motor is preferably designed as a permanent magnet excited, brushless DC motor. The electric motor is designed, for example, as a mid-mounted motor, although a hub motor or the like is also conceivable. The electric bicycle 16, in particular the drive unit 26 of the electric bicycle 16, is supplied with energy via the energy storage 24. The battery pack 100 is, for example, designed to be integrated in the frame 20.

Die Antriebseinheit 26 umfasst eine Steuereinheit (nicht dargestellt), die zur Steuerung oder Regelung des Elektrofahrrads 16, insbesondere des Elektromotors, ausgebildet ist. Das Elektrofahrrad 16 weist eine Tretkurbel 28 auf. Die Tretkurbel 28 weist eine Tretkurbelwelle (nicht dargestellt) auf. Die Steuereinheit des Elektrofahrrads 16 ist mit einer Sensoreinheit (nicht dargestellt) verbunden. Die Sensoreinheit des Elektrofahrrads 16 umfasst beispielhaft mehrere Sensorelemente, wie einen Drehmomentsensor, einen Bewegungssensor, beispielsweise in Form eines Beschleunigungssensors, und einen Magnetsensor.The drive unit 26 includes a control unit (not shown) which is designed to control or regulate the electric bicycle 16, in particular the electric motor. The electric bicycle 16 has a pedal crank 28. The pedal crank 28 has a pedal crankshaft (not shown). The control unit of the electric bicycle 16 is connected to a sensor unit (not shown). The sensor unit of the electric bicycle 16 includes, for example, several sensor elements, such as a torque sensor, a motion sensor, for example in the form of an acceleration sensor, and a magnetic sensor.

Die Steuereinheit und die Antriebseinheit 26 mit dem Elektromotor und der Tretkurbelwelle sind in einem mit dem Rahmen 20 verbundenen Antriebsgehäuse 27 angeordnet. Die Antriebsbewegung des Elektromotors wird vorzugsweise über ein Getriebe (nicht dargestellt) auf die Tretkurbelwelle übertragen, wobei die Größe der Unterstützung durch die Antriebseinheit 26 mittels der Steuereinheit gesteuert oder geregelt wird. Die Steuereinheit ist dazu ausgebildet, die Antriebseinheit 26 derart anzusteuern, dass der Fahrer des Elektrofahrrads 16 beim Pedalieren unterstützt wird. Vorzugsweise ist die Steuereinheit durch den Fahrer bedienbar ausgebildet, sodass der Fahrer den Unterstützungsgrad einstellen kann.The control unit and the drive unit 26 with the electric motor and the pedal crankshaft are arranged in a drive housing 27 connected to the frame 20. The drive movement of the electric motor is preferably transmitted to the pedal crankshaft via a gear (not shown), the amount of support provided by the drive unit 26 being controlled or regulated by means of the control unit. The control unit is designed to control the drive unit 26 in such a way that the driver of the electric bicycle 16 is supported when pedaling. The control unit is preferably designed to be operable by the driver, so that the driver can adjust the level of assistance.

Die Steuereinheit und die Sensoreinheit sind einer Elektronik (nicht dargestellt) des Elektrofahrrads 16 zugeordnet. Die Elektronik umfasst beispielhaft eine Leiterplatte, auf der eine Recheneinheit in Form einer CPU, eine Speichereinheit und die Sensoreinheit angeordnet ist. Die Elektronik ist beispielhaft vollständig in dem Antriebsgehäuse 27 der Antriebseinheit 26 angeordnet. Es ist allerdings auch denkbar, dass die Elektronik nur teilweise im Antriebsgehäuse 27 angeordnet ist und Komponente der Elektronik an anderen Bereichen des Elektrofahrrads 16 angeordnet sind. Zudem ist auch eine Anordnung der Elektronik außerhalb des Antriebsgehäuses 27 denkbar.The control unit and the sensor unit are assigned to electronics (not shown) of the electric bicycle 16. The electronics include, for example, a circuit board on which a computing unit in the form of a CPU, a memory unit and the sensor unit are arranged. For example, the electronics are arranged completely in the drive housing 27 of the drive unit 26. However, it is also conceivable that the electronics are only partially arranged in the drive housing 27 and components of the electronics are arranged in other areas of the electric bicycle 16. In addition, an arrangement of the electronics outside the drive housing 27 is also conceivable.

Das Elektrofahrrad 16 umfasst zudem beispielhaft einen Boardcomputer 30, der an einem Lenker 32 des Elektrofahrrads 16 angeordnet ist. Der Boardcomputer 30 ist teilweise lösbar mit dem Elektrofahrrad 16 ausgebildet. Der Boardcomputer 30 umfasst eine Anzeigeeinheit 34, die zur Anzeige von Informationen ausgebildet ist. Der Boardcomputer 30 umfasst zudem ein Bedienelement (nicht dargestellt), über das der Benutzer beziehungsweise der Fahrer den Boardcomputer 30 und/oder das Elektrofahrrad 16 steuern kann. Das Bedienelement ist beispielhaft als ein berührungsempfindlicher Bildschirm ausgebildet. Es ist aber ebenso denkbar, dass das Bedienelement des Boardcomputers 30 aus Knöpfen oder Tasten ausgebildet ist. Der Boardcomputer 30 ist mit der Steuereinheit des Elektrofahrrads 16 derart verbunden, dass Informationen ausgetauscht werden können. Beispielsweise ist über die Anzeigeeinheit 34 eine von der Steuereinheit ermittelte Geschwindigkeit, ein eingestellter Unterstützungsgrad des Elektromotors, eine Routeninformation einer Navigationseinheit und ein Ladezustand des Energiespeichers 24 anzeigbar.The electric bicycle 16 also includes, for example, a board computer 30, which is arranged on a handlebar 32 of the electric bicycle 16. The board computer 30 is designed to be partially detachable from the electric bicycle 16. The on-board computer 30 includes a display unit 34 which is designed to display information. The on-board computer 30 also includes a control element (not shown) via which the user or the driver can control the on-board computer 30 and/or the electric bicycle 16. The control element is designed, for example, as a touch-sensitive screen. However, it is also conceivable that the control element of the board computer 30 is made of buttons or keys. The on-board computer 30 is connected to the control unit of the electric bicycle 16 in such a way that information can be exchanged. For example, a speed determined by the control unit, a set level of assistance of the electric motor, route information from a navigation unit and a charge status of the energy storage 24 can be displayed via the display unit 34.

Beispielhaft ist der Akkupack 100 in einem Unterrohr 21 des Rahmens 20 angeordnet. Das Unterrohr 21 umfasst dabei einen Aufnahmeschacht 23, in welchem der Akkupack 100 im Wesentlichen vollständig im verbundenen Zustand angeordnet ist. Zur Verbindung wird der Akkupack 100 dabei axial in das Unterrohr 21, insbesondere in den Aufnahmeschacht 23, eingeschoben. Im Bereich des Antriebsgehäuses 27 ist dabei eine Aufnahmeöffnung (nicht dargestellt) für den Akkupack 100 angeordnet.For example, the battery pack 100 is arranged in a down tube 21 of the frame 20. The down tube 21 includes a receiving shaft 23, in which the battery pack 100 is arranged essentially completely in the connected state. To connect, the battery pack 100 is inserted axially into the down tube 21, in particular into the receiving shaft 23. A receiving opening (not shown) for the battery pack 100 is arranged in the area of the drive housing 27.

In 2a ist der Akkupack 100 in einer perspektivischen Ansicht ohne Gehäuse 102 (siehe 2b) gezeigt.In 2a is the battery pack 100 in a perspective view without housing 102 (see 2 B) shown.

Der Akkupack 100 umfasst beispielhaft 20 Akkuzellen 104. Die Akkuzellen 104 sind dabei in Zellenhaltern 106, insbesondere in Einzelzellenaufnahmen 108 der Zellenhalter 106, aufgenommen. Jeder Zellenhalter 106 umfasst beispielhaft fünf Einzelzellenaufnahmen 108. Der Akkupack 100 umfasst beispielhaft vier Zellenhalter 106, die hintereinander angeordnet und miteinander verbunden sind. Die Zellenhalter 106 sind beispielhaft aus einem Kunststoff, insbesondere einer Hartplastik, ausgebildet. Die Akkuzellen 104 sind beispielhaft als zylindrische Rundzellen, insbesondere als Li-lon Rundzellen, ausgebildet. Durch die Zellenhalter 106 sind die Akkuzellen 104 im Wesentlichen in einer festen Konfiguration zueinander angeordnet. Die Konfiguration kann durch einen alternativen Zellenhalter (nicht dargestellt) oder durch das Weglassen des Zellenhalters (ebenfalls nicht dargestellt) geändert werden.The battery pack 100 includes, for example, 20 battery cells 104. The battery cells 104 are accommodated in cell holders 106, in particular in individual cell holders 108 of the cell holders 106. Each cell holder 106 includes, for example, five individual cell holders 108. The battery pack 100 includes, for example, four cell holders 106, which are arranged one behind the other and connected to one another. The cell holders 106 are, for example, made of a plastic, in particular a hard plastic. The battery cells 104 are, for example, designed as cylindrical round cells, in particular as Li-lon round cells. The battery cells 104 are essentially arranged in a fixed configuration relative to one another through the cell holders 106. The configuration can be changed by an alternative cell holder (not shown) or by omitting the cell holder (also not shown).

Zudem weist der Akkupack 100 eine Elektronik 110 auf. Die Elektronik 110 umfasst eine Leiterplatte 112, wobei auf der Leiterplatte 112 elektronische Komponente (nicht dargestellt), wie beispielsweise eine Recheneinheit und eine Speichereinheit, angeordnet sind. Die Elektronik 110 umfasst ein Batteriemanagementsystem, das zur Überwachung des Akkupacks 100 ausgebildet ist. Zudem umfasst der Akkupack 100 eine Vielzahl an Zellverbindern 114, die zur elektrischen Verbindung der Akkuzellen 104 untereinander und teilweise mit der Elektronik 110 zur Einzelspannungsüberwachung ausgebildet sind. Die Zellenhalter 106, die in den Zellenhaltern 106 aufgenommenen Akkuzellen 104 und die Elektronik 110 bilden eine Akkueinheit 115.In addition, the battery pack 100 has electronics 110. The electronics 110 includes a circuit board 112, with electronic components (not shown) on the circuit board 112, such as a computing unit and a memory cher unit, are arranged. The electronics 110 includes a battery management system that is designed to monitor the battery pack 100. In addition, the battery pack 100 includes a large number of cell connectors 114, which are designed to electrically connect the battery cells 104 to one another and partly to the electronics 110 for individual voltage monitoring. The cell holders 106, the battery cells 104 accommodated in the cell holders 106 and the electronics 110 form a battery unit 115.

In 2b ist der Akkupack 100 in einer perspektivischen Ansicht mit Gehäuse 102 gezeigt.In 2 B the battery pack 100 is shown in a perspective view with housing 102.

Das Gehäuse 102 umfasst ein Kraftschlusselement 116, das zur kraftschlüssigen Verbindung des Akkupacks 100 mit dem Elektrofahrrad 16, insbesondere dem Rahmen 20 des Elektrofahrrads 16, ausgebildet ist.The housing 102 includes a frictional element 116, which is designed for the frictional connection of the battery pack 100 to the electric bicycle 16, in particular the frame 20 of the electric bicycle 16.

Das Kraftschlusselement 116 ist vorzugsweise aus einem verformbaren und stauchbaren Material, insbesondere aus einem Kunststoff, ausgebildet. Beispielhaft ist das Kraftschlusselement 116 aus einem Synthesekautschuk, insbesondere einem Chloropren-Kautschuk, ausgebildet. Das Kraftschlusselement 116 ist beispielhaft aus einem im Wesentlichen wasserdichten Material ausgebildet, um die Akkueinheit 115 zu schützen.The frictional element 116 is preferably made of a deformable and compressible material, in particular of a plastic. By way of example, the frictional element 116 is made of a synthetic rubber, in particular a chloroprene rubber. The adhesion element 116 is, for example, made of a substantially waterproof material in order to protect the battery unit 115.

Das Kraftschlusselement 116 weist einen zylinderförmigen Bereich 118 auf, der die Mantelfläche der Akkueinheit 115 im Wesentlichen vollständig umschließt. Zudem weist das Kraftschlusselement 116 eine erste Stirnseite 120, die im geschlossen ausgebildet ist, und eine zweite Stirnseite 122, die teilweise offen ausgebildet ist, auf.The frictional element 116 has a cylindrical region 118 which essentially completely encloses the lateral surface of the battery unit 115. In addition, the frictional element 116 has a first end face 120, which is designed to be closed, and a second end face 122, which is designed to be partially open.

Die zweite Stirnseite 122 umfasst dabei eine erste Öffnung 123, die für eine elektrische Schnittstelle 124 des Akkupacks 100 vorgesehen ist. Die elektrische Schnittstelle 124 des Akkupacks 100 ist zur elektrischen Verbindung mit einer korrespondierenden elektrischen Schnittstelle 40 des Elektrofahrrads 16 ausgebildet. Die elektrische Schnittstelle 124 des Akkupacks 100 ist beispielhaft als eine Buchse 126 und die elektrische Schnittstelle 40 des Elektrofahrrads 16 als ein Stecker 42 ausgebildet. Die elektrische Schnittstelle 124 des Akkupacks 100 ist beispielhaft über eine Kabelverbindung mit der Akkueinheit 115, insbesondere mit der Elektronik 110, verbunden. Alternativ wäre ebenso denkbar, dass die elektrische Schnittstelle 124 direkt mit der Leiterplatte 112 der Elektronik 110 verbunden ist. Die Befestigung der elektrischen Schnittstelle 124 des Akkupacks 100 an der Akkueinheit 115 und/oder an dem Kraftschlusselement 116 erfolgt über eine Endkappe 128. Die Endkappe 128 ist beispielhaft aus einer Hartplastik ausgebildet und mit einem der Zellenhalter 106 verschraubt, wobei das Kraftschlusselement 116 auf der zweiten Stirnseite 122 weitere Öffnungen 130 zur Durchführung der nicht dargestellten Schrauben aufweist. Durch die elastischen Eigenschaften des Kraftschlusselements 116 erfolgt eine im Wesentlichen wasserdichte Verbindung zwischen der Endkappe 128 und dem Kraftschlusselement 116, indem das Kraftschlusselement 116 durch die Verschraubung gestaucht wird. Die Endkappe 128 weist zudem ein Dichtelement 132 in Form eines O-Rings 134 auf, das zur Abdichtung des Bereichs zwischen der Endkappe 128 und der elektrischen Schnittstelle 124 des Akkupacks 100 ausgebildet ist. Vorteilhaft kann somit ein sehr wirksamer Schutz vor Spritzwasser und Feuchtigkeit realisiert werden.The second end face 122 includes a first opening 123, which is intended for an electrical interface 124 of the battery pack 100. The electrical interface 124 of the battery pack 100 is designed for electrical connection to a corresponding electrical interface 40 of the electric bicycle 16. The electrical interface 124 of the battery pack 100 is, for example, designed as a socket 126 and the electrical interface 40 of the electric bicycle 16 as a plug 42. The electrical interface 124 of the battery pack 100 is connected, for example, to the battery unit 115, in particular to the electronics 110, via a cable connection. Alternatively, it would also be conceivable that the electrical interface 124 is connected directly to the circuit board 112 of the electronics 110. The electrical interface 124 of the battery pack 100 is fastened to the battery unit 115 and/or to the frictional element 116 via an end cap 128. The end cap 128 is, for example, made of a hard plastic and screwed to one of the cell holders 106, with the frictional element 116 on the second Front side 122 has further openings 130 for passing through the screws, not shown. Due to the elastic properties of the friction-locking element 116, a substantially watertight connection occurs between the end cap 128 and the friction-locking element 116 by compressing the friction-locking element 116 through the screw connection. The end cap 128 also has a sealing element 132 in the form of an O-ring 134, which is designed to seal the area between the end cap 128 and the electrical interface 124 of the battery pack 100. Advantageously, very effective protection against splash water and moisture can be achieved.

Zur Montage des Akkupacks 100 im Rahmen des Elektrofahrrads 16 kann zunächst der Akkupack 100 vollständig mit Gehäuse 102 montiert und in den Rahmen 20 eingeschoben werden. Alternativ ist auch denkbar, dass zunächst das Gehäuse 102, insbesondere das Kraftschlusselement 116, des Akkupacks 100 ohne die Akkueinheit 115 im Rahmen 20 des Elektrofahrrads 16 eingesetzt und/oder montiert wird und in einem zweiten Schritt die Akkueinheit 115 in den Rahmen 20 beziehungsweise in den Aufnahmeschacht 23 eingeschoben wird.To assemble the battery pack 100 in the frame of the electric bicycle 16, the battery pack 100 can first be completely assembled with the housing 102 and inserted into the frame 20. Alternatively, it is also conceivable that first the housing 102, in particular the frictional element 116, of the battery pack 100 is inserted and/or mounted without the battery unit 115 in the frame 20 of the electric bicycle 16 and in a second step the battery unit 115 is inserted into the frame 20 or into the Receiving shaft 23 is inserted.

Das Gehäuse 102 des Akkupacks 100 weist vor der Montage zumindest bereichsweise einen größeren Außendurchmesser auf als ein Innendurchmesser des Aufnahmeschachts 23. Der Außendurchmesser des Gehäuses 102 setzt sich dabei zusammen aus einem Außendurchmesser der Akkueinheit 115 und einer Dicke Dp des Kraftschlusselements 116 vor der Montage.Before assembly, the housing 102 of the battery pack 100 has, at least in some areas, a larger outer diameter than an inner diameter of the receiving shaft 23. The outer diameter of the housing 102 is composed of an outer diameter of the battery unit 115 and a thickness D p of the frictional element 116 before assembly.

Durch das Einschieben des Akkupacks 100 in den Rahmen 20 oder der Akkueinheit 115 in das mit dem Rahmen 20 verbundene Kraftschlusselement 116 erfolgt bereichsweise eine Stauchung des Kraftschlusselements 116, wie sie beispielsweise in 3 in einem schematischen Querschnitt dargestellt ist. Im verbundenen Zustand weist das Kraftschlusselement 116 bereichsweise eine Dicke Dp auf (ungestauchter Bereich) und bereichsweise eine Dicke Da (gestauchter Bereich) auf. Beispielhaft entspricht Da ca. 0,8 * Dp, wobei die Stauchung ca. 0,2 mm entspricht. Hierbei entspricht Dp einem Minimalwert und Da einem Maximalwert der Stauchung im verbundenen Zustand.By inserting the battery pack 100 into the frame 20 or the battery unit 115 into the force-locking element 116 connected to the frame 20, the force-locking element 116 is compressed in some areas, as shown, for example, in 3 is shown in a schematic cross section. In the connected state, the friction-locking element 116 has a thickness D p in some areas (uncompressed area) and a thickness D a in some areas (compressed area). For example, D a corresponds to approximately 0.8 * D p , with the compression corresponding to approximately 0.2 mm. Here, D p corresponds to a minimum value and D a to a maximum value of the compression in the connected state.

Das Kraftschlusselement 116 weit im Querschnitt betrachtet vor der Montage eine im Wesentlichen konstante Dicke Dp auf. Somit erfolgt die Stauchung hauptsächlich im Bereich der Kanten der Akkueinheit 115, insbesondere der Zellenhalter 106. Es allerdings ebenso denkbar, dass das Kraftschlusselement 116 im Querschnitt betrachtet eine variierende Dicke aufweist und die Stauchung gleichmäßig verteilt ist oder außerhalb der Kanten des Zellenhalters 106 maximal ist.Viewed in cross-section, the frictional element 116 has a substantially constant thickness D p before assembly. The compression thus takes place mainly in the area of the edges of the battery unit 115, in particular the cell holder 106. However, it is also conceivable that the frictional element 116 viewed in cross section has varying thickness and the compression is evenly distributed or is maximum outside the edges of the cell holder 106.

Beispielhaft liegt das Kraftschlusselement 116 in einem Bereich zwischen 100° und 150° entlang der Umfangsrichtung an der Innenseite des Aufnahmeschachts 23 an. Im übrigen Bereich sind Hohlräume 44 angeordnet, die beispielsweise zur Versteifung des Rahmens 20 oder zur Führung von Kabelelementen 46 des Elektrofahrrads 16 ausgebildet sein können. Beispielhaft weist das Gehäuse 102 des Akkupacks 100 Kabelführungselemente 117 auf, die auf der Außenseite des Gehäuses 102 angeordnet sind. Die Kabelführungselemente 117 sind beispielhaft einstückig mit dem Kraftschlusselement 116 ausgebildet. Die Kabelführungselemente 117 sind hohlzylindrische ausgebildet und führen die Kabelelemente 46 bereichsweise entlang des Akkupacks 100.For example, the frictional element 116 rests on the inside of the receiving shaft 23 in a range between 100° and 150° along the circumferential direction. In the remaining area, cavities 44 are arranged, which can be designed, for example, to stiffen the frame 20 or to guide cable elements 46 of the electric bicycle 16. By way of example, the housing 102 of the battery pack 100 has cable guide elements 117 which are arranged on the outside of the housing 102. The cable guide elements 117 are, for example, formed in one piece with the frictional connection element 116. The cable guide elements 117 are hollow cylindrical and guide the cable elements 46 along the battery pack 100 in some areas.

In 4 ist eine alternative Ausführungsform des Akkupacks 100a in einer perspektivischen Ansicht gezeigt. Der Akkupack 100a umfasst ein Gehäuse 102a. Das Gehäuse 102a weist ein Kraftschlusselement 116a auf, das eine nicht dargestellte Akkueinheit im Wesentlichen vollständig umschließt. Die Akkueinheit umfasst dabei beispielhaft 20 Akkuzellen, die in fünf Zellenhaltern angeordnet sind. Die Akkueinheit umfasst keine Elektronik. Auf der zweiten Stirnseite 122a weist das Kraftschlusselement 116a beispielhaft drei Öffnungen auf, die zur Verbindung der Akkuzellen mit der Elektronik ausgebildet sind. Die Elektronik kann beispielsweise außerhalb des Kraftschlusselements 116a im Aufnahmeschacht 23 des Elektrofahrrads 16 oder im Antriebsgehäuse 27 angeordnet sein. Das Kraftschlusselement 116a ist zudem mit zwei Entnahmeelemente 136a verbunden. Die Entnahmeelemente 136a sind beispielhaft als Schlaufen ausgebildet und können von einem Benutzer zum Entnehmen des Akkupacks 100a aus dem Aufnahmeschacht 23 gezogen werden.In 4 an alternative embodiment of the battery pack 100a is shown in a perspective view. The battery pack 100a includes a housing 102a. The housing 102a has a frictional element 116a, which essentially completely encloses a battery unit, not shown. The battery unit includes, for example, 20 battery cells, which are arranged in five cell holders. The battery unit does not contain any electronics. On the second end face 122a, the frictional element 116a has, for example, three openings which are designed to connect the battery cells to the electronics. The electronics can, for example, be arranged outside the frictional element 116a in the receiving shaft 23 of the electric bicycle 16 or in the drive housing 27. The frictional element 116a is also connected to two removal elements 136a. The removal elements 136a are, for example, designed as loops and can be pulled by a user to remove the battery pack 100a from the receiving shaft 23.

Claims (15)

Akkupack zur Verbindung in einem Aufnahmeschacht (23) eines Verbrauchers (14), aufweisend ein Gehäuse (102), in welchem zumindest eine Akkuzelle (104) angeordnet ist, wobei das Gehäuse (102) ein Kraftschlusselement (116) aufweist, das zur kraftschlüssigen Verbindung des Akkupacks (100) mit dem Aufnahmeschacht (23) des Verbrauchers (14) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftschlusselement (116) verformbar und/oder stauchbar ausgebildet ist.Battery pack for connection in a receiving shaft (23) of a consumer (14), having a housing (102) in which at least one battery cell (104) is arranged, the housing (102) having a frictional element (116) which is used for a frictional connection of the battery pack (100) is designed with the receiving shaft (23) of the consumer (14), characterized in that the frictional element (116) is designed to be deformable and / or compressible. Akkupack Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (102) im Wesentlichen vollständig als Kraftschlusselement (116) ausgebildet ist.Battery pack Claim 1 , characterized in that the housing (102) is essentially completely designed as a frictional element (116). Fahrrad mit einem Akkupack nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verformung und/oder Stauchung des Kraftschlusselements (116) im Querschnitt betrachtet im Wesentlichen gleichmäßig ist oder variiert, insbesondere zwischen einem Minimalwert (Da) und mehreren Maximalwerten (Dp) variiert.Bicycle with a battery pack Claim 1 or 2 , characterized in that a deformation and/or compression of the frictional element (116), viewed in cross section, is essentially uniform or varies, in particular varying between a minimum value (D a ) and several maximum values (D p ). Fahrrad nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (102) des Akkupacks (100), insbesondere das Kraftschlusselement (116), im verbundenen Zustand durch den Aufnahmeschacht (23) und/oder eine Akkueinheit (115) verformt und/oder gestaucht ausgebildet ist, wobei die Akkueinheit (115) zumindest die Akkuzellen (104), vorzugsweise zumindest eine Akkuzellen (104) und einen Zellenhalter (106) umfasst.Bicycle after Claim 3 , characterized in that the housing (102) of the battery pack (100), in particular the frictional element (116), is deformed and/or compressed in the connected state by the receiving shaft (23) and/or a battery unit (115), the Battery unit (115) comprises at least the battery cells (104), preferably at least one battery cell (104) and a cell holder (106). Fahrrad nach einem der Ansprüche 3 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Aufnahmeschacht (23) und der zumindest einen Akkuzellen (104) nur das Kraftschlusselement (116) angeordnet ist.Bicycle according to one of the Claims 3 until 4 , characterized in that only the frictional element (116) is arranged between the receiving shaft (23) and the at least one battery cell (104). Fahrrad nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Akkupack (100) eine Elektronik (110) zur Steuerung des Akkupacks (100) aufweist, wobei die die Elektronik (110) vorzugsweise teilweise oder vollständig im Gehäuse (102) des Akkupacks (100) angeordnet ist.Bicycle according to one of the Claims 3 until 5 , characterized in that the battery pack (100) has electronics (110) for controlling the battery pack (100), the electronics (110) preferably being arranged partially or completely in the housing (102) of the battery pack (100). Fahrrad nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektronik (110) teilweise oder vollständig außerhalb des Gehäuses (102) des Akkupacks (100) angeordnet ist.Bicycle according to one of the Claims 3 until 6 , characterized in that the electronics (110) is arranged partially or completely outside the housing (102) of the battery pack (100). Fahrrad nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (102) des Akkupacks (102) derart ausgebildet ist, dass die Akkuzellen (104) in unterschiedlichen Anordnungen zueinander anordenbar sind.Bicycle according to one of the Claims 3 until 7 , characterized in that the housing (102) of the battery pack (102) is designed such that the battery cells (104) can be arranged in different arrangements relative to one another. Fahrrad nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (102a) ein fest verbundenes oder lösbares Entnahmeelement (136a) zur Entnahme des Akkupacks (100a) aus dem Aufnahmeschacht (23) aufweist.Bicycle according to one of the Claims 3 until 8th , characterized in that the housing (102a) has a firmly connected or detachable removal element (136a) for removing the battery pack (100a) from the receiving shaft (23). Fahrrad nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Akkupack (100) eine elektrische Schnittstelle (124) zur elektrischen Verbindung mit dem Fahrrad (16) aufweist, wobei die elektrische Schnittstelle (124) einer Aufnahmeöffnung des Aufnahmeschachts (23) zugewandt ist.Bicycle according to one of the Claims 3 until 9 , characterized in that the battery pack (100) has an electrical interface (124) for electrical connection to the bicycle (16), the electrical interface (124) facing a receiving opening in the receiving shaft (23). Fahrrad nach einem der Ansprüche 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Akkupack (100) eine im Wesentlichen zylinderförmige Mantelfläche (118) aufweist, die im verbundenen Zustand im größtenteils an einer Innenfläche des Aufnahmeschachts (23) anliegt.Bicycle according to one of the Claims 3 until 10 , characterized in that the battery pack (100) has a substantially cylindrical lateral surface (118), which in the connected state largely rests on an inner surface of the receiving shaft (23). Fahrrad nach einem der Ansprüche 3 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (102), insbesondere das Kraftschlusselement (116), im verbundenen Zustand um 5%, insbesondere um zumindest 10%, vorzugsweise um zumindest 20%, bevorzugt um zumindest 25%, verformt und/oder gestaucht ist.Bicycle according to one of the Claims 3 until 11 , characterized in that the housing (102), in particular the frictional element (116), in the connected state is deformed and / or compressed by 5%, in particular by at least 10%, preferably by at least 20%, preferably by at least 25%. Fahrrad nach einem der Ansprüche 3 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (102) aus einem wasserfesten Material, insbesondere einem hydrophoben Schaumstoff, EPDM, EVA und/oder Neopren ausgebildet ist.Bicycle according to one of the Claims 3 until 12 , characterized in that the housing (102) is made of a waterproof material, in particular a hydrophobic foam, EPDM, EVA and / or neoprene. Akkupack nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (102) zumindest teilweise aus einem thermisch leitfähigen Material, insbesondere Silicone, Graphit und/oder Paraffinwachs ausgebildet ist.Battery pack according to one of the preceding claims, characterized in that the housing (102) is at least partially formed from a thermally conductive material, in particular silicone, graphite and/or paraffin wax. Verfahren zur Herstellung eines Verbrauchers (14), insbesondere eines Elektrofahrrads (16), wobei in einem ersten Schritt ein Gehäuse (102) eines Akkupacks (100) mit einem Rahmen (20) verbunden wird und in einem zweiten Schritt zumindest eine Akkuzelle (104) mit dem Gehäuse (102) des Akkupacks (100) verbunden wird.Method for producing a consumer (14), in particular an electric bicycle (16), wherein in a first step a housing (102) of a battery pack (100) is connected to a frame (20) and in a second step at least one battery cell (104) is connected to the housing (102) of the battery pack (100).
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