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Hintergrund
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf einen Batterieanschluss und ein Verfahren zur Herstellung eines Batterieanschlusses.
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Ein Batteriepaket ist ein Satz einer beliebigen Anzahl von identischen Batterien oder individuellen Batteriezellen. Sie können in Reihe, parallel oder in einer Mischung von beidem geschaltet sein, um eine gewünschte Spannung, Kapazität oder Energiedichte zu liefern. Komponenten von Batteriepaketen schließen die individuellen Batterien oder Zellen und die Leiterbahnen ein, welche eine elektrische Leitfähigkeit zwischen ihnen bereitstellen. Leiterbahnen werden auch in Batterien vorgefunden, da sie das Teil sind, welches jede Zelle verbindet. Batterien sind typischerweise in einer Serienfolge angeordnet.
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Batteriepakete können in oder aus einer Vorrichtung ausgetauscht werden. Dieses ermöglicht mehrere Pakete, um eine verlängerte Betriebsdauer bereitzustellen, was die Vorrichtung für eine fortgesetzte Verwendung frei hält, während das entfernte Paket gesondert geladen wird. Batteriepakete können sowohl im Design als auch in der Anwendung flexibel sein. Dieses ermöglicht die Verwendung von preiswerteren hoch produktiven Zellen oder Batterien, um sie in einem Paket für nahezu jede Anwendung zu kombinieren. Darüber hinaus können Batterien am Ende der Produktlebensdauer entfernt und separat recycelt werden, was das Gesamtvolumen von gefährlichem Abfall reduziert.
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Wie gemeinsam in 1A bis 1C gezeigt, können herkömmliche Batterieanschlüsse 100, 100' eine Klemme 114 aufweisen, die eine Durchgangsbohrung 116 hat, in welche eine Schraube 118 montiert und mit einer Flügelmutter 120 zum Sichern eines elektrischen Kabels 122 an der Klemme 114 verschraubt ist. Am Ort der Klemme 114 kann, wie in 1C gezeigt, eine Basis 112 verwendet werden, wobei die Basis 112 ein Standardring sein kann, wie in 1C gezeigt.
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Was die Klemme 114 anbetrifft, kann die Klemme 114, wie in 1A und 1B gezeigt, zwei symmetrische mit der Klemmbasis 128 integrale Klemmarme 126 aufweisen. Die beiden Klemmarme 126 sind so gewählt, dass jeder Klemmarm 126 jeweils ein Augenende 128 aufweist, welches ausgebildet ist, um eine Schraube 130 oder ein anderes mechanisches Befestigungsmittel aufzunehmen. Wenn die Klemmarme 126 an einem Pol 132 der Batterie angebracht sind, ist ein Schraubenbolzen 124 installiert, um die Augen 128 der Klemmarme 126 zusammenzudrücken. Durch Montieren eines mechanischen Befestigungsmittels, wie beispielsweise einer Schraube 130 in die Augenenden 128 der Klemmarme 126 sind die Klemmarme 126 an dem Batteriepol fest gesichert. Darüber hinaus können, wie in 2 gezeigt, mehrere Kabel 136 über mehrere zugehörige Pole 132 von mehreren Batterien 140 montiert sein, während mehrere Kabel 138 über mehrere Minuspole 132 von mehreren Batterien 140 montiert sind.
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Kurzfassung
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Hierin beschriebene Ausführungsbeispiele stellen einen Batterieanschluss und ein Verfahren zur Herstellung eines Batterieanschlusses bereit. Ein Ausführungsbeispiel stellt einen Batterieanschluss bereit, welcher eine erste Endklemme, wenigstens eine Zwischenklemme und eine zweite Endklemme einschließt. Die wenigstens eine Zwischenklemme kommuniziert mit der erste Endklemme über eine erste flexible Leitung. Die erste flexible Leitung ist an der wenigstens einen Zwischenklemme und der ersten Endklemme befestigt. Die zweite Endklemme kommuniziert mit der wenigstens einen Zwischenklemme über eine zweite flexible Leitung, wobei die zweite flexible Leitung an der Zwischenklemme und der zweiten Endklemme befestigt ist.
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Ein anderes Ausführungsbeispiel stellt ein Verfahren zur Herstellung eines Batterieanschlusses bereit. Nach einem Verfahren werden eine erste Endklemme, eine zweite Endklemme und wenigstens eine Zwischenklemme bereitgestellt. Die erste Endklemme ist mit der wenigstens einen Zwischenklemme über eine erste flexible Leitung verbunden. Die wenigstens eine Zwischenklemme ist mit der zweiten Endklemme über eine zweite flexible Leitung verbunden.
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Beschreibung der Zeichnungen
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1A zeigt eine vergrößerte, perspektivische Teilansicht eines Batterie-Verbindungsanschlusses nach dem Stand der Technik.
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1B zeigt eine Teildraufsicht eines Batteriepoles, der einen Verbindungsanschluss nach dem Stand der Technik aufweist.
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1C zeigt eine vergrößerte perspektivische Teilansicht eines anderen Batterie-Verbindungsanschlusses nach dem Stand der Technik.
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2 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Batteriesystems nach dem Stand der Technik, bei dem die positiven Klemmen und die negativen Klemmen durch eine Reihe von Leitungen miteinander verbunden sind.
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3A zeigt eine Teildraufsicht auf ein Ausführungsbeispiel eines ersten Endes eines Batterieanschlusses, der hierin beschrieben ist.
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3B zeigt eine Teilschnitt-Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels einer Endklemme eines Batterieanschlusses, der hierin beschrieben ist.
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4 zeigt eine Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel, das hierin beschrieben ist.
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5A zeigt eine Teildraufsicht auf ein Ausführungsbeispiel einer Zwischenklemme, die hierin beschrieben ist.
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5B zeigt eine Teilschnitt-Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels einer Zwischenklemme, die hierin beschrieben ist.
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6 zeigt ein Flussdiagramm, welches ein Ausführungsbeispiel für ein Verfahren zum Herstellen eines Batterieanschlusses darstellt, das hierin beschrieben ist.
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Detaillierte Beschreibung
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Ausführungsbeispiele, die hierin beschrieben sind, schließen einen Batterieanschluss 10 für ein Batteriesystem und ein Verfahren zur Herstellung eines Batterieanschlusses 10 ein. Der Batterieanschluss 10 nach der vorliegenden Offenbarung erlaubt es dem Verwender, Batteriepole (in 2 als 132 gezeigt) zwischen individuellen Sätzen von Batterien (in 2 als 140 gezeigt) mit einer einzigen Komponente zu verbinden, während gleichzeitig ein Aufstapeln an den Batteriepolen reduzierte wird, wodurch die Übertragung von Elektrizität und die Batteriepackanordnung verbessert wird.
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Bezugnehmend auf 4B kann ein Batterieanschluss 10 nach der vorliegenden Offenbarung eine erste Endklemme 14, eine Zwischenklemme 16, eine erste flexible Leitung 20, eine zweite Endklemme 18 und eine zweite flexible Leitung 22 aufweisen. Eine erste Endklemme 14 ist an einem Ende des Batterieanschlusses 10 angeordnet. Die erste Endklemme 14 kann ein Standardring 46 sein, der betriebsfähig gestaltet ist, um an einem Batteriepol (in 1A als 132 gezeigt) montiert zu werden. Der Standardring 46 definiert eine Öffnung 47, die den Batteriepol aufnimmt. Wie in 3B gezeigt, kann der Standardring 46 einen Anschlusspunkt 34 für eine erste flexible Leitung 20 aufweisen. Bezug nehmend auf 3B kann der Anschlusspunkt 34 in der ersten Endklemme 14 gebildet sein, wobei der Anschlusspunkt einstückig mit dem Standardring 46 und um das erste Ende 34 der ersten flexiblen Leitung 20 gecrimpt ist, wie in 3B gezeigt. Eine Zwischenklemme 16 kommuniziert mit einer ersten Endklemme 14 durch die erste flexible Leitung 20. Die erste flexible Leitung 20 kann an der ersten Zwischenklemme 16 an einem zweiten Ende 26 der ersten flexiblen Leitung 20 angebracht oder mit ihr einstückig sein.
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Jede geeignete Anzahl von Zwischenklemmen 16 kann mit jedem geeignet modifizierten Ausführungsbeispiel des Anschlusses 10 implementiert sein. Zum Beispiel kann eine zweite Zwischenklemme 28, eine dritte Zwischenklemme usw. mit flexiblen Leitungen 32 zwischen den Zwischenklemmen 16 in Abhängigkeit von der Zahl der Batterien (in 2 als 140 gezeigt), die in dem Batteriepaket verbunden werden müssen, verwendet werden. Dementsprechend können die Ausmaße des Batterieanschlusses 10 in Abhängigkeit von der Zahl der Pole, die verbunden werden sollen, variieren. Die flexible Natur der Leitungen 16 zwischen den Klemmen 16, 14, 18 erlaubt eine Bewegung der Leitungen 16 zwischen den Batterien. Die flexible Natur der Leitung 16 erlaubt darüber hinaus eine geringe Batteriebewegung innerhalb des Batteriepakets.
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In dem in 4A gezeigtes Ausführungsbeispiel ist eine zweite Zwischenklemme 28 mit einer ersten Zwischenklemme 28 implementiert. Die zweite Zwischenklemme 28 ist über eine flexible Leitung 22 in betriebsfähiger Kommunikation mit der ersten Zwischenklemme 28. Die flexible Leitung 32 kann mit der Zwischenklemme 28 verbunden oder einstückig mit ihr sein. Wie in 5B gezeigt, schließt die Zwischenklemme 28 zwei Anschlusspunkte 34 für flexible Leitungen 32 ein. Der Anschlusspunkt 34 kann in den Zwischenklemmen 28 gebildet sein, wobei der Anschlussverbinder, wie in 3B gezeigt, um ein Ende der flexiblen Leitung 32 gecrimpt ist.
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An dem Ende des Batterieanschlusses 10 gegenüber dem ersten Klemmende ist eine zweite Endklemme 18 angeschlossen. Ähnlich der ersten Endklemme 14 ist die zweite Endklemme 18 an einem Ende des Batterieanschlusses 10 angeordnet. Die zweite Endklemme 18 kann ein Ring 46 (gezeigt in 3A) sein, der in betriebsfähiger Konfiguration an einem Batteriepol (in 1A als 132 gezeigt) zu montieren ist. Der Standardring 46 definiert eine Öffnung, die den Batteriepol aufnimmt. Der Standardring 46 kann einen Anschlusspunkt 34 für eine flexible Leitung 32 aufweisen. Der Anschlusspunkt 34 kann in der zweiten Endklemme 18 gebildet sein, wobei der Anschlussverbinder, wie in 3B gezeigt, um ein Ende der flexiblen Leitung 32 gecrimpt ist.
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Es versteht sich, dass Crimpen des Standardrings 46 um die erste flexible Leitung (wie in 3B gezeigt) nur ein nicht beschränkendes Beispiel für eine Verbindung der flexiblen Leitung 32 an der zweiten Endklemme 15 ist. In einem noch anderen, nicht beschränkenden Beispiel kann der Standardring 46 einen anderen Typ eines Anschlusspunktes 34, wie zum Beispiel, dass die flexible Leitung einfach um den Anschlusspunkt 34 gewunden sein kann, haben. Die flexible Leitung kann auch mit der geprägten Endklemme durch eine elektrische Schnellkupplung verbunden sein. Die vorgenannten Beispiele sind als nicht beschränkende Beispiele gemeint, welche nur einige Varianten von Wegen darstellen sollen, mit welchen die elektrische Leitung mit der Klemme verbunden sein kann. Da die erste Endklemme 14 und die zweite Endklemme 18 keine zusätzlichen Leitungen erfordern, die zu noch anderen Batteriepolen zu führen sind, ist nur eine Anschlussstruktur für eine flexible Leitung an der ersten Endklemme 14 und der zweiten Endklemme 18 vorhanden.
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Die Batterien miteinander verbindende Leitung kann aus einem elektrisch leitenden Material, wie zum Beispiel, aber nicht beschränkt auf, Kupfer und Aluminium sein. Dementsprechend können als ein nicht beschränkendes Beispiel die erste Klemme, die erste flexible Leitung 20, die zweite Klemme, die zweite flexible Leitung 22 und die dritte Klemme alle aus Kupfer gebildet sein.
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Nun bezugnehmend auf das nicht beschränkende Beispiel, welches in 4, 5A und 5B gemeinsam gezeigt ist, kann jede der Zwischenklemmen durch einen flachen geprägten Abschnitt 40 einer elektrisch leitenden Röhre 38 gebildet sein, wobei der flache geprägte Abschnitt 40 eine Klemmenöffnung 42 definiert. Die Klemmenöffnung 42 kann betriebsfähig konfiguriert sein, um einen der Batteriepole (der in 1A und 1C als 132 gezeigt ist) aufzunehmen, damit die Zwischenklemme 16 an der Batterie 140 montiert wird. Nun bezugnehmend auf 5B versteht es sich auch, dass die Zwischenklemmen 16 jeweils eine Öffnung oder einen Anschlusspunkt 34 benachbart zu oder an jeder Seite des flachen geprägten Abschnitts haben. In dem Herstellungsprozess kann der Anschlusspunkt 34 das geöffnete Ende der Röhre sein, das betriebsfähig konfiguriert ist, um eines der flexiblen Leitungen aufzunehmen. Jede der Röhrenöffnungen kann um ein Ende einer der zugehörigen flexiblen Leitungen 32 gecrimpt sein, wie in 5B gezeigt.
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Ähnlich zur ersten Endklemme 14 und der zweiten Endklemme 18 kann die Zwischenklemme 16 mit der flexiblen Leitung 32 mit einer Verbindung verbunden sein, die unterschiedlich zu der gecrimpten Verbindung ist, die oben beschrieben ist. Jede der Zwischenklemmen 16 kann einen unterschiedlichen Typ eines Anschlusspunktes 34 an jeder Seite der Zwischenklemme 16 haben, wie beispielsweise, dass die flexible Leitung 32 an jeder Seite der Zwischenklemme 16 einfach um den Anschlusspunkt 34 gewunden sein kann. Die flexible Leitung kann mit der geprägten Zwischenklemme 16 durch eine elektrische Schnellkupplung (nicht gezeigt) verbunden sein. Die vorbeschriebenen Beispiele sind als nicht beschränkende Beispiele gemeint, welche nur einige von Varianten von Wegen darstellen sollen, mit welchen die flexible Leitung 32 mit der Zwischenklemme 16 verbunden werden kann.
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Da die Röhre 38 und die flexible Leitung 32 aus einem elektrisch leitenden Material, wie beispielsweise, aber nicht beschränkt auf, Kupfer, Aluminium oder dergleichen hergestellt sein können, wird Elektrizität ohne weiteres zwischen der gecrimpten Röhre 38 und der flexiblen Leitung 32 übertragen. Wie in 4, 5A und 5B gezeigt, ist darüber hinaus die flexible Leitung 32 zusätzlich zu dem Bereich, in dem die flexible Leitung 32 und die Klemmen 14, 16, 18 angrenzen, mit einem isolierenden Polymermaterial 44 überzogen.
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In noch einem anderen Ausführungsbeispiel kann die Zwischenklemme 28 so konfiguriert sein, das der erste und zweite Anschlusspunkt 34 (gezeigt in 5B) an der Zwischenklemme 28 einander benachbart sind. In einem Ausführungsbeispiel, in dem die Anschlusspunkte 34 offene Enden 33 einer Röhre 38 sind, welche um die flexible Leitung 32 gecrimpt sind, kann dieses durch Vorsehen einer geprägten Röhre 38 erreicht werden, die so gebogen ist, um jedes Ende der Röhre 38 zusammen zu drücken (nicht gezeigt). Dieser Beispielsanordnung kann hilfreich sein, wenn die Batterien in dem Batteriepaket in einem einheitlichen Muster angeordnet sind. Da jedoch die Batterien in einem Batteriepaket üblicher Weise in Serie aufgelassen sind, wie in 2 gezeigt, können die ersten und zweiten Anschlusspunkte 34 einander gegenüberliegend sein, wie in 5A und 5B gezeigt. Wenn die Batterien 140 in einem Batteriepaket in Serie aufgelassen sind, kann die Anordnung, in welcher die Anschlusspunkte 34 einander gegenüberliegend sind, insofern vorteilhaft sein, als die flexiblen Leitungen 32 zu ihrem nächsten Anschlusspunkt geführt sind (wie beispielsweise dem anderen Batteriepol 12).
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Ein anderes Ausführungsbeispiel stellt ein Verfahren zur Herstellung eines Batterieanschlusses 10 bereit. Das Verfahren umfasst die Schritte von: (1) Bereitstellen einer ersten Endklemme, einer zweiten Endklemme und wenigstens einer Zwischenklemme (gezeigt als 52 in 6); (2) Verbinden der ersten Endklemme mit der wenigstens einen Zwischenklemme mit einer ersten flexiblen Leitung (gezeigt als Schritt 54 in 6); und (3) Verbinden der wenigstens einen Zwischenklemme mit der zweiten Endklemme mit einer zweiten flexiblen Leitung (gezeigt als Schritt 56 in 6).
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Es versteht sich, dass der Schritt des Verbindens der ersten Endklemme 14 mit der wenigstens einen Zwischenklemme 16 mit einer ersten flexiblen Leitung 20 das Crimpen an einem Anschlusspunkt der ersten Endklemme um ein Ende der flexiblen Leitung einschließen kann (siehe 3B). Darüber hinaus kann des Verbindens der wenigstens einen Zwischenklemme mit der zweiten Endklemme mit einer zweiten flexiblen Leitung (Schritt 54) auch das Crimpen an einem Anschlusspunkt der zweiten Endklemme um ein Ende der zweiten flexiblen Leitung einschließen (siehe 3B). Ebenso kann der Schritt des Verbindens der ersten und zweiten flexiblen Leitungen 20, 22 an einer Zwischenklemme 16 (Schritt 56) Crimpen der Zwischenklemme 16 um die ersten und zweiten flexiblen Leitungen 20, 22 beinhalten (gezeigt in 5B).
