DE112022003072T5 - Batteriesatz - Google Patents

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DE112022003072T5
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battery
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Cameron R. Schulz
Samuel Sheeks
Matthew R. Polakowski
Kyle C. Fassbender
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Milwaukee Electric Tool Corp
Original Assignee
Milwaukee Electric Tool Corp
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Abstract

Ein Batteriesatz beinhaltet ein Batteriesatzgehäuse, eine Mehrzahl von Batteriesatzanschlüssen und eine Mehrzahl von Batteriezellen, die in dem Batteriesatzgehäuse gelagert sind. Mindestens eine Batteriezelle beinhaltet einen Batteriezellenanschluss. Der Batteriesatz beinhaltet zudem eine Verbundsicherung, die elektrisch zwischen den Batteriezellenanschluss der mindestens einen Batteriezelle und mindestens einen Batteriesatzanschluss gekoppelt ist. Die Verbundsicherung umfasst ein erstes Material und ein zweites Material, das einen niedrigeren Schmelzpunkt als das erste Material aufweist. Die Verbundsicherung beinhaltet einen ersten Abschnitt, der elektrisch mit dem Batteriezellenanschluss gekoppelt ist, einen zweiten Abschnitt, der elektrisch mit dem mindestens einen Batteriesatzanschluss gekoppelt ist, und einen Sicherungsabschnitt, der den ersten Abschnitt mit dem zweiten Abschnitt verbindet. Der Sicherungsabschnitt ist dazu ausgelegt, während eines harten Kurzschlussereignisses eine Unterbrechung zwischen dem ersten Abschnitt und dem zweiten Abschnitt herzustellen.

Description

  • QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
  • Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der am 20. Juli 2021 eingereichten gleichzeitig anhängigen vorläufigen US-Patentanmeldung Nr. 63/223,730 , deren gesamter Inhalt hiermit durch Bezugnahme aufgenommen wird.
  • GEBIET DER OFFENBARUNG
  • Die Offenbarung betrifft Batteriesätze und insbesondere Batteriesätze zur Verwendung mit Anlagen oder Vorrichtungen wie etwa ein Elektrowerkzeug.
  • HINTERGRUND DER OFFENBARUNG
  • Bei einem Batteriesatz, wie etwa einem Batteriesatz eines Elektrowerkzeugs, kann eine Absicherung mithilfe einer Sicherung im Strompfad des Batteriesatzes bereitgestellt werden.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER OFFENBARUNG
  • Die vorliegende Offenbarung stellt in einem Aspekt einen Batteriesatz mit einem Batteriesatzgehäuse, einer Mehrzahl von Batteriesatzanschlüssen und einer Mehrzahl von Batteriezellen bereit, die in dem Batteriesatzgehäuse gelagert und elektrisch miteinander verbunden sind. Mindestens eine Batteriezelle beinhaltet einen Batteriezellenanschluss. Der Batteriesatz beinhaltet zudem eine Verbundsicherung, die elektrisch zwischen den Batteriezellenanschluss der mindestens einen Batteriezelle und mindestens einen Batteriesatzanschluss gekoppelt ist. Die Verbundsicherung umfasst ein erstes Material und ein zweites Material, das einen niedrigeren Schmelzpunkt als das erste Material aufweist. Die Verbundsicherung beinhaltet einen ersten Abschnitt, der elektrisch mit dem Batteriezellenanschluss gekoppelt ist, einen zweiten Abschnitt, der elektrisch mit dem mindestens einen Batteriesatzanschluss gekoppelt ist, und einen Sicherungsabschnitt, der den ersten Abschnitt mit dem zweiten Abschnitt verbindet. Der Sicherungsabschnitt ist dazu ausgelegt, während eines harten Kurzschlussereignisses eine Unterbrechung zwischen dem ersten Abschnitt und dem zweiten Abschnitt herzustellen.
  • Bei einigen Bauarten ist das zweite Material jeweils auf einer ersten Seite und einer zweiten Seite in das erste Material plattiert. Bei einigen Bauarten ist das zweite Material in das erste Material eingelegt. Bei einigen Bauarten ist der Sicherungsabschnitt an dem ersten Abschnitt und an dem zweiten Abschnitt durch Ultraschallschweißen befestigt.
  • Die vorliegende Offenbarung stellt in einem anderen Aspekt einen Batteriesatz mit einem Batteriesatzgehäuse, einen Batteriesatz-Minusanschluss und einem Batteriesatz-Plusanschluss und einer Mehrzahl von Batteriezellen bereit, die in dem Batteriesatzgehäuse gelagert und elektrisch miteinander, mit dem Batteriesatz-Minusanschluss und mit dem Batteriesatz-Plusanschluss verbunden sind. Mindestens eine Batteriezelle beinhaltet einen Batteriezellenanschluss. Der Batteriesatz beinhaltet zudem eine Verbundsicherung, die elektrisch zwischen den Batteriezellenanschluss und den Batteriesatz-Minusanschluss gekoppelt ist. Die Verbundsicherung umfasst ein erstes Material und ein zweites Material, das einen niedrigeren Schmelzpunkt als das erste Material aufweist. Die Verbundsicherung beinhaltet einen ersten Abschnitt, der elektrisch mit dem Batteriezellenanschluss gekoppelt ist, einen zweiten Abschnitt, der elektrisch mit dem Batteriesatz-Minusanschluss und/oder dem Batteriesatz-Plusanschluss gekoppelt ist, und einen Sicherungsabschnitt, der den ersten Abschnitt mit dem zweiten Abschnitt verbindet. Der Sicherungsabschnitt ist dazu ausgelegt, während eines harten Kurzschlussereignisses eine Unterbrechung zwischen dem ersten Abschnitt und dem zweiten Abschnitt herzustellen. Der Sicherungsabschnitt ist aus dem zweiten Material ausgebildet.
  • Die vorliegende Offenbarung stellt in einem anderen Aspekt eine Verbundsicherung für einen Batteriesatz bereit. Die Verbundsicherung ist dazu ausgelegt, zwischen einen Batteriezellenanschluss des Batteriesatzes und einen Batteriesatzanschluss des Batteriesatzes gekoppelt zu sein. Die Verbundsicherung beinhaltet einen ersten Abschnitt, der an einem ersten Ende der Verbundsicherung angeordnet ist, einen zweiten Abschnitt, der an einem zweiten Ende der Verbundsicherung angeordnet ist, und einen Sicherungsabschnitt, der den ersten Abschnitt mit dem zweiten Abschnitt verbindet. Der Sicherungsabschnitt ist dazu ausgelegt, während eines harten Kurzschlussereignisses eine Unterbrechung zwischen dem ersten Abschnitt und dem zweiten Abschnitt herzustellen. Der erste Abschnitt, der zweite Abschnitt und der Sicherungsabschnitt sind jeweils zumindest teilweise aus einem ersten Material ausgebildet. Der erste Abschnitt und der zweite Abschnitt sind zudem teilweise aus einem zweiten Material ausgebildet, das einen niedrigeren Schmelzpunkt als das erste Material aufweist.
  • Weitere Aspekte der Offenbarung werden aus der ausführlichen Beschreibung und den begleitenden Zeichnungen offensichtlich.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
    • 1 ist eine perspektivische Ansicht eines Batteriesatzes.
    • 2 ist eine perspektivische Ansicht des Batteriesatzes von 1, bei der Abschnitte entfernt wurden.
    • 3 ist eine perspektivische Detailansicht des Batteriesatzes von 1, bei der Abschnitte entfernt wurden und die eine Sicherung des Batteriesatzes veranschaulicht.
    • 4 und 5A veranschaulichen eine Sicherung des Batteriesatzes von 1 gemäß einer anderen Ausführungsform.
    • 5B veranschaulicht eine Sicherung des Batteriesatzes von 1 gemäß einer anderen Ausführungsform.
    • 6 und 7A veranschaulichen eine Sicherung des Batteriesatzes von 1 gemäß einer anderen Ausführungsform.
    • 7B veranschaulicht eine Sicherung des Batteriesatzes von 1 gemäß einer anderen Ausführungsform.
    • 8A und 8B veranschaulichen einen Streifen aus Material, aus dem eine Sicherung des Batteriesatzes von 1 ausgebildet werden kann.
    • 9A und 9B veranschaulichen einen Streifen aus Material, aus dem eine Sicherung des Batteriesatzes von 1 gemäß einer anderen Ausführungsform ausgebildet werden kann.
    • 10A und 10B veranschaulichen einen Streifen aus Material, aus dem eine Sicherung des Batteriesatzes von 1 gemäß einer anderen Ausführungsform ausgebildet werden kann.
  • Bevor Ausführungsformen der Offenbarung ausführlich erläutert werden, ist anzumerken, dass die vorliegende Offenbarung in ihrer Anwendung nicht auf die Details der Ausführungsformen und der Anordnung von Komponenten, die in der folgenden Beschreibung angeführt oder in den Zeichnungen veranschaulicht sind, beschränkt ist. Es sind andere Ausführungsformen der Offenbarung möglich, die auf verschiedenste Weisen ausgeübt oder durchgeführt werden können. Ferner versteht es sich, dass die vorliegend verwendete Ausdrucksweise und Terminologie der Beschreibung dienen und nicht als einschränkend betrachtet werden sollten.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
  • 1-3 veranschaulichen einen Batteriesatz 105, der zum Bereitstellen von Leistung zu elektrischen Anlagen oder Vorrichtungen verwendet werden kann. Derartige elektrische Vorrichtungen können z. B. ein Elektrowerkzeug (zum Beispiel einen Bohrer, eine Säge, einen Rohrschneider, einen Schlagschrauber usw.), ein Außenwerkzeug (zum Beispiel eine Schneefräse, einen Pflanzenschneider usw.), eine Beleuchtungsanlage, eine Leistungsquelle und dergleichen beinhalten.
  • Wie in 1 gezeigt, beinhaltet der Batteriesatz 105 ein Batteriesatzgehäuse 110 und Batteriesatzanschlüsse 115, die durch in dem Gehäuse ausgebildete Öffnungen ragen. Die Batteriesatzanschlüsse 115 werden mit entsprechenden Anschlüssen (nicht gezeigt) mechanisch und elektrisch gekoppelt, die an der elektrischen Vorrichtung zum Übertragen von Leistung von dem Batteriesatz 105 zu der Vorrichtung bereitgestellt sind. Bei einigen Ausführungsformen können die Batteriesatzanschlüsse 115 eine Leistungsleitung, eine Masseleitung und eine oder mehrere Kommunikationsleitungen beinhalten.
  • 2 veranschaulicht den Batteriesatz 105, wobei das Gehäuse 110 entfernt ist, um interne Komponenten des Batteriesatzes 105 freizulegen. Wie in 2 gezeigt, beinhaltet der Batteriesatz 105 eine gedruckte Leiterplatte (PCB) 120, welche die Batteriesatzanschlüsse 115 lagert, und einen Steuerschaltkreis 116 zum Steuern eines Betriebs des Batteriesatzes 105.
  • Der veranschaulichte Batteriesatz 105 beinhaltet eine Mehrzahl zylindrischer Batteriezellen 125, die elektrisch verbunden sind, um eine gewünschte Ausgangsleistung (z. B. Nennspannung, Strombelastbarkeit usw.) des Batteriesatzes 105 bereitzustellen. Bei der veranschaulichten Bauart beinhaltet der Batteriesatz 105 einen Strang aus fünf in Reihe gekoppelten Batteriezellen 125 (einen „SS1P“-Batteriesatz). Bei anderen Bauarten (nicht gezeigt) kann der Batteriesatz 105 zwei Stränge aus fünf in Reihe gekoppelten Batteriezellen (einen „5S2P“-Satz) oder drei Stränge aus fünf in Reihe gekoppelten Batteriezellen (einen „5S3P“-Satz) beinhalten. Bei weiteren Bauarten kann der Batteriesatz 105 alternativ weniger oder mehr als fünf Batteriezellen 125 beinhalten, und die Batteriezellen 125 können in anderen Auslegungen elektrisch gekoppelt sein. Der veranschaulichte Batteriesatz 105 weist eine Nennausgangsspannung von mindestens 18 V auf. Der Batteriesatz 105 ist wiederaufladbar, und die Batteriezellen 125 können einen Chemismus auf Lithiumbasis (z. B. Lithium, Lithium-Ionen usw.) oder einen beliebigen anderen geeigneten Chemismus aufweisen.
  • Der Batteriesatz 105 beinhaltet einen oberen Kasten 130 und einen unteren Kasten 135, welche die Batteriezellen 125 in der einzelnen Reihe innerhalb des Batteriesatzes 105 sichern. Keilelemente 140 ragen aus den jeweiligen Kästen 130, 135 derart heraus, dass sie mit den Batteriezellen 125 in Kontakt kommen (zum Beispiel um die Batteriezellen 125 zu fixieren). Die Kästen 130, 135 umgeben die Umfangsseitenflächen der Batteriezellen 125 im Wesentlichen, lassen jedoch eine erste Stirnfläche 150a und eine zweite Stirnfläche 150b der Batteriezellen 125 im Wesentlichen frei, um zu ermöglichen, dass die Batteriezellen 125 elektrisch in einen Schaltkreis verkoppelt werden. Insbesondere definiert die erste Stirnfläche 150a einen ersten Anschluss 155a (z. B. einen Plusanschluss) der Batteriezelle 125 und die zweite Stirnfläche 150b definiert einen zweiten Anschluss 155b (z. B. einen Minusanschluss) der Batteriezelle 125.
  • Unter Bezugnahme auf 3 kann eine Sicherung 160 in einem Strompfad des Batteriesatzes 105 bereitgestellt werden, um eine Absicherung im Fall z. B. eines harten Kurzschlussereignisses oder eines Überladungsereignisses bereitzustellen, d. h. wenn der durch den Batteriesatzschaltkreis fließende Strom eine vorbestimmte Grenze überschreitet. Bei der veranschaulichten Bauart ist die Sicherung 160 zwischen den zweiten Anschluss 155b einer der Batteriezellen 125 und einen Batteriesatz-Minusanschluss 165a der Batteriesatzanschlüsse 115 gekoppelt. Bei anderen Bauarten kann die Sicherung 160 stattdessen zwischen dem ersten Anschluss 155a der Batteriezelle 125 und einem Batteriesatz-Plusanschluss 165b der Batteriesatzanschlüsse 115 (nicht gezeigt) bereitgestellt werden. Wie gezeigt, beinhaltet die Sicherung 160 ein erstes Ende 170, das direkt an dem zweiten Anschluss 155b befestigt ist, und ein zweites Ende 175, das mit dem Batteriesatz-Minusanschluss 165a gekoppelt ist. Bei anderen Ausführungsformen (nicht gezeigt) kann das erste Ende 170 alternativ mit einer Sammelschiene 180 gekoppelt sein, die zwei oder mehr Anschlüsse der Batteriezellen elektrisch verbindet.
  • Die Sicherung 160 beinhaltet einen Schmelzabschnitt 185, der zwischen dem ersten Ende 170 und dem zweiten Ende 175 bereitgestellt ist. Während eines harten Kurzschlusses der Sicherung 160 ist der Schmelzabschnitt 185 dazu ausgelegt, eine Unterbrechung zwischen dem ersten Ende 170 und dem zweiten Ende 175 (z. B. aufgrund eines Abschmelzens) herzustellen, wodurch das erste Ende 170 von dem zweiten Ende 175 getrennt und der Strompfad des Batteriesatzes 105 unterbrochen wird.
  • 4-5B veranschaulichen eine Verbundsicherung 190, die aus zwei unterschiedlichen leitfähigen Materialien M1, M2 (z. B. zwei unterschiedlichen Metallen, Metalllegierungen und dergleichen) ausgebildet ist. Die Verbundsicherung 190 kann in dem Batteriesatz 105 anstelle der oben beschriebenen Sicherung 160 eingesetzt werden. Bei der veranschaulichten Ausführungsform beinhaltet die Verbundsicherung 190 einige Abschnitte, die aus dem ersten Material M1 (z. B. einem kupferbasierten Material) bestehen, und andere Abschnitte, die aus dem zweiten Material M2 (z. B. einem aluminiumbasierten Material) bestehen. Insbesondere beinhaltet die Verbundsicherung 190 einen ersten Abschnitt 195, der ein erstes Ende 200 definiert, einen zweiten Abschnitt 205, der ein zweites Ende 210 definiert, und einen Schmelzabschnitt 215, der sich zwischen dem ersten und zweiten Abschnitt 195, 205 erstreckt und diese verbindet. Der erste Abschnitt 195 und der zweite Abschnitt 205 sind zumindest teilweise aus dem ersten Material M1 ausgebildet, während der Schmelzabschnitt 215 zumindest teilweise aus dem zweiten Material M2 ausgebildet ist. Bei einigen Ausführungsformen ist der Schmelzabschnitt 215 vollständig aus dem zweiten Material M2 ausgebildet. Das zweite Material M2 weist einen niedrigeren Schmelzpunkt als das erste Material M1 auf. Dies ermöglicht, dass der Schmelzabschnitt 215 während eines harten Kurzschlussereignisses im Vergleich zu einer herkömmlichen Sicherung, bei welcher der Schmelzabschnitt aus demselben Material M1 wie der erste und der zweite Abschnitt 195, 205 ausgebildet ist, relativ weniger Wärme freigibt. Außerdem kann dies verhindern, dass der Bereich des Gehäuses 110 (1), der an die Verbundsicherung 190 angrenzt, während eines harten Kurzschlussereignisses schmilzt. Darüber hinaus kann herkömmlicherweise Glimmer in Batteriesätzen angrenzend an die Sicherung als ein Wärmeschutz bereitgestellt werden, um zu verhindern, dass das Gehäuse während eines harten Kurzschlussereignisses schmilzt. Durch Implementieren der Verbundsicherung 190 mit dem Schmelzabschnitt 215, der aus dem zweiten Material M2 ausgebildet ist, kann jedoch eine Menge an in dem Batteriesatz 105 bereitgestelltem Glimmer reduziert oder eliminiert werden.
  • Weiterhin Bezug nehmend auf 4, kann die Verbundsicherung 190 als ein im Allgemeinen flaches Teil ausgebildet und anschließend zur Implementierung in den Batteriesatz 105 in z. B. eine L-Form gebogen werden, wie in 5A und 5B gezeigt. Bei der veranschaulichten Ausführungsform ist der Schmelzabschnitt 215 durch einen ersten Schlitz 220 definiert, der sich über einen Abschnitt einer Breite der Verbundsicherung 190 (d. h. entlang einer Richtung quer zu einer Längserstreckung der Verbundsicherung 190, wie in 4 dargestellt) erstreckt, um eine Breite W1 des Schmelzabschnitts 215 herzustellen. Der erste Schlitz 220 trennt den ersten Abschnitt 195 teilweise von dem zweiten Abschnitt 205. Der Schmelzabschnitt 215 kann ferner durch einen zweiten Schlitz 225 definiert sein, der sich quer zu dem ersten Schlitz 220 (d. h. entlang einer Richtung parallel zur Längserstreckung der Verbundsicherung 190, wie in 4 gezeigt) erstreckt, um eine Länge L1 in Längsrichtung des Schmelzabschnitts 215 herzustellen. Der Schmelzabschnitt 215 definiert eine Mindestquerschnittsfläche der Verbundsicherung 190 entlang des Stromflusspfads durch die Verbundsicherung 190, um sicherzustellen, dass die Verbundsicherung 190 in dem Schmelzabschnitt 215 schmilzt, um eine Unterbrechung zwischen dem ersten Abschnitt 195 und dem zweiten Abschnitt 205 während eines harten Kurzschlussereignisses herzustellen.
  • Bei einer in 5A gezeigten Ausführungsform kann die gesamte Verbundsicherung 190, einschließlich des ersten und zweiten Abschnitts 195, 205 und des Schmelzabschnitts 215, aus dem zweiten Material M2 als ein Kernmaterial ausgebildet werden, und dann kann das erste Material M1 jeweils in dem ersten und zweiten Abschnitt 195, 205 mit dem zweiten Material M2 gekoppelt werden. Das erste Material M1 kann mit dem zweiten Material M2 durch z. B. Elektroplattieren oder Plasmabeschichtung gekoppelt werden.
  • Bei einer in 5B gezeigten Ausführungsform können der erste und zweite Abschnitt 195, 205 aus dem ersten Material M1 ausgebildet werden, und dann kann ein mittlerer Abschnitt, der den Schmelzabschnitt 215 definiert, an dem ersten Abschnitt 195 und an dem zweiten Abschnitt 205 durch Ultraschallschweißen befestigt werden.
  • 6-7B veranschaulichen eine Verbundsicherung 290 gemäß einer anderen Ausführungsform der Offenbarung. Die Verbundsicherung 290 ist ähnlich zu der Verbundsicherung 190, die oben in Verbindung mit 4-5B beschrieben ist. Merkmalen der Verbundsicherung 290, die ähnlich zu Merkmalen der oben beschriebenen Verbundsicherung 190 sind, sind dieselben Bezugszeichen „plus 100“ zugeordnet.
  • Die Verbundsicherung 290 wird auch aus den zwei unterschiedlichen leitfähigen Materialien M1, M2 ausgebildet und kann in dem Batteriesatz 105 anstelle der oben beschriebenen Sicherung 160 verwendet werden. Bei der veranschaulichten Ausführungsform beinhaltet die Verbundsicherung 290 einen ersten Abschnitt 295, der das erste Ende 300 definiert, einen zweiten Abschnitt 305, der das zweite Ende 310 definiert, und einen Schmelzabschnitt 315, der sich zwischen dem ersten und dem zweiten Abschnitt 295, 305 erstreckt und diese verbindet. Die Verbundsicherung 290 wird auch als ein im Allgemeinen flacher Teil (6) ausgebildet und anschließend gebogen, so dass sie im Bereich des Schmelzabschnitts 315 (7A, 7B) Biegungen oder Erhebungen beinhaltet. Bei der veranschaulichten Ausführungsform wird der Schmelzabschnitt 315 durch ein Paar lateraler Schlitze 320 definiert, die sich jeweils von jeder lateralen Seite der Verbundsicherung 290 (d. h. entlang einer Richtung quer zu einer Längserstreckung der Verbundsicherung 290, wie in 6 dargestellt) erstrecken, um eine Breite W2 des Schmelzabschnitts 315 und eine Länge L2 des Schmelzabschnitts 315 herzustellen. Der Schmelzabschnitt 315 definiert eine Mindestquerschnittsfläche der Verbundsicherung 290 entlang des Stromflusspfads durch die Verbundsicherung 290, um sicherzustellen, dass die Verbundsicherung 290 in dem Schmelzabschnitt 315 schmilzt, um eine Unterbrechung zwischen dem ersten Abschnitt 295 und dem zweiten Abschnitt 305 während eines harten Kurzschlussereignisses herzustellen. Die Querschnittsfläche des Schmelzabschnitts 315 ist größer als die Querschnittsfläche des Schmelzabschnitts 215 der oben beschriebenen Verbundsicherung 190, so dass die Verbundsicherung 290 für eine höhere Stromlast ausgelegt ist als die Verbundsicherung 190.
  • Bei einer in 7A gezeigten Ausführungsform kann die gesamte Verbundsicherung 290, einschließlich des ersten und zweiten Abschnitts 295, 305 und des Schmelzabschnitts 315, aus dem zweiten Material M2 als ein Kernmaterial ausgebildet werden, und dann kann das erste Material M1 jeweils in dem ersten und zweiten Abschnitt 295, 305 mit dem zweiten Material M2 gekoppelt werden. Das erste Material M1 kann mit dem zweiten Material M2 durch z. B. Elektroplattieren oder Plasmabeschichtung gekoppelt werden.
  • Bei einer in 7B gezeigten Ausführungsform können der erste und zweite Abschnitt 295, 305 aus dem ersten Material M1 ausgebildet werden, und dann kann ein mittlerer Abschnitt, der den Schmelzabschnitt 315 definiert, an dem ersten Abschnitt 295 und an dem zweiten Abschnitt 305 durch Ultraschallschweißen befestigt werden.
  • 8A und 8B veranschaulichen einen Materialstreifen 405, aus dem die Verbundsicherungen 190, 290 ausgebildet werden können. Der Materialstreifen 405 ist ein Materialstreifen 405 aus plattiertem Metall, der als eine Überlagerung bereitgestellt wird, die das zweite Material M2 (z. B. ein aluminiumbasiertes Material) beinhaltet, das auf beiden Seiten in das erste Material M1 (z. B. kupferbasiertes Material) plattiert wird. Der Materialstreifen 405 beinhaltet eine Innenschicht 410, die aus dem zweiten Material M2 ausgebildet ist, und eine erste und eine zweite Außenschicht 415, 420, die jeweils aus dem ersten Material M1 ausgebildet sind. Bei einigen Bauarten können die erste Außenschicht 415, die Innenschicht 410 und die zweite Außenschicht 420 in einem Verhältnis von 10/80/10 bereitgestellt werden. Bei anderen Bauarten kann das zweite Material M2 über 80 % des Materials des Materialstreifens 405 umfassen.
  • 9A und 9B veranschaulichen eine andere Ausführungsform eines Materialstreifens 505, aus dem die Verbundsicherungen 190, 290 ausgebildet werden können. Der Materialstreifen 505 ist ein Materialstreifen 505 aus plattiertem Metall, der als eine Kantenablagerung bereitgestellt wird, die das zweite Material M2 (z. B. ein aluminiumbasiertes Material) beinhaltet, das entlang jeder einzelnen Kante an das erste Material M1 (z. B. kupferbasiertes Material) gebunden wird. Das erste und das zweite Material M1, M2 definieren ineinander greifende Finger 510a, 510b, die einander in Eingriff nehmen, um die Integrität der Bindung zu verbessern.
  • 10A und 10B veranschaulichen eine andere Ausführungsform eines Materialstreifens 605, aus dem die Verbundsicherungen 190, 290 ausgebildet werden können. Der Materialstreifen 605 ist ein Materialstreifen 605 aus plattiertem Metall, der als eine Einlagerung bereitgestellt wird, die das zweite Material M2 (z. B. ein aluminiumbasiertes Material) beinhaltet, das in eine in dem ersten Material M1 (z. B. kupferbasierten Material) ausgebildete Nut eingelegt wird.
  • Obgleich die Offenbarung unter Bezugnahme auf gewisse bevorzugte Ausführungsformen ausführlich beschrieben wurde, sind innerhalb des Schutzumfangs und des Grundgedankens eines oder mehrerer unabhängiger Aspekte der Erfindung wie beschrieben Abwandlungen und Modifikationen möglich.
  • 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 63223730 [0001]

Claims (20)

  1. Batteriesatz, umfassend: ein Batteriesatzgehäuse; eine Mehrzahl von Batteriesatzanschlüssen; eine Mehrzahl von Batteriezellen, die in dem Batteriesatzgehäuse gelagert und elektrisch miteinander verbunden sind, wobei mindestens eine Batteriezelle einen Batteriezellenanschluss beinhaltet; und eine Verbundsicherung, die elektrisch zwischen den Batteriezellenanschluss der mindestens einen Batteriezelle und mindestens einen Batteriesatzanschluss gekoppelt ist, wobei die Verbundsicherung ein erstes Material und ein zweites Material, das einen niedrigeren Schmelzpunkt als das erste Material aufweist, umfasst, wobei die Verbundsicherung Folgendes beinhaltet: einen ersten Abschnitt, der elektrisch mit dem Batteriezellenanschluss gekoppelt ist, einen zweiten Abschnitt, der elektrisch mit dem mindestens einen Batteriesatzanschluss gekoppelt ist, und einen Sicherungsabschnitt, der den ersten Abschnitt mit dem zweiten Abschnitt verbindet, wobei der Sicherungsabschnitt dazu ausgelegt ist, eine Unterbrechung zwischen dem ersten Abschnitt und dem zweiten Abschnitt während eines harten Kurzschlussereignisses herzustellen.
  2. Batteriesatz nach Anspruch 1, wobei das zweite Material jeweils auf einer ersten Seite der Verbundsicherung und einer zweiten Seite der Verbundsicherung in das erste Material plattiert ist, wobei die zweite Seite gegenüber der ersten Seite angeordnet ist.
  3. Batteriesatz nach Anspruch 1, wobei das zweite Material in das erste Material eingelegt ist.
  4. Batteriesatz nach Anspruch 1, wobei der Sicherungsabschnitt an dem ersten Abschnitt und an dem zweiten Abschnitt durch Ultraschallschweißen befestigt ist.
  5. Batteriesatz nach Anspruch 1, wobei der erste Abschnitt zumindest teilweise aus dem ersten Material ausgebildet ist und der Sicherungsabschnitt zumindest teilweise aus dem zweiten Material ausgebildet ist.
  6. Batteriesatz nach Anspruch 1, wobei der erste Abschnitt, der zweite Abschnitt und der Sicherungsabschnitt jeweils zumindest teilweise aus dem zweiten Material ausgebildet sind.
  7. Batteriesatz nach Anspruch 6, wobei der erste Abschnitt und der zweite Abschnitt teilweise aus dem ersten Material ausgebildet sind.
  8. Batteriesatz nach Anspruch 1, wobei das erste Material mit dem zweiten Material durch Elektroplattieren und/oder Plasmabeschichtung gekoppelt ist.
  9. Batteriesatz nach Anspruch 1, wobei die Verbundsicherung ferner einen ersten länglichen Schlitz, der den ersten Abschnitt teilweise von dem zweiten Abschnitt trennt, und einen zweiten länglichen Schlitz, der mit dem ersten länglichen Schlitz kommuniziert und sich senkrecht zu diesem erstreckt, beinhaltet, wobei der zweite längliche Schlitz eine Länge in Längsrichtung des Sicherungsabschnitts definiert.
  10. Batteriesatz nach Anspruch 1, wobei ein Stromflusspfad entlang des Sicherungsabschnitts zwischen dem ersten Abschnitt und dem zweiten Abschnitt definiert ist, und wobei der Sicherungsabschnitt eine Mindestquerschnittsfläche der Verbundsicherung entlang des Stromflusspfads definiert.
  11. Batteriesatz, umfassend: ein Batteriesatzgehäuse; einen Batteriesatz-Minusanschluss und einen Batteriesatz-Plusanschluss; eine Mehrzahl von Batteriezellen, die in dem Batteriesatzgehäuse gelagert und elektrisch miteinander, mit dem Batteriesatz-Minusanschluss und mit dem Batteriesatz-Plusanschluss verbunden sind, wobei mindestens eine Batteriezelle einen Batteriezellenanschluss beinhaltet; eine Verbundsicherung, die elektrisch zwischen den Batteriezellenanschluss und den Batteriesatz-Minusanschluss gekoppelt ist, wobei die Verbundsicherung ein erstes Material und ein zweites Material, das einen niedrigeren Schmelzpunkt als das erste Material aufweist, umfasst, wobei die Verbundsicherung Folgendes beinhaltet: einen ersten Abschnitt, der elektrisch mit dem Batteriezellenanschluss gekoppelt ist, einen zweiten Abschnitt, der elektrisch mit dem Batteriesatz-Minusanschluss und/oder dem Batteriesatz-Plusanschluss gekoppelt ist, und einen Sicherungsabschnitt, der den ersten Abschnitt mit dem zweiten Abschnitt verbindet, wobei der Sicherungsabschnitt dazu ausgelegt ist, eine Unterbrechung zwischen dem ersten Abschnitt und dem zweiten Abschnitt während eines harten Kurzschlussereignisses herzustellen, wobei der Sicherungsabschnitt aus dem zweiten Material ausgebildet ist.
  12. Batteriesatz nach Anspruch 11, wobei der erste Abschnitt und der zweite Abschnitt jeweils aus jedem des ersten Materials und des zweiten Materials ausgebildet sind.
  13. Batteriesatz nach Anspruch 11, wobei der erste Abschnitt und der zweite Abschnitt nur aus dem ersten Material ausgebildet sind.
  14. Batteriesatz nach Anspruch 11, wobei der Sicherungsabschnitt an dem ersten Abschnitt und an dem zweiten Abschnitt durch Ultraschallschweißen befestigt ist.
  15. Batteriesatz nach Anspruch 11, wobei das erste Material mit dem zweiten Material durch Elektroplattieren und/oder Plasmabeschichtung gekoppelt ist.
  16. Batteriesatz nach Anspruch 11, wobei die Verbundsicherung ferner einen ersten länglichen Schlitz, der den ersten Abschnitt teilweise von dem zweiten Abschnitt trennt, und einen zweiten länglichen Schlitz, der mit dem ersten länglichen Schlitz kommuniziert und sich senkrecht zu diesem erstreckt, beinhaltet, wobei der zweite längliche Schlitz eine Länge in Längsrichtung des Sicherungsabschnitts definiert.
  17. Batteriesatz nach Anspruch 11, wobei ein Stromflusspfad entlang des Sicherungsabschnitts zwischen dem ersten Abschnitt und dem zweiten Abschnitt definiert ist, und wobei der Sicherungsabschnitt eine Mindestquerschnittsfläche der Verbundsicherung entlang des Stromflusspfads definiert.
  18. Batteriesatz nach Anspruch 11, wobei das zweite Material jeweils auf einer ersten Seite des ersten Abschnitts und einer zweiten Seite des ersten Abschnitts in das erste Material plattiert ist, wobei die zweite Seite gegenüber der ersten Seite angeordnet ist.
  19. Batteriesatz nach Anspruch 11, wobei ein erster lateraler Schlitz in einer ersten lateralen Seite der Verbundsicherung definiert ist und ein zweiter lateraler Schlitz in einer zweiten lateralen Seite der Verbundsicherung definiert ist, wobei die zweite laterale Seite gegenüber der ersten lateralen Seite angeordnet ist, und wobei der Sicherungsabschnitt zwischen dem ersten lateralen Schlitz und dem zweiten lateralen Schlitz angeordnet ist.
  20. Verbundsicherung für einen Batteriesatz, wobei die Verbundsicherung dazu ausgelegt ist, zwischen einen Batteriezellenanschluss des Batteriesatzes und einen Batteriesatzanschluss des Batteriesatzes gekoppelt zu sein, wobei die Verbundsicherung Folgendes umfasst: einen ersten Abschnitt, der an einem ersten Ende der Verbundsicherung angeordnet ist; einen zweiten Abschnitt, der an einem zweiten Ende der Verbundsicherung angeordnet ist; und einen Sicherungsabschnitt, der den ersten Abschnitt mit dem zweiten Abschnitt verbindet, wobei der Sicherungsabschnitt dazu ausgelegt ist, eine Unterbrechung zwischen dem ersten Abschnitt und dem zweiten Abschnitt während eines harten Kurzschlussereignisses herzustellen; wobei der erste Abschnitt, der zweite Abschnitt und der Sicherungsabschnitt jeweils zumindest teilweise aus einem ersten Material ausgebildet sind; und wobei der erste Abschnitt und der zweite Abschnitt zudem teilweise aus einem zweiten Material ausgebildet sind, das einen niedrigeren Schmelzpunkt als das erste Material aufweist.
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