DE2441221A1 - Mehrzellige akkumulatorenbatterie - Google Patents

Description

Reg.-Nr. 6FP 246-DT 6233 Kelkheim, den 26. Aug. 1974

EAP-Ksr/Mar

VARTA Batterie Aktiengesellschaft 3000 Hannover, Stöckener Str. 351

Mehrzellige Akkumulatorenbatterie

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine mehrzellige Akkumulatorenbatterie, insbesondere eine Bleiakkumulatorenbatterie für Fahrzeuge.

In verschiedenen Anwendungsgebieten, insbesondere beim Betrieb in Fahrzeugen, sind Akkumulatoren besonderen mechanischen Belastungen, beispielsweise Erschütterungen, ausgesetzt. Bei aus Einzelzellen zusammengeschalteten Akkumulatorenbatterien führt dies zu einer besonderen mechanischen Beanspruchung der Polverbindungen zwischen den einzelnen Akkumulatorenzellen.

Deshalb werden bei Akkumulatorenbatterien für die Verwendung in beispielsweise Fahrzeugen flexible und elastische Polverbindungen mit möglichst geringen Ermüdungserscheinungen des Materials verwendet.

So wird in der GB-PS 1 302 955 eine für den Gebrauch in beispielsweise Schleppfahrzeugen für den Bergbau bestimmte mehrzellige Batterie beschrieben. Die Endpole benachbarter Einzelzellen sind durch ein Kabel elektrisch leitend verbunden. Die Enden der Verbindungskabel sind in Rohren aus elektrisch leitendem Material befestigt, die einen über das Kabelende hinausragenden Abschnitt besitzen. Mit diesen Rohr-Abschnitten werden die Polverbinder koaxial in den Polbolzen der Zellen fest verankert; da- · bei stehen die Enden der Kabel senkrecht zu den Zellendeckeln. Die Verbindungskabel sind zwischen ihren Enden zu einem HaIb-

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kreis gebogen und die Polverbindungen sind zur Vermeidung von Kurzschlüssen allseitig elektrisch isoliert.

Nachteilig an der genannten Polverbindung ist die Verwendung eines einzigen Kabels, welches mit dem Polbolzen verbunden ist. Bei Batterien, die mit hohen Strömen belastet werden sollen, ■muß das Verbindungskabel einen sehr großen Querschnitt haben. Mit größer werdendem Querschnitt wird das Verbindungskabel in seiner Flexibilität beeinträchtigt. Dadurch werden die Endpole der Zellen im Bereich der Kabelverankerung unter dem Einfluß von Erschütterungen großen Kräften ausgesetzt, welche die Festigkeit dieser Verankerung mindert und den elektrischen Kontakt verschlechtert.

Die koaxiale Verankerung der für die Aufnahme der Kabelenden bestimmten Rohre in den Zellenpolen ist ein komplizierter Vorgang, welcher die Fertigung von derartigen Batterien belastet und verteuert. Bei Batterieblöcken, welche aus .Einzelzellen bestehen und mit Polverbindern dieser Art verschaltet sind, ist der Austausch einer defekten Einzelzelle gar nicht oder nur mit großen Schwierigkeiten möglich. Weiterhin ist die Anordnung der Kabelenden senkrecht zu den Zellendeckeln nachteilig, da hierdurch die Bauhöhe der Batterien erheblich vergrößert wird.

Es stellt sich daher die Aufgabe, für mehrzellige Akkumulatorenbatterien Polverbindungen zu entwickeln, welche bei hoher • Flexibilität auch mit hohen Strömen belastbar sind, eine große Betriebssicherheit bei erschütterungsreichem Betrieb besitzen, die Bauhöhe der Batterien so wenig wie möglich vergrößern und eine kostensparende und' einfache Fertigung zu ermöglichen.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Endpole der Einzelzellen jeweils mit dem mittleren Bereich eines aus elektrisch gut leitendem Material bestehenden Rohres

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unlösbar verbunden -sind und die beiden freien Enden dieses Rohres flexible Verbindungskabel aufnehmen.. ■

Bei der Herstellung einer erfindungsgemäßen Polverbindung wird von einem Rohr ausgegangen. Dieses Rohr besitzt einen Querschnitt, welcher der Strombelastung der Akkumulatorenbatterie entspricht; es besteht aus elektrisch gut leitendem Material, beispielsweise Kupfer. In seinem mittleren Bereich ist das Rohr zusammengequetscht. Die beiden freien Rohrenden können zur leichteren Komplettierung mit Verbindungskabeln gegeneinander angewinkelt werden, dabei kann der Innenwinkel zwischen den freien Rohrschenkeln zwischen 100 und 140 Altgrad betragen, vorzugsweise liegt er bei etwa 120 Altgrad.

Die genannten Rohrstücke können vor bzw. nach dem Quetsch- und Biegevorgang zum Schutz des Rohrgrundmaterials vor Korrosion und zur besseren weiteren Verarbeitung mit einem metallischen Überzug aus beispielsweise Zinn oder Blei oder einer Bleilegierung versehen werden.

Diese winkelförmigen Rohrstücke werden im Bereich ihrer Quetschung mit den Endpolen der Einzelzellen elektrisch leitend und mechanisch fest, beispielsweise durch Verlöten oder Verschweißen, verbunden.

In die freien paarig angeordneten Rohrenden benachbarter Zellen werden die Enden der beispielsweise bogen- oder U-förmigen Verbindungskabel eingeführt. Um eine gute mechanische Flexibilität zu gewährleisten, wird ein mehradriges Kabel aus elektrisch gut leitendem Material, beispielsweise Kupfer, verwendet.

Zum Schutz gegen Korrosion können die Adern des Kabels gegebenenfalls mit einem anderen Metall, beispielsweise Zinn, überzogen sein. Dieser Überzug kann auch für einen besseren mechanisch festen und elektrisch gut leitenden Kontakt der Kabelenden mit den freien Rohrenden sorgen. Dieser Kontakt wird insbesondere

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durch Quetschen der freien Rohrenden um die freien Kabelenden hergestellt.

Dadurch, daß jeweils zwei Verbindungskabel ein Paar von Endpolen benachbarter Einzelzellen verbinden, können die Querschnitte der einzelnen Kabel klein gehalten werden, dabei ist eine gute Flexibilität und eine Hochstrombelastbarkeit der Polverbindungen gewährleistet. Aufgrund der guten Flexibilität werden die Verbindungsstellen der Winkelrohre mit den Endpolen und den Kabelenden bei Erschütterungen des Batterieblocks nur geringen Kräften ausgesetzt.

Um die metallischen Teile der Polverbindung vor Korrosion zu schützen und sie elektrisch zu isolieren, ist es günstig, die Rohre und die Kabel mit einer Schutzschicht, vorzugsweise einem Kunststoff zu beschichten. Ebenso kann der obere Bereich des Polbolzens 4 beschichtet werden. Die Verbindungskabel und der Bereich, in dem sie in die Rohre ragen, können auch mit Isolationsschläuchen und Isolationskappen überzogen sein.

Somit bilden Batterieblöcke mit einer erfindungsgemäßen Polverbindung insbesondere als Fahrzeugbatterien besonders betriebssichere Einheiten.

Es ist auch möglich, die Endpole mit mehreren Rohren, die beispielsweise parallel zueinander angeordnet sind, zu versehen, um eine Belastung der Polverbindungen mit besonders hohen Strömen bei guter Flexibilität zu gewährleisten.

Nachfolgend wird eine mögliche Ausführung der erfindüngsgemäßen Polverbindung anhand der Figuren beschrieben.

Die Figur 1 zeigt ein in seinem mittleren Teil 2 zusammengequetschtes Rohr 1 mit seinen freien Rohrenden 3, welche einen stumpfen Winkel bilden. Unterhalb des Rohres 1 ist der Polbolzen 4 dargestellt.

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Figur 2 zeigt das Rohr 1 auf dem Polbolzen 4 nach dem Verlöten.

In Figur 3 ist eine mit erfindungsgemäßen Polverbindungen aus Einzelzellen zu einer Batterie verschaltete Einheit in einer Teilansicht dargestellt» Die Einzelzellen 6 sind an ihren Endpolen 4 mit den gewinkelten Rohren 1 elektrisch leitend und mechanisch fest verbunden» Die mit diesen Rohren 1 versehenen Endpole 4 der Einzelzellen sind mit Kabeln 7, 8 und 9 verbunden. Im Bereich der Einmündung der Kabelenden in die freien Rohrenden können die Polverbindungen durch zusätzliche Isolationsschläuche geschützt werden.

Akkumulatorenbatterien, welche aus Einzelzellen bestehen und mit erfindungsgemäßen flexiblen Polverbindungen versehen sind, zeichnen sich durch eine sehr hohe Betriebssicherheit auch bei größeren Erschütterungen aus. Die Polverbindungen sind besonders für Hochstrombelastbarkeit geeignet. Derartige Akkumulatoren sind aus diesen Gründen besonders gut für die Verwendung in Fahrzeugen für Antriebszwecke geeignet. Die Polverbindungen vergrößern die Bauhöhe der Batterien nur in geringem Maße. Sie sind einfach und unter Einsparung von Materialien und Arbeitszeit preisgünstig herstellbar. Auch der Austausch einer defekten Einzelzelle ist bei mit derartigen Polverbindungen versehenen Akkumulatorenbatterie einfach und schnell möglich.

- Patentansprüche -

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Claims (1)

1. 244122

   Patentansprüche

   11.j Mehrzellige Akkumulatorenbatterie, insbesondere Bleiakkumulatorenbatterie für Fahrzeuge, dadurch gekennzeichnet, daß die Endpole (4) der Einzelzellen (6) jeweils mit dem mittleren Bereich (2) eines aus elektrisch gut leitendem Material bestehenden Rohres (1) unlösbar verbunden sind und die beiden freien Enden (3) dieses Rohres (1) flexible Verbindungskabel (7, 8, 9) aufnehmen.

   2. Akkumulatorenbatterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (1) aus Kupfer besteht.

   3. Akkumulatorenbatterie nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (1) in der Mitte (2) zusammengequetscht ist und in diesem Bereich mit dem Endpol (4) einer Einzelzelle (6) der Batterie durch Löten oder Schweißen verbunden ist und daß das Rohr (1) einen Winkel bildet.

   4. Akkumulatorenbatterie nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (1) verbleit oder verzinnt ist.

   5. Akkumulatorenbatterie nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die freien Rohrenden (3) um Kabelenden gequetscht sind.

   6. Akkumulatorenbatterie nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kabel (7, 8, 9) mehradrig sind und aus Kupfer bestehen.

   7. Akkumulatorenbatterie nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch

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   gekennzeichnet, daß die Kabel und die Rohrenden (3) sowie gegebenenfalls die Polbolzen (4) mit elektrisch isolierendem Material beschichtet sind.

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