DE4142291C1

DE4142291C1 - High temp. battery protector - connects poles of similar polarity to prevent undesired current flows across cells in parallel due to temp. differences

Info

Publication number: DE4142291C1
Application number: DE4142291A
Authority: DE
Inventors: Karl Dr.-Ing. 3500 Kassel De Kriechbaum; Walter Prof. Dipl.-Ing. 2800 Bremen De Gielessen
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1991-12-20
Filing date: 1991-12-20
Publication date: 1993-03-04
Anticipated expiration: 2011-12-21

Abstract

The protection unit is for high temp. batteries having a series of individual cells, each with a number of poles of the same polarity. A switching unit for connecting the poles of the same polarity contains a switching element (5) having switching pieces (1',2' to n') connected conductively to each other and corresp. in number to the poles (1,2 to n) of the same polarity of the batteries or cells. The switching pieces are spaced along a line (8) and in the switched-on position, are engaged by the poles (1,2..n) arranged spaced along a similar line (9). The switching pieces and the poles are separated by an airgap in the switched off position. ADVANTAGE - Prevents undesired current flows across parallel lying cells or batteries with too strongly deviating conducting current characteristics, leading to disintegration of individual cells, esp. when heating and cooling is not evenly distributed as when starting up or stopping an electric, battery-powered vehicle.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schutzeinrichtung für Hochtemperaturbatterien, die einzelne Batterie- oder Zellenketten mit einer Anzahl von Polen gleicher Polarität aufweisen.The invention relates to a protective device for High temperature batteries, the individual battery or cell chains with have a number of poles of the same polarity.

Es ist eine Schutzeinrichtung für Hochtemperaturbatterien bekannt, die einzelne Zeichenketten aufweisen kann. Die Schutzeinrichtung enthält Mittel, die parallel zu der jeweiligen Zelle oder Zellenkette gelegt und in kaltem Zustand niederohmig sind. Hierdurch werden Schädigungen der Festelektrolyten der Zellen bei Kurzschlüssen der Batterie in kaltem Zustand vermieden (DE-OS 39 38 262).A protective device for high-temperature batteries is known can have individual strings. The protective device contains Means that are placed parallel to the respective cell or cell chain and are low-resistance when cold. This will damage the Solid electrolytes of the cells in the event of short circuits in the battery in cold Condition avoided (DE-OS 39 38 262).

Bekannt ist auch eine Sicherungseinrichtung für Zellen von Hochtemperaturbatterien mit einem temperatursensitiven Sicherungselement, das in Reihe mit der Zelle geschaltet ist, und mit einem spannungssensitiven Bauelement, das parallel zu der Reihenschaltung aus Sicherungselement und Zelle angeordnet ist.A safety device for cells from is also known High temperature batteries with a temperature sensitive Fuse element connected in series with the cell and with a voltage sensitive device that runs parallel to the Series connection of fuse element and cell is arranged.

Bei einer bestimmten Übertemperatur der Zelle schmilzt das Sicherungselement und unterbricht den Stromzweig über die Zelle. Das spannungssensitive Bauelement spricht dabei an und stellt einen Stromzweig parallel zur Zelle für die Führung des Batteriestroms zur Verfügung (EP 02 70 044 A2).This melts when the cell overheats Fuse element and interrupts the current branch via the cell. The voltage sensitive component responds and provides one Current branch parallel to the cell for guiding the battery current Available (EP 02 70 044 A2).

Bei Hochtemperaturbatterien, deren Batterieketten parallel geschaltet sind, kann während des Anfahr- und Abfahrvorganges eine Zerstörung von einzelnen Zellen auftreten, denn die Erwärmung kann nicht vollkommen gleichmäßig erfolgen und auch die Abkühlung führt zu Temperaturdifferenzen zwischen den einzelnen Batterieketten. For high-temperature batteries, whose battery chains are connected in parallel are destroyed during the start-up and shutdown process individual cells occur because the warming cannot be complete done evenly and cooling also leads to Temperature differences between the individual battery chains.

Die bereits aufgeheizten Zellen führen in den Zellen, bei denen erst ein vergleichsweise kleiner Kanal aufgeheizt ist, zu unzulässigen Stromdichten.The already heated cells lead into the cells, where only one comparatively small channel is heated, too impermissible Current densities.

Hier setzt die Erfindung ein, der die Aufgabe zugrunde liegt, eine Schutzeinrichtung zu entwickeln, mit der unerwünschte Stromflüsse über parallel liegende Zellen oder Batterien mit zu stark voneinander abweichenden Stromleitungseigenschaften verhindert und damit Schäden der oben beschriebenen Art vermieden werden können.This is where the invention, which is based on the object, begins Develop protective device with which undesirable current flows over parallel cells or batteries with too much of one another deviating power line properties prevented and thus damage the type described above can be avoided.

Die Aufgabe wird bei einer Schutzeinrichtung für Hochtemperaturbatterien, die einzelne Batterie- oder Zellenketten mit einer Anzahl von Polen gleicher Polarität aufweisen, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine Schalteinrichtung zum Verbinden der Pole gleicher Polarität ein Schaltelement enthält, das eine der Anzahl der Pole gleicher Polarität der Batterie- oder Zellenkette entsprechende Zahl von leitend miteinander verbundenen Schaltstücken aufweist, die längs einer Linie in Abständen voneinander angeordnet sind und die einerseits in Einschaltstellung mit den längs einer gleichartigen Linie angeordneten Polen in Eingriff sind und andererseits in Ausschaltstellung von den Polen durch Luftspalte getrennt sind. Mit dieser Vorrichtung ist es möglich, die Zellen der Batterie beim Aufheizen erst auf eine gleichmäßige Temperatur zu bringen, bevor ein Schaltvorgang erfolgt, durch den die Zellen parallel geschaltet werden. The task is with a protective device for High temperature batteries, the individual battery or cell chains with have a number of poles of the same polarity, according to the invention solved in that a switching device for connecting the poles same polarity contains a switching element that one of the number of Poles of the same polarity corresponding to the battery or cell chain Number of conductively connected switching pieces, which are spaced from each other along a line and the on the one hand in the on position with the along a similar line arranged poles are engaged and on the other hand in Switch-off position are separated from the poles by air gaps. With this device it is possible to the cells of the battery Heat up to an even temperature before bringing one Switching takes place by which the cells are connected in parallel.

Bei gleichmäßiger Temperatur haben die Batterien nahezu die gleichen Charakteristiken, so daß keine unerwünscht hohen Stromdichten in einzelnen Zellen entstehen. Wenn die Batterien längere Zeit durch Abkühlung unter die Arbeitstemperatur stillgesetzt werden sollen, wird die Schalteinrichtung in die Ausschaltstellung gebracht. Die Zellen können dann in unterschiedlichen Zeiten abkühlen, ohne daß bei unterschiedlichen Temperaturen der Zellen Ausgleichstrome Schäden in einzelnen Zellen hervorrufen können.At a constant temperature, the batteries are almost the same Characteristics so that no undesirably high current densities in individual cells arise. If the batteries run out for a long time Cooling below the working temperature should be stopped brought the switching device into the off position. The cells can then cool in different times without different temperatures of the cells compensating currents damage in can cause individual cells.

Insbesondere wird ein Temperaturfühler innerhalb der Batterien an einer Stelle angeordnet, die aufgrund der Wärmeleitfähigkeitsverhältnisse und der Gegebenheiten der Aufheizungsvorrichtung später als die anderen Stellen beim Aufheizen der Batterien, z. B. von einem äußeren Heizelement aus, die für das einwandfreie Arbeiten der Batterien geeignete Temperatur annimmt. Der Temperaturfühler wird zweckmäßigerweise mit einem Anzeigeelement verbunden, an dem festgestellt werden kann, ob die für den Betrieb geeignete Temperatur erreicht worden ist.In particular, a temperature sensor is attached to the inside of the batteries Place arranged due to the thermal conductivity and the circumstances of the heating device later than the others When heating the batteries, e.g. B. from an external Heating element made for the proper functioning of the batteries assumes a suitable temperature. The temperature sensor will expediently connected to a display element on which it can be determined whether the temperature suitable for the operation has been achieved.

Vorzugsweise sind die Linien, längs der die Schaltstücke und Pole angeordnet sind, Geraden oder Kreise. Um gegenüber Fertigungstoleranzen unabhängig zu sein, werden zweckmäßigerweise entweder federnde Schaltstücke am Schaltelement oder federnde Kontaktstücke an den Polen angeordnet. Das Schaltelement besteht bei einer bevorzugten Ausführungsform aus einem Isolierkörper und aus den am Isolierkörper befestigten Schaltstücken. Der Isolierkörper ist insbesondere eine Stange oder ein Rohr.Preferably the lines are along which the contacts and poles are arranged, straight lines or circles. To meet manufacturing tolerances to be independent are expediently either resilient Contact pieces on the switching element or resilient contact pieces on the poles arranged. The switching element is a preferred one Embodiment of an insulating body and from the insulating body attached switching elements. The insulating body is in particular one Rod or pipe.

Mit dem Isolierkörper sind die Kontaktstücke verbunden, die im eingeschalteten Zustand mit den Polen im Eingriff sind. Vorteilhafterweise gleitet die andere Seite eines Kontaktstücks unmittelbar auf einer Art Sammelschiene, von der der Strom zum Verbraucher geleitet wird. Das beweglich ausgeführte Schaltstück kann auch aus einem Metall, beispielsweise aus Kupfer, hergestellt werden, das unmittelbar die Schaltstücke trägt. Ein bewegliches Schaltelement kann eine Drehbewegung oder eine translatorische Bewegung ausführen. With the insulating body, the contact pieces are connected, which in switched on state are engaged with the poles. The other side of a contact piece advantageously slides directly on a kind of busbar from which the current to Consumer is directed. The moving switching piece can also be made of a metal, for example, made of copper, which is the direct Contact pieces carries. A movable switching element can be a rotary movement or a Execute translatory movement.

In einer besonders vorteilhaften Ausführung der Erfindung werden die Kontaktstücke auf einer kreisförmigen metallischen Scheibe angeordnet und bei der Einschaltbewegung auf einer schraubenförmigen Kurve mit den Polen verbunden. Die Steigung dieser schraubenförmigen Kurve ist zweckmäßigerweise steil. Mit dieser erfindungsgemäßen Ausführung können kleine Abmessungen erreicht werden und vergleichsweise große Kontaktkräfte erzielt werden. Die schraubenförmige Bewegung wird dadurch erzielt, daß mit dem Schaltelement ein Gewindestück verbunden ist, das im Eingriff mit einer axial nicht verschieblichen Mutter steht. Diese Mutter kann als Zahnrad ausgeführt sein, wobei die Zahnräder benachbarter Schalteinrichtungen im Eingriff sein können.In a particularly advantageous embodiment of the invention, the Contact pieces arranged on a circular metallic disc and when switching on on a helical curve with the Poland connected. The slope of this helical curve is expediently steep. With this embodiment according to the invention small dimensions can be achieved and comparatively large Contact forces can be achieved. The helical movement is thereby achieved that a threaded piece is connected to the switching element, the is in engagement with an axially immovable nut. These Nut can be designed as a gear, the gears neighboring switching devices can be engaged.

Um beim Ausschalten größere Geschwindigkeiten zu erreichen, kann erfindungsgemäß zwischen dem Antrieb und dem Schaltelement eine Feder angeordnet werden, die eine Bewegung des Schaltelements erst nach Erreichen eines bestimmten, beispielsweise mittels einer einstellbaren Kugelarretierung, Federkraft ermöglicht.To achieve higher speeds when switching off, you can According to the invention a spring between the drive and the switching element are arranged, the movement of the switching element only after Reaching a certain one, for example by means of an adjustable one Ball lock, spring force enables.

In einer weiteren Ausbildung werden Kontaktstücke durch Exzenterwelle gegen die Pole gedrückt.In a further training, contact pieces are made by an eccentric shaft pressed against the poles.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von in einer Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben, aus dem sich weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile ergeben.The invention is described below with reference to a drawing illustrated embodiments described in more detail, from which further details, features and advantages result.

Es zeigenShow it

Fig. 1 eine Schalteinrichtung für eine Hochtemperaturbatterie in Seitenansicht; Figure 1 is a switching device for a high temperature battery in side view.

Fig. 2 ein Pol einer Hochtemperaturbatterie mit einem federnden Kontaktstück in Seitenansicht; Figure 2 shows a pole of a high temperature battery with a resilient contact piece in side view.

Fig. 3 ein Schaltelement mit einem federnden Schaltstück in Seitenansicht; Fig. 3 is a circuit element with a resilient contact in a side view;

Fig. 4 ein stangenartiges, metallisches Schaltelement mit Schalt stücken und einer flexiblen Leitung in Seitenansicht; Figure 4 is a rod-like, metallic switching element with switching pieces and a flexible line in side view.

Fig. 5 ein flaches linealartiges Schaltelement aus Isolierstoff mit einem Schaltstück im Querschnitt; Figure 5 is a flat ruler-like switching element made of insulating material with a switching piece in cross section.

Fig. 6 ein bewegliches Schaltelement mit einem zylindrischen Isolierstab und einem ringförmigen Schaltstück im Querschnitt; Figure 6 shows a movable switching element with a cylindrical insulating rod and an annular switching piece in cross section.

Fig. 7 ein Schaltelement und ein Batteriepol mit einem federnden Kontaktstück im Querschnitt; Fig. 7 is a switching element and a battery terminal having a resilient contact piece in cross-section;

Fig. 8 ein Schaltelement mit einer drehbaren Scheibe, auf der Schaltstücke angeordnet sind im Schnitt; Fig. 8 is a circuit element with a rotatable disc disposed on the contact pieces in section;

Fig. 9 ein bewegliches Schaltelement mit einem Antrieb und mit Federvorspannung in Seitenansicht; Fig. 9 is a movable switching element with a drive and with spring bias in side view;

Fig. 10 ein Schaltelement mit einem zylindrischen Isolierkörper und mit Schaltstücken in Seitenansicht; FIG. 10 is a switching element having a cylindrical insulating body and with contact members in a side view;

Fig. 11a, b ein Schaltelement mit einem exzentrischen Betätigungs mechanismus im Querschnitt und in Draufsicht. Fig. 11a, b, a switching element with an eccentric actuating mechanism in cross section and in plan view.

In Fig. 1 sind mit 1, 2, 3 . . . n die Pole gleicher Polarität einer Hochtemperaturbatterie bezeichnet. 1′, 2′, 3′ . . . n′ sind Schaltstücke, die zu einem relativ zur Hochtemperaturbatterie 4 beweglichen Schaltelement 5 gehören. Die Pole 1, 2 bis n sind mit den Zellenketten der Hochtemperaturbatterie verbunden. Das Schaltelement 5 ist länglich ausgebildet und in axialer Richtung verschiebbar gelagert. Mit den Schaltstücken 1′, 2′ bis n sind Leitungen 6, 6′ bis 6′′′ verbunden, die zu einer gemeinsamen Ableitung verlaufen, an die ein in näher dargestellter Verbraucher angeschlossen ist.In Fig. 1 are 1, 2, 3rd . . n denotes the poles of the same polarity of a high-temperature battery. 1 ′, 2 ′, 3 ′. . . n 'are switching elements which belong to a switching element 5 which is movable relative to the high-temperature battery 4 . The poles 1 , 2 to n are connected to the cell chains of the high-temperature battery. The switching element 5 is elongated and slidably mounted in the axial direction. With the switching pieces 1 ', 2 ' to n lines 6 , 6 'to 6 ''' are connected, which run to a common derivative to which a consumer is shown in more detail.

Die Schaltstücke 1′, 2′, 3′ bis n sind längs einer gemeinsamen Linie 8 im Abstand voneinander angeordnet. Die Linie 8 ist eine Gerade. Die Pole 1, 2, 3 bis P sind auf einer gleichartigen Linie 9 angeordnet. Das Schaltelement 5 ist mit einem nicht dargestellten Antrieb verbunden, der das Schaltelement in Richtung des in Fig. 1 mit 10 bezeichneten Pfeils zu zwei, je mit A und E bezeichneten Endlagen bewegt. Wenn sich das Schaltelement in der in Fig. 1 dargestellten Endlage A befindet, befinden sich Luftspalte zwischen den Polen 1 bis n und den Schaltstücken 1′ bis n′.The contact pieces 1 ', 2 ', 3 'to n are arranged along a common line 8 at a distance from one another. Line 8 is a straight line. The poles 1 , 2 , 3 to P are arranged on a similar line 9 . The switching element 5 is connected to a drive, not shown, which moves the switching element in the direction of the arrow labeled 10 in FIG. 1 to two end positions, each labeled A and E. If the switching element is in the end position A shown in Fig. 1, there are air gaps between the poles 1 to n and the switching pieces 1 'to n'.

Wird das Schaltelement in die Endlage E bewegt, dann stehen die Schaltstücke 1′ bis n′ mit den Polen 1 bis n′ in Eingriff. If the switching element is moved into the end position E, then the switching pieces 1 'to n' are in engagement with the poles 1 to n '.

Mit der Batterie 4 ist eine Heizeinrichtung 11 verbunden, die nur in der Anlaufphase Wärme an die Batterie 4 abgibt. Die Hochtemperaturbatterie 4 arbeitet z. B. bei mehr als 290°C. Wird die Batterie 4 eine längere Zeit nicht benötigt, dann wird der Batterie aus Wirtschaftlichkeitsgründen keine Heizleistung zugeführt. Die Batterie kühlt dann auf einen unterhalb der Arbeitstemperatur liegende Temperatur ab, bei der sie nicht mehr funktionsfähig ist. Da die Wärmeableitbedingungen in der Batterie 4 nicht überall gleich sind, kühlen sich die einzelnen Zellen, zu denen die Pole 1 bis n jeweils gehören, unterschiedlich schnell ab. Bei unterschiedlichen Temperaturen ändern sich die Charakteristiken der Zellen, d. h. es treten auch Unterschiede in den Zellenspannungen und den Leitfähigkeiten auf. Dies kann zu Ausgleichsströmen und zu hohen Stromdichten in einzelnen Zellen und im Zusammenhang damit zu Beschädigungen der Zellen führen.With the battery 4, a heater 11 is connected, which emits only in the start-up phase heat to the battery. 4 The high temperature battery 4 works z. B. at more than 290 ° C. If the battery 4 is not needed for a long time, then no heating power is supplied to the battery for reasons of economy. The battery then cools down to a temperature below the working temperature at which it is no longer functional. Since the heat dissipation conditions in the battery 4 are not the same everywhere, the individual cells, to which the poles 1 to n each belong, cool down at different speeds. The characteristics of the cells change at different temperatures, ie there are also differences in cell voltages and conductivities. This can lead to equalizing currents and high current densities in individual cells and in connection with this damage to the cells.

Um solche Schäden zu vermeiden, wird das Schaltelement 5 in die Öffnungsstellung bewegt, wenn sich die Batterie 4 auf niedrige Temperaturen abkühlen soll. Dies kann z. B. damit verbunden werden, daß die der Batterie selbst entnommene Energie zur Aufheizung abgeschaltet wird. Für die Abschaltung wird zweckmäßigerweise ein mit dem Schaltelement 5 betätigbarer Heizstromkreis unterbrochen, der nicht näher dargestellt ist.In order to avoid such damage, the switching element 5 is moved into the open position when the battery 4 is to cool down to low temperatures. This can e.g. B. be connected to the fact that the energy taken from the battery itself is switched off for heating. A heating circuit which can be actuated by the switching element 5 and which is not shown in more detail is expediently interrupted for the shutdown.

In der Batterie 4 befindet sich ein Temperaturfühler 12 an einer Stelle, die in Bezug auf die der Batterie 4 von außen zur Aufheizung zugeführte Wärme später als die anderen Teile der Batterie die Arbeitstemperatur erreicht. Dieser Temperaturfühler 12 ist an ein Anzeigegerät 13 angeschlossen. Bei der Aufheizung der Batterie 4 ist aus einer unter der Arbeitstemperatur liegenden Temperatur muß das Schaltelement 5 in der Öffnungslage A sein. Das Schaltelement 5 verbleibt in Öffnungsstellung, bis der Temperaturfühler 12 die Betriebstemperatur von z. B. 290°C mißt. Dann wird das Schaltelement 5 in die Schließlage E bewegt. Da alle Zellen dann ihre Betriebstemperatur erreicht haben, treten keine ungleichmäßigen Stromdichten in den einzelnen Zellen oder unerwünschte Ausgleichsströme auf. In the battery 4 there is a temperature sensor 12 at a point which, in relation to the heat supplied to the battery 4 from outside for heating, reaches the working temperature later than the other parts of the battery. This temperature sensor 12 is connected to a display device 13 . When the battery 4 is heated, the switching element 5 must be in the open position A from a temperature below the working temperature. The switching element 5 remains in the open position until the temperature sensor 12 reaches the operating temperature of e.g. B. measures 290 ° C. Then the switching element 5 is moved into the closed position E. Since all cells have then reached their operating temperature, there are no uneven current densities in the individual cells or undesired equalizing currents.

Die Fig. 2 zeigt einen Pol 1 der Batterie 4 mit einem federnden Kontaktstück 14. Das Schaltstück 1′ wird z. B. in axialer Richtung des Pols 1 bewegt. Bei geschlossenem Kontakt liegt das Schaltstück 1′ am Kontaktstück 14 an und drückt dieses ein Stück zusammen. In Öffnungsstellung, die in Fig. 2 dargestellt ist, befindet sich ein Luftspalt zwischen dem Schaltstück 1 und dem Kontaktstück 1. Fig. 2 shows a pole 1 of the battery 4 with a resilient contact piece 14. The contact 1 'is z. B. moved in the axial direction of the pole 1 . When the contact is closed, the contact piece 1 'rests on the contact piece 14 and presses it together a little. In the open position, which is shown in FIG. 2, there is an air gap between the switching element 1 and the contact element 1 .

In Fig. 3 ist ein Teil eines Schaltelements 5 dargestellt, das einen Zylinder 15 mit einem Schaltstück 1′ zeigt. An der Stirnseite des Schaltstücks 1′ ist ein federndes Kontaktstück 15, z. B. mit U- oder C-förmigem Querschnitt befestigt. In Einschaltstellung legt sich das Kontaktstück 15 gegen den Pol der Batterie 4.In Fig. 3 a part of a switching element 5 is shown, which shows a cylinder 15 with a switching piece 1 '. At the end of the contact piece 1 'is a resilient contact piece 15 , for. B. with a U or C-shaped cross section. In the switched-on position, the contact piece 15 lies against the pole of the battery 4 .

In Fig. 4 ist ein Schaltelement 5 mit einer metallischen Stange 16 dargestellt, an der die metallischen Schaltstücke 1′, 2′ bis n′ im Abstand voneinander befestigt sind. Die Stange 16 wird von einem nicht dargestellten Antrieb axial in eine Ausschalt- oder eine Einschaltstellung bewegt. An die Stange 16 ist eine flexible Leitung 17 angeschlossen, die zu einem bzw. mehreren Stromverbrauchern verläuft.In Fig. 4, a switching element 5 is shown with a metallic rod 16 on which the metallic contact pieces 1 ', 2 ' to n 'are attached at a distance from each other. The rod 16 is moved axially into a switch-off or a switch-on position by a drive, not shown. A flexible line 17 is connected to the rod 16 and runs to one or more electricity consumers.

In Fig. 5 ist ein Schaltelement 5 mit einer linealartigen Stange 18 aus Kunststoff dargestellt. Auf der Stange 18 sind in Abständen Schaltstücke 19 als C-förmige Federn angeordnet.In Fig. 5, a switching element 5 is shown with a ruler-like rod 18 made of plastic. On the rod 18 switching pieces 19 are arranged as C-shaped springs.

Die Fig. 6 zeigt ein Schaltelement mit einem Zylinder 20 aus Isolierstoff und einem ringförmigen, auf dem Zylinder 20 befestigten Schaltstück 21 im Querschnitt. Weitere Schaltstücke sind in Abständen auf dem Zylinder 20 angeordnet. Fig. 6 shows a switching element having a cylinder 20 made of insulating material and an annular cylinder 20 mounted on the switch piece 21 in cross section. Further contact pieces are arranged on the cylinder 20 at intervals.

Die Fig. 7 zeigt eine zylindrische Stange 22, auf der ein Schaltstück 23 in Form eines Metallrohrsegments befestigt ist, im Querschnitt. Weitere Schaltstücke 23 sind in Abständen auf der Stange 22 angeordnet, die um ihre Längsachse drehbar ist. Als Antrieb ist z. B. ein Hebel 24 mit der Stange 22 verbunden. Ein Pol 25 enthält ein federndes Kontaktstück 26, gegen das das Schaltstück 23 in Schließstellung des Schalters anliegt. Diese Stellung ist in Fig. 7 dargestellt. Fig. 7 shows a cylindrical rod 22 , on which a contact piece 23 is fastened in the form of a metal tube segment, in cross section. Further switching pieces 23 are arranged at intervals on the rod 22 , which is rotatable about its longitudinal axis. As a drive z. B. a lever 24 connected to the rod 22 . A pole 25 contains a resilient contact piece 26 against which the contact piece 23 rests in the closed position of the switch. This position is shown in Fig. 7.

In Öffnungsstellung wird die Stange 22 gedreht, wodurch die exzentrisch auf der Stange 22 sitzenden Schaltstücke 23 aus ihrer Verbindung mit den Kontaktstücken 25 gelöst werden.In the open position, the rod 22 is rotated, as a result of which the switching elements 23 seated eccentrically on the rod 22 are released from their connection with the contact elements 25 .

In Fig. 8 ist ein Schaltelement 27 dargestellt, das auf einer Metallscheibe 28 die Schaltstücke 1′, 2′ bis n trägt. Die den Schaltstücken 1′, 2′ bis n′ abgewandte Seite der Metallscheibe 28 ist mit einem Gewindestab 29, der in einer Mutter 30 gelagert ist. Diese Mutter 30 ist in ortsfesten Begrenzungen 31, 32 angeordnet. Zum Herstellen der Verbindung zwischen den Schaltstücken 1′ bis n′ und den Polen 1 bis n wird die Mutter 30 von einem nicht dargestellten Antrieb gedreht, wobei die Schaltstücke 1′ bis n′ axial gegen die Pole 1 bis n bewegt werden, bis sie mit den Polen 1 bis n in Eingriff sind.In Fig. 8, a switching element 27 is shown, which carries the switching pieces 1 ', 2 ' to n on a metal disk 28 . The contact pieces 1 ', 2 ' to n 'facing away from the metal disc 28 is with a threaded rod 29 which is mounted in a nut 30 . This nut 30 is arranged in fixed boundaries 31 , 32 . To establish the connection between the contact pieces 1 'to n' and the poles 1 to n, the nut 30 is rotated by a drive, not shown, the contact pieces 1 'to n' being moved axially against the poles 1 to n until they are with the poles 1 to n are engaged.

In Fig. 9 ist ein Schaltelement 33 dargestellt, das eine längsverschieblich gelagerte Stange 34 aus Isoliermaterial aufweist, die mit Schaltstücken 35 versehen ist. Die Stange 35 ist über eine Feder 36 mit einem nicht dargestellten Antrieb verbunden. Eine Kugelarretierung 37 übt auf die Stange 34 eine Rückhaltekraft aus. Erst wenn diese Kraft überwunden ist, setzt sich die Stange 34 mit den Schaltstücken 35 in Bewegung. Die Bewegung ist dann schlagartig, d. h. es wird eine große Abschaltgeschwindigkeit erreicht. Die Schaltstücke 35 sind jeweils, wie bei der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung, über flexible Leitungen mit einem Kabel verbunden, das zu einem oder mehreren Verbrauchern verlegt ist.In Fig. 9, a switching element 33 is shown, which has a longitudinally displaceably mounted rod 34 made of insulating material, which is provided with switching pieces 35 . The rod 35 is connected via a spring 36 to a drive, not shown. A ball lock 37 exerts a retaining force on the rod 34 . Only when this force has been overcome does the rod 34 set in motion with the contact pieces 35 . The movement is then abrupt, ie a high switch-off speed is reached. The switching pieces 35 are, as in the device shown in FIG. 1, connected via flexible lines to a cable which is laid to one or more consumers.

Die Fig. 10 zeigt in Seitenansicht ein bewegliches Schaltelement 38 mit einer längs verschiebbar gelagerten Stange 39, die mit einem nicht dargestellten Antrieb verbunden ist. Die Stange 39 besteht aus Isolierstoff und trägt die Schaltstücke 1′, 2′ bis n′, die in eingeschaltetem Zustand je mit den Polen 1, 2 bis n in Eingriff sind. Auf einer Seite der Schaltstücke 1′, 2′ bis n′ ist ein eine elektrisch leitende Sammelschiene 39 angeordnet, längs der die Schaltstücke 1′, 2′ bis n′ gleiten. Fig. 10 shows a side view of a movable switching element 38 with a longitudinally displaceably mounted rod 39 which is connected to a drive, not shown. The rod 39 is made of insulating material and carries the contact pieces 1 ', 2 ' to n ', which are each engaged with the poles 1 , 2 to n when switched on. On one side of the contact pieces 1 ', 2 ' to n 'an electrically conductive busbar 39 is arranged, along which the contact pieces 1 ', 2 'to n' slide.

Die Fig. 11a zeigt im Querschnitt ein Schaltelement 40, das einzelne federartige Schaltstücke 41 aufweist, die je an einem Ende in eine Schiene 42 übergehen. FIG. 11a shows in cross-section, a switching element 40, the single spring-like contact pieces 41 has, depending on the transition at one end in a rail 42.

Die freien Enden der Schaltstücke 41 sind oberhalb der Pole 1, 2, 3 bis n der Batterie 4 angeordnet. Eine Exzenterwelle 43 ist über den federartigen Schaltstücken 41 angeordnet und in Böcken 44 drehbar gelagert. Je nach der Drehstellung der mit einem nicht dargestellten Antrieb verbundenen Exzenterwelle 43 befinden sich die Schaltstücke 41 in der in Fig. 11a dargestellten Ausschaltposition oder liegen in Einschaltstellung an den Stirnseiten der Pole 1, 2 . . . n an.The free ends of the switching pieces 41 are arranged above the poles 1 , 2 , 3 to n of the battery 4 . An eccentric shaft 43 is arranged above the spring-like switching pieces 41 and rotatably supported in blocks 44 . Depending on the rotational position of the eccentric shaft 43 connected to a drive (not shown), the switching elements 41 are in the switch-off position shown in FIG. 11 a or are in the switch-on position on the end faces of the poles 1 , 2 . . . n on.

Claims

1. Protection device for high-temperature batteries, which have individual battery or cell chains each with a number of poles of the same polarity, characterized in that a switching device for connecting the poles of the same polarity contains a switching element ( 5 , 27 , 33 , 38 , 40 ) that one of the number of poles ( 1 , 2 to n) of the same polarity of the battery or cell chain corresponding number of conductively connected switching pieces ( 1 ', 2 ' to n '), which are arranged along a line ( 8 ) at intervals from each other and which on the one hand are engaged in the switched-on position with the poles ( 1 , 2 to n) arranged along a similar line ( 9 ) and on the other hand are separated from the poles by air gaps in the switched-off position.

2. Protection device according to claim 1, characterized in that the lines ( 8, 9 ), along the switching pieces ( 1 ', 2 ' to n) and poles ( 1 , 2 to n) are arranged, are straight lines or circles.

3. Protection device according to claim 1 or 2, characterized in that the poles of the battery or cell chain are provided with resilient contact pieces ( 14 ).

4. Protection device according to claim 1 or 2, characterized in that the switching pieces ( 1 ') are resilient.

5. Protection device according to claim 4, characterized in that on the switching pieces ( 1 ') resilient contact pieces ( 15 ) are attached.

6. Protection device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the switching element ( 5 ) is designed to be movable and consists of an insulating body ( 18 ) with switching pieces ( 19 ) attached to this insulating body.

7. Protection device according to one or more of claims 1 to 5, characterized in that the switching element ( 5 ) is designed to be movable and consists of a body made of a highly conductive material.

8. Protection device according to claim 6, characterized in that the switching element ( 5 ) is designed to be movable and has a rectangular or circular cross section.

9. Protection device according to claim 6 or one of the following claims 7 and 8, characterized in that the switching pieces ( 23 ) of the movable switching element ( 5 ) are hollow cylinders (pipe sections).

10. Protection device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the switching element ( 5 ) is designed to be movable and carries out a translational movement between a switch-on and a switch-off position.

11. Protection device according to one of claims 1 to 9, characterized, that the switching element is designed to be movable and a Rotates.

12. Protection device according to claim 6, characterized in that the switching pieces ( 21 ) on the movable switching element are tubular segments.

13. Protection device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the switching element ( 27 ) is designed to be movable and makes a helical movement.

14. Protection device according to claim 13, characterized in that the switching element ( 27 ) is designed to be movable and is connected to a threaded pin ( 29 ) which is connected to a nut ( 30 ) which is not movable in the axial direction.

15. Protection device according to claim 14, characterized in that the nut ( 30 ) is designed as a gear.

16. Protection device according to claim 15, characterized, that the gear of a switching device with that of an adjacent one is engaged.

17. Protection device according to one or more of the preceding claims, characterized in that between the drive of the movable switching element ( 33 ) and the switching element ( 33 ) itself a spring ( 36 ) is arranged.

18. Protection device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the switching element ( 33 ) is designed to be movable and is held by a ball lock ( 37 ) until the spring force exceeds a certain value.

19. Protection device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the switching pieces ( 1 ) of the movable switching element ( 38 ) are in direct contact with a busbar ( 39 ).

20. Protection device according to claim 19, characterized in that the busbar ( 39 ) has a rectangular cross section, on which two contact strips are welded.

21. Protection device according to claim 20, characterized in that a longitudinal groove is milled into the busbars ( 30 ).

22. Protection device according to one or more of the preceding claims, characterized in that resilient switching elements ( 41 ) emanate from a metal strip, which can be pressed against the poles ( 1 , 2 ... N) of the cell or battery chains by an eccentric shaft ( 43 ) are.

23. Protection device according to one or more of the preceding claims, characterized in that a temperature sensor ( 12 ) which is arranged within a battery ( 4 ) at a point which, when the battery ( 4 ) is heated up, is later than the other points of the battery Working temperature of the battery is reached, is connected to a display device ( 13 ) which displays the temperature above which a switch operation is permitted.