DE69820408T2

DE69820408T2 - Trennungssystem für eine Batterie

Info

Publication number: DE69820408T2
Application number: DE69820408T
Authority: DE
Inventors: Holger Alksnat; Stefan Kriegesmann
Original assignee: Delphi Automotive Systems Deutschland GmbH
Current assignee: Delphi Automotive Systems Deutschland GmbH
Priority date: 1998-01-13
Filing date: 1998-12-22
Publication date: 2004-05-27
Anticipated expiration: 2018-12-23
Also published as: EP0931701A2; DE69820408D1; EP0931701A3; EP0931701B1

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Batterietrennsystem zur Verwendung in einem elektrischen System eines Kraftfahrzeuges.
Hintergrund der Erfindung
Sicherungsanordnungen zum Trennen einer Fahrzeugbatterie von elektrischen Lasten in einem Kraftfahrzeug sind gut bekannt. Im Allgemeinen umfassen derartige Sicherungsanordnungen einen elektrischen Leiter mit einem Abschnitt, der schmilzt, wenn ein zu hoher Strom durch den Abschnitt des Leiters fließt. Während dieser Typ von Sicherungsanordnung gut verhindert, dass zu hohe Ströme an eine elektrische Last fließen, besitzt er dahingehend Beschränkungen, dass er nur funktioniert, wenn ein zu hoher Strom durch den Leiter fließt. Auch ist es, sobald eine Sicherung durchgebrannt ist, auch notwendig, die Sicherung zu ersetzen, um die Batterie wieder mit den elektrischen Lasten zu verbinden. Die U.S.-A-4,798,968 beschreibt ein System gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1. Die GB-A-2292263 beschreibt ein System mit einem Trägheitsfreigabemechanismus.
Zusammenfassung der Erfindung
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Batterietrennsystem vorzusehen, das eine Fahrzeugbatterie von einer elektrischen Last bei Detektion eines nachteiligen Zustandes oder bei manueller Betätigung trennt.
Ein Batterietrennsystem gemäß der vorliegenden Erfindung ist über die U.S.-A-4,798,968 durch die in dem kennzeichnenden Abschnitt von Anspruch 1 dargelegten Merkmale gekennzeichnet.
Die vorliegende Erfindung sieht einen Schutz für elektrische Lasten bei Detektion eines erfassten nachteiligen Zustandes vor, wie beispielsweise einer übermäßig hohen Temperatur, einem Fahrzeugzusammenprall, einem Überlaststrom, einer Diebstahlsicherungsvorrichtung oder einem anderen nachteiligen Zustand, von denen jeder das vorbestimmte Signal bereitstellen kann. Ferner kann das vorbestimmte Signal durch einen manuell betätigbaren Schalter geliefert werden.
Zeichnungskurzbeschreibung
Die vorliegende Erfindung wird nun nur beispielhaft unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, in welchen:
1 ein schematisches Schaubild einer ersten Ausführungsform eines Batterietrennsystems gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
2 ein schematisches Schaubild einer zweiten Ausführungsform eines Batterietrennsystems gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
3 ein schematisches Schaubild einer dritten Ausführungsform eines Batterietrennsystems gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
4 ein schematisches Schaubild einer vierten Ausführungsform eines Batterietrennsystems gemäß der vorliegenden Erfindung in einer ersten Stellung des Buchsenkontaktes ist;
5 eine zu 4 ähnliche Ansicht in einer zweiten Stellung des Buchsenkontaktes ist;
6 eine zu 4 ähnliche Ansicht in einer dritten Stellung des Buchsenkontaktes ist; und
7 ein schematisches Schaubild einer fünften Ausführungsform eines Batterietrennsystems gemäß der vorliegenden Erfindung ist.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
Wie in 1 gezeigt ist, umfasst das Batterietrennsystem 10 einen ersten elektrischen Leiter 12, der mit einem Batterieanschlussverbinder 14 verbunden ist, und einen zweiten elektrischen Leiter 16, der mit einer oder mehreren elektrischen Lasten 18 verbunden ist. Der Batterieanschlussverbinder 14 kann mit einem Batterieanschluss (nicht gezeigt) einer Batterie eines Kraftfahrzeuges verbunden werden, um das Batterietrennsystem 10 direkt an der Fahrzeugbatterie direkt zu befestigen. Ein zusätzlicher elektrischer Leiter 20 ist mit dem Batterieanschlussverbinder 14 verbunden, um Strom an zusätzliche elektrische Lasten 32 zu liefern, die normalerweise permanent mit der Fahrzeugbatterie verbunden sein müssen. Ein erster elektrischer Kontakt 22 ist an dem ersten Leiter 12 befestigt, und ein zweiter elektrischer Kontakt 24 ist an dem zweiten Leiter 16 befestigt. Bei der ersten Ausführungsform ist der erste Kontakt 22 ein Steckerkontakt, und der zweite Kontakt 24 ist ein entsprechender Buchsenkontakt. Das Batterietrennsystem 10 umfasst auch ein elektrisches Antriebsmittel 26. Der Steckerkontakt 22 (der das elektrische Verbindungsmittel definiert) ist an dem elektrischen Antriebsmittel 26. befestigt. Das elektrische Antriebsmittel 26 kann den Steckerkontakt 22 in der axialen Richtung von Pfeil A zwischen einer ersten Stellung, in der der Steckerkontakt mit dem Buchsenkontakt 24 gekoppelt ist, und einer zweiten Stellung (wie in 1 gezeigt ist) hin- und herbewegen, in der der Steckerkontakt von dem Buchsenkontakt getrennt ist. Das elektrische Antriebsmittel 26 bewegt den Steckerkontakt 22 gemäß eines vorbestimmten Signals auf Leitung 28, die mit dem elektrischen Antriebsmittel verbunden ist.
Das Signal auf Leitung 28 kann durch eine einer Anzahl von Vorrichtungen geliefert werden, wie beispielsweise einem manuell betätigbaren Schalter (zum Trennen der Batterie während des Transportes, der Lagerung oder der Wartung des Kraftfahrzeuges); oder einem Sensor, der einen nachteiligen Zustand detektiert, wie beispielsweise einen Fahrzeugzusammenstoß, einen Überlaststrom, übermäßig hohe Temperaturen, einen Fahrzeugdiebstahl, etc. Das elektrische Antriebsmittel 26 ist bevorzugt vorgespannt, um den Steckerkontakt 22 in der ersten Stellung anzuordnen, wobei der Steckerkontakt durch das elektrische Antriebsmittel in die zweite Stellung bewegt wird, wenn auf Leitung 28 das vorbestimmte Signal erzeugt wird. Das elektrische Antriebsmittel 26 ist bevorzugt eine elektromagnetische Vorrichtung, wie beispielsweise ein Solenoid, Elektromagnet oder ein Relais.
Bei der zweiten Ausführungsform des Batterietrennsystems 110, die in 2 gezeigt ist, sind gleiche Teile mit denselben Bezugszeichen wie bei der ersten Ausführungsform jedoch um 100 erhöht bezeichnet. Bei dieser zweiten Ausführungsform des Batterietrennsystems 110 (im Vergleich zu der ersten Ausführungsform) ist der erste Kontakt 122 ein Buchsenkontakt, und das elektrische Verbindungsmittel umfasst einen Steckerkontakt 130, der an dem elektrischen Antriebsmittel 126 befestigt und durch dieses bewegbar ist. Der Steckerkontakt 130 ist für alle Stellungen des Steckerkontaktes mit dem ersten Buchsenkontakt 122 gekoppelt. Der Steckerkontakt 130 ist in der ersten Stellung des Steckerkontaktes auch mit dem zweiten Buchsenkontakt 124 gekoppelt, ist jedoch in der zweiten Stellung des Steckerkontaktes von dem zweiten Buchsenkontakt getrennt. Der Steckerkontakt 130 sieht daher in der ersten Stellung des Steckerkontaktes eine Verbindungsbrücke zwischen den ersten und zweiten Buchsenkontakten 122, 124 vor. Ein Betrieb der zweiten Ausführungsform des Batterietrennsystems 110 ist im Wesentlichen gleich dem, das oben für die erste Ausführungsform beschrieben ist.
Bei der dritten Ausführungsform des Batterietrennsystems 210, die in 3 gezeigt ist, sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen wie bei der zweiten Ausführungsform jedoch um 200 erhöht bezeichnet. Bei dieser dritten Ausführungsform des Batterietrennsystems 210 (im Vergleich zu der ersten Ausführungsform) ist der zweite Kontakt 224 ein Steckerkontakt, und das elektrische Verbindungsmittel umfasst einen Buchsenkon takt 230, der an dem elektrischen Antriebsmittel 226 befestigt und durch dieses bewegbar ist. Der Buchsenkontakt 230 ist für alle Stellungen des Buchsenkontaktes mit dem zweiten Steckerkontakt 224 gekoppelt. Der Buchsenkontakt 230 ist auch in der ersten Stellung des Buchsenkontaktes mit dem ersten Steckerkontakt 222 gekoppelt, ist jedoch in der zweiten Stellung des Buchsenkontaktes von dem ersten Steckerkontakt getrennt. Der Buchsenkontakt 230 sieht daher in der ersten Stellung des Buchsenkontaktes eine Verbindungsbrücke zwischen den ersten und zweiten Steckerkontakten 222, 224 vor. Ein Betrieb der dritten Ausführungsform des Batterietrennsystems 210 ist im Wesentlichen gleich dem, der oben für die erste Ausführungsform beschrieben ist.
Die vierte Ausführungsform des Batterietrennsystems 310, das in den 4 bis 6 gezeigt ist, ist ähnlich der in 3 gezeigten dritten Ausführungsform, wobei gleiche Teile mit den gleichen Bezugszeichen jedoch um 300 erhöht bezeichnet worden sind. Bei dieser vierten Ausführungsform ist der zusätzliche elektrische Leiter 320 elektrisch mit dem Buchsenkontakt 330 anstatt dem Batterieanschlussverbinder 314 verbunden. Der Buchsenkontakt 330 ist an dem elektrischen Antriebsmittel 326 befestigt und durch das elektrische Antriebsmittel 326 von einer ersten Stellung (4) zu einer zweiten Stellung (5) und von der ersten Stellung zu einer dritten Stellung (6) bewegbar. In der ersten Stellung wird der Buchsenkontakt mit dem ersten Steckerkontakt 322 und mit dem zweiten Steckerkontakt 324 gekoppelt, um elektrischen Strom an die elektrischen Lasten 318 zu liefern, die mit dem zweiten Leiter 316 verbunden sind, und an die zusätzlichen elektrischen Lasten 332 zu liefern, die mit dem zusätzlichen elektrischen Leiter 320 verbunden sind, der normalerweise permanent mit der Fahrzeugbatterie verbunden sein muss. Wenn ein Sensor (nicht gezeigt) einen nachteiligen Zustand detektiert, oder ein manueller Schalter (nicht gezeigt) betätigt wird, empfängt das elektrische Antriebsmittel 326 ein Signal auf Leitung 328 und bewegt den Buchsenkontakt 330 in die in 5 gezeigte zweite Stellung. In der zweiten Stellung sind die elektrischen Lasten 318 von der Fahrzeugbatterie getrennt, jedoch bleiben die elektrischen Lasten 332 mit der Fahrzeugbatterie verbunden. Wenn es notwendig wird, alle elektrischen Lasten 318, 332 von der Fahrzeugbatterie (beispielsweise während eines Transports des Fahrzeugs) vollständig zu trennen, kann ein Signal auf Leitung 328 (beispielsweise durch manuelle Betätigung) gesendet werden, um das elektrische Antriebsmittel 326 zu betätigen und damit den Buchsenkontakt 330 in die in 6 gezeigte dritte Stellung zu bewegen. Alternativ dazu kann der Buchsenkontakt 330 durch manuelle Betätigung von der ersten Stellung in die dritte Stellung bewegt werden.
Die fünfte Ausführungsform des Batterietrennsystems 410, das in 7 gezeigt ist, ist ähnlich zu der in den 4 bis 6 gezeigten vierten Ausführungsform, wobei gleiche Teile mit den gleichen Bezugszeichen jedoch um 400 erhöht bezeichnet worden sind. Bei dieser fünften Ausführungsform besitzt der zusätzliche elektrische Leiter 420 einen Steckerkontaktabschnitt 434, der längsseits des ersten Steckerkontakts 422 liegt und der durch eine Lage 436 aus elektrisch isolierendem Material von diesem getrennt ist. Der bewegbare Buchsenkontakt 430 kann zwischen einer ersten Stellung (wie in 7 gezeigt ist), in der die Steckerkontakte 422, 424 und 434 durch den Buchsenkontakt miteinander elektrisch verbunden sind; einer zweiten Stellung (ähnlich zu 5), in der die Steckerkontakte 422 und 434 durch den Buchsenkontakt 430 elektrisch verbunden sind, jedoch der Steckerkontakt 424 elektrisch getrennt ist; und einer dritten Stellung (ähnlich zu 6) bewegt werden, in der die Steckerkontakte 424 und 434 von dem Steckerkontakt 422 elektrisch getrennt sind. Eine Bewegung des Buchsenkontaktes 430 durch das elektrische Antriebsmittel 426 oder durch manuellen Betrieb erfolgt wie bei der vierten Ausführungsform beschrieben ist.
Die vorliegende Erfindung kann dazu verwendet werden, Strom zu den elektrischen Lasten bei Detektion eines nachteiligen Zustandes oder bei einer manuellen Betätigung eines Schalters zu trennen.
Obwohl die oben beschriebenen Ausführungsformen Beispiele der vorliegenden Erfindung zeigen, die direkt an einem Anschluss einer Batterie befestigt sind, sei angemerkt, dass die vorliegende Erfindung ebenfalls an einer beliebigen geeigneten Position in der elektrischen Verbindung zwischen der Batterie und einer elektrischen Last angeordnet sein könnte.

Claims

Batterietrennsystem (10) mit einem ersten elektrischen Leiter (12), der mit einem Anschluss einer Batterie elektrisch verbindbar ist; einem zweiten elektrischen Leiter (16), der mit einer elektrischen Last (18) elektrisch verbindbar ist; einem ersten elektrischen Kontakt (22), der an dem ersten elektrischen Leiter befestigt ist; einem zweiten elektrischen Kontakt (24), der an dem zweiten elektrischen Leiter befestigt ist; einem elektrischen Verbindungsmittel, das zwischen einer ersten Stellung, in der das Verbindungsmittel die ersten und zweiten Kontakte (22 und 24) elektrisch verbindet, und einer zweiten Stellung hin- und herbewegbar ist, in der die ersten und zweiten Kontakte (22 und 24) voneinander getrennt sind; einem elektrischen Antriebsmittel (26) zur Bewegung des Verbindungsmittels von der ersten Stellung zu der zweiten Stellung bei Empfang eines vorbestimmten Signals, dadurch gekennzeichnet, dass der erste elektrische Kontakt (22) und der zweite elektrische Kontakt (24) axial auf einer Achse ausgerichtet sind, und dass das elektrische Verbindungsmittel in der axialen Richtung der Achse (A) hin- und herbewegbar ist.
Batterietrennsystem nach Anspruch 1, wobei das elektrische Verbindungsmittel der erste elektrische Kontakt (22) ist.
Batterietrennsystem nach Anspruch 2, wobei der erste Kontakt ein Steckerkontakt (22) und der zweite Kontakt ein Buchsenkontakt (24) ist.
Batterietrennsystem nach Anspruch 1, wobei die ersten und zweiten Kontakte Buchsenkontakte (122, 124) sind und das elektrische Verbindungsmittel ein Steckerkontakt (130) ist, der mit den Buchsenkontakten gekoppelt werden kann.
Batterietrennsystem nach Anspruch 1, wobei die ersten und zweiten Kontakte Steckerkontakte (222, 224) sind und das elektrische Verbindungsmittel ein Buchsenkontakt (230) ist, der mit den Steckerkontakten gekoppelt werden kann.
Batterietrennsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das elektrische Antriebsmittel ein Elektromagnet (26) ist.
Batterietrennsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das vorbestimmte Signal durch einen Aufprallsensor und/oder durch einen Überlastdetektor und/oder durch eine Diebstahlsicherungsvorrichtung und/oder durch einen manuell betätigten Schalter erzeugt wird.
Batterietrennsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, ferner mit einem zusätzlichen elektrischen Leiter (320), der mit dem elektrischen Verbindungsmittel (330) elektrisch verbunden und mit zusätzlichen elektrischen Lasten elektrisch verbindbar ist, und wobei das elektrische Verbindungsmittel in der axialen Richtung zwischen der ersten Stellung und einer dritten Stellung hin- und herbewegbar ist, wobei in der zweiten Stellung das elektrische Verbindungsmittel elektrisch mit dem ersten elektrischen Kontakt (322) verbunden ist, und wobei in der dritten Stellung das elektrische Verbindungsmittel von dem ersten elektrischen Kontakt elektrisch getrennt ist.
Batterietrennsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, ferner mit einem zusätzlichen elektrischen Leiter (420), der mit zusätzlichen elektrischen Lasten elektrisch verbindbar ist, und mit einem zusätzlichen elektrischen Kontakt (434), der an dem zusätzlichen elektrischen Leiter befestigt ist, wobei der zusätzliche Kontakt benachbart des ersten Kontaktes (422) positioniert und von diesem durch ein elektrisch isolierendes Material (436) beabstandet ist, und wobei das elektrische Verbindungsmittel (430) in der axialen Richtung zwischen der ersten Stellung und einer dritten Stellung hin- und herbewegbar ist, wobei in der ersten Stellung das elektrische Verbindungsmittel mit dem ersten, zweiten und zusätzlichen elektrischen Kontakt elektrisch verbunden ist, in der zweiten Stellung das elektrische Verbindungsmittel mit dem ersten und zusätzlichen elektrischen Kontakt verbunden ist, und wobei in der dritten Stellung das elektrische Verbindungsmittel von dem ersten elektrischen Kontakt elektrisch getrennt ist.
Batterietrennsystem nach Anspruch 8 oder 9, wobei das elektrische Antriebsmittel (426) das elektrische Verbindungsmittel bei Aufnahme eines anderen vorbestimmten Signals von der ersten Stellung in die dritte Stellung bewegt.
Batterietrennsystem nach Anspruch 10, wobei das zusätzliche vorbestimmte Signal durch einen manuell betätigten Schalter erzeugt wird.
Batterietrennsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 11, ferner mit einem Batterieanschlussverbinder (14), wobei der Batterieanschlussverbinder mit dem ersten elektrischen Leiter (12) verbunden ist.