EP4208922A1 - Durchführung - Google Patents

Durchführung

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EP4208922A1
EP4208922A1 EP21773008.4A EP21773008A EP4208922A1 EP 4208922 A1 EP4208922 A1 EP 4208922A1 EP 21773008 A EP21773008 A EP 21773008A EP 4208922 A1 EP4208922 A1 EP 4208922A1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
area
component
conductor
bushing
section
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP21773008.4A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Helmut Hartl
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schott AG
Original Assignee
Schott AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schott AG filed Critical Schott AG
Publication of EP4208922A1 publication Critical patent/EP4208922A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • Y02E60/13—Energy storage using capacitors

Definitions

  • the invention relates to an electrical bushing comprising a bushing component with an opening, at least one conductor glazed into the opening of the bushing component and at least one guide component connected to the bushing component.
  • Feedthroughs for electrical conductors with a conductor glazed in a glass or glass-ceramic material have become known from a large number of applications.
  • All of the documents mentioned above relate to bushings that are introduced into a housing for storage devices, in particular battery housings.
  • the bushings include conductors with which high currents are discharged into the storage devices or out of the storage device, in particular from the accumulators.
  • Accumulators preferably for lithium-ion batteries or nickel-metal hydride batteries, can be used in various areas, for example for portable electronic devices, mobile phones, power tools or electric vehicles.
  • Batteries can be either disposable, which is disposed of and/or recycled after discharge, or an accumulator.
  • WO 2012/110246 A1 describes the passage of a conductor, which is routed through a glass material and is connected to an electrode connecting component, the electrode connecting component is firmly connected to the conductor, for example by a welded or soldered connection. Such a connection is very complex and has the disadvantage that it cannot be detached.
  • the lines according to WO 2012/110246 A1 are supply lines carrying high currents to and from the battery cell.
  • the invention is aimed at routing control lines.
  • US 2019/0 131 591 A1 shows a bushing with a glass-enclosed conductor and an insulating element made of plastic, through which the conductor is passed.
  • the insulating element is only used for insulation and not for guidance.
  • the insulating element is not used to ensure that a plug can be pushed onto a conductor that is glazed in a glass or glass-ceramic material. None is said about this in US 2019/0 131 591 A1.
  • US 2019/0 131 591 A1 also describes a battery and thus a storage device, but US 2019/0 131 591 A1 does not disclose a partition separating a first and second area from one another. In particular, US 2019/0 131 591 A1 does not describe that the first area is a wet area and the second area is a dry area.
  • US 2014/0 030 902 A1 also shows a feedthrough.
  • the plastic part is only used as an insulator.
  • a guide component which serves to ensure that a plug is pushed onto the at least one conductor encased in a glass or glass-ceramic material, is also in US 2014/0 030 902 A1 not shown.
  • DE 10 2009 014 334 B4 also shows a bushing with a tubular element that serves to direct a conductor towards a socket to lead. It is not explicitly described in DE 10 2009 014 334 B4 that the tubular component consists of a plastic material. Furthermore, it is not clear from DE 102009 014 334 B4 that the insulating body in which the conductor is embedded consists of a glass or glass-ceramic material and the conductor is therefore encased in glass.
  • the object of the invention is to overcome the disadvantages of the prior art and, in particular, to specify a bushing that can be easily and, if necessary, reversibly connected to lines via plug connections.
  • a storage device is to be specified which can be cooled better than hitherto.
  • the first object is achieved by an electrical feedthrough according to claim 1.
  • the second, further object is achieved by a memory device or memory system according to claim 11 or 16.
  • the electrical bushing according to the invention comprises a guide component which is connected to the bushing component.
  • This measure makes it possible to produce a bushing in which a plug can be pushed with a precise fit onto the at least one conductor of the bushing component, which is encased in a glass or glass-ceramic material.
  • the guide component consists of a plastic material, which is connected to the lead-through component, preferably made of a metallic material.
  • the configuration of the guide component from a plastic material, in particular a duroplastic plastic material is advantageous since the complex geometry of the guide component can only be produced with great difficulty and with great effort, in particular machining effort, from the same material as the lead-through component, which is preferably made of metal.
  • thermoplastic material instead of a duroplastic is also particularly preferred, since the guide component with its complex geometry can then be produced simply by means of an injection molding process.
  • thermoplastic materials can be melted down by heating and recycled. The original material properties are retained.
  • the guide component made of plastic can be obtained very easily in the injection molding process.
  • the guide component is designed in such a way that it can be captively connected to the lead-through component.
  • a captive connection is made available in a preferred embodiment, for example, in that the lead-through component includes at least one undercut for connection to the guide component.
  • the plastic of the guide component can be injected into the undercut using an injection molding process for the guide component. Since the coefficient of expansion of the plastic material is higher than that of the metal, the plastic can dig into the undercut of the metal bushing material, so that the plastic and thus the guide component are captively connected to the bushing component.
  • the undercut has a conical profile in the direction of the lead-through component.
  • the conical shape guarantees that the plastic grips the undercut even better, so that the plastic and the metal lead-through component are very firmly connected.
  • such a design provides a play-free, robust connection.
  • the robust connection is also characterized by a high resistance to vibration and acceleration forces.
  • the guide component is in particular designed in such a way that it can accommodate at least one plug which is connected to the at least one conductor.
  • the plug can be slid onto the at least one conductor which is glazed in the lead-through component.
  • a large number of conductors for example six conductors lying next to one another, are preferably glazed into the glass or glass-ceramic material.
  • the plug then also includes a large number of receptacles, for example a total of six receptacles, which can be plugged onto the total of six conductors.
  • the number of glazed conductors is not limited; in principle, multiple glazing of an unlimited number of conductors is conceivable. In these cases it is a matter of multiple implementations.
  • the plug is designed in such a way that it can be captively connected to the guide component.
  • the guide component has a recess and the plug has at least one latching lug that can engage in the recess.
  • the captive connection of the guide component and bushing component which is permanent, i.e. not detachable
  • the captive connection of plug and guide component is not permanent, i.e. a detachable connection by pushing the latching lug out of the recess.
  • the conductor is a two-sided conductor, i.e. a conductor which, after being glazed into the opening of the lead-through component, can be provided with a plug from two sides.
  • the conductor can consist of a total of three parts: a first end section, preferably with a rectangular cross section, a middle section, preferably with a round cross-section and a second end section, preferably with a rectangular cross-section. Then it is possible that the round middle section of the conductor can be glazed in well, while the first end section and the second end section with a rectangular cross section can be connected to a plug in a contact-reliable manner.
  • the different sections can also comprise different materials.
  • a one-piece ladder can also be made available.
  • the end sections preferably the first and second end sections, are designed with a rectangular cross section.
  • the continuous conductor with a rectangular cross section, in particular the continuous 4-edged pin, can also be glazed, preferably glazed in a pressure-tight manner.
  • the continuous 4-point pin in its one-piece embodiment is usually made of one and the same material, i.e. the end sections comprise the same material as the encapsulated middle section, for example copper or NiFe.
  • the different sections can comprise different materials, for example copper for the end sections with a rectangular cross-section and NiFe for the round central section which is glass-enclosed.
  • the end sections made of copper, which are connected to a plug, are characterized by high conductivity, while the central section made of NiFe is characterized by good vitrification, especially in the case of pressure glazing.
  • a first end section, second end section and middle section can each be produced individually and only after the production of the individual parts, the first end section, the middle section and the second end section are connected to one another as individual parts, in particular soldered and/or welded.
  • the individual sections are preferably produced from a drawn or rolled profile wire.
  • the first and the second end portion have a rectangular cross section and the Center section, in contrast, has a round cross-section. Due to the symmetry, the round cross-section can be glazed particularly well.
  • Another advantage of the different sections being connected to form a conductor is that different materials can be used for the different sections.
  • the end sections which are connected to the receptacles of the plug, from copper with good flow conductivity and the middle section, which is glazed, from NiFe.
  • the configuration of at least the end sections with a square cross-section has the advantage that it can be connected particularly well to a plug.
  • other polygonal cross-sections are also conceivable, for example a hexagonal or octagonal cross-section.
  • the electrical bushing according to the invention is preferably used in a dividing wall which separates a moist area, in particular a liquid-carrying area, from a dry area. Separating a wet area from a dry area is beneficial, but by no means mandatory.
  • the moist area preferably includes a liquid cooling medium, for example water or oil, in particular liquids for immersion cooling. With immersion cooling, an electrical component, for example a storage device, is immersed in a dielectric liquid that is thermally conductive for cooling. Fluids for immersion cooling can be fluoropolymers, synthetic esters, or hydrocarbon/oil blends. Components of the controller that do not require liquid cooling and/or immersion cooling are preferably arranged in the dry area, which is separated from the moist area by the partition wall.
  • the moist area is filled with an electrolyte.
  • the moist area forms, for example, a storage cell of a battery or a capacitor. Arrangements are therefore conceivable in which two moist areas are separated from one another. This is the case, for example, when two areas with liquids for immersion cooling have to be separated by a partition.
  • parts of the control electronics can also be arranged in the immersion-cooled areas. It is also possible that the liquids introduced into one of the two areas or both areas are electrolytes, for example of a storage device.
  • the separation of two areas is described here, more than two areas can also be separated from one another by means of partition walls, for example four or more areas. If such dividing walls are used in systems with storage devices, the dividing wall makes it possible in a first embodiment for a liquid-carrying area and a dry area to be separated from one another.
  • the liquid-carrying area enables cooling of the storage device, in particular the battery, for example with a liquid such as water or oil, in particular also immersion cooling. As a result, the longevity of the memory device can be increased. Furthermore, with the cooling it is possible that the storage devices can be charged faster with higher currents.
  • Liquid cooling e.g. immersion cooling
  • the control device for controlling the storage device e.g. the battery
  • the dividing wall preferably comprises an opening into which the lead-through component of the lead-through is preferably inserted tightly with an O-ring.
  • the invention also provides a conductor for a bushing, preferably a battery bushing.
  • the conductor according to the invention is characterized in that the conductor has a first end section, preferably with a rectangular cross section, and a middle section, preferably with a round cross section.
  • the conductor can also comprise a second end section, preferably with a rectangular cross section.
  • first end section and the middle section are individual parts which are connected to one another to form a conductor, in particular electrically connected, in particular soldered and/or welded.
  • a one-piece embodiment with rectangular end sections is also possible.
  • the individual sections can comprise different materials.
  • the material of the end sections is identical to the material of the middle section.
  • the cross-section of the middle section is preferably the same as that of the end section. For example, if the end sections have a square cross-section, then in the case of a one-piece conductor, the middle section preferably also has a square cross-section.
  • the material of the end sections of the conductor is selected in such a way that it is matched to the contact requirements of a plug-in connection, for example.
  • the material can be selected so that the contact or transition resistance is low and there is high conductivity. Copper, for example, is particularly preferred for high conductivity.
  • the material of the middle section of the conductor is preferably matched to the glass material and the type of glazing.
  • the glazing can be both a pressure glazing and a glazing for an adapted implementation. Particularly preferred materials for the center section are NiFe for pressure glazing. Kovar can also be used in the middle section. Whether there is pressure glazing or an adapted bushing is determined by the expansion coefficients of the conductor, material and base body or the housing in which the glazing is made.
  • the coefficients of expansion of the conductor, glass material and base body are approximately the same or largely match Compression pressure is exerted on the glass and conductor by, for example, the body.
  • Compression pressure is exerted on the glass and conductor by, for example, the body.
  • the thermal expansion coefficient of the glass material is lower than that of the base body or housing material, so that pressure can be built up on the glass material by the housing material or base body.
  • the multi-divided conductor provides a conductor that is optimally adapted to the glazing and to the plug contacts.
  • the cross-section of the end sections is preferably identical to the cross-section of the central section which is glazed.
  • the material of the first and second end sections and of the middle section or of the one-piece conductor is preferably one or more of the following materials:
  • Cu a Cu alloy, NiFe, a NiFe alloy (also Ti or a titanium alloy, aluminium, gold, steel or stainless steel, iron, brass, bronze or Kovar are possible materials.
  • Ti or titanium alloys as materials for the conductor are particularly suitable for medical applications of interest.
  • NiFe or an NiFe alloy is provided as the material for the middle section and Cu or a Cu alloy is provided for the first end section and/or the second end section.
  • a conductor has high conductivity in the area of the plug-in connection and allows pressure encapsulation.
  • the invention also provides a storage device with improved cooling.
  • the improved cooling is achieved in that areas with Storage devices, for example, are provided with immersion cooling. Different areas are separated from each other by a partition.
  • Fig. 1 a section through an inventive electric
  • FIG. 2 a front view of an electrical bushing according to FIG. 1 .
  • Fig. 3 two glass-enclosed conductors of the bushing next to one another.
  • Fig. 4 a three-part conductor used in a bushing according to
  • Fig. 5 Embodiment of the invention with two areas, a dry and a wet area.
  • Fig. 6 Embodiment of the invention with two areas, a first and a second wet area.
  • FIG. 1 shows a sectional view of an electrical feedthrough 1 according to the invention, which can preferably be introduced into a partition wall (not shown).
  • the partition wall is part of a system with a storage device, the storage device being cooled, for example, with liquid, eg water or oil or a liquid for immersion cooling, so that the partition wall separates a dry area from a wet area.
  • the electrical feedthrough according to the invention thus provides an electrical connection between the dry area and the wet area.
  • the Electrical bushing 1 according to the invention comprises, as shown in FIG. 1, a bushing component 3 with an opening or openings 5 made in the bushing component 3.
  • the coefficient of expansion of the glass or glass-ceramic material can be chosen to be lower than the coefficient of expansion of the material of the lead-through component 3 .
  • a pressure encapsulation ie a hermetically sealed feedthrough
  • Hermetically sealed means that at a pressure difference of 1 bar the helium leak rate is less than 1.8 mbar l/ s'1 , preferably less than 1-10'9 mbar l/ s'1 .
  • pressure glazing glazing in which the coefficients of expansion of the glass and the surrounding metal do not differ or differ only slightly would also be possible. In such a case, an adapted implementation is available. Pressure encapsulation is preferred, however, since this provides a tight, in particular a hermetically tight, feedthrough as defined above.
  • the material of the lead-through component and/or the conductor is a metallic material, in particular steel, stainless steel, high-grade steel or tool steel or a light metal such as aluminum.
  • Stainless steel, in particular micro-alloyed steels, are particularly preferred as the material for the housing.
  • the conductors may comprise NiFe.
  • the coefficient of expansion of the metallic material is in the range of 10-W 6 1/K to 25-1 0' 6 1/K, preferably 10-10' 6 1/K to 16 W 6 1/K Embodiment has an expansion coefficient lower than that of the lead-through component in order to provide pressure encapsulation.
  • the coefficient of expansion of the glass material is preferably in the range of 8-10' 6 1/K to 20 W 6 1/K, preferably 8 10' 6 1/K to 16 W 6 1/K. Due to the greater coefficient of expansion of the surrounding metal compared to the glass or glass-ceramic material, the metal builds up pressure on the glass or glass-ceramic material and a hermetically sealed feedthrough is made available.
  • the material of the conductor 7.1, 7.2 can be the same as the material of the base body or can include a different metal such as copper, a copper alloy CoSiC or, in particular, an NiFe alloy.
  • the expansion coefficient of the metal pin is in the range of 8-10' 6 1/K to 16-10' 6 1/K, preferably between 8-10' 6 1/K and 12-W 6 1/K. Because of the coefficient of expansion, NiFe or an NiFe alloy is particularly preferred as the material for the conductors 7.1, 7.2. The expansion coefficient of NiFe or an NiFe alloy is approximately 9-10' 6 1/K, whereas the metallic material has an expansion coefficient of approximately 13-10' 6 1/K, so that there is sufficient prestress for a hermetically sealed feedthrough can be built. As previously mentioned, instead of pressure glazing, an adapted implementation would also be conceivable, in which the coefficient of expansion of conductor, base body or housing and glass or glass-ceramic material is approximately the same.
  • the electrical feedthrough comprises at least one guide component 10.1, 10.2, which according to the invention consists of a plastic material, for example a duroplastic or also a thermoplastic plastic.
  • the guide component 10.1, 10.2 serves to push the plug 12, which is only shown for the guide component 10.2, onto the conductors 7.1, 7.2 of the bushing.
  • the material for the guide components 10.1, 10.2 is not metal, but a plastic, which can be obtained very easily by an injection molding process and is therefore above all inexpensive to produce in contrast to a metallic component that causes high manufacturing complexity and high costs.
  • connection means that the lead-through component and the guide component are not detachably connected to one another.
  • a particularly captive connection, in particular a firm connection, between the plastic part and the metal lead-through component 3 is achieved if the metal part has an undercut 20.1, 20.2.
  • a plastic material for example, is injected into the cavity with the undercut 20.1, 20.2, resulting in the guide component 10.1, 10.2.
  • the injection molding tool is introduced into the cavity with the undercut 20.1, 20.2.
  • a plastic guide component is produced by injection molding, into which a plug can be captively inserted.
  • the plastic material then digs into the undercut 20.1, 20.2 and has a tight fit due to the fact that the plastic part has a higher thermal expansion coefficient a than the metal is designed to run.
  • the plug 12 which is pushed onto the two conductors 7.1, 7.2 in the area of the guide 10.2, is held captively in a cutout or opening 22 of the guide component with the aid of a projection or latch 14 of the plug.
  • captive in contrast to the captive connection of lead-through component and guide component, in the case of the plug being inserted into the guide component, captive is not understood to be a fixed connection, but rather a detachable connection.
  • the plug can be detached from the guide component 10.1, 10.2.
  • the individual conductors 7.1, 7.2 are designed in such a way that they can be glazed in the middle of the glass or glass-ceramic material 9.1, 9.2.
  • the conductor projects out of the opening in the bushing component on both sides and can be connected on both sides of the opening in the bushing.
  • the lead-through component 3 has a circumferential groove 30 .
  • the circumferential groove 30 serves to ensure that the lead-through component can be tightly inserted together with the guide component in a partition wall that includes an opening.
  • An O-ring is placed in the groove 30 for this purpose.
  • the partition wall in which the lead-through component of the lead-through is inserted preferably separates a wet or damp area, in particular from a dry area in which, for example, a control unit can be accommodated.
  • FIG. 2 shows a front view of the electrical bushing according to the invention.
  • the lead-through component 3 with the total of six glazed conductors 7.1, 7.2, 7.3, 7.4, 7.5, 7.6 protruding from the lead-through component 3 can be clearly seen.
  • the multiple glazed conductors are each individually glazed in an opening, i.e. the feedthrough component 3 or the base body 3 has a total of six openings, in each of which a conductor 7.1, 7.2, 7.3, 7.4, 7.5, 7.6 is glazed.
  • the lead-through component 3 which preferably consists of a metallic material, comprises an opening 50 into which a screw can be inserted and tightened in order to attach the lead-through component 3 to the partition wall in a captive manner.
  • FIG. 3 shows in detail the encapsulation of a conductor which has contact elements on both sides of the lead-through component 3 .
  • the conductor 7.1, 7.2 is glazed in a glass material 9.1, 9.2 in the lead-through component 3 made of a metal. Only one wall of the lead-through component 3 is shown, in the opening or openings of which the conductor is glazed.
  • a conductor obtained by connecting individual parts is provided.
  • the conductor 7.1, 7.2 comprises a total of three individual parts. This is shown in detail in FIG. 4 for the conductor 7.1.
  • the conductor 7.1 comprises three sections 200.1, 200.2, 200.3. Sections 200.1, 200.2 preferably have a rectangular cross section, section 200.3 has a round cross section for the purpose of glazing.
  • the conductor of the electrical feedthrough according to the invention can be designed with three different sections, but it does not have to be; a conductor made of a single material or a one-piece conductor are also possible.
  • the three-part conductor is not produced as a one-piece component, but from a total of three individual parts, namely the two end parts 200.1, 200.2, onto which a plug is pushed and which is not glazed and has a rectangular cross-section, and the middle part 200.3 with round cross-section for glazing.
  • the individual parts 200.1, 200.2, 200.3 are each produced using their own method and are connected to form the overall conductor 7.1, for example by soldering and/or welding. All ladder parts are made from one wire.
  • the advantage of the three-part conductor is that the individual parts can be prefabricated individually in large quantities and the prefabricated individual parts are assembled into a conductor in a final process step.
  • the materials of the end sections are preferably selected in such a way that they are matched to the contact requirements of the plugs that are connected to the conductor.
  • the materials preferably provide a low contact or transition resistance.
  • a high conductivity is also advantageous.
  • the end sections or end parts 200.1, 200.2 can preferably consist of copper or a copper alloy.
  • the material of the middle section of the conductor is preferably matched to the glass material and the type of glazing, ie an adapted feedthrough or pressure glazing is present.
  • the center part or section 200.3 is preferably made of NiFe or a NiFe alloy.
  • the choice of this material for the middle part allows for an easy Hermetically sealed glazing in contrast to Cu, for example, since the coefficient of expansion of NiFe is only around 9-10' 6 1/K, while the surrounding metal has an expansion of around 13-10' 6 1/K.
  • Other possible materials for the middle section and/or end section of the conductor are brass, bronze, titanium, steel, stainless steel, aluminum or corresponding alloys.
  • the conductor sections can include coatings that are matched to the materials of the plugs that are connected to the conductor. For better insertion into the plug to be connected to the conductor, the end sections of the conductor can include insertion bevels at the tip.
  • FIGS. 5 and 6 show two examples, each with two areas, of the use of partition walls, preferably with the electrical feedthroughs according to the invention, for separating individual areas. Of course, there can also be more than two areas, for example three or four areas.
  • FIG. 5 shows a system, for example a storage system, with two areas, a first, dry area 1000 and a second, moist area 1100.
  • control electronics 1200 are arranged in the first, dry area 1000.
  • FIG. Storage devices for example battery cells 1300.1, 1300.2, 1300.3, 1300.4, are arranged in the second, moist area 1100.
  • the storage devices 1300.1, 1300.2, 1300.3, 1300.4 can be provided with immersion cooling.
  • the storage devices 1300.1, 1300.2, 1300.3, 1300.4 are immersed in an immersion liquid, for example a fluoropolymer, synthetic ester or hydrocarbon/oil mixtures.
  • an electric field for example a fluoropolymer, synthetic ester or hydrocarbon/oil mixtures.
  • the electrical feedthrough 1 allows the first area 1000 and the second area 1100 to be electrically connected to one another, for example those in the first area 1000 housed control electronics 1200 with the memory device 1300.1, 1300.2, 1300.3, 1300.3 housed in the second area 1100
  • FIG. 6 shows a system that again has two areas, a first area 3000 and a second area 3100.
  • both areas are moist areas.
  • a plurality of storage devices 3300.1, 3300.2, 3300.3, 3300.4, 3300.5, 3300.6, 3300.7, 3300.8 are arranged in both wet areas without being restricted to this.
  • the storage device is immersed in a cooling liquid, for example an immersion liquid, both in the first area and in the second area.
  • the two areas 3000 and 3100 are electrically connected to one another by a bushing 1 according to the invention.
  • a number of memory devices can be connected in series.
  • the same components as in FIG. 5 are given the same reference numbers in FIG.
  • wet areas 3000, 3100 it would also be possible to provide a wet area, for example the area 3000, with an element of the control electronics instead of a storage device. In such a case, the control electronics or parts of the control electronics would then also be immersion-cooled.
  • the bushing according to the invention is used in particular in a component, in particular a system with a storage device and a partition wall which separates different areas, for example a wet area from a dry area.
  • a control device in particular for a storage device, can be arranged in the dry area of the system.
  • the storage device itself is arranged in the moist area and can be cooled or temperature-controlled by a liquid, for example water or oil or an immersion liquid.
  • a liquid for example water or oil or an immersion liquid.
  • the bushing includes a fastening tab, which can be in one piece or joined together.
  • a fastening tab Preferably, only control currents of a battery to be controlled are conducted to a control unit and vice versa through the conductors.
  • the control currents are currents with a low current value and practically no heat development.
  • the use of a lead-through component according to the invention makes it possible to captively attach a plug to the conductors introduced into the lead-through component in a glass or glass-ceramic, which plug can also be easily removed again from the conductors of the lead-through component.
  • the invention comprises aspects disclosed in subsequent sentences which are not claims but part of the description as disclosed in J15/88 of the EPO.
  • Electrical feedthrough (1) comprising
  • At least one guide component (10.1, 10.2) connected to the lead-through component (3) is provided, wherein
  • the guide component (10.1, 10.2) has a plastic, preferably a duroplastic plastic, as the material.
  • bushing component (3) comprises at least one undercut (20.1, 20.2) for the captive connection to the guide component (10.1, 10.2).
  • the conductor (7.1, 7.2) has a first end section (200.1), preferably with a rectangular cross section, a middle section (200.3), preferably with a round cross section, and a second end section (200.2 ), preferably includes a rectangular cross section.
  • first end section (200.1), the middle section (200.3) and the second end section (200.2) are individual parts which together form the conductor (7.1, 7.2) are preferably electrically connected, in particular soldered or welded. storage system with
  • the storage system in the bulkhead comprises an electrical feedthrough according to any one of claims 1 to 9.
  • the second area comprises at least one control device for controlling the storage device.
  • Control signals are routed via the implementation of the control device to the storage device.
  • Conductor in particular for a bushing, preferably a battery bushing, characterized in that the conductor (7.1, 7.2) has a first end section (200.1), preferably with a rectangular cross section, and a middle section (200.3), preferably with a round transverse section.
  • Ladder according to sentence 15 characterized in that the ladder further comprises a second end section (200.2), preferably with a rectangular cross-section.
  • Head according to one of sentences 15 to 16 characterized in that the first end section (200.1) and the middle section (200.3) are individual parts which are preferably electrically connected to one another to form a conductor (7.1, 7.2), in particular soldered and/or welded.
  • middle section is one or more of the following materials:

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine elektrische Durchführung umfassend ein Durchführungsbauteil mit einer Öffnung und wenigstens ein in die Öffnung des Durchführungsbauteiles in einem Glas- oder Glaskeramikmaterial eingeglasten Leiter. Die elektrische Durchführung ist dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein mit dem Durchführungsbauteil verbundenes Führungsbauteil vorgesehen ist, wobei das Führungsbauteil als Material einen Kunststoff aufweist.

Description

Durchführung
Die Erfindung betrifft eine elektrische Durchführung umfassend ein Durchführungsbauteil mit einer Öffnung, wenigstens ein in die Öffnung des Durchführungsbauteiles eingeglasten Leiter sowie wenigstens ein mit dem Durchführungsbauteil verbundenes Führungsbauteil.
Durchführungen für elektrische Leiter mit einem in ein Glas- oder Glaskeramikmatenal eingeglasten Leiter sind aus einer Vielzahl von Anmeldungen bekannt geworden. Diesbezüglich wird beispielsweise auf die WO 2012/110246 A1 oder die DE10 2018 220 118 A1 verweisen. All die zuvor genannten Schriften beziehen sich auf Durchführungen die in ein Gehäuse für Speichervorrichtungen, insbesondere Batteriegehäuse eingebracht werden. Die Durchführungen umfassen Leiter, mit denen hohe Ströme in die Speichervorrichtungen oder aus der Speichervorrichtung, insbesondere aus den Akkumulatoren abgeführt werden.
Akkumulatoren, bevorzugt für Lithium-Ionen-Batterien oder Nickel- Metallhydridbatterien können in verschiedenen Bereichen, beispielsweise für tragbare elektronische Geräte, Mobiltelefone, Motorwerkzeuge oder Elektrofahrzeuge eingesetzt werden.
Batterien können sowohl eine Einwegbatterie, die nach ihrer Entladung entsorgt und/oder recycelt wird, als auch ein Akkumulator sein.
Während Durchführungen im Stand der Technik immer Batterieanwendungen waren, ist aus keiner der vorgenannten Anmeldungen hervorgegangen wie eine elektrische Durchführung ausgestaltet sein muss, um einerseits an ein Batteriemanagementsystem und andererseits an eine Speichereinrichtung, insbesondere Batterie anschließbar zu sein. Die WO 2012/110246 A1 beschreibt zwar die Durchführung eines Leiters, die durch ein Glasmaterial geführt wird und mit einem Elektroden- Verbindungsbauteil verbunden wird, allerdings ist das Elektroden- Verbindungsbauteil fest mit dem Leiter z.B. durch ein Schweiß- oder eine Lötverbindung verbunden. Eine derartige Verbindung ist sehr aufwändig und hat den Nachteil, dass sie nicht lösbar ist. Zudem handelt es sich bei den Leitungen gemäß der WO 2012/110246 A1 um hohe Ströme führende Versorgungsleitungen zur Batteriezelle und von der Batteriezelle weg. Die Erfindung hingegen ist auf die Durchführung von Steuerleitungen gerichtet.
Die US 2019/ 0 131 591 A1 zeigt eine Durchführung mit einem eingeglasten Leiter und einem Isolierelement aus Kunststoff, durch das der Leiter hindurchgeführt wird. Das Isolierelement dient aber lediglich der Isolation und nicht der Führung. Insbesondere dient das Isolierelement nicht dazu, dass ein Stecker passgenau auf einen in einem Glas- oder Glaskeramikmaterial eingeglasten Leiter aufgeschoben werden kann. Hierzu ist in der US 2019/0 131 591 A1 nichts ausgeführt.
Des Weiteren beschreibt die US 2019/0 131 591 A1 auch eine Batterie und somit eine Speichereinrichtung, jedoch ist in der US 2019/ 0 131 591 A1 keine Trennwand, die einen ersten und zweiten Bereich voneinander trennt, offenbart. Insbesondere ist in der US 2019/0 131 591 A1 nicht beschrieben, dass der erste Bereich ein feuchter Bereich ist und der zweite Bereich ein trockener Bereich.
Neben der US 2019/0 131 591 A1 zeigt auch die US 2014/ 0 030 902 A1 eine Durchführung. Wie schon in der US 2019/ 0 131 591 A1 ist das Kunststoffteil lediglich als Isolator eingesetzt, ein Führungsbauteil, das dazu dient, dass ein Stecker passgenau auf den wenigstens einen in einem Glas- oder Glaskeramikmaterial eingeglasten Leiter aufgeschoben wird, ist auch in der US 2014/0 030 902 A1 nicht gezeigt.
Die DE 10 2009 014 334 B4 zeigt ebenfalls eine Durchführung mit einem rohrförmigen Element, das dazu dient einen Leiter auf eine Steckerbuchse zu führen. Nicht explizit beschrieben in der DE 10 2009 014 334 B4 ist, dass das rohrförmige Bauteil aus einem Kunststoffmaterial besteht. Des Weiteren geht aus der DE 102009 014 334 B4 nicht hervor, dass der Isolierkörper, in den der Leiter eingebettet ist aus einem Glas- oder Glaskeramikmatenal besteht und der Leiter somit eingeglast ist.
Aufgabe der Erfindung ist es die Nachteile des Standes der Technik zu überwinden und, insbesondere eine Durchführung anzugeben, die über Steckverbindungen an Leitungen einfach und gegebenenfalls reversibel anschließbar ist.
Des Weiteren soll eine Speichereinrichtung angegeben werden, die besser als bislang gekühlt werden kann.
Erfindungsgemäß wird die erste Aufgabe durch eine elektrische Durchführung gemäß Anspruch 1 gelöst. Die zweite, weitere Aufgabe wird durch eine Speichereinrichtung bzw. Speichersystem gemäß Anspruch 11 oder 16 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die erfindungsgemäße elektrische Durchführung umfasst ein Führungsbauteil, das mit dem Durchführungsbauteil verbunden ist. Durch diese Maßnahme ist es möglich eine Durchführung darzustellen, bei der ein Stecker passgenau auf den wenigstens einen in einem Glas- oder Glaskeramikmaterial eingeglasten Leiter des Durchführungsbauteiles aufschiebbar ist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Führungsbauteil aus einem Kunststoffmaterial besteht, das mit dem Durchführungsbauteil bevorzugt aus einem metallischen Material verbunden ist. Die Ausgestaltung des Führungsbauteiles aus einem Kunststoffmaterial, insbesondere einem duroplastischen Kunststoffmaterial ist vorteilhaft, da die aufwändige Geometrie des Führungsbauteiles nur sehr schwer und mit hohem Aufwand, insbesondere Bearbeitungsaufwand aus demselben Material wie das Durchführungsbauteil, das bevorzugt aus Metall besteht, hergestellt werden kann. Besonders bevorzugt ist auch der Einsatz eines thermoplastischen Kunststoffmatenals statt eines Duroplasten, da dann das Führungsbauteil in seiner aufwändigen Geometrie durch ein Spritzgießverfahren einfach hergestellt werden kann. Außerdem können thermoplastische Kunststoffmaterialien durch Erwärmung eingeschmolzen und wieder verwertet werden. Hierbei werden die ursprünglichen Materialeigenschaften erhalten.
Generell kann das Führungsbauteil aus Kunststoff sehr einfach im Spritzgießverfahren erhalten werden.
Um das Führungsbauteil sicher mit dem Durchführungsbauteil aus Metall zu verbinden, ist vorgesehen, dass das Führungsbauteil derart ausgestaltet ist, dass es verliersicher mit dem Durchführungsbauteil verbindbar ist.
Eine verliersichere Verbindung wird beispielsweise in einer bevorzugten Ausführungsform dadurch zur Verfügung gestellt, dass das Durchführungsbauteil wenigstens einen Hinterschnitt zur Verbindung mit dem Führungsbauteil umfasst. In den Hinterschnitt kann der Kunststoff des Führungsbauteiles mit einem Spritzgießverfahren für das Führungsbauteil eingespritzt werden. Da der Ausdehnungskoeffizient des Kunststoffmaterials höher als der des Metalls ist, kann sich der Kunststoff im Hinterschnitt des metallischen Durchführungsmaterial verkrallen, so dass der Kunststoff und damit das Führungsbauteil verliersicher mit dem Durchführungsbauteil verbunden ist.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Hinterschnitt einen konischen Verlauf in Richtung des Durchführungsbauteils aufweist. Der konische Verlauf garantiert, dass sich der Kunststoff noch besser in dem Hinterschnitt verkrallt, so dass Kunststoff und Durchführungsbauteil aus Metall sehr fest miteinander verbunden sind. Insbesondere wird durch eine derartige Ausgestaltung eine spielfreie, robuste Verbindung zur Verfügung gestellt. Die robuste Verbindung zeichnet sich auch durch einen hohen Widerstand gegenüber Vibrationen und Beschleunigungskräften aus. Bei der verliersicheren Verbindung von Führungsbauteil und Durchführungsbauteil handelt es sich um eine feste, d.h. eine nicht lösbare Verbindung zweier Bauteile aus unterschiedlichen Materialien, dem Metall des Grundkörpers und dem Kunststoff des Führungsbauteiles.
Das Führungsbauteil ist insbesondere derart ausgebildet, dass es wenigstens einen Stecker, der mit dem wenigstens einem Leiter verbunden ist, aufnehmen kann. Der Stecker kann in dem Führungsbauteil auf den wenigstens einen Leiter der in dem Durchführungsbauteil eingeglast ist, aufgeschoben werden. Bevorzugt sind in dem Glas- oder Glaskeramikmatenal eine Vielzahl von Leitern, beispielsweise sechs nebeneinanderliegende Leiter eingeglast. Der Stecker umfasst dann ebenfalls eine Vielzahl von Aufnahmen, bspw. insgesamt sechs Aufnahmen, die auf die insgesamt sechs Leiter aufgesteckt werden können. Die Anzahl der eingeglasten Leiter ist nicht beschränkt, prinzipiell ist eine mehrfache Einglasung einer unbegrenzten Anzahl an Leitern denkbar. Es handelt sich in diesen Fällen um Mehrfach-Durchführungen.
In einer besonderen Ausführungsform ist der Stecker derart ausgebildet, das er verliersicher mit dem Führungsbauteil verbunden werden kann. Hierzu ist in einer ersten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass das Führungsbauteil eine Aussparung und der Stecker wenigstens eine Rastnase umfasst, die in die Aussparung eingreifen kann. Im Gegensatz zur verliersicheren Verbindung von Führungsbauteil und Durchführungsbauteil, die permanent, d.h. nicht lösbar ist, ist die verliersichere Verbindung von Stecker und Führungsbauteil eine nicht permanente, d.h. eine lösbare Verbindung durch das Herausdrücken der Rastnase aus der Aussparung.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist der Leiter ein zweiseitiger Leiter, d.h. ein Leiter der nach Einglasen in die Öffnung des Durchführungsbauteiles von zwei Seiten mit einem Stecker versehen werden kann.
Wenn der Leiter nicht einteilig ausgeführt ist, so kann der Leiter aus insgesamt drei Teilen, einem ersten Endabschnitt, bevorzugt mit rechteckigem Querschnitt, einem Mittenabschnitt bevorzugt mit rundem Querschnitt und einem zweiten Endabschnitt, bevorzugt mit rechteckigem Querschnitt bestehen. Dann ist es möglich, dass der runde Mittenabschnitt des Leiters gut eingeglast werden kann, der erste Endabschnitt und der zweite Endabschnitt mit rechteckigem Querschnitt dagegen können kontaktsicher mit einem Stecker verbunden werden. Auch können die unterschiedlichen Abschnitte unterschiedliche Materialien umfassen.
Alternativ zu einem dreigeteilten Leiter kann auch ein einteiliger Leiter zur Verfügung gestellt werden. Auch bei einem einteiligen Leiter sind die Endabschnitte, bevorzugt erster und zweiter Endabschnitt mit rechteckigem Querschnitt ausgebildet. Auch der durchgehende Leiter mit rechteckigem Querschnitt, insbesondere der durchgehende 4-Kant-Pin kann eingeglast, bevorzugt druckdicht eingeglast werden. Der durchgehende 4-Kant-Pin in seiner einstückigen Ausführungsform ist in der Regel aus ein und demselben Material, d.h. die Endabschnitte umfassen das gleiche Material wie der eingeglaste Mittenabschnitt, beispielsweise Kupfer oder NiFe.
Bei einem mehrteiligen, beispielsweise dreiteiligen Pin können die unterschiedlichen Abschnitte dagegen unterschiedliche Materialien umfassen, beispielsweise die Endabschnitte mit rechteckigem Querschnitt Kupfer und der runde Mittenabschnitt, der eingeglast wird NiFe. Die Endabschnitte aus Kupfer, die mit einem Stecker verbunden werden, zeichnen sich durch eine hohe Leitfähigkeit aus, der Mittenabschnitt aus NiFe dagegen durch eine gute Einglasbarkeit, insbesondere für den Fall einer Druckeinglasung.
Ein weiterer Vorteil der nicht einteiligen Ausführungsform ist, dass ein erster Endabschnitt, zweiter Endabschnitt und Mittenabschnitt jeweils einzeln hergestellt werden können und erst nach Herstellung der Einzelteile, der erste Endabschnitt, der Mittenabschnitt und der zweite Endabschnitt als Einzelteile miteinander zu einem Leiter verbunden, insbesondere verlötet und/oder geschweißt werden. Bevorzugt werden die einzelnen Abschnitte aus einem gezogenen oder gewalzten Profildraht hergestellt. Insbesondere ist es möglich, dass bspw. der erste und der zweite Endabschnitt einen rechteckigen Querschnitt aufweisen und der Mittenabschnitt im Gegensatz hierzu einen runden Querschnitt. Aufgrund der Symmetrie kann der runde Querschnitt besonders gut eingeglast werden. Ein weiterer Vorteil der unterschiedlichen Abschnitte, die zu einem Leiter verbunden werden ist, dass unterschiedliche Materialien für die unterschiedlichen Abschnitte verwendet werden können. So ist es möglich die Endabschnitte, die mit den Aufnahmen des Steckers verbunden werden aus gut ström leitendem Kupfer auszubilden und den Mittenabschnitt, der eingeglast ist aus NiFe. Die Ausgestaltung zumindest der Endabschnitte mit einem Vierkant-Querschnitt hat den Vorteil, dass dieser besonders gut mit einem Stecker verbunden werden kann. Neben dem Vierkant-Querschnitt beispielsweise der Endabschnitte des Pins sind auch andere Mehrkant-Querschnitte denkbar, beispielsweise ein Sechskantoder Achtkant-Querschnitt.
Bevorzugt findet die erfindungsgemäße elektrische Durchführung in einer Trennwand, die einen feuchten Bereich, insbesondere einen flüssigkeitsführenden Bereich von einem trockenen Bereich trennt, Verwendung. Eine Trennung eines feuchten Bereiches von einem trockenen Bereich ist vorteilhaft, aber keineswegs zwingend. Bevorzugt umfasst der feuchte Bereich ein flüssiges Kühlmedium, beispielsweise Wasser oder Öl, insbesondere Flüssigkeiten für eine Immersionskühlung. Bei einer Immersionskühlung wird ein elektrisches Bauteil, bspw. eine Speichereinrichtung in eine dielektrische Flüssigkeit, die thermisch leitfähig ist zur Kühlung eingetaucht. Flüssigkeiten für die Immersionskühlung können Fluoropolymere, synthetische Ester oder Hydrocarbon/Ölmischungen sein. Im vom feuchten Bereich mit Hilfe der Trennwand getrennten trockenen Bereich sind bevorzugt Bauteile der Steuerung, die keine Flüssigkeitskühlung und/oder Immersionskühlung benötigt angeordnet. Auch ist es möglich Teile der Steuerelektronik mit einer Immersionskühlung zu versehen. Alternativ dazu ist es denkbar, dass der feuchte Bereich mit einem Elektrolyten befüllt ist. In diesem Fall bildet der feuchte Bereich beispielsweise eine Speicherzelle einer Batterie oder eines Kondensators aus. Es sind somit Anordnungen denkbar, bei der zwei feuchte Bereiche voneinander getrennt werden. Dies ist z.B. dann der Fall, wenn beispielsweise zwei Bereiche mit Flüssigkeiten zur Immersionskühlung durch eine Trennwand getrennt werden müssen. In den immersionsgekühlten Bereichen können neben Speichereinrichtungen auch Teile der Steuerelektronik angeordnet sein. Auch ist es möglich, dass die in eine der beiden Bereiche oder beide Bereiche eingebrachten Flüssigkeiten Elektrolyte bspw. einer Speichereinrichtung sind.
Obwohl hier die Trennung von zwei Bereichen beschrieben ist, können auch mehr als zwei Bereiche voneinander mittels Trennwänden getrennt werden, bspw. vier oder mehr Bereiche. Werden derartige Trennwände bei Systemen mit Speichereinrichtungen eingesetzt, so ermöglicht es die Trennwand in einer ersten Ausgestaltung, dass ein flüssigkeitsführender Bereich und ein Trockenbereich voneinander getrennt werden. Der flüssigkeitsführende Bereich ermöglicht eine Kühlung der Speichereinrichtung, insbesondere der Batterie bspw. mit einer Flüssigkeit wie Wasser oder Öl, insbesondere auch eine Immersionskühlung. Hierdurch kann die Langlebigkeit der Speichereinrichtung erhöht werden. Des Weiteren ist es mit der Kühlung möglich, dass die Speichereinrichtungen mit höheren Strömen schneller geladen werden kann.
Auf einer Seite der Trennwand ist bevorzugt für die Speichereinrichtung, eine Flüssigkeitskühlung bspw. Immersionskühlung angeordnet, auf der anderen z.B. in einem trockenen Bereich die Steuereinrichtung zur Steuerung der Speichereinrichtung bspw. der Batterie. Bevorzugt umfasst die Trennwand eine Öffnung in die das Durchführungsbauteil der Durchführung bevorzugt dicht mit einem O-Ring eingesetzt wird.
Neben der Durchführung stellt die Erfindung auch einen Leiter für eine Durchführung, bevorzugt eine Batteriedurchführung, zur Verfügung.
Der erfindungsgemäße Leiter ist dadurch gekennzeichnet, dass der Leiter einen ersten Endabschnitt, bevorzugt mit rechteckigem Querschnitt, sowie einen Mittenabschnitt, bevorzugt mit rundem Querschnitt, aufweist. In einer fortgebildeten Ausführungsform kann der Leiter des Weiteren einen zweiten Endabschnitt, bevorzugt mit rechteckigem Querschnitt, umfassen.
Besonders bevorzugt ist es, wenn der erste Endabschnitt und der Mittenabschnitt Einzelteile sind, die miteinander zu einem Leiter verbunden, insbesondere elektrisch verbunden, insbesondere verlötet und/oder verschweißt sind. Auch eine einstückige Ausführungsform mit rechteckigen Endabschnitten ist möglich. Bei mehrteiligen Leitern können die einzelnen Abschnitte unterschiedliche Materialien umfassen. Bei einer einstückigen Ausführungsform ist das Material der Endabschnitte identisch zum Material des Mittenabschnittes. Des Weiteren ist bei einem einteiligen Leiter der Querschnitt des Mittenabschnittes bevorzugt gleich dem des Endabschnittes. Haben beispielsweise die Endabschnitte einen Vierkant- Querschnitt, so weist beim einstückigen Leiter bevorzugt auch der Mittenabschnitt einen Vierkant-Querschnitt auf.
Generell ist es so, dass das Material der Endabschnitte des Leiters derart gewählt ist, dass es auf die Kontaktanforderungen beispielsweise einer Steckverbindung abgestimmt ist. Hier kann das Material so gewählt werden, dass der Kontakt- oder Übergangswiderstand niedrig ist und eine hohe Leitfähigkeit vorliegt. Besonders bevorzugt für eine hohe Leitfähigkeit ist beispielsweise Kupfer. Das Material des Mittenabschnittes des Leiters ist bevorzugt auf das Glasmaterial und die Art der Einglasung abgestimmt. Die Einglasung kann sowohl eine Druckeinglasung, wie eine Einglasung für eine angepasste Durchführung sein. Besonders bevorzugte Materialien für den Mittenabschnitt sind NiFe für eine Druckeinglasung. Auch Kovar kann im Mittenabschnitt verwandt werden. Ob eine Druckeinglasung oder eine angepasste Durchführung vorliegt, wird durch die Ausdehnungskoeffizienten von Leiter, Material und Grundkörper bzw. das Gehäuse in das die Einglasung vorgenommen wird, bestimmt. Bei einer angepassten Durchführung sind die Ausdehnungskoeffizienten von Leiter, Glasmaterial und Grundkörper in etwa gleich bzw. stimmen weitgehend überein, bei einer Druckeinglasung ist der Ausdehnungskoeffizient des Grundkörpers oder des die Öffnung umgebenden Materials in die der Leiter eingeglast wird, so gewählt, dass ein Kompressionsdruck auf das Glas und den Leiter durch beispielsweise den Grundkörper ausgeübt wird. Bei einer Druckeinglasung ist der thermische Ausdehnungskoeffizient des Glasmaterials niedriger als der des Grundkörpers oder Gehäusematerials, so dass vom Gehäusematerial oder Grundkörper Druck auf das Glasmaterial aufgebaut werden kann. Der mehrfach geteilte Leiter stellt einen Leiter zur Verfügung, der optimal an die Einglasung und an die Steckkontakte angepasst ist.
Auch bei einem einstückigen Leiter mit rechteckigen Endabschnitten ist es möglich den Leiter mit rechteckigem Querschnitt, den sogenannten durchgehende 4-Kant- Pin druckdicht einzuglasen. Beim einstückigen Leiter ist der Querschitt der Endabschnitte bevorzugt identisch dem Querschnitt des Mittenabschnittes, der eingeglast wird.
Bevorzugt ist das Material des ersten und des zweiten Endabschnittes sowie des Mittenabschnittes oder des einstückigen Leiters eines oder mehrere der nachfolgenden Materialien:
Cu, eine Cu-Legierung, NiFe, eine NiFe-Legierung (Auch Ti oder eine Titanlegierung , Aluminium, Gold, Stahl oder Edelstahl, Eisen, Messing, Bronze oder Kovar sind mögliche Materalien. Ti oder Titanlegierungen als Materalien für den Leiter sind insbesondere für medizinische Anwendungen von Interesse.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist als Material für den Mittenabschnitt NiFe oder eine NiFe-Legierung und für den ersten Endabschnitt und/oder den zweiten Endabschnitt Cu oder eine Cu-Legierung vorgesehen. Eine derartige Ausführungsform eines Leiters hat eine hohe Leitfähigkeit im Bereich der Steckverbindung und erlaubt eine Druckeinglasung.
Neben der Durchführung, insbesondere der elektrischen Durchführung stellt die Erfindung auch eine Speichereinrichtung mit verbesserter Kühlung zur Verfügung. Die verbesserte Kühlung wird dadurch erreicht, dass Bereiche mit Speichereinrichtungen bspw. mit einer Immersionskühlung versehen werden. Unterschiedliche Bereiche werden durch eine Trennwand voneinander getrennt.
Die Erfindung soll nachfolgend anhand der Zeichnungen ohne Beschränkung hierauf beschrieben werden.
Es zeigen:
Fig. 1 : einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße elektrische
Durchführung.
Fig. 2: eine Vorderansicht einer elektrischen Durchführung gemäß Fig. 1 .
Fig. 3: zwei nebeneinanderliegend eingeglaste Leiter der Durchführung.
Fig. 4: ein dreiteiliger Leiter eingesetzt in eine Durchführung gemäß der
Erfindung.
Fig. 5: Ausführungsform der Erfindung mit zwei Bereichen, einem trockenen und einem nassen Bereich.
Fig. 6: Ausführungsform der Erfindung mit zwei Bereichen, einem ersten und einem zweiten nassen Bereich.
Fig. 1 zeigt eine Schnittansicht einer erfindungsgemäßen elektrischen Durchführung 1 , die bevorzugt in eine Trennwand (nicht dargestellt) eingebracht werden kann. Die Trennwand ist Teil eines Systems mit einer Speichereinrichtung, wobei die Speichereinrichtung bspw. mit Flüssigkeit, z.B. Wasser oder Öl oder einer Flüssigkeit zu Immersionskühlung gekühlt wird, so dass die Trennwand einen trockenen Bereich von einem nassen Bereich trennt. Die erfindungsgemäße elektrische Durchführung stellt somit eine elektrische Verbindung zwischen dem trockenen Bereich und dem nassen Bereich zur Verfügung. Die erfindungsgemäße elektrische Durchführung 1 umfasst, wie in Fig. 1 dargestellt, ein Durchführungsbauteil 3 mit einer in das Durchführungsbauteil 3 eingebrachten Öffnung bzw. Öffnungen 5. In die Öffnung bzw. Öffnungen 5 des Durchführungsbauteils 3 sind in vorliegender Ausführungsform mehrere Leiter, in Summe in dieser Ausführungsform sechs Leiter, in einem Glas- oder Glaskeramikmatenal 9.1 , 9.2 eingeglast. In der Schnittansicht in Fig. 1 sind zwei nebeneinanderliegende Leiter 7.1 und 7.2 dargestellt. Das in die Öffnung bzw. Öffnungen 5 eingebrachte Glas- oder Glaskeramikmatenal ist mit 9.1 und 9.2 gekennzeichnet. Das Glas- oder Glaskeramikmatenal 9.1 , 9.2 ist zwischen Leiter 7.1 , 7.2 und den Wänden der Öffnung bzw. Öffnungen 5 eingebracht. In einer Ausgestaltung der Erfindung kann der Ausdehnungskoeffizient des Glas- bzw. des Glaskeramikmatenals geringer als der Ausdehnungskoeffizient des Materials des Durchführungsbauteils 3 gewählt werden. In einem solchen Fall wird eine Druckeinglasung, d.h. eine hermetisch dichte Durchführung, durch das Durchführungsbauteil 3 zur Verführung gestellt. Hermetisch dicht bedeutet, dass bei einem Druckunterschied von 1 bar die Helium-Leckrate kleiner 1 W8 mbar l/s ’ 1, bevorzugt kleiner 1 -10’9 mbar l/s '1 ist. Alternativ zu einer Druckeinglasung wäre auch eine Einglasung, bei der die Ausdehnungskoeffizienten von Glas und umgebenden Metall sich nicht oder nur gering unterscheiden, möglich. In einem solchen Fall liegt eine angepasste Durchführung vor. Bevorzugt ist aber eine Druckeinglasung, da hiermit eine dichte, insbesondere eine hermetisch dichte Durchführung wie oben definiert zur Verfügung gestellt. Bei dem Material des Durchführungsbauteiles und/oder des Leiters handelt es sich um ein metallisches Material, insbesondere Stahl, nicht rostender Stahl, Edelstahl oder Werkzeugstahl oder ein Leichtmetall wie Aluminium. Besonders bevorzugt sind für das Gehäuse als Material Edelstahl, insbesondere auch mikrolegierte Stähle. Die Leiter können bspw. NiFe umfassen. Der Ausdehnungskoeffizient des metallischen Materials liegt im Bereich 10-W61/K bis 25-1 O’61/K, bevorzugt 10-10’61/K bis 16 W61/K Das Glas der eingesetzten Glaszusammensetzung weist in einer Ausführungsform einen Ausdehnungskoeffizienten geringer als diejenige des Durchführungsbauteiles auf um eine Druckeinglasung zur Verfügung zu stellen. Der Ausdehnungskoeffizient des Glasmaterials ist bevorzugt im Bereich 8-10’61/K bis 20 W61/K, bevorzugt 8 10'61/K bis 16 W61/K. Durch den größeren Ausdehnungskoeffizienten des umgebenden Metalls im Vergleich zum Glas- oder Glaskeramikmatenal wird vom Metall ein Druck auf das Glas- oder Glaskeramikmaterial aufgebaut und eine hermetisch dichte Durchführung zur Verfügung gestellt. Das Material des Leiters 7.1 , 7.2 kann gleich zu dem Material des Grundkörpers sein oder ein anderes Metall wie Kupfer, eine Kupferlegierung CoSiC oder insbesondere eine NiFe Legierung umfassen. Der Ausdehnungskoeffizient des Metallstiftes liegt im Bereich 8-10’61/K bis 16-10’6 1/K, bevorzugt zwischen 8-10'61/K bis 12- W61/K . Aufgrund des Ausdehnungskoeffizienten ist insbesondere NiFe oder eine NiFe-Legierung als Material für die Leiter 7.1 , 7.2 bevorzugt. Der Ausdehnungskoeffizient von NiFe bzw. einer NiFe-Legierung liegt bei ungefähr 9-10’6 1 /K, wohingegen das metallische Material einen Ausdehnungskoeffizienten von ungefähr 13-10’6 1/K aufweist, so dass eine ausreichende Vorspannung für eine hermetisch dichte Durchführung aufgebaut werden kann. Wie zuvor erwähnt, wäre anstelle der Druckeinglasung auch eine angepasste Durchführung denkbar, bei der der Ausdehungskoeffizient von Leiter, Grundkörper bzw. Gehäuse und Glas- oder Glaskeramikmatenal in etwa gleich ist.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die elektrische Durchführung wenigstens ein Führungsbauteil 10.1 , 10.2 umfasst, das erfindungsgemäß aus einem Kunststoffmatenal, beispielsweise aus einem duroplastischen oder auch einem thermoplastischen Kunststoff besteht. Das Führungsbauteil 10.1 , 10.2 dient dazu den Stecker 12 der nur für das Führungsbauteil 10.2 dargestellt ist, auf die Leiter 7.1 , 7.2 der Durchführung zu schieben. Als Material für die Führungsbauteile 10.1 , 10.2 ist nicht ein Metall vorgesehen, sondern ein Kunststoff, der durch ein Spritzgussverfahren sehr einfach erhalten werden kann und damit vor allem kostengünstig herstellbar ist im Gegensatz zu einem metallischen Bauteil, dass ein hohen Fertigungsaufwand bei hohen Kosten verursacht.
Besonders bevorzugt ist es, wenn das Führungsbauteil 10.1 , 10.2 mit dem metallischen Durchführungsbauteil 3 verliersicher verbunden ist. Verliersichere Verbindung bedeutet im vorliegenden Fall, dass Durchführungsbauteil und Führungsbauteil nicht lösbar miteinander verbunden sind. Eine besonders verliersichere Verbindung, insbesondere feste Verbindung von Kunststoffteil und metallischen Durchführungsbauteil 3 wird erreicht, wenn das Metallteil einen Hinterschnitt 20.1 , 20.2 aufweist. In den Hohlraum mit Hinterschnitt 20.1 , 20.2 wird bspw. ein Kunststoffmatenal ergebend das Führungsbauteil 10.1 , 10.2 eingespritzt. Hierzu wird bspw. das Spritzwerkzeug in den Hohlraum mit Hinterschnitt 20.1 , 20.2, eingebracht. Durch den Spritzguss wird ein Kunststoff- Führungsbauteil hergestellt in das ein Stecker verliersicher eingeführt werden kann. Das Kunststoffmatenal verkrallt sich dann im Hinterschnitt 20.1 , 20.2 und hat aufgrund der Tatsache, dass das Kunststoffteil einen höheren thermischen Ausdehnungskoeffizienten a als das Metall aufweist, einen festen Sitz. Die Verliersicherheit bzw. die feste Verbindung wird dadurch unterstützt, dass der Hinterschnitt konisch nach innen verlaufend ausgebildet ist. Der Stecker 12, der im Bereich der Führung 10.2 auf die beiden Leiter 7.1 , 7.2 aufgeschoben ist, wird verliersicher in einer Aussparung bzw. Öffnung 22 des Führungsbauteiles mit Hilfe eines Vorsprungs bzw. Einrastung 14 des Steckers gehalten. Unter verliersicher wird im Fall das in das Führungsbauteil eingesteckten Steckers aber im Gegensatz zu der verliersicheren Verbindung von Durchführungsbauteil und Führungsbauteil keine feste Verbindung, sondern eine lösbare Verbindung verstanden. So kann durch Herabdrücken des Vorsprungs bzw. der Einrastung 14 der Stecker vom Führungsbauteil 10.1 , 10.2 gelöst werden. Wie aus Fig. 1 zu entnehmen ist, sind die einzelnen Leiter 7.1 , 7.2 derart ausgeführt, dass sie in der Mitte im Glas- bzw. Glaskeramikmatenal 9.1 , 9.2 eingeglast werden können. In einem solchen Fall ragt der Leiter beidseitig aus der Öffnung im Durchführungsbauteil heraus und ist auf beiden Seiten der Öffnung der Durchführung anschließbar. Das Durchführungsbauteil 3 weist eine umlaufende Nut 30 auf. Die umlaufende Nut 30 dient dazu, dass das Durchführungsbauteil zusammen mit dem Führungsbauteil in eine Trennwand, die eine Öffnung umfasst, dicht eingesetzt werden kann. Hierzu wird ein O-Ring in die Nut 30 eingelegt. Bevorzugt trennt die Trennwand in den das Durchführungsbauteil der Durchführung eingesetzt wird einen nassen, bzw. feuchten Bereich, insbesondere von einem trockenen Bereich in dem bspw. ein Steuergerät untergebracht sein kann.
Fig. 2 zeigt eine Vorderansicht der erfindungsgemäßen elektrischen Durchführung. Deutlich zu erkennen ist das Durchführungsbauteil 3 mit den aus dem Durchführungsbauteil 3 herausragenden insgesamt sechs eingeglasten Leitern 7.1 , 7.2, 7.3, 7.4, 7.5, 7.6. Bei der dargestellten Ausführungsform sind die mehreren eingeglasten Leiter jeweils einzeln in eine Öffnung eingeglast, d.h. das Durchführungsbauteil 3 bzw. der Grundkörper 3 weist insgesamt sechs Öffnungen auf, in die jeweils ein Leiter 7.1 , 7.2, 7.3, 7.4, 7.5, 7.6 eingeglast ist. Anstelle vieler einzelner Öffnungen im Grundkörper in die jeweils ein Leiter eingeglast wird, wäre es auch möglich eine einzige Öffnung im Grundkörper vorzusehen, wobei in diese einzige Öffnung mehrere Leiter, beispielsweise alle sechs Leiter zusammen eingeglast werden. Des Weiteren umfasst das Durchführungsbauteil 3, das bevorzugt als einem metallischen Material besteht, eine Öffnung 50, in die eine Schraube eingesetzt und festgezogen werden kann, um das Durchführungsbauteil 3 verliersicher an der Trennwand anzubringen.
In Fig. 3 ist detailliert die Einglasung eines Leiters der auf beiden Seiten des Durchführungsbauteils 3 Kontaktelemente aufweist, dargestellt. Der Leiter 7.1 , 7.2 ist in einem Glasmaterial 9.1 , 9.2 in das Durchführungsbauteil 3 aus einem Metall eingeglast. Vom Durchführungsbauteil 3 ist lediglich eine Wand dargestellt, in deren Öffnung bzw. Öffnungen der Leiter eingeglast wird.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Leiter, der durch das Verbinden von Einzelteilen erhalten wird, zur Verfügung gestellt. Bei dem in Fig. 4 dargestellten Leiter umfasst der Leiter 7.1 , 7.2 insgesamt drei Einzelteile. Dies ist detailliert in Fig. 4 dargestellt für den Leiter 7.1 . Der Leiter 7.1 umfasst vorliegend drei Abschnitte 200.1 , 200,2, 200.3. Die Abschnitte 200.1 , 200.2 weisen bevorzugt einen rechteckigen Querschnitt auf, der Abschnitt 200.3 zwecks Einglasung einen runden Querschnitt. Für eine hermetisch dichte Einglasung, die bei 1 bar Druckunterschieds eine Heliumleckrate kleiner 10'8 mbar l/s zur Verfügung stellt ist es erforderlich, dass der Mittenteil rotationssymmetrisch, d.h. rund ausgebildet ist. Der Leiter der erfindungsgemäßen elektrischen Durchführung kann in einer Ausführungsform der Erfindung mit drei unterschiedlichen Abschnitten ausgeführt sein, muss es aber nicht, auch ein Leiter aus einem einzigen Material oder ein einstückiger Leiter sind möglich.
Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass der dreiteilige Leiter nicht als einstückiges Bauteil hergestellt wird, sondern aus insgesamt drei Einzelteile, nämlich den beiden Endteilen 200.1 , 200.2 auf die jeweils ein Stecker aufgeschoben wird und der nicht eingeglast wird und einen rechteckigen Querschnitt aufweist, sowie dem Mittelteil 200.3 mit rundem Querschnitt zur Einglasung. Die Einzelteile 200.1 , 200.2, 200.3 werden jeweils in eigenen Verfahren hergestellt und zum Gesamtleiter 7.1 verbunden bspw. durch Verlöten und/oder Verschweißen. Sämtliche Leiterteile werden aus einem Draht gewonnen. Der Vorteil des dreigeteilten Leiters ist, dass die Einzelteile einzeln in großer Menge vorgefertigt werden können und die vorgefertigten Einzelteile in einem letzten Verfahrensschritt zu einem Leiter zusammengefügt werden.
Insbesondere ist es bei einem Leiter, der aus mehreren Einzelteilen zusammengesetzt wird, möglich, nicht nur den Querschnitt und die Form, sondern auch das Material jedes Einzelteiles verschieden zu wählen. So sind die Materialien der Endabschnitte bevorzugt so gewählt, dass diese auf die Kontaktanforderungen der Stecker, die mit dem Leiter verbunden werden, abgestimmt sind. Bevorzugt stellen die Materialien einen niedrigen Kontakt- oder Übergangswiderstand zur Verfügung. Auch eine hohe Leitfähigkeit ist vorteilhaft. Um eine hohe Leitfähigkeit zur Verfügung zu stellen, können die Endabschnitte bzw. Endteile 200.1 , 200.2 bevorzugt aus Kupfer oder einer Kupferlegierung bestehen. Das Material des Mittenabschnittes des Leiters ist bevorzugt auf das Glasmaterial und die Art der Einglasung, d.h. eine angepasste Durchführung oder eine Druckeinglasung vorliegt, abgestimmt. In einer Ausführungsform besteht das Mittenteil bzw. der Abschnitt 200.3 bevorzugt aus NiFe oder einer NiFe- Legierung. Die Wahl dieses Materials für den Mittenteil ermöglicht eine einfache hermetisch dichte Einglasung im Gegensatz beispielsweise zu Cu, da der Ausdehnungskoeffizient von NiFe nur bei ungefähr 9-10'61/K liegt, das umgebende Metall aber eine Ausdehnung von ungefähr 13-10'61/K hat. Weitere möglichen Materialien für den Mittenabschnitt und/oder Endabschnitt des Leiters sind Messing, Bronze, Titan, Stahl, Edelstahl, Aluminium oder entsprechende Legierungen. Die Leiterabschnitte können Beschichtungen umfassen, die auf die Materialien der Stecker, die mit dem Leiter verbunden werden, abgestimmt sind. Zur besseren Einführung in die mit dem Leiter zu verbindenden Stecker können die Endabschnitte des Leiters an der Spitze Einführungsschrägen umfassen.
In den Figuren 5 und 6 sind beispielhaft für den Einsatz von Trennwänden bevorzugt mit den erfindungsgemäßen elektrischen Durchführungen zur Abtrennung einzelner Bereiche zwei Beispiele mit je zwei Bereichen gezeigt. Selbstverständlich können es auch mehr als zwei Bereiche, beispielsweise drei oder vier Bereiche sein.
Fig. 5 zeigt ein System, beispielsweise ein Speichersystem mit zwei Bereichen, einem ersten, trockenen Bereich 1000 und einem zweiten, feuchten Bereich 1100. Im ersten trockenen Bereich 1000 ist vorliegend eine Steuerelektronik 1200 angeordnet. Im zweiten, feuchten Bereich 1100 sind vorliegend Speichereinrichtungen, beispielsweise Batteriezellen 1300.1 , 1300.2, 1300.3, 1300.4 angeordnet. Zur Kühlung können die Speichereinrichtungen 1300.1 , 1300.2, 1300.3, 1300.4 mit einer Immersionskühlung versehen sein. Hierzu werden die Speichereinrichtungen 1300.1 , 1300.2, 1300.3, 1300.4 in eine Immersionsflüssikeit, beispielsweise ein Fluoropolymer, synthetische Ester oder Hydrocarbon/Ölmischungen getaucht. In die Trennwand 2000 zwischen dem ersten Bereich 1000 und dem zweiten Bereich 1100 ist eine elektrische
Durchführung 1 gemäß der Erfindung eingebracht. Die elektrische Durchführung 1 erlaubt den ersten Bereich 1000 und den zweiten Bereich 1100 elektrisch miteinander zu verbinden, beispielsweise die im ersten Bereich 1000 untergebrachte Steuerelektronik 1200 mit dem im zweiten Bereich 1100 untergebrachten Speichereinrichtung 1300.1 , 1300.2, 1300.3, 1300.3
Fig. 6 zeigt ein System, das wieder zwei Bereiche aufweist, einen ersten Bereich 3000 und einen zweiten Bereich 3100. Bei der Ausgestaltung gemäß Figur 6 sind beide Bereiche feuchte Bereiche. Im Ausführungsbeispiel gemäß Figur 6 sind mehrere Speichereinrichtungen 3300.1 , 3300.2, 3300.3, 3300.4, 3300.5, 3300.6, 3300.7, 3300.8 ohne Beschränkung hierauf in beiden feuchten Bereichen angeordnet. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Speichereinrichtung sowohl im ersten Bereich wie im zweiten Bereich in einer Kühlflussigkeit bspw. einer Immersionsflüssigkeit eingetaucht. Wie schon bei der Ausgestaltung gemäß Figur 5 sind die beiden Bereiche 3000 und 3100 miteinander elektrisch durch eine erfindungsgemäße Durchführung 1 verbunden. So kann beispielsweise eine Reihenschaltung mehrerer Speichereinrichtungen erfolgen. Gleiche Bauteile wie in Fig. 5 werden in Fig. 6 mit denselben Bezugsziffern belegt.
Alternativ zu einer Anordnung von Speichereinrichtungen, insbesondere Batterien in den feuchten Bereichen 3000, 3100 wäre es auch möglich einen feuchten Bereich, beispielsweise den Bereich 3000 statt mit einer Speichereinrichtung mit einem Element der Steuerelektronik zu versehen. In einem solchen Fall wäre dann auch die Steuerelektronik oder Teile der Steuerelektronik immersionsgekühlt.
Verwendung findet die erfindungsgemäße Durchführung insbesondere in einem Bauteil insbesondere einem System mit einer Speichereinrichtung und einer Trennwand, die unterschiedliche Bereiche, beispielsweise einen feuchten Bereich von einem trocknen Bereich trennt. Im trockenen Bereich des Systems kann bspw. eine Steuereinrichtung, insbesondere für eine Speichereinrichtung angeordnet sein. Im feuchten Bereich ist die Speichereinrichtung selbst angeordnet, die von einer Flüssigkeit, bspw. Wasser oder Öl oder einer Immersionsflüssigkeit gekühlt bzw. temperiert werden kann. Mit dem erfindungsgemäßen Durchführungsbauteil ist es erstmals möglich auf einfache Art und Weise eine Durchführung zur Verfügung zu stellen, die eine sichere Durchleitung durch eine Trennwand die unterschiedliche Medien umfassende Bereiche trennt zur Verfügung stellt. Die erfindungsgemäße Durchführung umfasst eine Einglasung, die druckbeständig, kühlmedienbeständig und/oder elektrolytbeständig ist. Des Weiteren umfasst die Durchführung eine Befestigungslasche, die einstückig oder zusammengefügt sein kann. Bevorzugt werden durch die Leiter lediglich Steuerströme einer anzusteuernden Batterie zu einem Steuergerät und umgekehrt geführt. Im Gegensatz zu den sehr hohen Strömen bei Batterien sind die Steuerströme Ströme mit niedrigem Stromwert und praktisch keiner Wärmeentwicklung. Durch die erfindungsgemäße Verwendung eines Durchführungsbauteils ist es möglich auf die in das Durchführungsbauteil in einem Glas- oder einer Glaskeramik eingebrachten Leiter verliersicher einen Stecker aufzubringen, der auch wieder von den Leitern des Durchführungsbauteiles einfach abgenommen werden kann.
Die Erfindung umfasst Aspekte, die in nachfolgenden Sätzen offenbart sind, die keine Ansprüche sind, sondern Teil der Beschreibung wie in J15/88 des EPA offenbart.
Sätze
1. Elektrische Durchführung (1) umfassend
- ein Durchführungsbauteil (3) mit einer Öffnung (5)
- wenigstens ein in die Öffnung (5) des Durchführungsbauteiles in einem Glas- oder Glaskeramikmatenal (9.1 , 9.2) eingeglasten Leiter (7.1 , 7.2), dadurch gekennzeichnet, dass
- wenigstens ein mit dem Durchführungsbauteil (3) verbundenes Führungsbauteil (10.1 , 10.2) vorgesehen ist, wobei
- das Führungsbauteil (10.1 , 10.2) als Material einen Kunststoff, bevorzugt einen duroplastischen Kunststoff, aufweist.
2. Elektrische Durchführung nach Satz 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Führungsbauteil (10.1 , 10.2) derart ausgestaltet ist, das es verliersicher mit dem Durchführungsbauteil (3) verbindbar ist.
3. Elektrische Durchführung nach Satz 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Durchführungsbauteil (3) wenigstens einen Hinterschnitt (20.1 , 20.2) zur verliersicheren Verbindung mit dem Führungsbauteil (10.1 , 10.2) umfasst.
4. Elektrische Durchführung nach einem der Sätze 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Hinterschnitt (20.1 , 20.2) einen konischen Verlauf in Richtung des
Durchführungsbauteiles (3) aufweist.
5. Elektrische Durchführung nach einem der Sätze 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungsbauteil (10.1 , 10.2) derart ausgebildet ist, das es wenigstens einen Stecker (12), der mit dem wenigstens einen Leiter (7.1 , 7.2) verbunden ist, aufnimmt.
6. Elektrische Durchführung nach Satz 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Stecker (12) derart ausgebildet ist, das der verliersicher mit dem Führungsbauteil (10.1 , 10.2) verbunden werden kann.
7. Elektrische Durchführung nach Satz 6, dadurch gekennzeichnet, dass zur verliersicheren Verbindung von Führungsbauteil (10.1 , 10.2) und Stecker (12), das Führungsbauteil (10.1 , 10.2) eine Aussparung (22) und der Stecker (12) wenigstens eine Einrastung oder einen Vorsprung (14) umfasst.
8. Elektrische Durchführung nach einem der Sätze 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Leiter (7.1 , 7.2) einen ersten Endabschnitt (200.1 ), bevorzugt mit rechteckigem Querschnitt, einen Mittelabschnitt (200.3) bevorzugt mit rundem Querschnitt und einen zweiten Endabschnitt (200.2), bevorzugt mit rechteckigem Querschnitt umfasst.
9. Elektrische Durchführung nach Satz 8, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Endabschnitt (200.1 ), der Mittenabschnitt (200.3) und zweite Endabschnitt (200.2) Einzelteile sind, die miteinander zu dem Leiter (7.1 , 7.2) bevorzugt elektrisch verbunden, insbesondere verlötet oder verschweißt, sind. Speichersystem mit
- wenigstens einem ersten Bereich und einem zweiten Bereich
- einer Trennwand, die den ersten Bereich vom zweiten Bereich trennt, wobei der erste Bereich ein feuchter Bereich ist, der eine Flüssigkeit insbesondere Wasser und/oder Öl aufweist und wenigstens eine Speichereinrichtung umfasst und der zweite Bereich ein trockener Bereich ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Speichersystem in der Trennwand eine elektrische Durchführung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 umfasst. Speichersystem nach Satz 10, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Bereich wenigstens eine Steuereinrichtung zur Steuerung der Speichereinrichtung umfasst. Speichersystem nach Satz 11 , dadurch gekennzeichnet, dass
Steuersignale über die Durchführung von der Steuereinrichtung zur Speichereinrichtung geleitet werden. Verwendung einer elektrischen Durchführung nach einem der Sätze 1 bis 9, in einer Trennwand, die einen feuchten Bereich, insbesondere einen wasser- oder ölführenden Bereich von einem trockenen Bereich trennt. Verwendung nach Satz 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennwand eine Öffnung umfasst, in die das Durchführungsbauteil der Durchführung gemäß einem der Ansprüche 1-9, bevorzugt dicht mit einem O-Ring eingesetzt wird. Leiter, insbesondere für eine Durchführung, bevorzugt eine Batteriedurchführung, dadurch gekennzeichnet, dass der Leiter (7.1 , 7.2) einen ersten Endabschnitt (200.1 ), bevorzugt mit rechteckigem Querschnitt, sowie einen Mittenabschnitt (200.3) bevorzugt mit rundem Querabschnitt aufweist. Leiter nach Satz 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Leiter des Weiteren einen zweiten Endabschnitt (200.2), bevorzugt mit rechteckigem Querschnitt, umfasst. Leiter nach einem der Sätze 15 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Endabschnitt (200.1 ) und der Mittenabschnitt (200.3) Einzelteile sind, die miteinander zu einem Leiter (7.1 , 7.2) bevorzugt elektrisch verbunden, insbesondere verlötet und/oder verschweißt sind. Leiter nach einem der Sätze 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Material des ersten und des zweiten Endabschnittes sowie des
Mittenabschnittes eines oder mehrere der nachfolgenden Materialien ist:
- Cu, eine Cu-Legierung,
- NiFe, eine NiFe-Legierung
- Aluminium, eine Aluminium-Legierung
- Messing, eine Messinglegierung - Bronze, eine Bronzelegierung
- Titan, eine Titanlegierung
- Stahl, eine Stahllegierung
- Kovar Leiter, nach einem der Sätze 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Material der Endabschnitte auf die Kontaktanforderungen mit dem Stecker abgestimmt ist und/oder das Material des Mittenabschnittes auf die Anforderung für die Einglasung. Leiter nach einem der Sätze 15 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Mittenabschnitt als Material NiFe oder eine NiFe-Legierung und der erste Endabschnitt und/oder der zweite Endabschnitt Cu oder eine Cu- Legierung umfasst. Leiter nach einem der Sätze 15 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Endabschnitte eine Einführungsschräge und/oder Beschichtungen, abgestimmt auf den Stecker umfassen. Verwendung eines Leiters gemäß einem der Sätze 15 bis 21 in einer Batteriedurchführung. Verwendung nach Satz 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Leiter in der Batteriedurchführung eine Starkstromleitung und/oder eine Signalleitung ist.

Claims

25 Ansprüche
1. Elektrische Durchführung (1) umfassend
- ein Durchführungsbauteil (3) mit einer Öffnung (5)
- wenigstens ein in die Öffnung (5) des Durchführungsbauteiles in einem Glas- oder Glaskeramikmatenal (9.1 , 9.2) eingeglasten Leiter (7.1 , 7.2), dadurch gekennzeichnet, dass
- wenigstens ein mit dem Durchführungsbauteil (3) verbundenes Führungsbauteil (10.1 , 10.2) vorgesehen ist, wobei
- das Führungsbauteil (10.1 , 10.2) als Material einen Kunststoff aufweist.
2. Elektrische Durchführung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Führungsbauteil (10.1 , 10.2) derart ausgestaltet ist, das es verliersicher mit dem Durchführungsbauteil (3) verbindbar ist.
3. Elektrische Durchführung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Durchführungsbauteil (3) wenigstens einen Hinterschnitt (20.1 , 20.2) zur verliersicheren Verbindung mit dem Führungsbauteil (10.1 , 10.2) umfasst.
4. Elektrische Durchführung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Hinterschnitt (20.1 , 20.2) einen konischen Verlauf in Richtung des Durchführungsbauteiles (3) aufweist.
5. Elektrische Durchführung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungsbauteil (10.1 , 10.2) derart ausgebildet ist, dass es wenigstens einen Stecker (12), der mit dem wenigstens einen Leiter (7.1 , 7.2) verbunden ist, aufnimmt.
6. Elektrische Durchführung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Stecker (12) derart ausgebildet ist, das der verliersicher mit dem Führungsbauteil (10.1 , 10.2) verbunden werden kann.
7. Elektrische Durchführung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zur verliersicheren Verbindung von Führungsbauteil (10.1 , 10.2) und Stecker (12), das Führungsbauteil (10.1 , 10.2) eine Aussparung (22) und der Stecker (12) wenigstens eine Einrastung oder einen Vorsprung (14) umfasst.
8. Elektrische Durchführung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Leiter (7.1 , 7.2) einen ersten Endabschnitt (200.1 ), bevorzugt mit rechteckigem Querschnitt, einen Mittelabschnitt (200.3) bevorzugt mit rundem Querschnitt und einen zweiten Endabschnitt (200.2), bevorzugt mit rechteckigem Querschnitt umfasst.
9. Elektrische Durchführung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Endabschnitt (200.1 ), der Mittenabschnitt (200.3) und zweite Endabschnitt (200.2) Einzelteile sind, die miteinander zu dem Leiter (7.1 , 7.2) verbunden, insbesondere verlötet sind.
10. Elektrische Durchführung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Leiter einstückig mit einem rechteckigen Querschnitt ausgebildet ist. Speichersystem mit
- wenigstens einem ersten Bereich und einem zweiten Bereich
- einer Trennwand, die den ersten Bereich vom zweiten Bereich trennt, wobei der erste Bereich (1000, 3000) bevorzugt ein feuchter Bereich ist, der eine Flüssigkeit insbesondere Wasser und/oder Öl und/oder eine Immersionsflüssigkeit aufweist oder einen Elektrolyten aufweist sowie der zweite Bereich (1100, 3100) bevorzugt ein trockener Bereich oder ein feuchter Bereich ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Speichersystem in der Trennwand eine elektrische Durchführung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 umfasst. Speichersystem nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Bereich (3100) wenigstens eine Steuereinrichtung (1200) zur Steuerung der Speichereinrichtung umfasst. Speichersystem nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass
Steuersignale über die Durchführung von der Steuereinrichtung (1200) zur Speichereinrichtung geleitet werden. Verwendung einer elektrischen Durchführung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, in einer Trennwand, die einen feuchten Bereich, insbesondere einen wasser- oder ölführenden Bereich von einem trockenen Bereich oder feuchten Bereich trennt. 28 Verwendung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennwand eine Öffnung umfasst, in die das Durchführungsbauteil der Durchführung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, bevorzugt dicht mit einem O-Ring eingesetzt wird. Speichersystem mit
- wenigstens einem ersten Bereich und einem zweiten Bereich
- einer Trennwand, die den ersten Bereich vom zweiten Bereich trennt, wobei der erste Bereich ein trockener und/oder feuchter Bereich ist, der eine Flüssigkeit, insbesondere Wasser und/oder Öl, und/oder eine Immersionsflüssigkeit zur Kühlung umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Bereich ein feuchter Bereich mit einer Speicherzelle, insbesondere einer Speicherzelle einer Speichereinrichtung ist. Speichersystem nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennwand eine elektrische Durchführung, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 10 umfasst.
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