JP2017504154A - Battery system and vehicle equipped with battery system - Google Patents
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Abstract
本発明は、バッテリシステム（Ｂ）、特にリチウムイオンバッテリシステムであって、バッテリシステム（Ｂ）と他のシステムとを電気的に接触させるための少なくとも１つの端子（Ｔ）と、バッテリシステム（Ｂ）の使用時の安全性を向上させるための少なくとも１つのアクチュエータ（Ａ）と、を備え、アクチュエータ（Ａ）は、少なくとも１つの端子（Ｔ）とバッテリシステム（Ｂ）のハウジング（Ｇ）との間の、接触要素（ＫＥ）を用いた電気的接触の構築により、バッテリシステム（Ｂ）を放電させることに適しており、アクチュエータ（Ａ）は、電気的接触のための少なくとも１つの端子（Ｔ）に嵌め込まれている、上記バッテリシステム（Ｂ）に関する。【選択図】図１The present invention relates to a battery system (B), particularly a lithium ion battery system, wherein the battery system (B) and another system are in electrical contact with at least one terminal (T), and the battery system (B And at least one actuator (A) for improving safety during use, and the actuator (A) includes at least one terminal (T) and a housing (G) of the battery system (B). Suitable for discharging the battery system (B) by establishing an electrical contact with the contact element (KE) between the actuator (A) and at least one terminal (T) for electrical contact. ) And the battery system (B). [Selection] Figure 1
Description
本発明は、独立請求項の導入部に記載のバッテリシステム、及び当該バッテリシステムの利用に関する。 The present invention relates to a battery system described in an introduction section of an independent claim and use of the battery system.
従来技術では、バッテリシステムの使用時に安全性を向上させるための装置が公知である。例えば、独国特許出願公開第１０２０１１００２６５９号明細書には、リチウムイオンバッテリセルを放電させるための短絡を形成する手段が設けられたリチウムイオンバッテリセルが開示されている。 In the prior art, devices for improving safety when using a battery system are known. For example, German Patent Application Publication No. 102011002659 discloses a lithium ion battery cell provided with means for forming a short circuit for discharging the lithium ion battery cell.
本発明は、バッテリシステム、特にリチウムイオンバッテリシステムであって、バッテリシステムと他のシステムとを電気的に接触させるための少なくとも１つの端子と、バッテリシステムの使用時の安全性を向上させるための少なくとも１つのアクチュエータと、を備え、アクチュエータは、少なくとも１つの端子とバッテリシステムのハウジングとの間の、接触要素を用いた電気的接触の構築により、バッテリシステムを放電させることに適している、上記バッテリシステムに関する。 The present invention relates to a battery system, in particular a lithium ion battery system, for at least one terminal for making electrical contact between the battery system and another system, and for improving safety during use of the battery system. At least one actuator, wherein the actuator is suitable for discharging the battery system by establishing electrical contact with the contact element between the at least one terminal and the housing of the battery system, It relates to a battery system.
本発明は、独立請求項に記載の固有の特徴を備えたバッテリシステム、及び当該バッテリシステムの利用に関する。 The present invention relates to a battery system having the unique features described in the independent claims, and to the use of the battery system.
本発明の核心は、アクチュエータが、電気的接触のための少なくとも１つの端子に嵌め込まれていることである。 The core of the present invention is that the actuator is fitted into at least one terminal for electrical contact.
アクチュエータが電気的接触のための少なくとも１つの端子に嵌め込まれているという状況によって、バッテリシステム、及び／又は、当該バッテリシステムの周辺に存在する人間若しくは物体を、破損したバッテリシステムに起因する起こりうる影響から護るという本発明に基づく効果が得られる。さらに、アクチュエータが電気的接触のための少なくとも１つの端子に嵌め込まれることによって、バッテリシステムをその所与の形状のまま存置できるという本発明に基づく効果が得られる。さらに、アクチュエータが少なくとも１つの端子に嵌め込まれることで、設置場所が節約される。 Depending on the situation where the actuator is fitted in at least one terminal for electrical contact, the battery system and / or humans or objects present around the battery system can be caused by a damaged battery system. The effect based on this invention of protecting from an effect is acquired. Furthermore, the effect of the present invention that the battery system can remain in its given shape is obtained by fitting the actuator into at least one terminal for electrical contact. Furthermore, the installation location is saved by fitting the actuator into at least one terminal.
本発明の背景には、バッテリシステムが破損した場合にバッテリシステムが放電させられ、従ってバッテリシステムが、可能な限り電位がゼロで（ｓｐａｎｎｕｎｇｓｆｒｅｉ）電圧が掛からないため安全な状態へと移行させられるということがある。 The background of the present invention is that if the battery system breaks down, the battery system is discharged, so that the battery system is moved to a safe state because the potential is as low as possible and no voltage is applied. Sometimes.
本発明の更なる別の有利な実施形態は、従属請求項の主題である。 Further advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.
本発明の次の好適な実施形態によれば、アクチュエータは、高インピーダンス状態になるよう設計され、特に、少なくとも１ｋΩ〜１０ｋΩの範囲の電気抵抗を有する。 According to the next preferred embodiment of the invention, the actuator is designed to be in a high impedance state and in particular has an electrical resistance in the range of at least 1 kΩ to 10 kΩ.
アクチュエータが高インピーダンス状態になるよう設計され、特に１ｋΩ〜１０ｋΩの範囲の電気抵抗を有するという事実によって、電流強度が高い際に、例えば１０００Ａ〜２００００Ａである際に、接触要素が信頼性高く駆動されうるという本発明に基づく効果が得られる。これにより、例えば、高い放電電流への切り替えが可能であり、即ち、例示的な高い放電電流は、１０００Ａ〜２００００Ａである。 Due to the fact that the actuator is designed to be in a high impedance state and in particular has an electrical resistance in the range of 1 kΩ to 10 kΩ, the contact element is driven reliably when the current intensity is high, for example 1000 A to 20000 A. The effect based on the present invention is obtained. Thereby, for example, switching to a high discharge current is possible, i.e. an exemplary high discharge current is between 1000A and 20000A.
本発明の次の好適な実施形態によれば、接触要素は、低インピーダンス状態になるよう設計され、特に、最大で５０μΩ〜１５０μΩの範囲の電気抵抗を有する。 According to the next preferred embodiment of the invention, the contact element is designed to be in a low impedance state and in particular has an electrical resistance in the range of up to 50 μΩ to 150 μΩ.
接触要素が低インピーダンス状態になるよう設計され、特に５０μΩ〜１５０μΩの範囲の電気抵抗を有するという事実によって、電流強度が高い際に、例えば１０００Ａ〜２００００Ａである際に、接触要素が信頼性高く駆動されうるという本発明に基づく効果が得られる。これにより、例えば、高い放電電流への切り替えが可能であり、即ち、例示的な高い放電電流は、１０００Ａ〜２００００Ａである。 Due to the fact that the contact element is designed to be in a low impedance state and in particular has an electrical resistance in the range of 50 μΩ to 150 μΩ, the contact element is driven reliably when the current intensity is high, for example 1000 A to 20000 A The effect based on this invention that it can be performed is acquired. Thereby, for example, switching to a high discharge current is possible, i.e. an exemplary high discharge current is between 1000A and 20000A.
本発明の次の好適な実施形態によれば、アクチュエータはコイルである。 According to the next preferred embodiment of the invention, the actuator is a coil.
アクチュエータとしてコイルを利用することによって、低コストで、特に僅かな管理コスト又は僅かな制御コストで、制御されて上記電気的接触が構築されるという本発明に基づく効果が得られる。 By using a coil as an actuator, the effect according to the present invention is obtained that the electrical contact is controlled and constructed at a low cost, in particular at a low management cost or at a low control cost.
本発明の更なる別の好適な実施形態によれば、アクチュエータは、少なくとも１つの状態変数に従った、制御ユニットによる、好適には導体板による、特に回路基板による又はボードによる又はプリント基板による制御のために適しており、状態変数は、バッテリシステムの正常ではなく及び／又は安全ではない状態を表す。 According to yet another preferred embodiment of the invention, the actuator is controlled by a control unit, preferably by a conductor board, in particular by a circuit board or by a board or by a printed board, according to at least one state variable. The state variable represents an abnormal and / or unsafe state of the battery system.
アクチュエータの制御が、少なくとも１つの状態変数に従って制御ユニットによって行われ、その際に、状態変数はバッテリシステムの正常ではなく及び／又は安全ではない状態を表すという好適な実施形態によって、信頼性の高い制御という本発明に基づく効果が得られ、この信頼性の高い制御は、必要に応じて、即ちバッテリシステムの状態に従って行われうる。バッテリシステムの状態は、状態変数を用いて、制御装置によって決定されうる。 Actuator control is performed by the control unit according to at least one state variable, wherein the state variable represents a reliable and / or unsafe state of the battery system, with a reliable embodiment The effect of the present invention of control is obtained, and this reliable control can be performed as needed, i.e. according to the state of the battery system. The state of the battery system can be determined by the controller using state variables.
本発明の次の好適な実施形態によれば、アクチュエータは、接触要素を移動させることに適しており、接触要素は、少なくとも１つの端子とバッテリシステムのハウジングとの間の電気的接触を構築することに適しており、少なくとも１つの端子の内部に取り付けられる。 According to a next preferred embodiment of the invention, the actuator is suitable for moving the contact element, which establishes electrical contact between at least one terminal and the battery system housing. It is particularly suitable and is mounted inside at least one terminal.
本発明の次の好適な実施形態によれば、アクチュエータは、接触要素を移動させることに適しており、接触要素は、少なくとも１つの端子とバッテリシステムのハウジングとの間の電気的接触を構築することに適しており、少なくとも１つの端子の外部に取り付けられる。 According to a next preferred embodiment of the invention, the actuator is suitable for moving the contact element, which establishes electrical contact between at least one terminal and the battery system housing. It is particularly suitable and is mounted outside the at least one terminal.
本発明の更なる別の好適な実施形態によれば、アクチュエータと接触要素とは、固定軸を介して互いに接続される。 According to yet another preferred embodiment of the invention, the actuator and the contact element are connected to each other via a fixed shaft.
固定軸を介したアクチュエータと接触要素との上記接続によって、アクチュエータによる接触要素の操作が、制御されて行われるようになる。 Due to the above-described connection between the actuator and the contact element via the fixed shaft, the operation of the contact element by the actuator is controlled.
本発明の更なる別の好適な実施形態によれば、接触要素は、少なくとも２つのポジションを取ることに適しており、上記ポジションは、接触要素が少なくとも１つの端子とバッテリシステムのハウジングとを互いに電導的に接続しないように接触要素が配置される第１のポジションと、接触要素が少なくとも１つの端子とバッテリシステムのハウジングとを互いに電導的に接続する第２のポジションと、が関わっており、第１のポジションの接触要素には、弾性体によって、特に弾性板又は弾性の螺旋バネによって、第２のポジションの方向に予圧が加えられている。 According to yet another preferred embodiment of the invention, the contact element is suitable for taking at least two positions, said contact element having at least one terminal and the battery system housing relative to each other. A first position in which the contact element is arranged so as not to be conductively connected, and a second position in which the contact element conductively connects the at least one terminal and the battery system housing to each other; The contact element in the first position is preloaded in the direction of the second position by an elastic body, in particular by an elastic plate or an elastic helical spring.
弾性体により接触要素に予圧が加えられることによって、低コストでかつ信頼性高く電気的接触が保証される。さらに、記載された実施形態は、その使用適性（Ｅｉｎｓａｔｚｔａｕｇｌｉｃｈｋｅｉｔ）が簡単に検査される。 The preload is applied to the contact element by the elastic body, so that electrical contact is ensured at low cost and with high reliability. Furthermore, the described embodiments are easily tested for their suitability for use (Einsattaugrichkeit).
本発明の更なる別の好適な実施形態によれば、接触要素は、少なくとも２つのポジションを取ることに適しており、上記ポジションは、接触要素が少なくとも１つの端子とバッテリシステムのハウジングとを互いに電導的に接続せず、かつ、接触要素がピンによって固定的に位置付けられ、アクチュエータがピンを外すことに適している第１のポジションと、接触要素が少なくとも１つの端子とバッテリシステムのハウジングとを互いに電導的に接続させる第２のポジションと、が関わっている。 According to yet another preferred embodiment of the invention, the contact element is suitable for taking at least two positions, said contact element having at least one terminal and the battery system housing relative to each other. A first position in which the contact element is not electrically connected and the contact element is fixedly positioned by the pin and the actuator is suitable for removing the pin; the contact element has at least one terminal and the housing of the battery system; A second position where they are electrically connected to each other.
第１のポジションに接触要素を固定するためにピンを利用することによって、少なくとも１つの端子とバッテリシステムのハウジングとの間の望まれない電気的接触の構築が防止される。さらに、記載された実施形態は、その使用適性が簡単に検査される。 By utilizing a pin to secure the contact element in the first position, construction of unwanted electrical contact between the at least one terminal and the battery system housing is prevented. Furthermore, the described embodiments are easily tested for suitability for use.
本発明の更なる別の有利な実施形態によれば、バッテリシステムの状態変数は、バッテリシステムの充電状態、バッテリシステムの２つの極の間の電圧、バッテリシステムの導線を流れる電流、バッテリシステムの内部若しくは外部の圧力、及び／又は、バッテリシステムの内部又は外部の温度である。 According to yet another advantageous embodiment of the present invention, the state variables of the battery system include the state of charge of the battery system, the voltage between the two poles of the battery system, the current flowing through the battery system leads, Internal or external pressure and / or temperature inside or outside the battery system.
バッテリシステムの状態変数が、バッテリシステムの充電状態、バッテリシステムの２つの極の間の電圧、バッテリシステムの導線を流れる電流、バッテリシステムの内部若しくは外部の圧力、及び／又は、バッテリシステムの内部又は外部の温度であるという状況によって、制御ユニット及びバッテリシステムの使用適性及び信頼性が高められるという本発明に基づく効果が得られる。なぜならば、上記の状態変数によって、信頼性高くかつ充分にバッテリシステムの故障が示唆されるからである。 The state variables of the battery system may include the state of charge of the battery system, the voltage between the two poles of the battery system, the current flowing through the battery system leads, the pressure inside or outside the battery system, and / or the inside or outside of the battery system The effect of the present invention that the suitability and reliability of the control unit and the battery system are enhanced by the situation of the external temperature. This is because the above state variables indicate a reliable and sufficient failure of the battery system.
本発明の更なる別の好適な実施形態によれば、バッテリシステムは、車両で、特に原動機付きの車両で利用される。 According to yet another preferred embodiment of the invention, the battery system is used in a vehicle, in particular in a motor vehicle.
以下では、本発明が、発明の更なる特徴が分かる実施例を用いて解説されるが、本発明は当該実施例の範囲には限定されない。上記実施例は図に示されている。
図１には、第１の実施形態に係るバッテリシステムの使用時の安全性を向上させるための少なくとも１つのアクチュエータを備えた本発明に係るバッテリシステム、特にリチウムイオンバッテリシステムが示されている。「Ｂ」によって、バッテリシステムが表される。「Ｇ」によって、バッテリシステムＢのハウジングが表され、「Ｔ」によって、バッテリシステムＢと他のシステムとの間の電気的接触を構築することに適した少なくとも１つの端子が表される。「Ｉ」によって、少なくとも１つの端子ＴとバッテリシステムＢのハウジングＧとの間に配置される絶縁体が表される。この絶縁体Ｉによって、少なくとも１つの端子ＴとバッテリシステムＢのハウジングＧとの間に望まれない電気的接触が起こり得ないことが保証される。 FIG. 1 shows a battery system, particularly a lithium ion battery system, according to the present invention, which includes at least one actuator for improving safety during use of the battery system according to the first embodiment. A battery system is represented by “B”. “G” represents the housing of battery system B, and “T” represents at least one terminal suitable for establishing electrical contact between battery system B and another system. “I” represents an insulator disposed between at least one terminal T and the housing G of the battery system B. This insulator I ensures that no unwanted electrical contact can occur between at least one terminal T and the housing G of the battery system B.
「ＰＣＢ」によって、制御ユニットが表される。制御ユニットＰＣＢは、状態変数に従って、「Ａ」で表されるアクチュエータを作動させることに適している。状態変数は、バッテリシステムＢの充電状態、バッテリシステムＢの２つの極の間の電圧、バッテリシステムＢの導線を流れる電流、バッテリシステムＢの内部若しくは外部の圧力、及び／又は、バッテリシステムＢの内部又は外部の温度である。さらに、制御ユニットＰＣＢは、図示されないバッテリ管理システムと接続され、バッテリシステムＢがその中で利用される図示されない装置の状態について報知される。例えば、バッテリシステムＢが車両で、特に原動機付きの車両で利用される場合には、車両についての情報、例えば、起こりうる車両の事故についての情報が、図示されないバッテリ管理システムから制御ユニットＰＣＢへと転送されうる。この情報に基づいて、制御ユニットＰＣＢはアクチュエータＡを作動させ、従って、バッテリシステムＢを放電させる。 “PCB” represents a control unit. The control unit PCB is suitable for actuating the actuator represented by “A” according to the state variable. The state variables can be the state of charge of the battery system B, the voltage between the two poles of the battery system B, the current flowing through the conductors of the battery system B, the pressure inside or outside the battery system B, and / or the battery system B Internal or external temperature. Further, the control unit PCB is connected to a battery management system (not shown), and is notified of the status of a device (not shown) in which the battery system B is used. For example, when the battery system B is used in a vehicle, particularly in a vehicle with a motor, information about the vehicle, eg information about possible vehicle accidents, is transferred from a battery management system (not shown) to the control unit PCB. Can be transferred. Based on this information, the control unit PCB actuates the actuator A and thus discharges the battery system B.
アクチュエータＡは、特にコイルでありうる。アクチュエータＡは、少なくとも１つの端子Ｔの内部に配置されている。 The actuator A can in particular be a coil. The actuator A is disposed inside at least one terminal T.
「ＳＴ」によって、アクチュエータＡが「ＫＥ」で表される接触要素とそれを介して機械的に接続される固定軸が表される。固定軸ＳＴは、アクチュエータＡによる、接触要素ＫＥに対する制御された操作及び案内のために用いられる。 “ST” represents a contact shaft where the actuator A is represented by “KE” and a fixed shaft to which the actuator A is mechanically connected. The fixed axis ST is used for controlled operation and guidance of the contact element KE by the actuator A.
「ＫＳ」によって、接触要素ＫＥとバッテリシステムＢのハウジングＧの第１の部分Ａ１との間、及び、接触要素ＫＥと少なくとも１つの端子Ｔの第２の部分Ａ２との間、の接触空隙が表される。 With “KS”, there is a contact gap between the contact element KE and the first part A1 of the housing G of the battery system B and between the contact element KE and the second part A2 of the at least one terminal T. expressed.
アクチュエータＡが制御ユニットＰＣＢによりそれに従って作動される状態変数が、所定の閾値に達し又は当該閾値を上回る場合には、接触要素ＫＥは、アクチュエータＡによって操作されて、固定軸ＳＴを介してアクチュエータＡの方向Ｒに動かされる。その際に、接触要素ＫＥは、接触空隙ＫＳを空間的に越えて、ハウジングＧと少なくとも１つの端子Ｔとを互いに電導的に接続する。接触要素ＫＥによってハウジングＧと少なくとも１つの端子Ｔとが互いに電導的に接続されることによって、バッテリシステムＢがハウジングＧを介して放電させられる。 If the state variable by which the actuator A is actuated accordingly by the control unit PCB reaches or exceeds a predetermined threshold value, the contact element KE is operated by the actuator A to actuate the actuator A via the fixed axis ST. Is moved in direction R. At that time, the contact element KE electrically connects the housing G and the at least one terminal T to each other across the contact gap KS. The battery system B is discharged through the housing G by electrically connecting the housing G and the at least one terminal T to each other by the contact element KE.
「ＤＬ」によって、シールストリップが表される。このシールストリップＤＬは、接触要素ＫＥと、アクチュエータＡと、制御ユニットＰＣＢと、を保護するために役立つ。特に、このシールストリップＤＬによって、第１の部分Ａ１及び第２の部分Ａ２の領域への電導性物質の進入であって、第１の部分Ａ１と第２の部分Ａ２との間の望まれぬ電導性の接続を引き起こし得る上記進入が大幅に防止される。 “DL” represents the seal strip. This sealing strip DL serves to protect the contact element KE, the actuator A and the control unit PCB. In particular, the sealing strip DL is an entry of a conductive material into the regions of the first part A1 and the second part A2, and is not desired between the first part A1 and the second part A2. The ingress that can cause a conductive connection is greatly prevented.
本発明の第１の実施形態に係るバッテリシステムＢは、車両で、特に原動機付きの車両で利用されうる。 The battery system B according to the first embodiment of the present invention can be used in a vehicle, particularly in a vehicle with a prime mover.
図２には、第２の実施形態に係るバッテリシステムの使用時の安全性を向上させるための少なくとも１つのアクチュエータを備えた本発明に係るバッテリシステム、特にリチウムイオンバッテリシステムが示されている。図１に概略的に示された第１の実施形態とは異なって、接触要素ＫＥは、切頭円錐の形状に末端が細くなっている円筒形の形態により実現される。切頭円錐の形状に末端が細くなっている円筒形の形態により接触要素ＫＥが実現されるという状況によって、接触要素ＫＥ自身の面であって、当該接触要素ＫＥが純粋な円筒形である場合よりも大きな上記面を介して、接触要素ＫＥが第１の部分Ａ１及び第２の部分Ａ２と接触できるという本発明に基づく効果、即ち、接触要素の上記面が大きいほど、接触要素ＫＥを介して案内される電流が大きくなるという本発明に基づく効果が得られる。さらに、切頭円錐の形状に末端が細くなっている円筒形の形態により接触要素ＫＥが実現されるという状況によって、接触要素ＫＥ又は第１の部分Ａ１又は第２の部分Ａ２の表面の凹凸、即ち、接触要素ＫＥ上又は第１の部分Ａ１上又は第２の部分Ａ２上の異物と異物、例えば不純物があっても、接触要素ＫＥのより大きな平面により保障されうるという本発明に係る効果が得られる。 FIG. 2 shows a battery system, particularly a lithium ion battery system, according to the present invention, which includes at least one actuator for improving safety during use of the battery system according to the second embodiment. Unlike the first embodiment shown schematically in FIG. 1, the contact element KE is realized in the form of a cylinder that is tapered in the shape of a truncated cone. When the contact element KE is realized by a cylindrical shape with a truncated cone shape in the shape of a truncated cone, the surface of the contact element KE itself and the contact element KE is a pure cylinder The effect according to the invention that the contact element KE can contact the first part A1 and the second part A2 through the larger surface, i.e. the larger the surface of the contact element, the more through the contact element KE. Thus, an effect based on the present invention that the guided current increases can be obtained. Further, depending on the situation that the contact element KE is realized by a cylindrical shape whose end is thin in the shape of a truncated cone, the surface irregularities of the contact element KE or the first part A1 or the second part A2; That is, the effect of the present invention that even if there is a foreign substance and a foreign substance, for example, an impurity, on the contact element KE or the first part A1 or the second part A2, it can be guaranteed by a larger plane of the contact element KE. can get.
本発明の第２の実施形態に係るバッテリシステムＢは、車両で、特に原動機付きの車両で利用されうる。 The battery system B according to the second embodiment of the present invention can be used in a vehicle, particularly in a vehicle with a prime mover.
図３には、第３の実施形態に係るバッテリシステムの使用時の安全性を向上させるための少なくとも１つのアクチュエータを備えた本発明に係るバッテリシステム、特にリチウムイオンバッテリシステムが示されている。図１に概略的に示された第１の実施形態とは異なって、接触要素ＫＥは、図２のように切頭円錐の形状に末端が細くなっている円筒形の形態により実現される。さらに、接触要素ＫＥは、少なくとも１つの端子Ｔの内部に配置されている。接触要素ＫＥは、少なくとも２つのポジションを取ることが可能であり、第１のポジションは「Ｐ１」で、第２のポジションは「Ｐ２」で表される。接触要素ＫＥが第１のポジションＰ１の状態にある場合には、少なくとも１つの端子ＴとハウジングＧとは、接触要素ＫＥを介しては、互いに電導的に接続されない。接触要素ＫＥが第２のポジションＰ２の状態にある場合には、接触要素ＫＥは、少なくとも１つの端子ＴとハウジングＧとを電導的に互いに接続する。
接触要素ＫＥを、第１のポジションＰ１から第２のポジションＰ２の方向Ｒ’へと移動させるために、及び／又は、接触要素ＫＥをポジションＰ２で固定するために、第１のポジションＰ１の接触要素ＫＥには、弾性体ＥＫによって、第２のポジションＰ２の方向Ｒ’へと予圧が加えられ又は付与される。
FIG. 3 shows a battery system, particularly a lithium ion battery system, according to the present invention, which includes at least one actuator for improving safety during use of the battery system according to the third embodiment. Unlike the first embodiment schematically shown in FIG. 1, the contact element KE is realized in the form of a cylinder that is tapered in the shape of a truncated cone as in FIG. Furthermore, the contact element KE is arranged inside at least one terminal T. The contact element KE can take at least two positions, the first position being represented by “P1” and the second position being represented by “P2”. When the contact element KE is in the first position P1, the at least one terminal T and the housing G are not electrically connected to each other via the contact element KE. When the contact element KE is in the second position P2, the contact element KE electrically connects at least one terminal T and the housing G to each other.
Contact of the first position P1 in order to move the contact element KE from the first position P1 in the direction R ′ of the second position P2 and / or to fix the contact element KE at position P2. A preload is applied or applied to the element KE in the direction R ′ of the second position P2 by the elastic body EK.
第１のポジションＰ１から第２のポジションＰ２の方向Ｒ’への接触要素ＫＥの望まれない移動を防止するために、接触要素ＫＥは、ピンＳによって第１のポジションＰ１に固定される。図１への記載において言及された状態変数であって、アクチュエータＡが制御ユニットＰＣＢによりそれに従って作動される上記状態変数が、所定の閾値に達し又は当該閾値を上回る場合には、ピンＳがアクチュエータＡによって動かされて、接触要素ＫＥが開放される。ピンＳからの接触要素ＫＥの開放によって弾性体ＥＫが伸び、接触要素ＫＥが、第２のポジションＰ２の方向Ｒ’へと移動する。 In order to prevent unwanted movement of the contact element KE in the direction R ′ from the first position P1 to the second position P2, the contact element KE is fixed to the first position P1 by a pin S. If the state variable referred to in the description in FIG. 1, where the state variable by which the actuator A is actuated accordingly by the control unit PCB, reaches or exceeds a predetermined threshold, the pin S is Moved by A, the contact element KE is released. When the contact element KE is released from the pin S, the elastic body EK extends, and the contact element KE moves in the direction R ′ of the second position P2.
さらに、本実施形態に係る制御ユニットＰＣＢは、少なくとも１つの端子Ｔの内部に配置される。 Furthermore, the control unit PCB according to the present embodiment is disposed inside at least one terminal T.
本発明の第３の実施形態に係るバッテリシステムＢは、車両で、特に原動機付きの車両で利用されうる。
The battery system B according to the third embodiment of the present invention can be used in a vehicle, particularly in a vehicle with a prime mover.
本発明は、独立請求項の導入部に記載のバッテリシステム、及び当該バッテリシステムを備えた車両に関する。 The present invention relates to a battery system described in an introduction section of an independent claim and a vehicle including the battery system.
本発明は、独立請求項に記載の固有の特徴を備えたバッテリシステム、及び当該バッテリシステムを備えた車両に関する。 The present invention relates to a battery system having the specific features described in the independent claims, and a vehicle including the battery system.
「ＰＣＢ」によって、制御ユニットが表される。制御ユニットＰＣＢは、状態変数に従って、「Ａ」で表されるアクチュエータを作動させることに適している。制御ユニットＰＣＢは、例えば導体板であってよく、特に回路基板、基板又はプリント基板であってよい。状態変数は、バッテリシステムＢの充電状態、バッテリシステムＢの２つの極の間の電圧、バッテリシステムＢの導線を流れる電流、バッテリシステムＢの内部若しくは外部の圧力、及び／又は、バッテリシステムＢの内部又は外部の温度である。さらに、制御ユニットＰＣＢは、図示されないバッテリ管理システムと接続され、バッテリシステムＢがその中で利用される図示されない装置の状態について報知される。例えば、バッテリシステムＢが車両で、特に原動機付きの車両で利用される場合には、車両についての情報、例えば、起こりうる車両の事故についての情報が、図示されないバッテリ管理システムから制御ユニットＰＣＢへと転送されうる。この情報に基づいて、制御ユニットＰＣＢはアクチュエータＡを作動させ、従って、バッテリシステムＢを放電させる。 “PCB” represents a control unit. The control unit PCB is suitable for actuating the actuator represented by “A” according to the state variable. The control unit PCB may be, for example, a conductor plate, in particular a circuit board, a board or a printed board. The state variables can be the state of charge of the battery system B, the voltage between the two poles of the battery system B, the current flowing through the conductors of the battery system B, the pressure inside or outside the battery system B, and / or the battery system B Internal or external temperature. Further, the control unit PCB is connected to a battery management system (not shown), and is notified of the status of a device (not shown) in which the battery system B is used. For example, when the battery system B is used in a vehicle, particularly in a vehicle with a motor, information about the vehicle, eg information about possible vehicle accidents, is transferred from a battery management system (not shown) to the control unit PCB. Can be transferred. Based on this information, the control unit PCB actuates the actuator A and thus discharges the battery system B.
図２には、第２の実施形態に係るバッテリシステムの使用時の安全性を向上させるための少なくとも１つのアクチュエータを備えた本発明に係るバッテリシステム、特にリチウムイオンバッテリシステムが示されている。図１に概略的に示された第１の実施形態とは異なって、接触要素ＫＥは、切頭円錐の形状に末端が細くなっている円筒形の形態により実現される。切頭円錐の形状に末端が細くなっている円筒形の形態により接触要素ＫＥが実現されるという状況によって、接触要素ＫＥ自身の面であって、当該接触要素ＫＥが純粋な円筒形である場合よりも大きな上記面を介して、接触要素ＫＥが第１の部分Ａ１及び第２の部分Ａ２と接触できるという本発明に基づく効果、即ち、接触要素の上記面が大きいほど、接触要素ＫＥを介して案内される電流が大きくなるという本発明に基づく効果が得られる。さらに、切頭円錐の形状に末端が細くなっている円筒形の形態により接触要素ＫＥが実現されるという状況によって、接触要素ＫＥ又は第１の部分Ａ１又は第２の部分Ａ２の表面の凹凸、即ち、接触要素ＫＥ上又は第１の部分Ａ１上又は第２の部分Ａ２上の異物と異物、例えば不純物があっても、接触要素ＫＥのより大きな平面により電気的接触が保障されうるという本発明に係る効果が得られる。 FIG. 2 shows a battery system, particularly a lithium ion battery system, according to the present invention, which includes at least one actuator for improving safety during use of the battery system according to the second embodiment. Unlike the first embodiment shown schematically in FIG. 1, the contact element KE is realized in the form of a cylinder that is tapered in the shape of a truncated cone. When the contact element KE is realized by a cylindrical shape with a truncated cone shape in the shape of a truncated cone, the surface of the contact element KE itself and the contact element KE is a pure cylinder The effect according to the invention that the contact element KE can contact the first part A1 and the second part A2 through the larger surface, i.e. the larger the surface of the contact element, the more through the contact element KE. Thus, an effect based on the present invention that the guided current increases can be obtained. Further, depending on the situation that the contact element KE is realized by a cylindrical shape whose end is thin in the shape of a truncated cone, the surface irregularities of the contact element KE or the first part A1 or the second part A2; That is, the present invention is such that even if there is a foreign matter and a foreign matter, such as impurities, on the contact element KE or the first part A1 or the second part A2, electrical contact can be ensured by a larger plane of the contact element KE. The effect concerning is obtained.
図３には、第３の実施形態に係るバッテリシステムの使用時の安全性を向上させるための少なくとも１つのアクチュエータを備えた本発明に係るバッテリシステム、特にリチウムイオンバッテリシステムが示されている。図１に概略的に示された第１の実施形態とは異なって、接触要素ＫＥは、図２のように切頭円錐の形状に末端が細くなっている円筒形の形態により実現される。さらに、接触要素ＫＥは、少なくとも１つの端子Ｔの内部に配置されている。接触要素ＫＥは、少なくとも２つのポジションを取ることが可能であり、第１のポジションは「Ｐ１」で、第２のポジションは「Ｐ２」で表される。接触要素ＫＥが第１のポジションＰ１の状態にある場合には、少なくとも１つの端子ＴとハウジングＧとは、接触要素ＫＥを介しては、互いに電導的に接続されない。接触要素ＫＥが第２のポジションＰ２の状態にある場合には、接触要素ＫＥは、少なくとも１つの端子ＴとハウジングＧとを電導的に互いに接続する。
接触要素ＫＥを、第１のポジションＰ１から第２のポジションＰ２の方向Ｒ’へと移動させるために、及び／又は、接触要素ＫＥをポジションＰ２で固定するために、第１のポジションＰ１の接触要素ＫＥには、弾性体ＥＫによって、第２のポジションＰ２の方向Ｒ’へと予圧が加えられ又は付与される。弾性体ＥＫは、例えば弾性板又は弾性の螺旋バネであってよい。
FIG. 3 shows a battery system, particularly a lithium ion battery system, according to the present invention, which includes at least one actuator for improving safety during use of the battery system according to the third embodiment. Unlike the first embodiment schematically shown in FIG. 1, the contact element KE is realized in the form of a cylinder that is tapered in the shape of a truncated cone as in FIG. Furthermore, the contact element KE is arranged inside at least one terminal T. The contact element KE can take at least two positions, the first position being represented by “P1” and the second position being represented by “P2”. When the contact element KE is in the first position P1, the at least one terminal T and the housing G are not electrically connected to each other via the contact element KE. When the contact element KE is in the second position P2, the contact element KE electrically connects at least one terminal T and the housing G to each other.
Contact of the first position P1 in order to move the contact element KE from the first position P1 in the direction R ′ of the second position P2 and / or to fix the contact element KE at position P2. A preload is applied or applied to the element KE in the direction R ′ of the second position P2 by the elastic body EK. The elastic body EK may be, for example, an elastic plate or an elastic spiral spring.
Claims (12)
前記バッテリシステム（Ｂ）と他のシステムとを電気的に接触させるための少なくとも１つの端子（Ｔ）と、バッテリシステム（Ｂ）の使用時の安全性を向上させるための少なくとも１つのアクチュエータ（Ａ）と、を備え、
前記アクチュエータ（Ａ）は、前記少なくとも１つの端子（Ｔ）と前記バッテリシステム（Ｂ）のハウジング（Ｇ）との間の、接触要素（ＫＥ）を用いた電気的接触の構築により、前記バッテリシステム（Ｂ）を放電させることに用いられ、前記バッテリシステム（Ｂ）において、
前記アクチュエータ（Ａ）は、前記電気的接触のための前記少なくとも１つの端子（Ｔ）に嵌め込まれていることを特徴とする、バッテリシステム（Ｂ）。 A battery system (B), in particular a lithium ion battery system,
At least one terminal (T) for making electrical contact between the battery system (B) and another system, and at least one actuator (A) for improving safety during use of the battery system (B) ) And
The actuator (A) is constructed by establishing electrical contact using a contact element (KE) between the at least one terminal (T) and a housing (G) of the battery system (B). (B) is used for discharging, in the battery system (B),
The battery system (B), wherein the actuator (A) is fitted in the at least one terminal (T) for the electrical contact.
Use of the battery system (B) according to any one of claims 1 to 11 in a vehicle, in particular a motor vehicle.
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