SE511032C2 - Anslutning av styrkrets för batteri med stöldskydd - Google Patents

Description

511 032 2 brytaranordningen är denna i direkt kontakt med metallplattor fastsatta vid poler i enskilda battericeller, dvs i två seriekopplade celler, i de två poler som annars skulle vara permanent förbundna. Dessa poler kan i ett utförande vara belägna vid samma lângsida av batteriet som ytterpolerna, vilket i vissa fall åstadkoms med en från det konventionella avvikande förbind- ning av dessa battericeller och de närmast intilliggande cellerna. Från ytterpolerna kan pol- stycken gå fram till längsgående kanaler, som sträcker sig fram till ett utrymme för brytaran- ordningen och styrkretsama. I dessa kanalerna finns då elektriska ledningar till styrkretsama och särskilt till ett strömförsörjningsaggregat. Vid brott i en sådan ledning kan strömförsörj- ningsaggregat få spänningstillförsel från ett minskat antal battericeller, på den andra sidan om brytaranordníngen, via ledningar förbundna med de cellpoler, vid vilka brytaranordningen är ansluten. För detta finns lämpligt placerade dioder i tillförselledningar till strömförsörj- ningsaggregatet.

Ett batteri med en stöldskyddande anordning innefattar på konventionellt sätt flera cel- ler, som är sammankopplade i serie. I varje cell finns positiva och negativa batteriplattor och dessa förbundna av positiva resp negativa plattbryggor, vilka var och en då bildar en pol i cellen. En elektriskt styrd brytare inkopplad mellan två seriekopplade, intilliggande celler och är alltså inkopplad i stället för den normala seriekopplingen mellan dessa celler, dvs är an- sluten till en positiv pol hos en cell och en negativ pol hos en angränsande cell. Styrkretsar påverkar brytaren för att överföra denna i stängt tillstånd, då ingen eller liten ström kan uttas från batteriet. En sådan brytare kan vid ledande tillstånd utveckla en hel del energi genom restresistans i denna och denna energi i form av värme kan avledas, genom att brytaren också är i god termisk kontakt med de poler, till vilka brytaren är elektriskt ansluten. För detta är brytaren åtminstone delvis anbragt på en elektriskt och termiskt ledande platta och brytarens ena elektriska anslutning innefattar en yta i beröring med denna platta. Brytarens anslutningar kan alltså innefatta ledande metalldelar med undre ytor, som bildar en sådan anslutning.

Plattan är sedan i sin tur i elektrisk och intim termisk kontakt med en av de nämnda polema.

Den pol, med vilken plattan är i kontakt, kan vara förlängd av ett polstycke för att underlätta placeringen av brytaren. Denna pol eller det polstycke, med vilken plattan är i kontakt, har på fördelaktigt vis en övre, i huvudsak plan yta, mot vilken plattan är anbragt.

På båda de nämnda polema kan sådana plattor och polstycken ñnnas anordnade.

De poler, till vilka brytaren är ansluten, kan ha polutsprång, som sträcker sig upp från en plattbrygga, dvs ett förbindelseelement mellan plattor av samma polaritet i en cell, i form av en rotationssymmetrisk stång, särskilt cirkulärcylindrisk stång eller med formen av stym- pad cirkulär kon med liten konvinkel. Vid denna stång är då ett polstycke vid sin ena ände fastgiort med ett rotationssymmetriskt, särskilt cirkulärcylindriskt eller koniskt, hål anpassat till stången. Vid sin andra ände är polstycket fastgjort vid och anslutet till den elektriskt styrda brytaren. Ett sådant arrangemang möjliggör en vridning av polstyckena vid montering av dessa på polema, så att ett önskat avstånd kan fås mellan de punkter, där polstyckena förbinds med brytaren eller med de ledande plattor, till vilka brytaren är ansluten. Fastgöring 10 15 25 511 032 3 av polstyckena vid polutsprångens stänger kan åstadkommas genom en svets vid en kant av de hål, som är anpassade till stängema. Stängema kan vidare ha en längd, så att deras ändytor ligger väsentligen i samma plan som en övre yta hos polstyckena, för att möjliggöra att pol- styckena får en väsentligen plan övre yta.

FIGURBESKRIVNING Uppfinningen skall nu beskrivas närmare i anslutning till ett ej begränsande utföringsex- empel i samband med de bifogade ritningama, i vilka: - Fig. 1 visar en vy uppifrån av ett stöldskyddat batteri, där locket är delvis borttaget över ett utrymme för brytare och styrlcretsar, - Fig. 2 är en sektion längs linjen lI-IIi fig. l av den övre delen av batteriet, - Fig. 3 är en sektion längs linjen HI-HIi fig. 1, - Fig. 4 är en sektion längs linjen IV-IV i fig. 1, - Fig. 5 är en vy uppifrån av ett konventionellt batteri med borttaget lock, - Fig. 6 är en vy uppifrån av ett batteri med borttaget lock, där anslutningen mellan battericeller är modifierad, - Fig. 7 visar en vy uppifrån av ett stöldskyddat batteri med en annan placering av brytare och styrlcretsar, där en täckplatta är borttagen, och - Fig. 8 är en vy uppifrån av ett batterikärl med avlägsnat lock och lämpat för utföran- det enligt fig. 7.

BESKRIVNING Av FÖRBDRAGNA UrFöRINGsFoRMER I fig. 1 visas sett uppifrån ett batteri försett med en stöldskyddande krets. Av själva batteriet ses här ett lock 1 med negativ batteripol 3 och positiv batteripol 5. Polariteten anges genom tecken på lockets översida intill respektive batteripol. Enligt vad som är synligt i sektionema genom den övre delen av batteriet i fig. 3 är den bakre delen 7 av batteriets ovandel eller lock upphöjt i förhållande till de partier, där batteriets yttre poler 3 och 5 är belägna. I detta bakre övre parti 7 finns proppar 9 inskruvade i motsvarande gängningar i locket ovanför varje enskild battericell och de är placerade ovanför en kanal lO, som går i batteriets längdriktning och förbinder utrymmena ovanför battericellema med varandra. Prop- pama 9 kan bortslcruvas för att kontrollera elektrolytnivän i de enskilda cellerna. Mellan de yttre batteripolema 3 och 5 finns i batteriets främre kant också ett upphöjt parti ll, vars översta del ligger i samma plan som det bakre partiet 7. I detta främre upphöjda parti ll finns elektronikkretsar för kontroll av batteriet. Sålunda finns elektroniska kretsar inkapslade i ett tätt och hårt plastmaterial, visat vid 13. En brytaranordning 15 är också anordnad i detta parti ll och är ansluten mellan de seriekopplade mellersta cellerna i batteriet, se också kopp- lingsschemat i fig. 9.

Eftersom brytaranordningen 15 är ansluten mellan två inre celler i det av flera serie- kopplade celler bestående batteriet, är det lämpligt med en från det normala avvikande anslut- ning mellan plattsatsema i battericellema. I fig. 5 visas uppifrån ett startbatteri av standardtyp med sex seriekopplade celler 17. De negativa plattorna 19 i varje cell är upptill förbundna av 10 15 20 25 511 052 4 en polbrygga 21 medan de positiva plattoma 23 är förbundna med hjälp av polbryggor 25.

Polbryggoma 21 och 25 är hår omväxlande placerade vid den ena sidan av plattomas över- kanter respektive vid den andra och alltså också omväxlande vid den ena och den andra sidan av batterikärlet 26. Härigenom kommer vid en placering av battericellerna 17 intill varandra med enkla mellanväggar 27 mellan varje cell och med plattorna i alla celler parallella med varandra och med mellanväggarna 27 den positiva polbryggan 25 i en battericell att ligga nära intill den negativa polbryggan 21 den närmast intilliggande battericellen 17. Med en lämplig utformning av polbryggoma, så att dessa utskjuter något mot en intilliggande polbrygga, kan då en sådan positiv polbrygga 25 och negativ polbrygga 21 enkelt förbindas, tex med hjälp av svetsar visade vid 29. En polbrygga 21' respektive 25' i de yttersta battericellema 17 ansluts dock inte på detta sätt utan är försedda med uppåtriktade mer eller mindre cylindriska eller svagt koniska polutsprång 31 respektive 33, jämför också sektionen i fig. 4.

Denna placering av polstyckenna 21 och 25 är dock, såsom redan påpekats, inte lämp- lig, när man vill placera en brytaranordning 15 mellan de två innersta cellema i ett sådant batteri och man samtidigt vill ha brytaranordningen placerad vid en kant, den främre kanten, av batteriet, längs vilken polutsprången 31 respektive 33 för anslutning till de yttre polerna 3 och 5 är belägna. Anslutningen mellan de två mittersta cellemas negativa respektive positiva plattsatser blir vid den enkla sicksackkonfigurationen enligt fig. 5 belägen vid den andra kanten eller sidan av batteriet.

Polbryggorna hos de fyra mittersta cellema i ett batteri kan då modiñeras på det sätt, som visas av vyn uppifrån i fig. 6 av ett batteri med borttaget lock. Battericellerna betecknas här 17.1, 17.2, ..., 17.6 med början från den mest negativa battericellen. De yttersta batteri- cellerna 17.1 och 17.6 utförs här på samma sätt som vid den kända tekniken. De andra batte- ricellema är dock förändrade vad gäller polbryggorna. I den andra battericellen 17.2 är dess negativa polbrygga 21.2 oförändrad medan dess positiva polbrygga 25.2 har en del, som förbinder de olika positiva plattorna 23 med varandra och som motsvarar polbryggan 25 i ett ordinärt batteri. Polbryggan 25.2 är här förlängd i riktning mot batteriets rnittlinje vinkelrätt mot plattsatserna och avslutas längs denna mittlinje av ett åt sidan utskjutande parti, i mittlin- jens riktning, av samma typ som finns på de andra enkla polstyckena avsedda för förbindning med polstycket i den intilliggande battericellen. I nästa battericell 17.3 är dess negativa pol- brygga 21.3 utförd på motsvarande sätt och har precis samma geometriska form, som den beskrivna polbryggan 25.2 i den föregående cellen.

Vid den tredje cellen 17.3 är vidare den positiva polbryggan 25.3 inte utförd med något utsprång i sidled för fórbindning med nästa battericell utan har ett uppstående polutsprång 35 av samma typ, som finns på de yttersta polbryggoma 31 respektive 33 i yttercellema 17.1 och 17.6. Detta polutsprång 35 kan såsom visas i ñguren vara beläget på en del av polbryg- gan 25 .3 som utskjuter något mot den nämnda mittlinjen hos batteriet. Den negativa polbryg- gan 25.4 i nästa battericell 17.4 är utformad på samma sätt som den positiva, just beskrivna polbryggan 25.3 i den föregående battericellen och har liksom denna ett uppåt utskjutande 10 'IE 20 25 35 511 052 cylindriskt eller svagt avsmalnande polutsprång 37. Den positiva polbryggan 25.4 i denna battericell och den negativa polbryggan 21.5 i nästa battericell, den femte cellen 17.5 är utformade på samma sätt som polbryggoma 25.2 och 21.3 med en serieansluming mellan batteiicellerna vid batteriets centrumlinje. De övriga polbryggoma överensstämmer med dem som finns i ett konventionellt batteri enligt fig. 5.

De bredvid varandra belägna polbryggoma 25.3 och 21.4 möjliggör en enkel inkoppling av en brytaranordning mellan dessa och särskilt mellan deras polutsprång 35 och 37, se också sektionerna av batteriets överdel i fig. 2 och 3.

På polutsprången 35 och 37 är vidare likadana polstycken 37 fastgjorda, se särskilt fig. 3. Ett sådant polstycke 37 förbinder ett polutstprång 35 eller 37 med brytaranordningen 15 och har för den skull ingjutria bultar 41, som ligger med sitt huvud nedåtriktade och med bultamas 41 gängningar riktade uppåt. Polstyckena 39 har en övre plan yta och genomgås av hål för mottagande av polutsprång 35 eller 37. Polstyckena 41 är liksom polbryggoma för en blyackumulator utförda av bly och fastsvetsas vid polutsprången 35 eller 37 med svetsar visade vid 43 vid polutsprångens övre ändar.

Mot den övre ytan på polstyckena 39 vilar en metallplatta 45 av bra värmeledande och elektriskt ledande material såsom koppar eller aluminium. Plattorna 45 fasthålls i detta läge med hjälp av muttrar 47 pågängade på bultama 41, vilka passerar genom lämpligt upptagna hål i metallplattoma 45. Plattorna 45 har rektangulär form och är så placerade, att de har en innerkant eller sida parallell med en motsvarande innerkant eller sida hos den andra plattan och på avstånd från denna. Två andra kanter eller sidor på plattoma är inriktade med var- andra. Härigenom blir plattoma 45 elektriskt isolerade från varandra och brytaranordningens ena anslutning, ej visad, kopplas till den ena plattan, medan den andra anslutningen kopplas till den andra plattan.

Batterier med olika kapacitet kan ha olika många plattor i varje plattsats och därför kan avståndet mellan polutsprången 35 och 37 bli olika för olika batterityper. Polstyckena 39 är emellertid vridbara kring polutsprången före fastsåttningen och förbindningen med pol- utsprången, så att de ingjuma bultarna 41 kan placeras på samma avstånd för varierande batterityper. Vidare ger placeringen av plattoma 45 mot den stora övre ytan på polstyckena 39 en god värmeledande och elektriskt ledande förbindning mellan dessa. Detta är särskilt värdefullt i de fall, att brytaranordningen 15 själv utvecklar en hel del effekt, som på något sätt måste borttransporteras.

Utrymmet omkring brytaranordningen 15 och dess förbindningar med plattorna 45 skyddas av ett metallock 49, som är utfört av härdad plåt och har formen av en nedåt öppen rektangulär låda. Övriga delar av locket 1 och batterikärlet 26 är genomgående utförda av lämpligt plastmaterial. En fastlimmad täckplatta 50 bildar ett lock på det främre upphöjda partiet och ligger sålunda ovanpå skyddsmetallocket 49 och över den kapslade elektroniken i blocket 13. Från detta utskjuter metalltungor 52 för bl a elektronikkretsamas kommunikation med andra elektriska anordningar i ett fordon, där batteriet kan vara placerat. 5 10 15 20 25 35 511 032 6 De elektroniska lcietsama i blocket 13 är med hjälp av en ledning 51 förbundna med brytaranordníngen 5 för att styra dennas på- och tillslag. De elektroniska kretsama i det kapslade blocket 13 erfordrar dessutom kontakt med olika poler i batteriet, särskilt dess yttre anslutningspoler för övervakning av batteriet. De är också anslutna till de mittersta cellemas poler, mellan vilka brytaranordningen 15 är inkopplad, med hjälp av korta ledningar 51 fast- lödda på plattorna 45.

För anslutning av de elektroniska kretsama till de yttre polema 3 och 5 âr polerna 3 och 5 försedda med polstycken 53, se bl a sektionen i fig. 4. Polstyckena 55 är försedda med genomgående hål för mottagande av polutsprången 31 respektive 33. Vid det genomgående hålet är polstyckena 55 utformade såsom en bussning med yttre cylindrisk eller svagt avsmal- nande form. Denna yttre yta utgör sedan den egentliga batteripolen för inkoppling av batteriet i exempelvis ett motorfordon. Svetsar 58 förbinder elektriskt polutsprången 31 och 33 med den övre kanten på den hylsliknande delen på polstyckena 55.

Polstyckena 55 är förlängda i riktning mot batteriets mittlinje, dvs de ligger i en rikt- ning väsentligen parallellt med cellplattomas plan. De avslutas i ett utrymme 57 i locket 1, som går i batteriets längdriktning intill kanalen 10 och sträcker sig fram till det främre upp- höjda partiet ll hos batteriet, där brytaranordningen 15 och de elektroniska kretsama 13 är placerade. Från denna inre ände i utrymmet 57 går lösa ledningar 59 till det kapslade blocket 13, se också fig. 1. Dessa ledningar 59 är förbundna med polstyckena 55, genom att i dessas innersta partier i utrymmet 57 gângade hål ñnns, i vilka skruvar 61 med underliggande kon- taktbleck 63 är fastskruvade. Genom denna utformning av polstyckena 55 och det längsgående utrymmet 57 kan samma polstycken 55 användas för batterier av olika storlek med varierande antal plattor i cellema. Skruvarna 61 och blecken 63 är åtkomliga genom att kanalen 57 är öppen vid sin yttre ände. Eventuellt kan här snäpplock finnas anordnade.

Det är givetvis möjligt att också placera brytaranordningen 15 och elektroniken i den andra kanten, den bakre kanten av batteriet såsom åskädliggörs av fig. 7 och 8. Här behöver bara två polbryggor i de mittersta cellema 17.3 och 17.4 modifieras jämfört med ett kon- ventionellt batteri. I dessa mittersta celler är sålunda de polbryggor 25'.3 och 2124, med vilka dessa celler normalt förbinds, utformade på liknande sätt som polbryggoma med pol- utsprången 35 och 37 i den tidigare utföringsformen. Sålunda är dessa polbryggor utförda väsentligen normala polbryggor, vilka saknar utsprång åt sidan för serieförbindning till nästa battericell men eventuellt med en något utskjutande del mot batteriets centrumlinje. På denna utskjutande del kan då polutsprången 35' och 37' vara belägna och lämpligen framställda i ett stycke vid gjutning av polbryggoma 25 '.3 och 2l'.4.

På polbryggoma utsprång 35' och 37' är såsom tidigare polstycken 55 fastgiorda, som kan ha väsentligen samma utformning som tidigare. Elektriskt och termiskt väl ledande plattor 45 i sedan fästa vid polstycken 55 såsom ovan med hjälp av bultar 41 och muttrar 47 och på plattorna sitter brytaranordningen 15 i elektrisk och termisk kontakt.

Till de elektroniska kretsama, som här är ingjutna i ett block 13' också placerat i den 7 511 052 bakre upphöjda delen 7 av locket 1, går såsom ovan lösa ledningar, dels en ledning 51' från brytaranordningen 15 för styrning av denna i till- och frånläge, dels ledningar 53" från plat- toma 45 och till sist ledningar 59' för kontakt med batteriets ytterpoler 3 och 5. Dessa led- ningar 59' år i andra ände fastskruvade vid den inre, bakre änden av polstycken 64, som s liksom polstyckena 55 är fastgjorda vid polutsprången 31 och 33 på de yttersta polbryggoma men sträcker sig längre mot batteriets bakre sida, förbi dess centrumlinje och in i det bakre upphöjda partiet.

Claims (5)

10 15 20 25 511 032 8 PATENTKRAV

1. Batteri innefattande flera celler (17), som är sammankopplade i serie och som var och innefattar positiva och negativa batteriplattor (23; 19), vilka var och en är ansluten till en pol eller anslutning (21; 25) i cellen, en elektriskt styrd brytare (15) inkopplad mellan två seriekopplade celler, dvs med sina anslutningar mellan en positiv pol (25.3, 35; 25 ',3, 35') hos en cell (17 .3) och en negativ pol (21.4, 37; 21'.4, 37') hos en angränsande cell (17.4), varvid brytarens ena elektriska anslut- ning är belägen på en undre yta av brytaren, kännetecknat av att brytaren är direkt anbragt på en övre sidoyta av en elektriskt och terrniskt ledande platta (45), så att den undre sidoytan av brytaren är i direkt kontakt med denna yta och så att den elektriska anslutning, som är belägen på den undre sidoytan, är i elektrisk kontakt med plattan, och att den undre sidoytan av plattan är i elektrisk och intim termisk kontakt med en av de nämnda po1ema(25.3, 35; 2523, 35'; 21.4, 37; 2124, 37').

2. Batteri enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att den pol, med vilken plattan (45) är i kontakt, är förlängd av ett polstycke (55), som sträcker sig i väsentligen vinkelrät rikt- ning från polen och som har en övre, i huvudsak plan yta, vid vilken plattan är anbragt.

3. Batteri enligtkrav 1, kännetecknat av att den pol, med vilken plattan (45) är i kontakt, har ett polutsprång (35; 37; 35'; 37'), som sträcker sig upp från en batteriplatta i form av en rotationssymmetrisk stång, särskilt en cirkulärcylindrisk stång eller med formen av stympad cirkulär kon med liten konvinkel, och att vid denna stång är ett polstycke (55) vid sin ena ände fastgjort med ett rotationssym- metriskt, särskilt cirkulärcylindriskt eller koniskt, hål anpassat till stången och vid sin andra ände vid den elektriskt styrda brytaren (15).

4. Batteri enligt krav 3, k ä n n e t e c k n at av att polstycket (55) är fastgjort vid polutsprångets stång genom en svets (43) vid en kant av det hål, som är anpassat till stången.

5. Batteri enligt något av krav 3 - 4, kän n ete c kn at av att stången passerar ao genom hålet i polstycket (55), så att dess ändyta ligger väsentligen i samma plan som en övre yta hos polstycket.