WO2006114339A1 - Batterie mit integriertem gleichspannungswandler - Google Patents

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WO2006114339A1
WO2006114339A1 PCT/EP2006/050144 EP2006050144W WO2006114339A1 WO 2006114339 A1 WO2006114339 A1 WO 2006114339A1 EP 2006050144 W EP2006050144 W EP 2006050144W WO 2006114339 A1 WO2006114339 A1 WO 2006114339A1
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Gerhard Rombach
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
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    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2207/00—Indexing scheme relating to details of circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J2207/20—Charging or discharging characterised by the power electronics converter
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the invention relates to a voltage source for electronic devices.
  • a battery which is usually designed as a primary cell and should deliver reliable and as long as possible operating voltage.
  • a battery especially a lithium battery, has a Be ⁇ on operating voltage, which may be substantially higher depending on the discharge state as it is rätes for the overall operation of the electronic, in particular of a processor core, is required. As a result, the battery is taken much more power than necessary.
  • Object of the present invention is to provide a voltage source for electronic devices, which better exploits the energy stored in the battery. This object is achieved in that a battery with a DC-DC Converters clamping ⁇ connected electrically to-and a structural unit is summarized.
  • the voltage source according to the invention has the advantage that the supplied device receives only the respectively required voltage and accordingly receives little power. Special measures on the device to be supplied are not required.
  • the voltage source according to the invention can be readily used instead of the conventional voltage sources, resulting in increased safety and easier handling contributes to assembly and service.
  • the invention facilitates approval in the explosion protection area according to EN 50021.
  • the voltage of a lithium cell is 3.6 V and 1.8 V is required for a processor core, the operating time is effectively doubled.
  • the invention is suitable for both primary and secondary elements.
  • the DC-DC converter can be used for charge control.
  • An advantageous embodiment of the voltage source according to the invention is that the battery and the DC voltage converter ⁇ are arranged together in a housing.
  • Another advantageous embodiment of the voltage source according to the invention is that the battery and the DC-DC converter are jointly enclosed by a plastic sheath, wherein it is preferably provided that the plastic sheath is formed by a material shrinking by supplying heat.
  • a plastic sheath is formed by a material shrinking by supplying heat.
  • a further advantageous embodiment of the voltage source according to the invention is that the DC voltage ⁇ ler secondary side with a lead out of the module ⁇ the connector is connected.
  • the connector can be made bipolar.
  • the connector can also be extended.
  • An inexpensive production and a compact design of the voltage source according to the invention can be achieved in that the DC-DC converter is formed by a component-printed circuit board, which rests on one side of the battery. It is preferably provided that an insulating layer is arranged between the DC-DC converter and the battery.
  • the construction unit comprises at least one further circuit. It is preferably provided that the at least one further circuit is a protection circuit. Such a protective scarf ⁇ processing, for example, are used for current limiting.
  • a da ⁇ of is shown schematically in the drawing and described below.
  • the drawing shows a section through the exemplary embodiment game with a circular battery cell 1 and a DC clamping ⁇ voltage transformer 2, which consists in known manner of arranged on a printed circuit board 3 components.
  • the invention is also suitable for other forms of batteries.
  • an insulating plastic carrier 4 is provided between the circuit board 3 and the battery cell 1.
  • Lines 5, 6 connect the DC-DC converter 2 to the terminals of the battery cell 1 on the primary side, while the secondary side a multi-pin connector 7 is connected to the DC-DC converter 2.
  • a shrink tube 8 holds the voltage source together and provides protection against environmental influences,

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Abstract

Bei einer Spannungsquelle für elektronische Geräte ist vorgesehen, dass eine Batterie mit einem Gleichspannungswandler elektrisch verbunden und zu einer Baueinheit zusammengefasst ist.

Description

BATTERIE MIT INTEGRIERTEM GLEICHSPANNUNGSWANDLER
Die Erfindung betrifft eine Spannungsquelle für elektronische Geräte.
Elektronische Geräte, wie beispielsweise Steuergeräte in Kraftfahrzeugen, oder Teile davon sind auch bei Abschalten einer von außen zugeführten Betriebsspannung häufig noch in Betrieb zu halten. Dazu ist eine Batterie erforderlich, die meist als Primärzelle ausgebildet ist und zuverlässig und möglichst lange Betriebsspannung liefern soll. Eine derartige Batterie, insbesondere eine Lithium-Batterie, weist eine Be¬ triebsspannung auf, die je nach Entladezustand wesentlich höher liegen kann als es für den Betrieb des elektronischen Ge- rätes, insbesondere eines Prozessorkerns, erforderlich ist. Dadurch wird der Batterie wesentlich mehr Strom als nötig entnommen .
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Spannungs- quelle für elektronische Geräte anzugeben, welche die in der Batterie gespeicherte Energie besser ausnutzt. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass eine Batterie mit einem Gleichspan¬ nungswandler elektrisch verbunden und zu einer Baueinheit zu- sammengefasst ist.
Die erfindungsgemäße Spannungsquelle hat den Vorteil, dass das versorgte Gerät nur die jeweils erforderliche Spannung erhält und dementsprechend wenig Strom aufnimmt. Spezielle Maßnahmen an dem zu versorgenden Gerät sind dazu nicht erfor- derlich. Die erfindungsgemäße Spannungsquelle kann anstelle der herkömmlichen Spannungsquellen ohne weiteres verwendet werden, was zu erhöhter Sicherheit und einfacherer Handhabung bei Montage und Service beiträgt. Außerdem erleichtert die Erfindung die Zulassung im Explosionsschutzbereich nach EN 50021.
Beträgt beispielsweise die Spannung einer Lithiumzelle 3,6 V und wird für einen Prozessorkern 1,8 V benötigt, so ergibt sich praktisch eine Verdoppelung der Betriebsdauer. Die Erfindung ist sowohl für Primär- als auch für Sekundär-Elemente geeignet. Im Falle von Sekundär-Elementen kann der Gleich- spannungswandler zur Laderegelung benutzt werden.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Spannungsquelle besteht darin, dass die Batterie und der Gleich¬ spannungswandler gemeinsam in einem Gehäuse angeordnet sind.
Eine andere vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Spannungsquelle besteht darin, dass die Batterie und der Gleichspannungswandler gemeinsam von einer Kunststoffhülle umschlossen sind, wobei vorzugsweise vorgesehen ist, dass die Kunststoffhülle von einem durch Zuführung von Wärme schrumpfenden Material gebildet ist. Damit sind eine preiswerte Her¬ stellbarkeit und ein guter Schutz vor Umwelteinflüssen gegeben.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Spannungsquelle besteht darin, dass der Gleichspannungswand¬ ler sekundärseitig mit einer aus der Baugruppe herausführen¬ den Steckverbindung verbunden ist. Im einfachsten Fall kann die Steckverbindung zweipolig ausgeführt sein. Für zusätzli- che Funktionen, wie beispielsweise Ein- und/oder Ausschalten des Primär- oder Sekundär-Systems durch die angeschlossene Schaltung, kann die Steckverbindung auch erweitert werden. Eine preiswerte Herstellung und ein kompakter Aufbau der erfindungsgemäßen Spannungsquelle kann dadurch erzielt werden, dass der Gleichspannungswandler von einer mit Bauteilen versehenen Leiterplatte gebildet ist, die auf einer Seite der Batterie aufliegt. Dabei ist vorzugsweise vorgesehen, dass zwischen dem Gleichspannungswandler und der Batterie eine Isolierschicht angeordnet ist.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Bauein- heit mindestens eine weitere Schaltung umfasst. Dabei ist vorzugsweise vorgesehen, dass die mindestens eine weitere Schaltung eine Schutzschaltung ist. Eine solche Schutzschal¬ tung kann beispielsweise zur Strombegrenzung dienen.
Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Eine da¬ von ist schematisch in der Zeichnung dargestellt und nachfolgend beschrieben.
Die Zeichnung zeigt einen Schnitt durch das Ausführungsbei- spiel mit einer runden Batteriezelle 1 und einem Gleichspan¬ nungswandler 2, der in an sich bekannter Weise aus auf einer Leiterplatte 3 angeordneten Bauelementen besteht. Die Erfindung ist auch für andere Formen von Batterien geeignet. Zwischen der Leiterplatte 3 und der Batteriezelle 1 ist ein iso- lierender Kunststoffträger 4 vorgesehen. Leitungen 5, 6 verbinden den Gleichspannungswandler 2 mit den Anschlüssen der Batteriezelle 1 primärseitig, während sekundärseitig eine mehrpolige Steckverbindung 7 an den Gleichspannungswandler 2 angeschlossen ist. Ein Schrumpfschlauch 8 hält die Spannungs- quelle zusammen und bietet einen Schutz vor Umwelteinflüssen,

Claims

Patentansprüche
1. Spannungsquelle für elektronische Geräte, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass eine Batterie (1) mit einem Gleichspannungswandler (2) elektrisch verbunden und zu einer Baueinheit zusammengefasst ist.
2. Spannungsquelle nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Batterie (1) und der Gleichspannungswandler (2) gemeinsam in einem Gehäuse (8) angeordnet sind.
3. Spannungsquelle nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Batterie (1) und der Gleichspannungswandler (2) gemeinsam von einer Kunststoffhülle (8) umschlossen sind.
4. Spannungsquelle nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Kunststoffhülle (8) von einem durch Zuführung von Wärme schrumpfenden Material gebildet ist.
5. Spannungsquelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Gleichspannungswandler (2) sekundärseitig mit einer aus der Baugruppe herausführenden Steckverbindung (7) verbunden ist.
6. Spannungsquelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der
Gleichspannungswandler (2) von einer mit Bauteilen versehenen Leiterplatte (3) gebildet ist, die auf einer Seite der Batterie (1) aufliegt.
7. Spannungsquelle nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass zwischen dem Gleichspannungswandler (2) und der Batterie (1) eine Isolierschicht
(4) angeordnet ist.
8. Spannungsquelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Bau¬ einheit mindestens eine weitere Schaltung umfasst.
9. Spannungsquelle nach Anspruch 8, d a d u r c h g e ¬ k e n n z e i c h n e t , dass die mindestens eine weitere Schaltung eine Schutzschaltung ist.
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2912850B1 (fr) * 2007-02-21 2012-06-15 Iveco France Vehicule de transport en commun, procede d'utilisation et bloc batterie pour ce vehicule
US7633261B2 (en) * 2007-03-27 2009-12-15 Honeywell International Inc. Primary battery with internal voltage regulator
DE102007026614A1 (de) * 2007-06-08 2008-12-18 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Energieversorgungsvorrichtung
DE102010043523A1 (de) * 2010-11-05 2012-05-10 Power Innovation Stromversorgungstechnik Gmbh Batterie

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4451980A (en) * 1981-11-20 1984-06-05 Matsushita Electric Works, Ltd. Chargeable electric instrument
JPS62133680A (ja) * 1985-12-06 1987-06-16 Sony Corp バツテリパツク
US5204608A (en) * 1989-11-07 1993-04-20 Norand Corporation Battery pack including electronic power saver
EP0653798A1 (de) * 1993-11-05 1995-05-17 Philips Patentverwaltung GmbH Batterie mit einem an der Batterie angeschlossenen Spannungsumsetzer
US5929606A (en) * 1997-08-29 1999-07-27 Compaq Computer Corporation Ripple-suppressed converting battery module
US6404168B1 (en) * 2001-03-02 2002-06-11 Toyo System Co., Ltd. Auxiliary battery for portable devices

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001097583A2 (en) * 2000-06-12 2001-12-20 Bourns, Inc. Molded electronic assembly
JP2002026173A (ja) * 2000-07-10 2002-01-25 Fuji Photo Film Co Ltd Ｉｃ装置、基板、およびｉｃ組付基板

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4451980A (en) * 1981-11-20 1984-06-05 Matsushita Electric Works, Ltd. Chargeable electric instrument
JPS62133680A (ja) * 1985-12-06 1987-06-16 Sony Corp バツテリパツク
US5204608A (en) * 1989-11-07 1993-04-20 Norand Corporation Battery pack including electronic power saver
EP0653798A1 (de) * 1993-11-05 1995-05-17 Philips Patentverwaltung GmbH Batterie mit einem an der Batterie angeschlossenen Spannungsumsetzer
US5929606A (en) * 1997-08-29 1999-07-27 Compaq Computer Corporation Ripple-suppressed converting battery module
US6404168B1 (en) * 2001-03-02 2002-06-11 Toyo System Co., Ltd. Auxiliary battery for portable devices

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 011, no. 359 (E - 559) 21 November 1987 (1987-11-21) *

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