WO2011092039A1 - Stacked electric energy unit - Google Patents

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WO2011092039A1
WO2011092039A1 PCT/EP2011/000465 EP2011000465W WO2011092039A1 WO 2011092039 A1 WO2011092039 A1 WO 2011092039A1 EP 2011000465 W EP2011000465 W EP 2011000465W WO 2011092039 A1 WO2011092039 A1 WO 2011092039A1
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spacer
cell
electric power
abieiter
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PCT/EP2011/000465
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Tim Schafer
Claus-Rupert Hohenthanner
Andreas Gutsch
Walter Lachenmeier
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Li-Tec Battery Gmbh
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    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

Definitions

  • the present invention relates to an electric power unit consisting of a plurality of electric power cells stacked in a block, and a spacer for use between current sinkers of the electric power cells.
  • batteries primary storage
  • accumulators secondary storage
  • electrical energy which are composed of one or more memory cells, in which upon application of a charging current, electrical energy in an electrochemical charging reaction between a cathode and an anode in or between a Electrolyte is converted into chemical energy and thus stored and in which chemical energy is converted into electrical energy in an electrochemical discharge response when an electrical load is applied.
  • Primary stores are typically charged only once and discard after discharge, while secondary stores allow multiple (from a few 100 to over 10,000) cycles of charge and discharge. It should be noted that also accumulators are sometimes referred to as batteries, such as vehicle batteries, which are known to experience frequent charging cycles. In recent years, primary and secondary storage on the basis of lithium compounds gain in importance. These have a high energy density and thermal stability, provide a constant voltage with low self-discharge and are free of the so-called memory effect.
  • An electric power unit comprises a plurality of electric power cells stacked in a stacking direction into a cell block and connected in parallel and / or in series with each other within the cell block, the electric power cells having planar shaped subsides substantially surface parallel to each other from the cell, the major surfaces of the ablators being substantially perpendicular to the stacking direction, the ablators of a cell at least partially obscuring each other as seen in the stacking direction, each ablator of a cell comprising at least one ablator of cells following in the stacking direction at least partially hidden.
  • the electrical interconnection between opposing Abieitern is prepared by through-contacting or non-contacting spacers, which are arranged in spaces between Abieitern successive cells, wherein the spacers are clamped by a compressive force by means of a clamping device between the Abieitern, wherein the clamping device is arranged completely outside the Abieiter.
  • an electric power unit is to be understood in the context of the invention, a component which is also able to deliver electrical energy.
  • an electric power cell is to be understood as a structurally self-contained cell which is also capable of emitting electrical energy.
  • It can be a galvanic primary cell, which can only deliver the energy stored in it once, or a galvanic secondary cell, which can be charged and discharged several times, or a fuel cell or a capacitor cell or the like.
  • it can be a galvanic secondary cell, wherein at least one electromagnetically active material of the cell has lithium or a lithium compound.
  • the electric energy cells form an electric power unit.
  • a connector is to be understood as meaning an " externally accessible connection" which communicates with the electrochemically active parts inside the galvanic cell and also serves as a pole of the cell
  • Body is understood to have two parallel major surfaces and the extent of which is substantially greater in two spatial directions parallel to the main surfaces of a body-based Cartesian coordinate system than in the third spatial direction, wherein the third spatial direction is defined as the thickness direction of the body
  • the invention relates to a component whose extension in the stacking direction of the battery corresponds to the distance between two conductors of successive memory cells A spacer should easily contact both absorbers and be easily slidable between them and contact them externally with normal surface pressure f jam the Abieites between them.
  • through-contacting means making an electrical connection between the opposing discharge conductors.
  • An electric power unit according to this aspect of the invention also has the advantage that the spacers only have to be placed loosely between the Abieitern and by a single clamping operation between the Arresters are secured. It is Z. B. not required to secure fasteners between Abieitern individually.
  • the spacers can be removed and replaced even with dissolved clamping device, without having to dismantle the entire cell block. Conversely, with proper design and retention of the spacers, individual cells can be removed and replaced without having to disassemble the entire cell block.
  • the electric power unit may further be characterized in that the tensioning means comprises force generating elements for generating a force, wherein the force generating elements act directly in the stacking direction on the arrangement of Abieitern and spacers.
  • the electric power unit may be further characterized in that the tensioning means comprises force generating elements for generating a force and force transmission elements, wherein the force transmission elements transmit the force exerted by the force generating elements force on the arrangement of Abieitern and spacers.
  • the electrical power unit may further be characterized in that the tensioning device has tension rods extending past the arms along the length of the stack, and clamping elements, the clamping elements transmitting a force exerted by the tension rods to a plane intersecting the abrades.
  • Such an electric power unit may be constructed so that the tie rods pass through holes in the spacers.
  • the electric power unit may also be characterized in that the clamping device has at least one actuator, wherein a force of the actuator acts directly or via levers, joints or the like in the stacking direction from the outside to the arrangement of Abieitern and spacers.
  • Such an electric power unit may be constructed so that the actuator is mechanically, in particular manually, or electromotive, electromagnetically, hydraulically, pneumatically, piezoelectrically controlled.
  • the electrical power unit may further be characterized in that a spacer adjacent to a collector has a pick-off device which establishes an electrical connection with the collector.
  • Such an electric power unit may be constructed such that the tapping device is provided on a unilaterally contacting spacer, which is a non-contacting spacer.
  • a unilaterally contacting spacer is understood in the context of the invention, a spacer which produces an electrical connection only to a single side of the spacer.
  • Such a unilaterally contacting spacer can be arranged in each case on the first and last Abieiter (Pol) of a series circuit of memory cells to tap the pole voltage (the nominal potential) of the series circuit.
  • Such a unilaterally contacting spacer, which is a non-contacting spacer can also be used to interconnect two groups of cells, which are connected in series with one another, in parallel within a cell block.
  • the tapping device is provided on a through-contacting spacer, intermediate potentials in the cell block can be tapped off.
  • the electric power unit can further be characterized in that a first terminal pole and a second terminal pole of the electric power unit are provided, wherein the first terminal pole is connected to a first polarity suppression of the first cell in the cell block, and wherein the second
  • Terminal pole is connected to a Abieiter a second polarity of the last cell in the cell block.
  • a connection pole is to be understood as a contact which can also be contacted from outside the electric power unit, so that an electrical connection can be established.
  • Such an electric power unit may be constructed so that the cells are arranged in the stacking direction with alternating polarity. In this way, a series connection of the cells by the conductive and non-conductive spacers is particularly easy to implement by these easy to see alternately between successive Abieitern. Also parallel circuits are easy to implement, as described above in connection with unilaterally contacting spacers.
  • Parallel circuits can also be realized by the same direction Polraum of cells, each of which the same poles are connected by Maschinenbauder spacers.
  • Series connections of groups of a plurality of cells connected in parallel can be realized by arranging the cells of consecutive groups each having different polarity and inserting a through-contacting spacer and a non-contacting spacer between the last cell of one group and the first cell of the next group.
  • Such an electric power unit may be constructed so that the cell block is clamped from the plurality of cells between two pressure plates, wherein the pressure plates, preferably by means of tie rods, are braced. In this way, the cells can be easily and reliably summarized and fixed.
  • the electric power unit can also be characterized in that the electric energy cells are galvanic cells, preferably a secondary cell, wherein in particular an electromagnetically active material of the cells comprises lithium or a lithium compound.
  • a spacer for use between Abieitern two successive electric power cells in a cell stack wherein the spacer is made of an electrically non-conductive material, two parallel faces in the distance of the gap between the Abieitern, at least a first receiving device for receiving a contact element for electrical con Takttechnik on at least one of the end faces, and a second receiving means for receiving a connection element for establishing an electrical connection with the contact element from a different surface from the end faces of the spacer.
  • a contact element is understood in the context of the invention, any device or structural design or each component portion which is designed and adapted to make electrical contact with a face of the spacer opposite surface.
  • a receiving device is understood as any device or structural design which is designed and set up to receive a contact element.
  • a spacer for use between Abieitern two successive electric power cells in a cell stack wherein the spacer has a central portion of an electrically non-conductive material and two the middle portion sandwiching and parallel outer portions of an electrically conductive material, wherein the outer portions define end faces of the spacer, wherein the distance between the end faces corresponds to the spacing of a gap between Abieitern two successive in the cell stack electric power cells, wherein in other outer surfaces than the two end faces at least two recesses are provided, wherein one of the recesses connects to a the outer portions, but no connection to the other of the outer portions, and wherein and the other recesses connect to the other of theiziab sections, but no connection to the one of the outer sections, wherein the recesses are formed in other than the end faces.
  • a depression is understood in the context of the invention, a bore, excavation or other training, which is incorporated from a surface (a surface other than the end faces) in the spacer. Such a spacer may abut with the end faces defined by the outer portions on the current conductors of successive memory cells. Since the outer sections are electrically isolated from each other by the non-conductive center section, there is no connection between the current conductors. By bridging between the recesses, however, an electrically conductive connection between the outer sections can be created, so that a through-connection between the current conductors is produced. On the other hand, a connection to one of the outer sections can be made via one of the depressions, and thus the potential of the current conductor applied there can be tapped.
  • FIG. 1 is a partially cutaway plan view of a battery as a first embodiment of the invention
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the battery of FIG. 1 taken along a line II - II in FIG. 1 between two battery cells in the direction of view of associated arrows
  • FIG. Figure 3 is a longitudinal sectional view of the battery of Figure 1, taken along a line III-III in Figure 1 at the level of a series of Abieitern and spacers in the direction of associated arrows ..
  • Figure 4 is an enlarged view of a spacer of Figure 3 in a cross-sectional view through a median plane along a line IV-IV in Figure 3, without mounting parts in the direction of arrows.
  • Fig. 1 is a partially cutaway plan view of a battery as a first embodiment of the invention
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the battery of FIG. 1 taken along a line II - II in FIG. 1 between two battery cells in the direction of view of associated arrows
  • FIGS. 7 and 8 are views of a spacer as a second embodiment of the invention in a partial cross-sectional view and a longitudinal sectional view, with built-in parts in a through-contacting configuration; are Fign.
  • FIG. 1 to 13 are views of a spacer as a third embodiment of the invention in a partial cross-sectional view, a longitudinal sectional view and a plan view, with built-in parts in Wegternierender configuration; are Fign.
  • Figures 14 and 15 representations of the spacer of Figs. 7 and 8 with built-in parts in unilaterally contacting configuration
  • Fig. 16 is an enlarged view of a detail XVI of Fig. 3 of a battery in a fourth embodiment of the present invention with a pressure screw as a pressure member in a partially exploded view
  • Figure 17 is an illustration of a detail corresponding to Figure 16 of a battery in a fifth embodiment of the present invention with a pressure cell as a pressure element in a partially exploded view.
  • FIGS. 18 and 19 are views corresponding to the sectional view of FIGS. FIGS. 2 and 3 of the battery of the embodiment of FIGS. 18 and 19;
  • Fig. 22 is a horizontal sectional view of a spacer in a seventh embodiment of the invention;
  • Fig. 23 is a side view of the spacer of Fig. 22; are Fign.
  • Fig. 24 and 25 are side views of a modified spacer of this embodiment according to Fig. 23;
  • Fig. 26 is a plan view of an end piece in an eighth embodiment of the invention;
  • Fig. 27 is a longitudinal sectional view of the end piece of Fig. 26, taken along a line XXVII-XXVII in Fig. 26, as viewed in the direction of arrows;
  • Fig. 28 is a view of the tail according to Fig. 27 in an activated state.
  • FIG. Fig. 1 is a partially sectioned plan view of a battery 2 with eight memory cells 4, which are stacked between two end-side pressure plates 6, 8 (end-pressure plate 6, counter-pressure plate 8) and tensioned by tie rods 10 and nuts 12.
  • end-side pressure plates 6, 8 end-pressure plate 6, counter-pressure plate 8
  • tie rods 10 and nuts 12 the printing plates 6, 8 and components contained therein are cut, but not between the printing plates. plates 6, 8 arranged components.
  • the position of the memory cells 4 within the stack is numbered (i) to (viii).
  • the tie rods 10 are also referred to as block anchors 10, which illustrates their function to clamp the memory cells 4 into a block.
  • the nuts 12 for the tie rods 10 are non-rotatably, but axially movable, mounted in corresponding recesses of the connection pressure plate 6.
  • the nuts 12 are preferably square nuts or hex nuts.
  • the pressure plates 6, 8 can exert pressure on the entire surface of the memory cells 4. Alternatively, they can exert pressure only on a possibly reinforced edge region of the memory cells 4, in order to keep mechanical stresses on inner parts of the memory cells 4 low or even completely avoided. )
  • the memory cells 4 have a flat, rectangular base body with two extended flat sides or front sides (front and back) and four narrow sides (right and left side, also referred to as flank, top and bottom) on.
  • the memory cells 4 are in each case with their flat front and back sides together and form a stack.
  • the stacking direction of the memory cells 4 is also referred to as the axial direction of the battery 2.
  • the memory cells 4 are lithium accumulator cells (in the context of this application, accumulators, ie secondary accumulators, are referred to as batteries).
  • the main body of each storage cell 4 houses an active part in which an electrochemical reaction takes place for the storage and delivery of electrical energy (charging and discharging reaction).
  • the inner structure of the active part not shown in detail in the figure, corresponds to a flat, laminated stack of electrochemically active electrode films of two types (cathode and anode), electrically conductive films for collecting and supplying or discharging electrical current to and from the electrochemically active regions, and separator foils for separating the electrochemically active regions of the two types from each other.
  • At least one of the types of electrochemically active electrode films comprises lithium or a lithium compound. This structure is well known in the art and need not be further explored here. Reference is made to the state of the art according to Möller / Winter cited in the introductory part of the description, the disclosure content of which is fully incorporated by reference in this respect.
  • each cell 4 From a narrow side of each cell 4 defined as an upper side, two absorbers 14 (14+, 14-) protrude perpendicularly outward from the interior of the cell 4.
  • the separators 14 are in communication with the electrochemically active cathode and anode regions inside the active region and thus serve as cathode and anode connections of the cell 4.
  • the Abieiter 14+ forms a positive pole of the cell 4 and forms the Abieiter 14- a negative terminal of the cell 4.
  • the Abieiter 14 are made of a good conductor material such as copper or aluminum.
  • a coating vapor deposition, plating or the like.
  • Silver or gold may be provided.
  • the Abieiter 14 are flat structures whose width and height are significantly greater than their thickness and whose height is significantly less than their width. They are arranged on the upper side of the cell 4 substantially parallel to each other and offset both in the width direction and in the thickness direction. The cross-sections of the Abieiter 14 do not overlap one another in frontal view nor seen from the flank, and their projections are at a distance from each other in each of these viewing directions.
  • the arrangement of the absorber 14 is mirror-symmetrical with respect to each axis of symmetry of the top of the cell 4.
  • the cells 4 are stacked with alternating polarity of the Abieiter 14+, 14-.
  • the first cell 4 (i) is arranged in the cell block so that its negative conductor 14- lies on the right side in the drawing and its positive Abieiter 14+ lies on the left side in the drawing.
  • the next cell 4 (ii) is arranged in the reverse pole direction, namely with its positive Abieiter 14+ on the right side in the drawing and its negative Abieiter 14- on the left side in the drawing.
  • the polar directions of the further cells 4 each alternate further until the last (eighth) cell 4 (viii).
  • positive Abieiter 14+ and negative Abieiter 14- alternate in the stacking direction.
  • a pocket 16 is formed in the terminal pressure plate 6, a pocket 16 is formed.
  • the pocket 16 is a recess in which two terminals 18 (18+, 18-) are arranged.
  • the terminals 18 are accessible from the outside and form the poles of the battery 2.
  • the terminal 18+ forms a positive pole of the battery 2 and forms the terminal 18- a negative pole of the battery 2.
  • the pocket 16 also find other components (not shown in detail ) for controlling and regulating the battery 2 and the individual cells 4 place.
  • each spacers 20 are arranged.
  • the spacers 20 have either a feed-through device 22, a one-sided contacting device 23 or no contacting device.
  • the feedthrough devices 22 are constructed so that they establish an electrical connection between the Abieitern 14 at fixed abutment of Abieiter 14 on both sides of the spacer 20.
  • the one-sided contacting devices 23 are constructed in such a way that they establish an electrical connection with one of the two conductors 14 when the Abieiter 14 is firmly in abutment on both sides of the spacer 20 in such a way that it is possible to grasp it from outside the spacer.
  • a spacer 20 with a through-contacting device 22 is a through-contacting or spacer-configured spacer
  • a spacer 20 with a one-sided contacting device 23 is a spacer which is in one-sided contact or one-sided contact configuration
  • a spacer 20 without a contacting device 22 or 23 is not contacting or non-contacting configured spacer.
  • end pieces 21a, 21b are arranged at the spacers 14+, 14- of the first and last cell 4 (i), 4 (viii) in the direction pointing outwards in the stacking direction - Different pieces 20 and bridge the distance between the Abieiter 14 and the pressure plates 6, 8. In this way, between the pressure plates 6, 8, a closed column of spacers 20, Abieitern 14 and end pieces 21 a, 21 b.
  • a respective pressure element 24 is arranged with a pressure-transmitting member 26 so that the pressure-transmitting member protrudes through an opening 54 in the terminal-pressure plate 6 therethrough.
  • the openings 54 are each in the extension of one of the columns of spacers 20, Abieitern 14 and end pieces 21 a, 21 b, so that the pressure mediating member rests each on one of the end pieces 21 a, 21 b.
  • a pressure element 24 is activated, it exerts on the associated pressure switch member 26 pressure on the corresponding end piece 21 a, 21 b and thus to the entire column of spacers 20, Abieitern 14 and end pieces 21 a, 21 b.
  • axial pressure is exerted on the arrangement of spacers 20, end pieces 21a, 21b and Abieitern 40 from the outside, the spacers 20 and end pieces 21 a, 21 b fixed and is a permanent contact by the contacting devices 22, 23rd ensured.
  • pressure element 24 and pressure transmitting member 26 refers to the functions, on the one hand to generate a force and on the other hand to transmit this force as a compressive force on a column of spacers 20, Abieitern 14 and end pieces 21 a, 21 b.
  • the pressure element 24 and the pressure-transmitting element 26 (FIG. 1) on each side of the battery 2 may coincide into a single component and be realized, for example, by a simple cylinder screw which is screwed into the connection pressure plate 6 and there presses on the end piece 21 a and 21 b, wherein the opening 54 is only a threaded hole.
  • the cells 4 of the present embodiment are connected in series. Namely, the first four cells 4 (i) to 4 (iv) form a group A, and the second four cells 4 (v) to 4 (viii) form a group B of cells 4, each forming a series circuit.
  • the spacers 20 between the positive Abieiter 14+ of the first cell 4 (i) and the negative Abieiter 14- the next cell 4 (ii), between the positive Abieiter 14+ of the cell 4 (ii) and the negative Abieiter 14- of the next cell 4 (iii) and between the positive Abieiter 14+ of the cell 4 (iii) and the negative Abieiter 14- of the last cell 4 (iv) each have a via device 21 on.
  • the pole potentials of the groups (series connections) A and B of the cells 4 of the battery 2 are tapped as follows.
  • the spacer 20 between the negative conductor 14- of the cell 4 (i) (the first cell in the group A) and the positive absorber 14+ of the next cell 4 (ii) is provided with a single-sided contacting device 23 which is located on the negative side contacted and connected via a negative pole line 28- to the negative terminal 18-.
  • the spacer 20 between the negative conductor 14- of the cell 4 (v) (the first cell in the second group B) and the positive absorber 14+ of the next cell 4 (vi) is provided with a single-sided contacting device 23 which is located on the negative side and connected via a negative pole 30- to the negative terminal 18- is connected.
  • the distance Piece 20 between the positive Abieiter 14+ of the cell 4 (iv) (the last cell of the first group A) and the negative Abieiter 14- the previous cell 4 (iii) is provided with a one-sided contacting device 23 which contacts on the positive side and connected via a positive pole 28+ to the positive terminal 18+.
  • the spacer 20 between the positive Abieiter 14+ of the cell 4 (viii) (the last cell of the second group B) and the negative Abieiter 14- the previous cell 4 (vii) is provided with a one-sided contacting device 23, which on the positive Page contacted and connected via a positive 30+ pole to the positive terminal 18+.
  • any electrical interconnections of the cells 4 in the battery 2 can be realized. If e.g. the one-sided contactors 23 in the spacers 20 of the cells 4 (iv) and 4 (v) in Fig. 1 are omitted and instead between the positive Abieiter 14+ of the cell 4 (iv) and the negative Abieiter 14- of the cell 4 (v) also a spacer 20 is used with through-hole device 22, a series connection of all cells in the battery 2 is realized.
  • a via 22 is omitted and unilaterally contacting spacers 20, 23 are provided which are connected to the respective battery post 18+, 18-.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along a line II-II in FIG. 1 in a plane between the second and third cells 4 (ii), 4 (iii), and FIG. 3 is a longitudinal sectional view the section along a line III-III in Fig. 1 in a median plane of a sequence of Abieitern 14 and spacers 20, 21 a, 21 b extends.
  • the spacers 20 have a rectangular cross section and the top of each cell 4 on the left and right half each have a recess 32 in which the spacers 20 rest. They are thereby fixed in the lateral direction and downwards.
  • the spacers are retained by a cover (not shown in detail), which rests in a shoulder 34 of the connection pressure plate 6 and in a shoulder 35 of the counter-pressure plate 8.
  • the cells 4 have notches 36 (corner recesses) into which the block anchors 10 extend and thus allow alignment of the cells 4.
  • the sectional plane in Fig. 2 (line II-II in Fig. 1) intersects the spacers 20 between the second and third cells 4 (ii), 4 (iii).
  • the spacers 20 are generally cuboid; their extension in the axial direction (stacking direction of the cells 4, perpendicular to the plane in Fig. 2) corresponds to the distance between see Abieitern 14. They have a central axial bore 40, which for receiving a through-connection device (22) or a one-sidedmaschinetechniksseinnchtung ( 23) and otherwise can remain empty.
  • the sectional plane in Fig. 3 (line III-III in Fig. 1) intersects the spacers 20 of the pressure composite on the right side in Fig. 1, at the height of the bores 40 in the spacers 20.
  • the spacers 20 on this side have, in the order of their cell 4 (i) to the last cell 4 (viii), a one-sided contacting device 23, a via device 22, a one-sided contacting device 23, no through-connection device, one-sided contacting device 23, a via-contacting device 22 and a one-sided contacting device 23.
  • the through-connection devices 22 are realized by electrically conductive through-bolts 22, which are received in the axial bores 40 and which extend over the entire axial length of the spacers 20.
  • the one-sided contacting devices 23 are realized in each case by an electrically conductive contact pin 23a and an insulating bolt 23b, which are arranged in the axial direction. Albohrept 40 are added and together are as long as the entire axial length of the spacers 20. Between the contact pin 23a and insulating bolt 23b each have a pin 44 is clamped, which allows the contact to the outside. Where no contact is to be realized, the axial bore 40 remains empty. If required for reasons of stability, bolts of insulating material can be provided there as a counter-pressure bearing.
  • FIGS. 4 to 6 show The structure of the spacers 20 and the contacting elements in FIGS. 4 to 6 shown in more detail.
  • FIGS. 4 and 5 show a spacer 2 initially without contacting elements.
  • FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of a spacer 20, wherein the viewing direction of FIG. 2, ie the stacking direction of the cells 4 corresponds, and wherein the sectional plane extends through the central plane of the spacer 20 seen in the stacking direction.
  • the spacer 20 has a cuboid main body 38 made of an electrically insulating material.
  • an axial bore 40 extends centrally through the spacer 20.
  • a transverse bore 42 also extends centrally from one side of the spacer 20 to the other.
  • the transverse bore 42 extends centrally and horizontally through the main body 38 and therefore intersects the axial bore 40.
  • the transverse bore 42 has (without limiting the generality) a smaller diameter than the axial bore 40.
  • Fig. 5 is a view of the spacer 20 from the side. In this view, the section line of Fig. 4 is illustrated by a line IV-IV. The location of the Abieiter 14 is indicated by dotted lines.
  • FIG. 6 is a horizontal sectional view of the spacer 20 taken along lines Vl-Vl in Figs. 4 and 5, with built-in components in one-sided contacting configuration. Again, the location of the Abieiter 14 is indicated by dotted lines.
  • the contact pin 44 is inserted from one side into the transverse bore 42, and the contact pin 23a and the insulating pin 23b are inserted from opposite sides into the axial bore 40, pinching the contact pin 44 therebetween.
  • the contact wire presses into the insulating bolt 23b and the contact pin 23a.
  • a groove can also be provided in the inwardly facing end surfaces of the insulating bolt 23b and of the contact bolt 23a, the shape of which is modeled on the cross section of the contact pin 44;
  • the bolts 23a, 23b have a nose on the lateral surface and may be provided in the axial bore 40 of the base body 38 (the spacer 20) has a groove which receives the nose (not shown in detail).
  • the contact pin 44 may be flattened at its end.
  • the transverse bore 42 for receiving the contact pin 44 extends over the entire width of the spacer 20, so that it can be contacted from both sides.
  • the contact pin 44 projects laterally out of the spacer 20 and is connected to a socket 46 or the like to the pole line 28 and 30 respectively.
  • the contact pin 44 and socket 46 may realize a long pin connector.
  • the through-bolts 22 and contact pins 23a and the contact pins 44 are made of a good conductor material.
  • a conductor material copper, brass, bronze or the like in question, but there are also other materials conceivable such as steel, aluminum, nickel silver oa
  • a silvering or gold plating of the contact surfaces may be provided.
  • the contact surfaces may be roughened.
  • the spacers 20 and the insulating bolts 23b are made of an electrically insulating material.
  • an insulator material are plastics, rubber, ceramics and the like in question.
  • the spacers 20 may be more compliant than the bolts 22, 23a, 23b, so that a reliable pressure contact comes about.
  • the tolerances of the bolts 22, 23 a, 23 b and spacers 20 should be matched to one another such that the bolts 22, 23 a, 23 b can not disappear in the spacers 20.
  • the bolts can be replaced by sleeves.
  • material costs and weight can be saved, which in particular affects when a plurality of axial bores 40 are provided with corresponding contacting possibilities.
  • FIGS. FIGS. 7 to 10 show a spacer 120 with built-in parts in a through-contacting and single-sided contacting configuration, as a second exemplary embodiment of the present invention, which is an alternative embodiment of the spacer of the previous exemplary embodiment.
  • the direction of view of Fign. 7 and 9 corresponds to that in Fig. 4, wherein Fig. 7 is only approximately half-sided and Fig. 9 is not cut, and the viewing direction of FIGS. 8 and 10 corresponds to that in Fig. 5, but cut in the median plane (see the line VIII-VIII in Fig. 7 and XX in Fig. 9 with associated arrows).
  • FIGS. Figures 7 and 8 show the spacer 120 of this embodiment in through-contacting configuration.
  • the spacer 120 has a cuboid main body 138 made of an electrically insulating material.
  • the main body 138 has at the top a continuous recess 148 which continues saddle-like at the front and back.
  • a U-shaped, adapted to the recess 148 contact plate 122 is placed from above into the recess 148, that it on the main body 138 at.
  • the contact plate 122 is held from above by two screws 152, which are screwed into respective threaded bag bores 150 formed in the base body 138.
  • the U-shaped contact plate 122 creates an electrical connection from a front side to the rear side of the spacer 120 and thus forms a through-contacting device in the sense of the invention.
  • FIGS. 9 and 10 show the spacer 120 in a one-sided contacting configuration.
  • an L-shaped contact plate 123 is placed from one side in the recess 148, wherein the long leg rests against one of the end sides of the spacer 120 and the short leg rests against the top of the spacer 120.
  • the L-shaped contact plate 123 projects with its short leg beyond the center of the spacer 122, but not to the other end side, and is fixed with screws 152 corresponding to the through-contacting configuration. With the long leg it rests against the Abieiter (14, see Fig. 2). Under one of the screws 152, a contact shoe 144 is placed, on which a Poltechnisch 28 and 30 ends.
  • the spacer 120 rests with the edge 149 left by the depression 148 on the Abieiter (14, see FIG.
  • the L-shaped contact plate 123 thus allows isolation of successive Abieiter 14 and a decrease in the pole potential of Abieiters on the side of the long leg. It therefore forms a one-sided contacting device.
  • the contact sheets 122, 123 are made of a good conductor material; For this selection, alternatives and variants, the above applies in the context of menhang with the für Arthur istsbolzen 22 and contact pin 23 a of the first embodiment.
  • the spacer 120 of this embodiment replaces the spacer 20 in the first embodiment and is used as this in each desired configuration. In non-contacting configuration, it lies on both sides with the rim 149 left on the recess 18, on the headers 14, thus ensuring the distance and the clamping connection between successive headers 14.
  • the cable lug 144 may be formed as a ring eyelet or fork and have a crimping part or a screw terminal for the pole line 28 and 30 respectively.
  • the cable lug 144 can also be replaced by a hook-shaped or loop-shaped bent end of the pole line 28 or 30.
  • FIGS. FIGS. 1 to 15 show a spacer 220 with built-in parts in a through-contacting and single-sided contacting configuration as a third exemplary embodiment of the present invention, which is an alternative embodiment of the spacers of the previous exemplary embodiments.
  • FIG. 11 is a partial cross-sectional view of the spacer 220 of this embodiment in a through-contacting configuration, wherein the line of sight and the sectional shape approximately correspond to the situation in FIG. 7.
  • FIG. 12 is a longitudinal sectional view of the spacer 220 taken along a line XII-XII in FIG. 11 as viewed in the direction of the arrow.
  • Fig. 13 is a plan view of the spacer 220 (see arrow XIII in Fig. 11).
  • the spacer 220 has a cuboid base body 238 made of an electrically insulating material.
  • the main body 238 has a horizontal, continuous slot 240 between the front side and the rear side, as well as in the front and rear side in each case a recess 248 which extends upwards from the slot 240 (see Fig. 15).
  • a contact plate 222 extends through the slot 240 and extends on both sides on the end faces of the base body 238 further in the recesses 248 upwards.
  • the contact plate 222 is in the form of a flat or only one-sided angled semi-finished product, for installation it is pushed through the slot 240 and then angled upward. It is not necessary to fix the contact plate 222 by means of screws.
  • the contact plate 222 creates an electrical connection from one end face to the other end face of the spacer 120 and forms a through-contacting device in the sense of the invention.
  • the main body 238 of the spacer 222 of this embodiment has a transverse groove 242 and a central, up to the slot 240 reaching threaded bore 250 with a cylindrical counterbore 251 on.
  • the countersink 251 extends slightly deeper than the transverse groove 242 into the main body 238.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of the spacer 220 in single-contacting configuration and corresponds to the illustration of FIG. 4, and FIG. 15 is a longitudinal sectional view of the spacer 220 taken along a line XV-XV in FIG. 14 as viewed in the direction of the arrow.
  • an L-shaped contact plate 223 is slid from one side into the slot 240 and placed in the recess 248, with the long leg in the recess 248 abutting the front or back of the spacer 220 and the short leg in the Slot 240 sticks out.
  • the L-shaped contact plate 223 protrudes with its short leg beyond the center of the spacer 122, but not to the opposite side, and is fixed with a screwed into the threaded bore 250 cylinder head screw 252. The screw head disappears in the recess 251. With the long leg, the contact plate 223 is located on the Abieiter 14 there.
  • a pole line 28 or 30 extends from outside the spacer 220 through the transverse groove 242 and terminates in a contact shoe 244, which is separated from the cylinder screw. be 252 is fixed with.
  • the spacer 220 rests with the edge 249 (see Fig. 11) left on the depression 248 on the Abieiter 14 there.
  • the L-shaped contact plate 223 thus allows isolation of successive Abieiter 14 and a decrease in the pole potential of Abieiters on the side of the long leg. It thus forms a one-sided contacting device according to the invention.
  • the contact plates 222, 223 are made of a good conductor material; for the relevant selection, alternatives and variants, what has been said above in connection with the through-bolt 22 and contact pin 23a of the first exemplary embodiment applies.
  • the spacer 220 of this embodiment replaces the spacer 20 or 120 in the first or second embodiment and is used as this in each desired configuration. In non-contacting configuration it rests on both sides with the edge 249 left by the depression 248, thus ensuring the distance and the clamping connection between successive ejectors 14.
  • the feedthrough devices can be designed so that the decrease of an intermediate potential at this point is possible.
  • the provided screws 152, 252 with contact shoe 144, 244 can also be used together with the through-contacting contact plates 122, 222.
  • two contact pins 23a may be used to form a via device with a decrease in potential. In this way, a plurality of rated voltages of the battery 2, 102, 202, etc. can be realized.
  • the following embodiments relate to variants in the realization of the pressure combination.
  • FIG. 16 is an enlarged view of a portion of a battery 302 as a fourth embodiment of the present invention corresponding to a detail XVI in FIG. 3.
  • the battery 302 of this embodiment is similar in construction to the battery 2 of the first embodiment. It has a terminal pressure plate 306 which corresponds to the terminal pressure plate 6 of the first embodiment.
  • the generation of the compressive force for producing the clamping connection of Abieitern 14 and spacers 20 including end pieces 21 a, 21 b is carried out from the terminal pressure plate 306.
  • the terminal pressure plate 306 of the battery 302 of this embodiment has a through hole 325, which at the height of the end piece 21 a (on the other side it would be the end piece 21 b) opens.
  • the through hole 354 has a widening with internal thread 356 to the outside.
  • the internal thread 356 is preferably a fine thread, in particular a self-locking thread.
  • a pressing member and a pressure mediating member are formed together by a cap screw 324.
  • the cap screw 324 has a screw head 324a with a head thread 324b and a hexagon socket 324c.
  • a head thread is understood here as an external thread, which is incorporated in the head of a screw, and a cap screw is understood to mean a screw with a head thread.
  • the head thread 324b corresponds to the internal thread 356 in the connection pressure plate 306.
  • the screw head 324a is followed by a cylindrical punch 326 having a ner frontal chamfer 326 a, whose outer diameter corresponds to the diameter of the through hole 354.
  • the punch 326 and the through hole 354 may be designed to fit, but this must have so much game that the screw does not jam.
  • the screw head 324a of the cap screw 324 with the head thread 324b and the hexagon socket 324c forms a pressing member
  • the punch 326 of the cap screw 324 forms a pressure mediating member.
  • a simple cylinder screw or a plurality of cylinder screws or the like can be used instead of the cap screw 324.
  • the use of a cap screw facilitates the formation of a thread with self-locking properties due to the smaller achievable thread pitch.
  • a counter cover (not shown in more detail) can be attached after assembly. Under a counter cover is understood here a headless screw whose length is less than their diameter; it may have two eccentric holes for receiving a puller or the like.
  • Fig. 17 shows the same section as Fig. 16 for a battery 402 as a fifth embodiment of the present invention.
  • the battery 402 of this embodiment is similar in construction to the battery 2 of the first embodiment. It has a terminal pressure plate 406 which corresponds to the terminal pressure plate 6 of the first embodiment. The generation of the compressive force for the production of the clamping Connection of Abieitern 14 and spacers 20 including end pieces 21 a, 21 b is carried out from the terminal pressure plate 406.
  • the terminal pressure plate 406 of the battery 402 of this embodiment has a through hole 454 that opens at the level of the end piece 21a (on the other side, it would be the end piece 21b).
  • the through-bore 454 has a cylindrical countersink 455 towards the outside as well as an internal thread 456 (threaded start-up) in its once more expanded contact area.
  • the internal thread 456 is preferably a fine thread, in particular a self-locking thread.
  • the pressure element and the pressure mediating member are formed by a pressure can 424, which drives a plunger 426 with an end face widened punch 426a.
  • the can 424 is inserted into the counterbore 454 with the punch 426 projecting into the through bore 454. Then, the counterbore 455 is closed by a lid 458.
  • the lid 458 has an external thread 458 a corresponding to the internal thread 456 in the terminal pressure plate 406.
  • the lid 458 further includes two eccentric blind holes 458b for receiving a puller to attract or disengage the lid and a central opening 458c. Through the central opening 458c through a connection line runs 460 for the pressure cell 424.
  • the pressure can 424 may be formed in many ways; It is essential that the punch with a predetermined, preferably controllable pressure or predetermined path of the plunger 426 is actuated.
  • the drive may be electromotive, electromagnetic, piezoelectric, hydraulic or pneumatic; It can also be a shape memory component used as a moving element.
  • the pressure cell When the pressure cell is activated, the plunger 426 is extended axially, and the punch 426 a presses on the end piece 21 a.
  • the pressure combination of Abieitern 14, spacers 20 and end pieces 21 a, 21 b is braced, and the contacts are pressed reliably.
  • the pressure can 424 is designed so that the plunger locked in the extended state.
  • the pressure can 424 (with lid 458 as abutment) form a pressure element, and the plunger 426 with the punch 426a forms a pressure switch.
  • the pressure can 424 itself be screwed, the internal thread 456 would then be longer, and the reduction 455 could possibly be omitted.
  • FIGS. 18 to 21 show details and overall views of a battery 502 having another pressure introduction concept as a sixth embodiment of the present invention.
  • Fig. 18 shows the same section as Fig. 16 or Fig. 17 for the battery 502 of this embodiment.
  • Fig. 19 shows the same area in horizontal section taken along a line XIX-XIX in Fig. 18.
  • Fig. 20 is a cross-sectional view of the battery 502 between two cells 4; the view corresponds to Fig. 2.
  • Fig. 21 is a longitudinal sectional view; the view corresponds approximately to FIG. 3.
  • the battery 502 of this embodiment corresponds in its basic construction to the battery 2 of the first embodiment.
  • Printing plates 506, 508 correspond to the printing plates 6, 8 of the first embodiment.
  • Spacers 520 and end pieces 521 a, 521 b correspond to the spacers 20 and end pieces 21 a, 21 b of the first embodiment.
  • the spacers 520 of this exemplary embodiment have rectangular shafts into which cuboidal or rectangular inserts 522, 523 a, 523 b (corresponding to the through-bolt 22, contact pin 23 a and iso). lierbolzen 23b of the first embodiment) are used.
  • the introduction of the compressive force for the production of the clamping connection of Abieitern and spacers takes place from the terminal pressure plate 506.
  • pockets 506a are formed, which serve to receive the pressure elements and pressure-transmitting links.
  • the spacers 520, 521a, 521b extend in this embodiment higher than the Abieiter 14 and have, in addition to the shafts 540, which serve to receive the contacting elements 522, 523a, 523b, further axial bores above the level of Abieiter 14.
  • tie rods 524 By the additional axial bores in the spacers 520, 521 a, 521 b through two tie rods 524 above the Abieiter 14 of the cells 4 of the battery 502.
  • the tie rods 524 are based with their heads in correspondingly dimensioned recesses 508 a of the platen 508 and extend to into the pocket 506a of the terminal pressure plate 506, where they end in nuts 525.
  • the tie rods 524 and the nuts 525 form a pressure element for bracing the spacers 520 and end pieces 521 a, 521 b in this embodiment.
  • the tie rods 524 are provided in addition to the block anchors 10. To distinguish the function from the block anchors 10, the tie rods 524 are also referred to below as "contact anchors" 524.
  • a pressure transmitting member is formed by a bridge 526 and pressure pin 527.
  • the pressure pins 527 sit in through holes of the terminal pressure plate 506 at the level of the shafts 540 of Abieiter 14 and abut the end pieces 521 a (or 521 b on the other side).
  • the bridge 526 is a belt-shaped component with a recess 526a facing the battery interior and running in the transverse direction of the battery 502. Through the groove 526a two bearing lines are formed, one of which is above the contact armature 524 on the wall of the pocket 506a and the other at the height of the pressure pin 527.
  • the contact armature 524 extend below the upper bearing line through the bridge 526, and the nuts 525 press on the bridge 526 from the outside so that the direction of force between the two bearing lines of the bridge 526 runs.
  • the bridge 526 forms a lever which transmits the tensile force of the contact armature 524 on the pressure pin 527 and thus reliably clamped the composite of Abieitern 14 and spacers 520, 521 a, 521 b.
  • the cells 4 have no recesses (see Fig. 32 in Fig. 2) at the top for receiving the spacers 520 on.
  • the spacers 520, 521a, 521b are held in place by the contact anchors 524, so that said depressions are dispensable.
  • the block anchors 10 are long cap screws whose heads are seated in correspondingly dimensioned counterbores 506b of the terminal pressure plate 506 and bolted into threaded holes 508b in the reaction plate 508 (the location may be reversed).
  • the tie rods 524 are rotatably mounted with, for example, square or mecanicyak leopardköpfen in the counter-plate and are bolted to the side of the terminal pressure plate 506 with the bridge 526. All screw connections lie above or below the contours of the cells 4 including the Abieiter 14.
  • the polar lines 28, 30 are guided above the arrester plane.
  • the contact anchors 524 are independent of the block anchors 10, but can support their effect. In other words, by tightening the contact anchors 524, additional pressure is applied to the pressure plates 506, 508, which contributes to the strain of the cell block. However, since the contact anchors 524 are retrofitted, the tensile force of the block anchors 10 must be sufficient to maintain the cell block. In order to avoid permanent one-sided burdens avoid, after mounting the contact armature 524 or shortly before the tightening torque of the underlying block anchor 10 can be increased. Under certain conditions, the upper block anchor 10 can also be omitted. Although not shown in detail, it can be ensured by suitable measures that the assembly only has to be made from one of the pressure plates 506, 508. For example, the tie rods 510 may also be bolted to internal threads in the platen 508, and their heads may sit directly on the bridge 526 where they will be tightened with a suitable tool.
  • the contact anchors may be reduced to substantially tensionless guide rods for the spacers 520, 521 a, 521 b, while the contacting separately therefrom according to the principles of FIGS. 1 to 17 takes place.
  • bridges 526 can be dispensed with.
  • the contact anchors pass through through holes in the pressure plates 506, 508 and are thus radially supported.
  • the pressure plates 506, 508 have, instead of the through-holes mentioned above, slots running upwards through which the contact anchors 524 can be removed upwards, together with the spacers 520 and end pieces 521 a, 521 b arranged thereon.
  • the spacers 520 and end pieces 521a, 521b have thickenings in the profile region of the contact anchors 524 such that the spacers 520 and end pieces 521a, 521b touch above the level of the abieiter 14.
  • the block anchors can lie laterally outside the cells. In this case, cells can be pulled down from the cell block and replaced.
  • FIG. 22 is a horizontal sectional view of the spacer 620
  • FIG. 23 is a side view looking in the direction of an arrow XXIII in FIG. 22.
  • the spacer 620 in this embodiment has an insulating layer 638a sandwiched by two conductor layers 638b.
  • This layer structure may be referred to as the main body of the spacer 620.
  • the conductor layers 638b are thin compared to the insulating layer 638a.
  • the conductor layers 638b form in the stacking direction of the battery 2, the front and back of the spacer 620, which are in contact with the current conductors of the battery cells (in the figure, the current conductors 14 are indicated by dashed lines).
  • blind holes 658 are formed so as to be partially in the insulating layer 638a and partially in one of the conductor layers 638b.
  • the blind holes 658 lie one behind the other on a horizontal plane in the stacking direction.
  • a blind hole 658 intersects one of the conductor layers 638b and the other blind hole 658 intersects the other conductor layers 638b.
  • the conductor layers 638b have no electrically conductive connection with each other. Therefore, the spacer 620 as described above may be used as the non-contacting spacer 620. Through a conductor bridge 622, which is inserted into the blind holes 658 in an edge of the spacer 620, an electrically conductive connection between the conductor layers 638b is produced. With the conductor bridge 622, the spacer 620 can be used as a through-contacting spacer 620. In particular, the conductor layers 638b and the conductor bridge 622 form a through-connection device in the sense of the invention.
  • a plug with a pin 644 and a plug housing 646 is designed to fit into the blind holes 658 in a flank of the spacer 620.
  • a locking screw 647 is provided, with which a Poltechnisch 28/30 of the battery 2 can be clamped.
  • the spacer 620 of this embodiment is designed so that both a conductor bridge 622 and a plug 644, 646 can be used and so also in through-contacting configuration of the spacer 620 a prevailing at this point potential can be tapped. There may also be several pairs of blind holes 658 on at least one
  • Edge of the spacer 620 of this embodiment may be arranged to realize by using a plurality of conductor bridges 622 a larger conductor cross-section.
  • the blind holes 658 may have the same or different diameters on both flanks of the spacer 620.
  • the insulating layer 638a is a middle section in the sense of the invention, and the conductor layers 638b are outer sections in the sense of the invention.
  • the blind holes 658 and the recesses 662 are recesses in the context of the invention.
  • Fig. 24 corresponds to the view of Fig. 23 and shows a modification of the spacer 620 of this embodiment.
  • Bushings 662 are fixedly arranged at the location of the blind holes (658, see FIGS. 22, 23).
  • the inner diameter of the sockets 662 is adapted to the outer diameter of the connector pins. The use of the sockets 662 helps to improve a conductor connection between the conductor layers 638b and the plug pins 644.
  • Fig. 25 corresponds to the view of Fig. 23 and shows another modification of the spacer 620 of this embodiment.
  • recesses 662 of rectangular cross-section are each formed in the side of the spacer 620 in the surface of the insulating layer 638a facing a conductor layer 638b.
  • the recesses 662 may be formed as pockets or as continuous grooves.
  • plugs or bridges of rectangular conductor cross-section (not shown in more detail) are used, which contact the respective conductor layer 638b when they are inserted into the recess 662.
  • the bores and / or depressions for producing a contact between the conductor layers 638b may be arranged only on one side.
  • the bores and / or recesses for producing a contact between the conductor layers 638b may also be arranged or only at the upper side of the spacer 620.
  • FIG. 26 shows an end piece 721b in plan view
  • FIG. 27 shows the end piece 721b in longitudinal section along a line XXVII-XXVII in FIG. 26
  • FIG. 28 shows the end piece 721b in a view corresponding to FIG activated state.
  • the end piece 721b is disposed between a current collector 14 and the terminal pressure plate 6 or the counter-pressure plate 8 of the battery.
  • the end piece 721b as shown in Fig. 26 on its upper side two threaded holes 768.
  • FIG. 27 shows a longitudinal section of the end piece 721 b (a longitudinal section is understood in the context of this application to be a section in a vertical plane which runs parallel to the stacking direction of the battery) through one of the threaded bores 768.
  • the end piece 721b is defined by a cuboidal base. body 764 formed. From its underside, a groove 766 extends transversely from one flank to the other flank.
  • the groove 766 has a cross-sectional shape that widens from a narrow slot at the bottom inwardly of the body 768 to a width corresponding to the nominal diameter of the threaded hole 768.
  • the groove 766 terminates in the upper half of the end piece 721 b.
  • two legs 764a are defined in the main body 764, which protrude from an upper part of the main body 764 down.
  • Fig. 28 illustrates how by screwing cap screws 770 in the threaded holes 768, the legs 764a of the end piece 721 b displaced and thereby pressed apart.
  • a mounting situation in a battery (2, see Figures 1-3, or the like) press the legs 764a in the axial direction to the arrangement of current conductors and spacers, thus creating a reliable clamping compound.
  • the pressure can be adjusted well by the screw-in depth of the cylinder screws 770.
  • the legs 764a may be slightly convex rounded on the outside (ie on the front and back of the end piece 721a) to optimize the pressure introduction.
  • the functional and construction principle of the present invention is also applicable to cells with Abieitern opposite to the side flanks with a few adjustments.
  • tie rods contact, but also block anchors
  • clamping and clamping elements electromotive, piezoelectric, hydraulic, pneumatic, remotely controlled by shape memory elements or the like and tightened.
  • joint actuations of the tie rods or other tensioning and clamping elements via levers, toothed racks and joints, toggle or worm drives.
  • an automatic shutdown of the cell block in case of malfunction over temperature, overvoltage, voltage drop, etc.
  • a manual or automatic replacement of a cell in case of failure can be provided.
  • the spacers have a single axial bore 40 approximately in the middle of its surface. It is also possible, the bore 40 (and thus the position of the contact) further outward or inward to move, or more holes (and thus multiple contact points) or, as in the fourth embodiment, to provide shafts 540 and contact elements rectangular cross-section.
  • the design of the absorber 14 of the cells 4 contributes to the invention insofar as they project from the cell substantially parallel to one another, the main surfaces of the absorbers being substantially perpendicular to the stacking direction are aligned, the Abieiter a cell seen each other in the stacking direction at least partially (here: completely) do not obscure, and each Abieiter a cell each Abieiter a stacked following cells in the stacking direction at least partially (here: entirely) hidden.
  • the absorbers 14 of a cell 4 can also be arranged next to one another in a plane. In a further modification, if they are offset in the direction of thickness, they may also partially obscure each other.
  • Abieiter 14+, 14- of a cell 4 seen covered from the front holes or openings may be provided in the Abieitern 14, which are aligned with each other in the assembled cell block and through which the positive pole lines 28, 30 can be performed.
  • the pole lines 28 may be isolated independently to avoid short circuits.
  • the strictly symmetrical arrangement of Abieiter 14 may be broken in at least one respect; For example, one of the current workers 14+ may be wider than the other. It is essential that the Abieiter a cell seen at least partially do not cover each other in the stacking direction, so that the spacers 20 between the Abieitern 14 successive cells 4 can be arranged.
  • the design of the spacers 20 and the contacting devices 22, 23 allows further variants. It is essential that the spacers 22 between the Abieitern 14 are arranged, the contacting means 22, 23 and are clamped by pressure from the outside between the Abieitern 14, at the same time the contact is ensured where it is provided.
  • the spacers may for example be made entirely of insulating or conductive material; a one-sided contact (tapping pole potential) can then be done for example by insulating spacers and between-clamped conductor lugs.
  • a battery 2 was constituted by eight memory cells 4 connected in series. It will be understood that the number of cells 4 in the battery and their interconnection may take any meaningful configuration due to battery voltage and capacity specifications.
  • the memory cells 4 each having alternating polarity are incorporated in the battery pack.
  • the polar direction of the cells does not change after each cell, but that pairs or larger groups of successive cells 4, each having the same polar direction, are incorporated.
  • the pairs or groups may then each form parallel circuits, and successive pairs or groups may be connected in series.
  • the Abieiter same polarity which are on the same side in a row, are electrically connected by contact elements (contact sleeves, shoes or bridges).
  • contact elements contact sleeves, shoes or bridges.
  • a contact element is inserted on one side and an insulating element on the other side. If a cell block of particularly high capacity is desired and if the cell voltage of a single cell is sufficient, then all the cells in the block can also be arranged with the same polar direction and the absorbers of each side can be connected to one another by contact elements.
  • the memory cells 4 are electric energy cells in the sense of the invention; and the batteries 2, 102, 202, 302 are electric power units in the sense of the invention.
  • the stack of cells 4 is a cell block in the sense of the invention.
  • the connection terminals 18+, 18- are connection poles in the sense of the invention. Plus and minus are polarities in the sense of the invention.
  • A, B groups of cells 4

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Abstract

The invention relates to an electric energy unit (2,102, 202, 302) comprising a plurality of electric energy cells (4) which are stacked in a stacking direction to form a cell block and connected in parallel and/or in series to each other within the cell block, wherein the electric energy cells comprise planar arresters (14) that project from the cell with the surfaces thereof being substantially parallel to each other, wherein the main surfaces of the arresters are oriented substantially perpendicular to the stacking direction, wherein the arresters of a cell at least partially do not cover each other in the stacking direction, wherein each arrester of a cell at least partially covers a arrester of a cell following in the stacking direction, as viewed in the stacking direction. The invention is characterized in that the electric interconnection between opposing arresters is established by plated-through or non-plated-through spacers (20, 120, 220, 520, 620) that are arranged in intermediate spaces between arresters of consecutive cells, wherein the spacers are clamped between the arresters by a pressure force by means of a clamping device (10, 506, 508, 524, 526), wherein the clamping device is arranged completely outside of the arresters. The invention further relates to spacers for use between arresters of consecutive cells in such an electric energy unit.

Description

Gestapelte Elektroenergieeinheit  Stacked electric power unit
B e s c h r e i b u n g Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Elektroenergieeinheit, die aus mehreren zu einem Block gestapelten Elektroenergiezellen besteht, und ein Distanzstück zur Verwendung zwischen Stromableitern der Elektroenergiezellen. The present invention relates to an electric power unit consisting of a plurality of electric power cells stacked in a block, and a spacer for use between current sinkers of the electric power cells.
Es ist bekannt, Elektroenergieeinheiten aus mehreren zu einem Block gestapelten Elektroenergiezellen zusammenzusetzen, wie etwa Batterien aus galvani- sehen Primärzellen, Akkumulatoren aus galvanischen Sekundärzellen, gestapelte und zu Modulen zusammengefasste Kondensatoren und Brennstoffzellen. It is known to assemble electric power units from a plurality of electric energy cells stacked in a block, such as batteries from galvanic primary cells, batteries from galvanic secondary cells, stacked and modules combined capacitors and fuel cells.
Es sind insbesondere Batterien (Primärspeicher) und Akkumulatoren (Sekundärspeicher) zur Speicherung elektrischer Energie bekannt, die aus einer oder mehreren Speicherzellen aufgebaut sind, in denen bei Anlegen eines Ladestroms elektrische Energie in einer elektrochemischen Ladereaktion zwischen einer Kathode und einer Anode in bzw. zwischen einem Elektrolyten in chemische Energie umgewandelt und somit gespeichert wird und in denen bei Anlegen eines elektrischen Verbrauchers chemische Energie in einer elektrochemi- sehen Entladereaktion in elektrische Energie umwandelt wird. Dabei werdenThere are known in particular batteries (primary storage) and accumulators (secondary storage) for storing electrical energy, which are composed of one or more memory cells, in which upon application of a charging current, electrical energy in an electrochemical charging reaction between a cathode and an anode in or between a Electrolyte is converted into chemical energy and thus stored and in which chemical energy is converted into electrical energy in an electrochemical discharge response when an electrical load is applied. It will be
Primärspeicher in der Regel nur ein Mal aufgeladen und sind nach Entladung zu entsorgen, während Sekundärspeicher mehrere (von einigen 100 bis über 10.000) Zyklen von Aufladung und Entladung erlauben. Es ist dabei anzumerken, dass auch Akkumulatoren bisweilen als Batterien bezeichnet werden, wie etwa Fahrzeugbatterien, die bekanntlich häufige Ladezyklen erleben. In den letzten Jahren gewinnen Primär- und Sekundärspeicher auf der Basis von Lithiumverbindungen an Bedeutung. Diese weisen eine hohe Energiedichte und thermische Stabilität auf, liefern eine konstante Spannung bei geringer Selbstentladung und sind frei von dem sogenannten Memory-Effekt. Primary stores are typically charged only once and discard after discharge, while secondary stores allow multiple (from a few 100 to over 10,000) cycles of charge and discharge. It should be noted that also accumulators are sometimes referred to as batteries, such as vehicle batteries, which are known to experience frequent charging cycles. In recent years, primary and secondary storage on the basis of lithium compounds gain in importance. These have a high energy density and thermal stability, provide a constant voltage with low self-discharge and are free of the so-called memory effect.
Es ist bekannt, Energiespeicher und insbesondere Lithium-Batterien und -Akkumulatoren in der Form dünner Platten herzustellen. Zum Funktionsprinzip einer Lithium-Ionen-Zelle wird beispielhaft auf Dr. K. C. Möller, Dr. M. Winter, "Primäre und wiederaufladbare Lithium-Batterien und -Akkumulatoren" zum Praktikum Anorganisch-Chemische Technologie, TU Graz, Februar 2005 verwiesen. It is known to produce energy storage and in particular lithium batteries and accumulators in the form of thin plates. The functional principle of a lithium-ion cell is exemplified by Dr. med. K. C. Möller, dr. M. Winter, "Primary and Rechargeable Lithium Batteries and Accumulators" for the Practical Course Inorganic Chemical Technology, TU Graz, February 2005.
Um die in der Praxis, etwa bei Automobilbatterien oder anderen Fahrzeugbatterien, angestrebten Spannungen und Kapazitäten zu erzielen, ist es erforderlich, mehrere Zellen zu einem Stapel anzuordnen und ihre Abieiter auf geeignete Weise zusammenzuschalten. Die Verschaltung der Einzelzellen erfolgt üblicherweise auf einer (in der Regel als„oben" definierten) Schmalseite der Zellen, aus der die Abieiter abragen. Aus der WO 2008/128764 A1 , der WO In order to achieve the desired voltages and capacities in practice, such as automotive batteries or other vehicle batteries, it is necessary to arrange several cells in a stack and to connect their Abieiter in a suitable manner. The interconnection of the individual cells usually takes place on a narrow side (usually defined as "top") of the cells from which the Abieiter protrude from WO 2008/128764 A1, WO
2008/128769 A1 , WO 2008/128770 A1 und der WO 2008/128771 A1 sind derar- tige Verschaltungsanordnungen bekannt. 2008/128769 A1, WO 2008/128770 A1 and WO 2008/128771 A1, such wiring arrangements are known.
Aus der JP 07-282841 A ist eine ähnliche Anordnung bekannt, bei der die Einzelzellen in ein Gehäuse eingesetzt sind. Hier stehen die Einzelzellen lose in einzelnen Abteilungen eines Gehäuses, und die oben herausragenden Kontakte sind mittels Bolzen miteinander verbunden. Die ganze Anordnung ist dann mit einem Deckel von oben verschlossen. From JP 07-282841 A a similar arrangement is known in which the individual cells are inserted into a housing. Here, the individual cells are loosely in individual sections of a housing, and the above outstanding contacts are connected by bolts. The whole arrangement is then closed with a lid from above.
Aus einer noch unveröffentlichten Entwicklung ist es bekannt, mehrere dünne, quaderförmige galvanische Zellen so zu einem oder mehreren Stapeln zusam- menzufassen, dass ihre Seiten größter Ausdehnung (Flachseiten) einander zugewandt sind oder berühren, und so in einer Halteeinrichtung eingegossen sind. Es ist den Erfindern auch eine druckschriftlich nicht näher belegte Anordnung bekannt, bei der mehrere flache Zellen zwischen zwei Druckplatten gestapelt sind, wobei der Stapel durch Zugstäbe (Schraubbolzen bzw. Zylinderschrau- ben), die sich zwischen den Druckplatten erstrecken, zusammengehalten wer- den. It is known from a still unpublished development to combine a plurality of thin, cuboidal galvanic cells into one or more stacks in such a way that their sides of greatest extent (flat sides) face or touch one another and are thus cast in a holding device. The inventors are also aware of an unspecified arrangement in which a plurality of flat cells are stacked between two printing plates, the stack being held together by tie rods (bolts or cylindrical screws) extending between the printing plates.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Elektroenergieeinheit aus mehreren Elektroenergiezellen zu schaffen, mit welchen die Blockbildung und Kontaktierung der Zellen verbessert werden kann. It is an object of the present invention to provide an electric power unit of a plurality of electric power cells, with which the blocking and contacting of the cells can be improved.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung bilden den Gegenstand der Unteransprüche. Eine Elektroenergieeinheit nach einem ersten Gesichtspunkt der Erfindung weist eine Mehrzahl von Elektroenergiezellen auf, die in einer Stapelrichtung zu einem Zellblock gestapelt und innerhalb des Zellblocks parallel und/oder in Reihe miteinander verschaltet sind, wobei die Elektroenergiezellen flächig ausgebildete Abieiter aufweisen, die zueinander im Wesentlichen flächenparallel von der Zelle abragen, wobei die Hauptflächen der Abieiter im Wesentlichen senkrecht zu der Stapelrichtung ausgerichtet sind, wobei die Abieiter einer Zelle einander in Stapelrichtung gesehen wenigstens teilweise nicht verdecken, wobei jeder Abieiter einer Zelle jeweils einen Abieiter einer in Stapelrichtung folgenden Zellen in Stapelrichtung gesehen wenigstens teilweise verdeckt. Sie zeichnet sich dadurch aus, dass die elektrische Verschaltung zwischen gegenüberliegenden Abieitern durch durchkontaktierende oder nicht durchkontaktierende Distanzstücke hergestellt wird, die in Zwischenräumen zwischen Abieitern aufeinanderfolgender Zellen angeordnet sind, wobei die Distanzstücke durch eine Druckkraft mittels einer Spanneinrichtung zwischen den Abieitern eingeklemmt werden, wobei die Spanneinrichtung vollständig außerhalb der Abieiter angeordnet ist. Unter einer Elektroenergieeinheit ist im Rahmen der Erfindung ein Bauteil zu verstehen, das auch in der Lage ist, elektrische Energie abzugeben. Unter einer Elektroenergiezelle ist im Rahmen der Erfindung eine konstruktiv in sich abgeschlossene Zelle zu verstehen, die auch in der Lage ist, elektrische Energie ab- zugeben. Es kann sich dabei um eine galvanische Primärzelle handeln, welche die in ihr gespeicherte Energie nur einmal abgeben kann, oder um eine galvanische Sekundärzelle, die mehrmals aufgeladen und entladen werden kann, oder um eine Brennstoffzelle oder um eine Kondensatorzelle oder dergleichen. Es kann sich insbesondere um eine galvanische Sekundärzelle handeln, wobei we- nigstens ein elektromagnetisch aktives Material der Zelle Lithium oder eine Lithiumverbindung aufweist. Durch geeignete elektrische Verschaltung bilden die Elektroenergiezellen eine Elektroenergieeinheit. Unter einem Abieiter ist im Rahmen der Erfindung ein von "außen zugänglicher Anschluss zu verstehen, der mit den elektrochemisch aktiven Teilen im Inneren der galvanischen Zelle in Verbindung steht und auch als ein Pol der Zelle dient. Unter einem flächigen Körper ist im Rahmen der Erfindung ein Körper zu verstehen, der zwei parallele Hauptflächen aufweist und dessen Ausdehnung in zwei zu den Hauptflächen parallelen Raumrichtungen eines körpergebundenen, kartesischen Koordinatensystems wesentlich größer als in der dritten Raumrichtung ist; dabei ist die dritte Raumrichtung als Dickenrichtung des Körpers definiert. Unter einem Distanzstück wird im Sinne der Erfindung ein Bauelement verstanden, dessen Ausdehnung in Stapelrichtung der Batterie dem Abstand zwischen zwei Abieitern aufeinander folgender Speicherzellen entspricht. Ein Distanzstück sollte beide Abieiter leicht berühren und locker zwischen diesen verschiebbar sein und sich bei flächennormalem Druck von außen auf die Abieiter zwischen diesen verklemmen. Unter einem Durchkontaktieren wird im Sinne der Erfindung ein Herstellen einer elektrischen Verbindung zwischen den gegenüberliegenden Abieitern verstanden. Eine Elektroenergieeinheit nach diesem Gesichtspunkt der Erfindung weist auch den Vorteil auf, dass die Distanzstücke nur locker zwischen den Abieitern platziert werden müssen und durch einen einzigen Spannvorgang zwischen den Ableitern gesichert werden. Es ist z. B. nicht erforderlich, Verbindungselemente zwischen Abieitern einzeln zu sichern. Die Distanzstücke können auch bei gelöster Spanneinrichtung entfernt und ausgetauscht werden, ohne den gesamten Zellblock demontieren zu müssen. Umgekehrt können bei geeigneter Ausbil- dung und Halterung der Distanzstücke einzelne Zellen entfernt und ausgetauscht werden, ohne den gesamten Zellblock demontieren zu müssen. The object is solved by the features of the independent claims. Advantageous developments of the invention form the subject of the dependent claims. An electric power unit according to a first aspect of the invention comprises a plurality of electric power cells stacked in a stacking direction into a cell block and connected in parallel and / or in series with each other within the cell block, the electric power cells having planar shaped subsides substantially surface parallel to each other from the cell, the major surfaces of the ablators being substantially perpendicular to the stacking direction, the ablators of a cell at least partially obscuring each other as seen in the stacking direction, each ablator of a cell comprising at least one ablator of cells following in the stacking direction at least partially hidden. It is characterized in that the electrical interconnection between opposing Abieitern is prepared by through-contacting or non-contacting spacers, which are arranged in spaces between Abieitern successive cells, wherein the spacers are clamped by a compressive force by means of a clamping device between the Abieitern, wherein the clamping device is arranged completely outside the Abieiter. Under an electric power unit is to be understood in the context of the invention, a component which is also able to deliver electrical energy. In the context of the invention, an electric power cell is to be understood as a structurally self-contained cell which is also capable of emitting electrical energy. It can be a galvanic primary cell, which can only deliver the energy stored in it once, or a galvanic secondary cell, which can be charged and discharged several times, or a fuel cell or a capacitor cell or the like. In particular, it can be a galvanic secondary cell, wherein at least one electromagnetically active material of the cell has lithium or a lithium compound. By suitable electrical connection, the electric energy cells form an electric power unit. In the context of the invention, a connector is to be understood as meaning an " externally accessible connection " which communicates with the electrochemically active parts inside the galvanic cell and also serves as a pole of the cell Body is understood to have two parallel major surfaces and the extent of which is substantially greater in two spatial directions parallel to the main surfaces of a body-based Cartesian coordinate system than in the third spatial direction, wherein the third spatial direction is defined as the thickness direction of the body The invention relates to a component whose extension in the stacking direction of the battery corresponds to the distance between two conductors of successive memory cells A spacer should easily contact both absorbers and be easily slidable between them and contact them externally with normal surface pressure f jam the Abieites between them. In the context of the invention, through-contacting means making an electrical connection between the opposing discharge conductors. An electric power unit according to this aspect of the invention also has the advantage that the spacers only have to be placed loosely between the Abieitern and by a single clamping operation between the Arresters are secured. It is Z. B. not required to secure fasteners between Abieitern individually. The spacers can be removed and replaced even with dissolved clamping device, without having to dismantle the entire cell block. Conversely, with proper design and retention of the spacers, individual cells can be removed and replaced without having to disassemble the entire cell block.
Die Elektroenergieeinheit kann sich ferner dadurch auszeichnen, dass die Spanneinrichtung Krafterzeugungselemente zum Erzeugen einer Kraft aufweist, wobei die Krafterzeugungselemente direkt in Stapelrichtung auf die Anordnung von Abieitern und Distanzstücken wirken. The electric power unit may further be characterized in that the tensioning means comprises force generating elements for generating a force, wherein the force generating elements act directly in the stacking direction on the arrangement of Abieitern and spacers.
Die Elektroenergieeinheit kann sich ferner dadurch auszeichnen, dass die Spanneinrichtung Krafterzeugungselemente zum Erzeugen einer Kraft und Kraftübertragungselemente aufweist, wobei die Kraftübertragungselemente die von den Krafterzeugungselementen ausgeübte Kraft auf die Anordnung von Abieitern und Distanzstücken übertragen. The electric power unit may be further characterized in that the tensioning means comprises force generating elements for generating a force and force transmission elements, wherein the force transmission elements transmit the force exerted by the force generating elements force on the arrangement of Abieitern and spacers.
Die Elektroenergieeinheit kann sich ferner dadurch auszeichnen, dass die Spanneinrichtung Zugstäbe, die an den Abieitern vorbei über die Länge des Stapels verlaufen, und Klemmelemente aufweist, wobei die Klemmelemente eine von den Zugstäben ausgeübte Kraft auf eine die Abieiter schneidende E- bene übertragen. Eine solche Elektroenergieeinheit kann so aufgebaut sein, dass die Zugstäbe durch Bohrungen in den Distanzstücken hindurch verlaufen. The electrical power unit may further be characterized in that the tensioning device has tension rods extending past the arms along the length of the stack, and clamping elements, the clamping elements transmitting a force exerted by the tension rods to a plane intersecting the abrades. Such an electric power unit may be constructed so that the tie rods pass through holes in the spacers.
Die Elektroenergieeinheit kann sich ferner dadurch auszeichnen, dass die Spanneinrichtung wenigstens einen Steller aufweist, wobei eine Stellkraft des Stellers direkt oder über Hebel, Gelenke oder dergleichen in Stapelrichtung von außen auf die Anordnung von Abieitern und Distanzstücken wirkt. Eine solche Elektroenergieeinheit kann so aufgebaut sein, dass der Steller mechanisch, insbesondere manuell, oder elektromotorisch, elektromagnetisch, hydraulisch, pneumatisch, piezoelektrisch ansteuerbar ist. Die Elektroenergieeinheit kann sich ferner dadurch auszeichnen, dass ein an einen Abieiter grenzendes Distanzstück eine Abgreifeinrichtung aufweist, welche eine elektrische Verbindung mit dem Abieiter herstellt. The electric power unit may also be characterized in that the clamping device has at least one actuator, wherein a force of the actuator acts directly or via levers, joints or the like in the stacking direction from the outside to the arrangement of Abieitern and spacers. Such an electric power unit may be constructed so that the actuator is mechanically, in particular manually, or electromotive, electromagnetically, hydraulically, pneumatically, piezoelectrically controlled. The electrical power unit may further be characterized in that a spacer adjacent to a collector has a pick-off device which establishes an electrical connection with the collector.
Eine solche Elektroenergieeinheit kann so aufgebaut sein, dass die Abgreifein- richtung an einem einseitig kontaktierenden Distanzstück vorgesehen ist, welches ein nicht durchkontaktierendes Distanzstück ist. Unter einem einseitig kontaktierenden Distanzstück wird im Sinne der Erfindung ein Distanzstück verstanden, welches eine elektrische Verbindung nur zu einer einzigen Seite des Distanzstücks herstellt. Ein solches einseitig kontaktierendes Distanzstück kann jeweils am ersten und letzten Abieiter (Pol) einer Reihenschaltung von Speicherzellen angeordnet sein, um die Polspannung (das Nennpotential) der Reihenschaltung abzugreifen. Ein solches einseitig kontaktierendes Distanzstück, welches ein nicht durchkontaktierendes Distanzstück ist, kann auch verwendet werden, um innerhalb eines Zellblocks zwei Gruppen von Zellen, die unterein- ander in Reihe geschaltet sind, miteinander parallel zu verschalten. Ist die Abgreifeinrichtung dagegen an einem durchkontaktierenden Distanzstück vorgesehen, können Zwischenpotentiale im Zellblock abgegriffen werden. Such an electric power unit may be constructed such that the tapping device is provided on a unilaterally contacting spacer, which is a non-contacting spacer. Under a unilaterally contacting spacer is understood in the context of the invention, a spacer which produces an electrical connection only to a single side of the spacer. Such a unilaterally contacting spacer can be arranged in each case on the first and last Abieiter (Pol) of a series circuit of memory cells to tap the pole voltage (the nominal potential) of the series circuit. Such a unilaterally contacting spacer, which is a non-contacting spacer, can also be used to interconnect two groups of cells, which are connected in series with one another, in parallel within a cell block. On the other hand, if the tapping device is provided on a through-contacting spacer, intermediate potentials in the cell block can be tapped off.
Die Elektroenergieeinheit kann sich ferner dadurch auszeichnen, dass ein erster Anschlusspol und ein zweiter Anschlusspol der Elektroenergieeinheit vorgesehen sind, wobei der erste Anschlusspol mit einem Abieiter einer ersten Polarität der ersten Zelle in dem Zellblock verbunden ist, und wobei der zweite The electric power unit can further be characterized in that a first terminal pole and a second terminal pole of the electric power unit are provided, wherein the first terminal pole is connected to a first polarity suppression of the first cell in the cell block, and wherein the second
Anschlusspol mit einem Abieiter einer zweiten Polarität der letzten Zelle in dem Zellblock verbunden ist. Unter einem Anschlusspol ist im Sinne der Erfindung ein Kontakt zu verstehen, der auch von außerhalb der Elektroenergieeinheit kontaktierbar ist, sodass eine elektrische Verbindung herstellbar ist. Eine solche Elektroenergieeinheit kann so aufgebaut sein, dass die Zellen in Stapelrichtung mit abwechselnder Polrichtung angeordnet sind. Auf diese Weise ist besonders einfach eine Reihenschaltung der Zellen durch die leitenden und nichtleitenden Distanzstücke realisierbar, indem diese einfach im Wechsel zwi- sehen aufeinanderfolgenden Abieitern angeordnet werden. Auch Parallelschaltungen sind einfach realisierbar, wie oben im Zusammenhang mit einseitig kontaktierenden Distanzstücken beschrieben. Parallelschaltungen können auch durch gleichsinnige Polrichtung von Zellen verwirklicht werden, von denen jeweils gleiche Pole mittels durchkontaktierender Distanzstücke verbunden sind. Reihenschaltungen von Gruppen aus jeweils mehreren parallel geschalteten Zellen können dadurch verwirklicht werden, dass die Zellen aufeinander folgender Gruppen jeweils mit unterschiedlicher Polrichtung angeordnet sind und zwischen der letzten Zelle einer Gruppe und der ersten Zelle der nächsten Gruppe ein durchkontaktierendes und ein nicht kontaktierendes Distanzstück eingesetzt werden. Terminal pole is connected to a Abieiter a second polarity of the last cell in the cell block. For the purposes of the invention, a connection pole is to be understood as a contact which can also be contacted from outside the electric power unit, so that an electrical connection can be established. Such an electric power unit may be constructed so that the cells are arranged in the stacking direction with alternating polarity. In this way, a series connection of the cells by the conductive and non-conductive spacers is particularly easy to implement by these easy to see alternately between successive Abieitern. Also parallel circuits are easy to implement, as described above in connection with unilaterally contacting spacers. Parallel circuits can also be realized by the same direction Polrichtung of cells, each of which the same poles are connected by durchkontaktierender spacers. Series connections of groups of a plurality of cells connected in parallel can be realized by arranging the cells of consecutive groups each having different polarity and inserting a through-contacting spacer and a non-contacting spacer between the last cell of one group and the first cell of the next group.
Eine solche Elektroenergieeinheit kann so aufgebaut sein, dass der Zellblock aus den mehreren Zellen zwischen zwei Druckplatten eingespannt ist, wobei die Druckplatten, vorzugsweise mittels Zuganker, verspannt sind. Auf diese Weise können die Zellen einfach und zuverlässig zusammengefasst und fixiert werden. Such an electric power unit may be constructed so that the cell block is clamped from the plurality of cells between two pressure plates, wherein the pressure plates, preferably by means of tie rods, are braced. In this way, the cells can be easily and reliably summarized and fixed.
Die Elektroenergieeinheit kann sich ferner dadurch auszeichnen, dass die Elektroenergiezellen galvanische Zellen, vorzugsweise eine Sekundärzellen sind, wobei insbesondere ein elektromagnetisch aktives Material der Zellen Lithium oder eine Lithiumverbindung aufweist. The electric power unit can also be characterized in that the electric energy cells are galvanic cells, preferably a secondary cell, wherein in particular an electromagnetically active material of the cells comprises lithium or a lithium compound.
Nach einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung wird ein Distanzstück zur Verwendung zwischen Abieitern zweier aufeinanderfolgender Elektroenergiezellen in einem Zellstapel vorgeschlagen, wobei das Distanzstück aus einem elekt- risch nicht leitenden Material hergestellt ist, zwei parallele Stirnflächen im Abstand des Zwischenraums zwischen den Abieitern, wenigstens eine erste Aufnahmeeinrichtung zum Aufnehmen eines Kontaktelements zur elektrischen Kon- taktierung an wenigstens einer der Stirnflächen, und eine zweite Aufnahmeeinrichtung zum Aufnehmen eines Anschlusselements zum Herstellen einer elektrischen Verbindung mit dem Kontaktelement von einer von den Stirnflächen verschiedenen Fläche des Distanzstücks aus aufweist. According to a further aspect of the invention, a spacer for use between Abieitern two successive electric power cells in a cell stack is proposed, wherein the spacer is made of an electrically non-conductive material, two parallel faces in the distance of the gap between the Abieitern, at least a first receiving device for receiving a contact element for electrical con Taktierung on at least one of the end faces, and a second receiving means for receiving a connection element for establishing an electrical connection with the contact element from a different surface from the end faces of the spacer.
Als ein Kontaktelement wird im Sinne der Erfindung jede Vorrichtung oder konstruktive Gestaltung oder jeder Bauteilabschnitt verstand, der ausgelegt und eingerichtet ist, einen elektrischen Kontakt zu einer einer Stirnfläche des Distanzstücks gegenüberliegenden Fläche herzustellen. Als eine Aufnahmeeinrich- tung wird im Sinne der Erfindung jede Vorrichtung oder konstruktive Gestaltung verstanden, die zur Aufnahme eines Kontaktelements ausgelegt und eingerichtet ist. As a contact element is understood in the context of the invention, any device or structural design or each component portion which is designed and adapted to make electrical contact with a face of the spacer opposite surface. For the purposes of the invention, a receiving device is understood as any device or structural design which is designed and set up to receive a contact element.
Nach einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung wird ein Distanzstück zur Verwendung zwischen Abieitern zweier aufeinanderfolgender Elektroenergiezellen in einem Zellstapel vorgeschlagen, wobei das Distanzstück einen Mittelabschnitt aus einem elektrisch nicht leitenden Material sowie zwei den Mittelabschnitt sandwichartig und parallel einfassende Außenabschnitte aus einem e- lektrisch leitenden Material aufweist, wobei die Außenabschnitte Stirnflächen des Distanzstücks definieren, wobei der Abstand zwischen den Stirnflächen dem Abstand eines Zwischenraums zwischen Abieitern zweier in dem Zellstapel aufeinanderfolgender Elektroenergiezellen entspricht, wobei in anderen Außenflächen als den beiden Stirnflächen wenigstens zwei Vertiefungen vorgesehen sind, wobei eine der Vertiefungen eine Verbindung zu einem der Außenab- schnitte, aber keine Verbindung zu dem anderen der Außenabschnitte aufweist, und wobei und die andere Vertiefungen eine Verbindung zu dem anderen der Außenabschnitte, aber keine Verbindung zu dem einen der Außenabschnitte aufweist, wobei die Vertiefungen in anderen als den Stirnflächen ausgebildet sind. Als eine Vertiefung wird im Sinne der Erfindung eine Bohrung, Ausschachtung oder sonstige Ausbildung verstanden, die von einer Fläche (einer anderen Fläche als den Stirnflächen) aus in das Distanzstück eingearbeitet ist. Ein solches Distanzstück kann mit den Stirnflächen, die durch die Außenabschnitte definiert sind, an den Stromableitern aufeinander folgender Speicherzellen anliegen. Da die Außenabschnitte durch den nichtleitenden Mittelabschnitt elektrisch voneinander isoliert sind, besteht keine Verbindung zwischen den Stromableitern. Durch Überbrückung zwischen den Vertiefungen kann aber eine elektrisch leitende Verbindung zwischen den Außenabschnitten geschaffen werden, sodass eine Durchkontaktierung zwischen den Stromableitern hergestellt wird. Andererseits kann über eine der Vertiefungen eine Verbindung zu einem der Außenabschnitte hergestellt werden und damit das Potential des dort anliegenden Stromableiters abgegriffen werden. According to a further aspect of the invention, a spacer for use between Abieitern two successive electric power cells in a cell stack is proposed, wherein the spacer has a central portion of an electrically non-conductive material and two the middle portion sandwiching and parallel outer portions of an electrically conductive material, wherein the outer portions define end faces of the spacer, wherein the distance between the end faces corresponds to the spacing of a gap between Abieitern two successive in the cell stack electric power cells, wherein in other outer surfaces than the two end faces at least two recesses are provided, wherein one of the recesses connects to a the outer portions, but no connection to the other of the outer portions, and wherein and the other recesses connect to the other of the Außenab sections, but no connection to the one of the outer sections, wherein the recesses are formed in other than the end faces. As a depression is understood in the context of the invention, a bore, excavation or other training, which is incorporated from a surface (a surface other than the end faces) in the spacer. Such a spacer may abut with the end faces defined by the outer portions on the current conductors of successive memory cells. Since the outer sections are electrically isolated from each other by the non-conductive center section, there is no connection between the current conductors. By bridging between the recesses, however, an electrically conductive connection between the outer sections can be created, so that a through-connection between the current conductors is produced. On the other hand, a connection to one of the outer sections can be made via one of the depressions, and thus the potential of the current conductor applied there can be tapped.
Es können mehr als zwei solcher Vertiefungen vorgesehen sein. There may be more than two such depressions.
Die in den Ansprüchen genannten und weitere Merkmale, Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachstehenden Beschreibung be- vorzugter Ausführungsbeispielen deutlicher ersichtlich werden, die unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen angefertigt wurde. The features mentioned in the claims and other features, objects and advantages of the present invention will become more apparent from the following description of preferred embodiments made with reference to the accompanying drawings.
In den Zeichnungen: ist Fig. 1 eine teilweise geschnittene Draufsicht einer Batterie als ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung; ist Fig. 2 eine Querschnittsansicht der Batterie von Fig. 1 , geschnitten entlang einer Linie II-II in Fig. 1 zwischen zwei Batteriezellen in Blickrichtung zugehöri- ger Pfeile; ist Fig. 3 eine Längsschnittansicht der Batterie von Fig. 1 , geschnitten entlang einer Linie III-III in Fig. 1 auf Höhe einer Reihe von Abieitern und Distanzstücken in Blickrichtung zugehöriger Pfeile; ist Fig. 4 eine vergrößerte Darstellung eines Distanzstücks von Fig. 3 in einer Querschnittsansicht durch eine Mittelebene entlang einer Linie IV-IV in Fig. 3, ohne Einbauteile in Blickrichtung zugehöriger Pfeile; ist Fig. 5 eine Seitenansicht des Distanzstücks von Fig. 4 in Blickrichtung eines Pfeils V in Fig. 4; ist Fig. 6 eine Horizontalschnittansicht des Distanzstücks von Fig. 4, geschnitten auf Höhe von Quer- und Axialbohrungen entlang einer Linie Vl-Vl in Fig. 4 in Blickrichtung zugehöriger Pfeile, mit Einbauteilen in einseitig kontaktierender Konfiguration; sind Fign. 7 und 8 Darstellungen eines Distanzstücks als ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer Teilquerschnittsansicht und einer Längsschnittansicht, mit Einbauteilen in durchkontaktierender Konfiguration; sind Fign. 9 und 10 Darstellungen des Distanzstücks von Fign. 7 und 8 mit Einbauteilen in einseitig kontaktierender Konfiguration; sind Fign. 1 bis 13 Darstellungen eines Distanzstücks als ein drittes Ausfüh- rungsbeispiel der Erfindung in einer Teilquerschnittsansicht, einer Längsschnittansicht und einer Draufsicht, mit Einbauteilen in durchkontaktierender Konfiguration; sind Fign. 14 und 15 Darstellungen des Distanzstücks von Fign. 7 und 8 mit Einbauteilen in einseitig kontaktierender Konfiguration; ist Fig. 16 eine vergrößerte Darstellung einer Einzelheit XVI von Fig. 3 einer Batterie in einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung mit einer Druckschraube als einem Druckelement in teilweiser Explosionsansicht; ist Fig. 17 eine Darstellung einer Einzelheit entsprechend Fig. 16 einer Batterie in einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung mit einer Druckdose als einem Druckelement in teilweiser Explosionsansicht; ist Fig. 18 eine Darstellung einer Einzelheit entsprechend Fig. 16 einer Batterie in einem sechsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung mit Zugankern als Druckelement in zusammengebauter Konfiguration; ist Fig. 19 eine geschnittene Draufsicht der Einzelheit von Fig. 18, geschnitten entlang einer Linie XIX-XIX in Fig. 18 in Blickrichtung zugehöriger Pfeile; sind Fign. 20 und 21 Darstellungen entsprechend dem Schnittverlauf von Fign. 2 und 3 der Batterie des Ausführungsbeispiels von Fign. 18 und 19; ist Fig. 22 eine Horizontalschnittansicht eines Distanzstücks in einem siebenten Ausführungsbeispiel der Erfindung; ist Fig. 23 eine Seitenansicht des Distanzstücks von Fig. 22; sind Fign. 24 und 25 Seitenansichten eines abgewandelten Distanzstücks die- ses Ausführungsbeispiels entsprechend Fig. 23; ist Fig. 26 eine Draufsicht eines Endstücks in einem achten Ausführungsbeispiel der Erfindung; ist Fig. 27 eine Längsschnittansicht des Endstücks von Fig. 26 entlang einer Linie XXVII-XXVII in Fig. 26 in Blickrichtung zugehöriger Pfeile; und ist Fig. 28 eine Ansicht des Endstücks entsprechend Fig. 27 in einem aktivierten Zustand. In the drawings: Fig. 1 is a partially cutaway plan view of a battery as a first embodiment of the invention; FIG. 2 is a cross-sectional view of the battery of FIG. 1 taken along a line II - II in FIG. 1 between two battery cells in the direction of view of associated arrows; FIG. Figure 3 is a longitudinal sectional view of the battery of Figure 1, taken along a line III-III in Figure 1 at the level of a series of Abieitern and spacers in the direction of associated arrows ..; Figure 4 is an enlarged view of a spacer of Figure 3 in a cross-sectional view through a median plane along a line IV-IV in Figure 3, without mounting parts in the direction of arrows. Fig. 5 is a side view of the spacer of Fig. 4 looking in the direction of an arrow V in Fig. 4; Figure 6 is a horizontal sectional view of the spacer of Figure 4, cut at the level of transverse and axial bores along a line Vl-Vl in Figure 4 in the direction of arrows associated with, with components in one-sided contacting configuration. are Fign. FIGS. 7 and 8 are views of a spacer as a second embodiment of the invention in a partial cross-sectional view and a longitudinal sectional view, with built-in parts in a through-contacting configuration; are Fign. Figures 9 and 10 representations of the spacer of Figs. 7 and 8 with built-in parts in unilaterally contacting configuration; are Fign. 1 to 13 are views of a spacer as a third embodiment of the invention in a partial cross-sectional view, a longitudinal sectional view and a plan view, with built-in parts in durchkontaktierender configuration; are Fign. Figures 14 and 15 representations of the spacer of Figs. 7 and 8 with built-in parts in unilaterally contacting configuration; Fig. 16 is an enlarged view of a detail XVI of Fig. 3 of a battery in a fourth embodiment of the present invention with a pressure screw as a pressure member in a partially exploded view; Figure 17 is an illustration of a detail corresponding to Figure 16 of a battery in a fifth embodiment of the present invention with a pressure cell as a pressure element in a partially exploded view. Fig. 18 is an illustration of a detail corresponding to Fig. 16 of a battery in a sixth embodiment of the present invention with tie rods as a pressure element in assembled configuration; Fig. 19 is a sectional plan view of the detail of Fig. 18, taken along a line XIX-XIX in Fig. 18, looking in the direction of associated arrows; are Fign. FIGS. 20 and 21 are views corresponding to the sectional view of FIGS. FIGS. 2 and 3 of the battery of the embodiment of FIGS. 18 and 19; Fig. 22 is a horizontal sectional view of a spacer in a seventh embodiment of the invention; Fig. 23 is a side view of the spacer of Fig. 22; are Fign. 24 and 25 are side views of a modified spacer of this embodiment according to Fig. 23; Fig. 26 is a plan view of an end piece in an eighth embodiment of the invention; Fig. 27 is a longitudinal sectional view of the end piece of Fig. 26, taken along a line XXVII-XXVII in Fig. 26, as viewed in the direction of arrows; and Fig. 28 is a view of the tail according to Fig. 27 in an activated state.
Es ist darauf hinzuweisen, dass die Darstellungen in den Figuren schematisch sind und sich auf die Wiedergabe der für das Verständnis der Erfindung wichtigsten Merkmale beschränken. Auch ist darauf hinzuweisen, dass die in den Figuren wiedergegebenen Abmessungen und Größenverhältnisse allein der Deutlichkeit der Darstellung geschuldet sind und in keiner Weise einschränkend oder ausschließlich zu verstehen sind. It should be noted that the representations in the figures are schematic and are limited to the representation of the most important features for the understanding of the invention. It should also be pointed out that the dimensions and proportions shown in the figures are due solely to the clarity of the representation and are in no way restrictive or exclusively to be understood.
Es folgt eine genaue Beschreibung konkreter Ausführungsbeispiele und möglicher Abwandlungen hiervon anhand der beigefügten Figuren. Soweit in verschiedenen Ausführungsbeispielen gleiche Bauteile verwendet werden, sind diese mit gleichen oder entsprechenden Bezugszeichen versehen. Im Rahmen dieser Beschreibung weisen Bauteile, deren Bezugsziffer sich um eine Mehrfaches von 100 voneinander unterscheiden, gleiche oder ähnliche Funktion auf. Auf die wiederholte Erläuterung bereits im Zusammenhang mit einem Ausführungsbeispiel erläuterter Merkmale und ihrer Funktionen wird weitgehend ver- ziehtet, soweit sich nicht aufgrund von Besonderheiten des jeweiligen Ausführungsbeispiels unterschiedliche oder weiter gehende Gesichtspunkte ergeben. Dennoch sind, soweit es nicht ausdrücklich anders angegeben oder ersichtlich technisch unsinnig ist, die Merkmale, Anordnungen und Wirkungen eines Ausführungsbeispiels und seiner Abwandlungen auch auf andere Ausführungsbei- spiele und seine Abwandlungen zu übertragen. The following is a detailed description of specific embodiments and possible modifications thereof with reference to the accompanying figures. As far as the same components are used in various embodiments, they are provided with the same or corresponding reference numerals. In the context of this description, components whose reference numbers differ by a multiple of 100 from each other have the same or similar function. The repeated explanation of features already explained in connection with an exemplary embodiment and their functions is largely dispensed with, as long as different or further aspects do not arise due to particularities of the respective exemplary embodiment. Nevertheless, unless expressly stated otherwise or is technically nonsensical, the features, arrangements and effects of an embodiment and its modifications to other embodiments and its modifications to be transferred.
Ein erstes, grundlegendes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist in Fig. 1 schematisch dargestellt. Fig. 1 ist eine teilweise geschnittene Draufsicht einer Batterie 2 mit acht Speicherzellen 4, die zwischen zwei stirnseitigen Druckplatten 6, 8 (Stirn-Druckplatte 6, Gegendruckplatte 8) gestapelt und mittels Zugankern 10 und Muttern 12 verspannt sind. In der Figur sind die Druckplatten 6, 8 und darin enthaltene Bauteile geschnitten, nicht aber zwischen den Druck- platten 6, 8 angeordnete Bauteile. Die Position der Speicherzellen 4 innerhalb des Stapels ist mit (i) bis (viii) durchnummeriert. A first, basic embodiment of the present invention is shown schematically in FIG. Fig. 1 is a partially sectioned plan view of a battery 2 with eight memory cells 4, which are stacked between two end-side pressure plates 6, 8 (end-pressure plate 6, counter-pressure plate 8) and tensioned by tie rods 10 and nuts 12. In the figure, the printing plates 6, 8 and components contained therein are cut, but not between the printing plates. plates 6, 8 arranged components. The position of the memory cells 4 within the stack is numbered (i) to (viii).
Die Zuganker 10 werden auch als Blockanker 10 bezeichnet, was ihre Funktion verdeutlicht, die Speicherzellen 4 zu einem Block zu verspannen. Die Muttern 12 für die Zuganker 10 sind drehsicher, aber axial beweglich, in entsprechenden Ausnehmungen der Anschluss-Druckplatte 6 gelagert. Die Muttern 12 sind vorzugsweise Vierkantmuttern oder Sechskantmuttern. (Die Druckplatten 6, 8 können Druck auf die gesamte Fläche der Speicherzellen 4 ausüben. Sie können alternativ Druck nur auf einen ggf. verstärkten Randbereich der Speicherzellen 4 ausüben, um mechanische Belastungen innerer Teile der Speicherzellen 4 gering zu halten oder gar gänzlich zu vermeiden.) The tie rods 10 are also referred to as block anchors 10, which illustrates their function to clamp the memory cells 4 into a block. The nuts 12 for the tie rods 10 are non-rotatably, but axially movable, mounted in corresponding recesses of the connection pressure plate 6. The nuts 12 are preferably square nuts or hex nuts. (The pressure plates 6, 8 can exert pressure on the entire surface of the memory cells 4. Alternatively, they can exert pressure only on a possibly reinforced edge region of the memory cells 4, in order to keep mechanical stresses on inner parts of the memory cells 4 low or even completely avoided. )
Die Speicherzellen 4 weisen eine flachen, quaderförmigen Grundkörper mit zwei ausgedehnten Flachseiten oder Stirnseiten (Vorder- und Rückseite) und vier Schmalseiten (rechte und linke Seite, auch als Flanke bezeichnet, Ober- und Unterseite) auf. Die Speicherzellen 4 liegen jeweils mit ihren flachen Vorder- und Rückseiten aneinander auf und bilden einen Stapel. Die Stapelrichtung der Speicherzellen 4 wird im Rahmen dieser Erfindung auch als axiale Richtung der Bat- terie 2 bezeichnet. The memory cells 4 have a flat, rectangular base body with two extended flat sides or front sides (front and back) and four narrow sides (right and left side, also referred to as flank, top and bottom) on. The memory cells 4 are in each case with their flat front and back sides together and form a stack. In the context of this invention, the stacking direction of the memory cells 4 is also referred to as the axial direction of the battery 2.
Die Speicherzellen 4 sind in dieser bevorzugten Ausführungsbeispiel Lithium- Akkumulatorzellen (im Rahmen dieser Anmeldung werden auch Akkumulatoren, also Sekundärspeicher, als Batterien bezeichnet). Der Grundkörper jeder Spei- cherzelle 4 beherbergt einen aktiven Teil, in welchem eine elektrochemische Reaktion zur Speicherung und Abgabe elektrischer Energie (Lade- und Entladereaktion) stattfindet. Der in der Figur nicht näher dargestellte, innere Aufbau des aktiven Teils entspricht einem flachen, laminierten Stapel aus elektrochemisch aktiven Elektrodenfolien zweier Arten (Kathode und Anode), elektrisch leitenden Folien zur Sammlung und Zuleitung oder Ableitung elektrischen Stroms zu und von den elektrochemisch aktiven Bereichen, und Separatorfolien zur Trennung der elektrochemisch aktiven Bereiche der zwei Arten voneinander. Wenigstens eine der Arten elektrochemisch aktiver Elektrodenfolien weist Lithium oder eine Lithiumverbindung auf. Dieser Aufbau ist in der Technik wohlbekannt und muss hier nicht weiter vertieft werden. Als Referenz wird auf den in der Beschreibungseinleitung genannten Stand der Technik nach Möller/Winter Bezug ge- nommen, dessen Offenbarungsgehalt insoweit vollumfänglich durch Bezugnahme eingeschlossen sei. In this preferred exemplary embodiment, the memory cells 4 are lithium accumulator cells (in the context of this application, accumulators, ie secondary accumulators, are referred to as batteries). The main body of each storage cell 4 houses an active part in which an electrochemical reaction takes place for the storage and delivery of electrical energy (charging and discharging reaction). The inner structure of the active part, not shown in detail in the figure, corresponds to a flat, laminated stack of electrochemically active electrode films of two types (cathode and anode), electrically conductive films for collecting and supplying or discharging electrical current to and from the electrochemically active regions, and separator foils for separating the electrochemically active regions of the two types from each other. At least one of the types of electrochemically active electrode films comprises lithium or a lithium compound. This structure is well known in the art and need not be further explored here. Reference is made to the state of the art according to Möller / Winter cited in the introductory part of the description, the disclosure content of which is fully incorporated by reference in this respect.
Von einer als Oberseite definierten Schmalseite jeder Zelle 4 ragen zwei Abieiter 14 (14+, 14-) aus dem Inneren der Zelle 4 senkrecht nach außen ab. Die Ablei- ter 14 stehen mit den elektrochemisch aktiven Kathoden- und Anodenbereichen im Inneren des aktiven Bereichs in Verbindung und dienen so als Kathoden- und Anodenanschlüsse der Zelle 4. Insbesondere bildet der Abieiter 14+ einen Pluspol der Zelle 4 und bildet der Abieiter 14- einen Minuspol der Zelle 4. Die Abieiter 14 sind aus einem guten Leitermaterial wie etwa Kupfer oder Aluminium her- gestellt. Zur Verbesserung der Kontaktierung kann eine Beschichtung (Bedampfung, Plattierung oder dgl.) aus bspw. Silber oder Gold vorgesehen sein. Die Abieiter 14 sind flächige Gebilde, deren Breite und Höhe deutlich größer als ihre Dicke sind und deren Höhe deutlich geringer als ihre Breite ist. Sie sind auf der Oberseite der Zelle 4 im Wesentlichen flächenparallel zueinander und sowohl in Breitenrichtung als auch in Dickenrichtung versetzt angeordnet. Die Querschnitte der Abieiter 14 überlappen einander weder in stirnseitiger Ansicht noch von der Flanke aus gesehen, und ihre Projektionen weisen in jeder dieser Blickrichtungen einen Abstand voneinander auf. Die Anordnung der Abieiter 14 ist bezüglich jeder Symmetrieachse der Oberseite der Zelle 4 spiegelsymmetrisch. From a narrow side of each cell 4 defined as an upper side, two absorbers 14 (14+, 14-) protrude perpendicularly outward from the interior of the cell 4. The separators 14 are in communication with the electrochemically active cathode and anode regions inside the active region and thus serve as cathode and anode connections of the cell 4. In particular, the Abieiter 14+ forms a positive pole of the cell 4 and forms the Abieiter 14- a negative terminal of the cell 4. The Abieiter 14 are made of a good conductor material such as copper or aluminum. To improve the contact, a coating (vapor deposition, plating or the like.) From example. Silver or gold may be provided. The Abieiter 14 are flat structures whose width and height are significantly greater than their thickness and whose height is significantly less than their width. They are arranged on the upper side of the cell 4 substantially parallel to each other and offset both in the width direction and in the thickness direction. The cross-sections of the Abieiter 14 do not overlap one another in frontal view nor seen from the flank, and their projections are at a distance from each other in each of these viewing directions. The arrangement of the absorber 14 is mirror-symmetrical with respect to each axis of symmetry of the top of the cell 4.
Die Zellen 4 sind mit abwechselnder Polrichtung der Abieiter 14+, 14- gestapelt. Mit anderen Worten, die erste Zelle 4(i) ist in dem Zellblock so angeordnet, dass ihr negativer Abieiter 14- auf der in der Zeichnung rechten Seite liegt und ihr positiver Abieiter 14+ auf der in der Zeichnung linken Seite liegt. Die nächste Zelle 4(ii) ist mit umgekehrter Polrichtung angeordnet, nämlich so, dass ihr positiver Abieiter 14+ auf der in der Zeichnung rechten Seite liegt und ihr negativer Abieiter 14- auf der in der Zeichnung linken Seite liegt. Die Polrichtungen der weiteren Zellen 4 wechseln sich jeweils weiter ab bis zur letzten (achten) Zelle 4(viii). Somit wechseln sich in Stapelrichtung positive Abieiter 14+ und negative Abieiter 14- ab. In der Anschluss-Druckplatte 6 ist eine Tasche 16 ausgebildet. Die Tasche 16 ist eine Ausnehmung, in welcher zwei Anschlussklemmen 18 (18+, 18-) angeordnet sind. Die Anschlussklemmen 18 sind von außen zugänglich und bilden die Pole der Batterie 2. Insbesondere bildet die Anschlussklemme 18+ einen Pluspol der Batterie 2 und bildet die Anschlussklemme 18- einen Minuspol der Batterie 2. In der Tasche 16 finden auch weitere Bauelemente (nicht näher dargestellt) zur Steuerung und Regelung der Batterie 2 und der einzelnen Zellen 4 Platz. The cells 4 are stacked with alternating polarity of the Abieiter 14+, 14-. In other words, the first cell 4 (i) is arranged in the cell block so that its negative conductor 14- lies on the right side in the drawing and its positive Abieiter 14+ lies on the left side in the drawing. The next cell 4 (ii) is arranged in the reverse pole direction, namely with its positive Abieiter 14+ on the right side in the drawing and its negative Abieiter 14- on the left side in the drawing. The polar directions of the further cells 4 each alternate further until the last (eighth) cell 4 (viii). Thus, positive Abieiter 14+ and negative Abieiter 14- alternate in the stacking direction. In the terminal pressure plate 6, a pocket 16 is formed. The pocket 16 is a recess in which two terminals 18 (18+, 18-) are arranged. The terminals 18 are accessible from the outside and form the poles of the battery 2. In particular, the terminal 18+ forms a positive pole of the battery 2 and forms the terminal 18- a negative pole of the battery 2. In the pocket 16 also find other components (not shown in detail ) for controlling and regulating the battery 2 and the individual cells 4 place.
Zwischen den aufeinander folgenden Abieitern 14 zweier Zellen 4 sind jeweils Distanzstücke 20 angeordnet. Die Distanzstücke 20 weisen entweder eine Durchkontaktierungseinrichtung 22, eine einseitige Kontaktierungseinrichtung 23 oder keine Kontaktierungseinrichtung auf. Die Durchkontaktierungseinrichtungen 22 sind so aufgebaut, dass sie bei festem Anliegen der Abieiter 14 an beiden Seiten des Distanzstücks 20 eine elektrische Verbindung zwischen den Abieitern 14 herstellen. Die einseitigen Kontaktierungseinrichtungen 23 sind so auf- gebaut, dass sie bei festem Anliegen der Abieiter 14 an beiden Seiten des Distanzstücks 20 eine elektrische Verbindung mit einem der beiden Abieiter 14 so herstellen, dass ein Abgreifen von außerhalb des Distanzstücks ermöglicht ist. Soweit in einem Distanzstück 20 weder eine Durchkontaktierungseinrichtung 22 noch eine einseitige Kontaktierungseinrichtung 23 vorhanden ist, sind die Ablei- ter 14 auf beiden Seiten eines Distanzstücks 20 zuverlässig elektrisch voneinander getrennt. Man kann auch sagen, ein Distanzstück 20 mit einer Durchkontaktierungseinrichtung 22 ist ein durchkontaktierendes oder durchkontaktierend konfiguriertes Distanzstück, ein Distanzstück 20 mit einer einseitigen Kontaktierungseinrichtung 23 ist ein einseitig kontaktierendes oder einseitig kontaktierend konfiguriertes Distanzstück, und ein Distanzstück 20 ohne Kontaktierungseinrichtung 22 oder 23 ist ein nicht kontaktierendes oder nicht kontaktierend konfiguriertes Distanzstück. Zum Zwecke des Längenausgleichs sind an den Abieitern 14+, 14- der ersten und letzten Zelle 4(i), 4(viii) auf der in Stapelrichtung nach außen weisenden Seite Endstücke 21a, 21 b angeordnet, die sich in ihrer Länge von den Distanz- stücken 20 unterscheiden und die den Abstand zwischen dem jeweiligen Abieiter 14 und den Druckplatten 6, 8 überbrücken. Auf diese Weise entsteht zwischen den Druckplatten 6, 8 eine geschlossene Säule von Distanzstücken 20, Abieitern 14 und Endstücken 21a, 21 b. In der Anschluss-Druckplatte 6 ist jeweils ein Druckelement 24 mit einem Druckvermittlungsglied 26 so angeordnet, dass das Druckvermittlungsglied durch eine Öffnung 54 in der Anschluss-Druckplatte 6 hindurch ragt. Die Öffnungen 54 befinden sich jeweils in der Verlängerung einer der Säulen von Distanzstücken 20, Abieitern 14 und Endstücken 21 a, 21 b, sodass das Druckvermittlungsglied je- weils auf einem der Endstücke 21 a, 21 b aufliegt. Sobald ein Druckelement 24 aktiviert ist, übt es über das zugeordnete Druckvermittlungsglied 26 Druck auf das entsprechende Endstück 21 a, 21 b und damit auf die gesamte Säule aus Distanzstücken 20, Abieitern 14 und Endstücken 21 a, 21 b aus. Auf diese Weise wird axialer Druck von außen auf die Anordnung von Distanzstücken 20, End- stücken 21a, 21 b und Abieitern 40 ausübt, werden die Distanzstücke 20 und Endstücke 21 a, 21 b fixiert und wird eine dauerhafte Kontaktierung durch die Kontaktierungseinrichtungen 22, 23 sichergestellt. Between the successive Abieitern 14 of two cells 4 each spacers 20 are arranged. The spacers 20 have either a feed-through device 22, a one-sided contacting device 23 or no contacting device. The feedthrough devices 22 are constructed so that they establish an electrical connection between the Abieitern 14 at fixed abutment of Abieiter 14 on both sides of the spacer 20. The one-sided contacting devices 23 are constructed in such a way that they establish an electrical connection with one of the two conductors 14 when the Abieiter 14 is firmly in abutment on both sides of the spacer 20 in such a way that it is possible to grasp it from outside the spacer. As far as neither a through-contacting device 22 nor a one-sided contacting device 23 is present in a spacer 20, the conductors 14 on both sides of a spacer 20 are reliably electrically separated from one another. It can also be said that a spacer 20 with a through-contacting device 22 is a through-contacting or spacer-configured spacer, a spacer 20 with a one-sided contacting device 23 is a spacer which is in one-sided contact or one-sided contact configuration, and a spacer 20 without a contacting device 22 or 23 is not contacting or non-contacting configured spacer. For the purpose of length compensation, end pieces 21a, 21b are arranged at the spacers 14+, 14- of the first and last cell 4 (i), 4 (viii) in the direction pointing outwards in the stacking direction - Different pieces 20 and bridge the distance between the Abieiter 14 and the pressure plates 6, 8. In this way, between the pressure plates 6, 8, a closed column of spacers 20, Abieitern 14 and end pieces 21 a, 21 b. In the terminal pressure plate 6, a respective pressure element 24 is arranged with a pressure-transmitting member 26 so that the pressure-transmitting member protrudes through an opening 54 in the terminal-pressure plate 6 therethrough. The openings 54 are each in the extension of one of the columns of spacers 20, Abieitern 14 and end pieces 21 a, 21 b, so that the pressure mediating member rests each on one of the end pieces 21 a, 21 b. Once a pressure element 24 is activated, it exerts on the associated pressure switch member 26 pressure on the corresponding end piece 21 a, 21 b and thus to the entire column of spacers 20, Abieitern 14 and end pieces 21 a, 21 b. In this way, axial pressure is exerted on the arrangement of spacers 20, end pieces 21a, 21b and Abieitern 40 from the outside, the spacers 20 and end pieces 21 a, 21 b fixed and is a permanent contact by the contacting devices 22, 23rd ensured.
Der genaue Aufbau der Druckelemente 24 und Druckübertragungsglieder 26 wird im Zusammenhang mit weiteren Ausführungsbeispielen genauer diskutiert. Die Bezeichnung Druckelement 24 und Druckübertragungsglied 26 bezieht sich auf die Funktionen, einerseits eine Kraft zu erzeugen und andererseits diese Kraft als Druckkraft auf eine Säule von Distanzstücken 20, Abieitern 14 und Endstücken 21 a, 21 b zu übertragen. Das Druckelement 24 und das Druckver- mittlungsglied 26 (Fig. 1 ) auf jeder Seite der Batterie 2 können zu einem einzigen Bauteil zusammenfallen und z.B. durch eine einfache Zylinderschraube verwirklicht sein, die in die Anschluss-Druckplatte 6 eingeschraubt ist und von dort aus auf das Endstück 21a bzw. 21 b drückt, wobei die Öffnung 54 nur eine Gewindebohrung ist. Durch geeignete Maßnahmen ist dafür zu sorgen, dass sich der Druckverbund im Betrieb nicht unbeabsichtigt lösen kann Mehrere der Zellen 4 des vorliegenden Ausführungsbeispiels sind als Reihenschaltung miteinander verbunden. Und zwar bilden die ersten vier Zellen 4(i) bis 4(iv) eine Gruppe A und und bilden die zweiten vier Zellen 4(v) bis 4(viii) eine Gruppe B von Zellen 4, die jeweils eine Reihenschaltung bilden. Zu diesem Zweck weisen in der Gruppe A die Distanzstücke 20 zwischen dem positiven Abieiter 14+ der ersten Zelle 4(i) und dem negativen Abieiter 14- der nächsten Zelle 4 (ii), zwischen dem positiven Abieiter 14+ der Zelle 4(ii) und dem negativen Abieiter 14- der nächsten Zelle 4(iii) und zwischen dem positiven Abieiter 14+ der Zelle 4(iii) und dem negativen Abieiter 14- der letzten Zelle 4(iv) jeweils eine Durchkontaktierungseinrichtung 21 auf. Entsprechend weisen in der Grup- pe B die Distanzstücke 20 zwischen dem positiven Abieiter 14+ der ersten Zelle 4(v) und dem negativen Abieiter 14- der nächsten Zelle 4 (vi), zwischen dem positiven Abieiter 14+ der Zelle 4(vi) und dem negativen Abieiter 14- der nächsten Zelle 4(vii) und zwischen dem positiven Abieiter 14+ der Zelle 4(vii) und dem negativen Abieiter 14- der letzten Zelle 4(viii) jeweils eine Durchkontaktierungs- einrichtung 21 auf. Alle anderen Distanzstücke 20 sind nicht durchkontaktierend. The exact structure of the pressure elements 24 and pressure transmission members 26 will be discussed in more detail in connection with further embodiments. The term pressure element 24 and pressure transmitting member 26 refers to the functions, on the one hand to generate a force and on the other hand to transmit this force as a compressive force on a column of spacers 20, Abieitern 14 and end pieces 21 a, 21 b. The pressure element 24 and the pressure-transmitting element 26 (FIG. 1) on each side of the battery 2 may coincide into a single component and be realized, for example, by a simple cylinder screw which is screwed into the connection pressure plate 6 and there presses on the end piece 21 a and 21 b, wherein the opening 54 is only a threaded hole. By appropriate measures must be taken to ensure that the pressure combination can not inadvertently solve during operation Several of the cells 4 of the present embodiment are connected in series. Namely, the first four cells 4 (i) to 4 (iv) form a group A, and the second four cells 4 (v) to 4 (viii) form a group B of cells 4, each forming a series circuit. For this purpose, in group A, the spacers 20 between the positive Abieiter 14+ of the first cell 4 (i) and the negative Abieiter 14- the next cell 4 (ii), between the positive Abieiter 14+ of the cell 4 (ii) and the negative Abieiter 14- of the next cell 4 (iii) and between the positive Abieiter 14+ of the cell 4 (iii) and the negative Abieiter 14- of the last cell 4 (iv) each have a via device 21 on. Similarly, in group B, the spacers 20 between the positive Abieiter 14+ of the first cell 4 (v) and the negative Abieiter 14- the next cell 4 (vi), between the positive Abieiter 14+ the cell 4 (vi) and the negative Abieiter 14- of the next cell 4 (vii) and between the positive Abieiter 14+ of the cell 4 (vii) and the negative Abieiter 14- of the last cell 4 (viii) in each case a via device 21 on. All other spacers 20 are not durchkontaktierend.
Die Polpotentiale der Gruppen (Reihenschaltungen) A und B der Zellen 4 der Batterie 2 werden wie folgt abgegriffen. Das Distanzstück 20 zwischen dem negativen Abieiter 14- der Zelle 4(i) (der ersten Zelle in der Gruppe A) und dem positiven Abieiter 14+ der nächsten Zelle 4(ii) ist mit einer einseitigen Kontaktie- rungseinrichtung 23 versehen, die auf der negativen Seite kontaktiert und über eine negative Polleitung 28- mit der negativen Anschlussklemme 18- verbunden ist. Ebenso ist das Distanzstück 20 zwischen dem negativen Abieiter 14- der Zelle 4(v) (der ersten Zelle in der zweiten Gruppe B) und dem positiven Abieiter 14+ der nächsten Zelle 4(vi) mit einer einseitigen Kontaktierungseinrichtung 23 versehen, die auf der negativen Seite kontaktiert und über eine negative Polleitung 30- mit der negativen Anschlussklemme 18- verbunden ist. Das Distanz- stück 20 zwischen dem positiven Abieiter 14+ der Zelle 4(iv) (der letzten Zelle der ersten Gruppe A) und dem negativen Abieiter 14- der vorherigen Zelle 4(iii) ist mit einer einseitigen Kontaktierungseinrichtung 23 versehen, die auf der positiven Seite kontaktiert und über eine positive Polleitung 28+ mit der positiven Anschlussklemme 18+ verbunden ist. Ebenso ist das Distanzstück 20 zwischen dem positiven Abieiter 14+ der Zelle 4(viii) (der letzten Zelle der zweiten Gruppe B) und dem negativen Abieiter 14- der vorherigen Zelle 4(vii) mit einer einseitigen Kontaktierungseinrichtung 23 versehen, die auf der positiven Seite kontaktiert und über eine positive Polleitung 30+ mit der positiven Anschlussklemme 18+ verbunden ist. The pole potentials of the groups (series connections) A and B of the cells 4 of the battery 2 are tapped as follows. The spacer 20 between the negative conductor 14- of the cell 4 (i) (the first cell in the group A) and the positive absorber 14+ of the next cell 4 (ii) is provided with a single-sided contacting device 23 which is located on the negative side contacted and connected via a negative pole line 28- to the negative terminal 18-. Likewise, the spacer 20 between the negative conductor 14- of the cell 4 (v) (the first cell in the second group B) and the positive absorber 14+ of the next cell 4 (vi) is provided with a single-sided contacting device 23 which is located on the negative side and connected via a negative pole 30- to the negative terminal 18- is connected. The distance Piece 20 between the positive Abieiter 14+ of the cell 4 (iv) (the last cell of the first group A) and the negative Abieiter 14- the previous cell 4 (iii) is provided with a one-sided contacting device 23 which contacts on the positive side and connected via a positive pole 28+ to the positive terminal 18+. Similarly, the spacer 20 between the positive Abieiter 14+ of the cell 4 (viii) (the last cell of the second group B) and the negative Abieiter 14- the previous cell 4 (vii) is provided with a one-sided contacting device 23, which on the positive Page contacted and connected via a positive 30+ pole to the positive terminal 18+.
Auf die beschriebene Weise können beliebige elektrische Verschaltungen der Zellen 4 in der Batterie 2 verwirklicht werden. Wenn z.B. die einseitige Kontak- tierungseinrichtungen 23 in den Distanzstücken 20 der Zellen 4(iv) und 4(v) in Fig. 1 weggelassen werden und statt dessen zwischen dem positiven Abieiter 14+ der Zelle 4(iv) und dem negativen Abieiter 14- der Zelle 4(v) ebenfalls ein Distanzstück 20 mit Durchkontaktierungseinrichtung 22 eingesetzt wird, so wird eine Reihenschaltung aller Zellen in der Batterie 2 verwirklicht. Anders gesagt befinden sich zwischen den Abieitern 14 aufeinander folgender Zellen 4 ab- wechselnd durchkontaktierende und nicht kontaktierende Distanzstücke 20, um eine Reihenschaltung der Zellen 4 zu verwirklichen; und wo eine Trennung in Gruppen von Zellen abgegriffen werden sollen, wird eine Durchkontaktierung 22 weggelassen und sind einseitig kontaktierende Distanzstücke 20, 23 vorgesehen, die mit dem jeweiligen Batteriepol 18+, 18- verbunden sind. In the manner described, any electrical interconnections of the cells 4 in the battery 2 can be realized. If e.g. the one-sided contactors 23 in the spacers 20 of the cells 4 (iv) and 4 (v) in Fig. 1 are omitted and instead between the positive Abieiter 14+ of the cell 4 (iv) and the negative Abieiter 14- of the cell 4 (v) also a spacer 20 is used with through-hole device 22, a series connection of all cells in the battery 2 is realized. In other words, between the headers 14 of successive cells 4 there are alternately through-contacting and non-contacting spacers 20 in order to realize a series connection of the cells 4; and where a separation is to be tapped into groups of cells, a via 22 is omitted and unilaterally contacting spacers 20, 23 are provided which are connected to the respective battery post 18+, 18-.
In Fign. 2 und 3 ist der Aufbau der Batterie 2 nach diesem Ausführungsbeispiel genauer dargestellt. Dabei ist Fig. 2 eine Querschnittsansicht, wobei der Schnitt entlang einer Linie II-II in Fig. 1 in einer Ebene zwischen der zweiten und dritten Zelle 4(ii), 4(iii) verläuft, und ist Fig. 3 eine Längsschnittansicht, wobei der Schnitt entlang einer Linie III-III in Fig. 1 in einer Mittelebene einer Abfolge von Abieitern 14 und Distanzstücken 20, 21 a, 21 b verläuft. Gemäß der Darstellung in Fig. 2 weisen die Distanzstücke 20 einen rechteckigen Querschnitt auf und weist die Oberseite jeder Zelle 4 auf der linken und rechten Hälfte jeweils eine Vertiefung 32 auf, in welcher die Distanzstücke 20 ruhen. Sie sind dadurch in seitlicher Richtung und nach unten fixiert. Nach oben werden die Distanzstücke durch einen Deckel (nicht näher dargestellt) zurückgehalten, der in einem Absatz 34 der Anschluss-Druckplatte 6 und in einem Absatz 35 der Gegendruckplatte 8 ruht. An den unteren Ecken weisen die Zellen 4 Rasten 36 (Eck-Ausnehmungen) auf, in welchen die Blockanker 10 verlaufen und so eine Ausrichtung der Zellen 4 ermöglichen. In Fign. 2 and 3, the structure of the battery 2 according to this embodiment is shown in more detail. 2 is a cross-sectional view taken along a line II-II in FIG. 1 in a plane between the second and third cells 4 (ii), 4 (iii), and FIG. 3 is a longitudinal sectional view the section along a line III-III in Fig. 1 in a median plane of a sequence of Abieitern 14 and spacers 20, 21 a, 21 b extends. As shown in Fig. 2, the spacers 20 have a rectangular cross section and the top of each cell 4 on the left and right half each have a recess 32 in which the spacers 20 rest. They are thereby fixed in the lateral direction and downwards. Upwards, the spacers are retained by a cover (not shown in detail), which rests in a shoulder 34 of the connection pressure plate 6 and in a shoulder 35 of the counter-pressure plate 8. At the lower corners, the cells 4 have notches 36 (corner recesses) into which the block anchors 10 extend and thus allow alignment of the cells 4.
Die Schnittebene in Fig. 2 (Linie II-II in Fig. 1 ) schneidet die Distanzstücke 20 zwischen der zweiten und dritten Zelle 4(ii), 4(iii). Die Distanzstücke 20 sind allgemein quaderförmig; ihre Ausdehnung in axialer Richtung (Stapelrichtung der Zellen 4, senkrecht zur Zeichnungsebene in Fig. 2) entspricht dem Abstand zwi- sehen Abieitern 14. Sie weisen eine zentrale axiale Bohrung 40 auf, die zur Aufnahme einer Durchkontaktierungseinrichtung (22) oder einer einseitigen Kontaktierungseinnchtung (23) dient und ansonsten leer bleiben kann. The sectional plane in Fig. 2 (line II-II in Fig. 1) intersects the spacers 20 between the second and third cells 4 (ii), 4 (iii). The spacers 20 are generally cuboid; their extension in the axial direction (stacking direction of the cells 4, perpendicular to the plane in Fig. 2) corresponds to the distance between see Abieitern 14. They have a central axial bore 40, which for receiving a through-connection device (22) or a one-sided Kontaktierungsseinnchtung ( 23) and otherwise can remain empty.
Die Schnittebene in Fig. 3 (Linie III-III in Fig. 1 ) schneidet die Distanzstücke 20 des Druckverbunds auf der rechten Seite in Fig. 1 , und zwar auf der Höhe der Bohrungen 40 in den Distanzstücken 20. Gemäß der Schaltungsanordnung in Fig. 1 weisen die Distanzstücke 20 auf dieser Seite in der Reihenfolge der deren Zelle 4(i) bis zur letzten Zelle 4(viii) eine einseitige Kontaktierungseinnchtung 23, eine Durchkontaktierungseinrichtung 22, eine einseitige Kontaktierungseinrich- tung 23, keine Durchkontaktierungseinrichtung, eine einseitige Kontaktierungseinnchtung 23, eine Durchkontaktierungseinrichtung 22 und eine einseitige Kontaktierungseinnchtung 23 auf. In diesem Ausführungsbeispiel sind die Durchkon- taktierungseinrichtungen 22 durch elektrisch leitende Durchkontaktierungsbol- zen 22 verwirklicht, die in den Axialbohrungen 40 aufgenommen sind und die sich über die gesamte axiale Länge der Distanzstücke 20 erstrecken. Die einseitigen Kontaktierungseinrichtungen 23 sind durch jeweils einen elektrisch leitenden Kontaktbolzen 23a und einen Isolierbolzen 23b verwirklicht, die in den Axi- albohrungen 40 aufgenommen sind und die zusammen so lang sind wie die gesamte axiale Länge der Distanzstücke 20. Zwischen den Kontaktbolzen 23a und Isolierbolzen 23b ist jeweils ein Kontaktstift 44 eingeklemmt, der den Kontakt nach außen ermöglicht. Wo keine Kontaktierung verwirklicht werden soll, bleibt die Axialbohrung 40 leer. Sofern aus Gründen der Stabilität erforderlich, können dort auch Bolzen aus isolierendem Material als Gegendrucklager vorgesehen sein. The sectional plane in Fig. 3 (line III-III in Fig. 1) intersects the spacers 20 of the pressure composite on the right side in Fig. 1, at the height of the bores 40 in the spacers 20. According to the circuit arrangement in FIG. 1, the spacers 20 on this side have, in the order of their cell 4 (i) to the last cell 4 (viii), a one-sided contacting device 23, a via device 22, a one-sided contacting device 23, no through-connection device, one-sided contacting device 23, a via-contacting device 22 and a one-sided contacting device 23. In this embodiment, the through-connection devices 22 are realized by electrically conductive through-bolts 22, which are received in the axial bores 40 and which extend over the entire axial length of the spacers 20. The one-sided contacting devices 23 are realized in each case by an electrically conductive contact pin 23a and an insulating bolt 23b, which are arranged in the axial direction. Albohrungen 40 are added and together are as long as the entire axial length of the spacers 20. Between the contact pin 23a and insulating bolt 23b each have a pin 44 is clamped, which allows the contact to the outside. Where no contact is to be realized, the axial bore 40 remains empty. If required for reasons of stability, bolts of insulating material can be provided there as a counter-pressure bearing.
Der Aufbau der Distanzstücke 20 und der Kontaktierungselemente ist in den Fign. 4 bis 6 genauer dargestellt. Fign 4 und 5 zeigen ein Distanzstück 2 zunächst ohne Kontaktierungselemente. The structure of the spacers 20 and the contacting elements is shown in FIGS. 4 to 6 shown in more detail. FIGS. 4 and 5 show a spacer 2 initially without contacting elements.
Fig. 4 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Distanzstücks 20, wobei die Blickrichtung der Fig. 2, also der Stapelrichtung der Zellen 4 entspricht, und wobei die Schnittebene durch die in Stapelrichtung gesehen mittlere Ebene des Distanzstücks 20 verläuft. Das Distanzstück 20 weist einen quaderförmigen Grundkörper 38 aus einem elektrisch isolierenden Material auf. Wie oben erwähnt, verläuft eine Axialbohrung 40 zentral durch das Distanzstück 20. Des Weiteren verläuft eine Querbohrung 42, ebenfalls zentral, von einer Seite des Distanzstücks 20 zur anderen. Die Querbohrung 42 verläuft zentral und horizontal durch den Grundkörper 38 und schneidet daher die Axialbohrung 40. Die Querbohrung 42 weist (ohne Beschränkung der Allgemeinheit) einen geringeren Durchmesser als die Axialbohrung 40 auf. Fig. 5 ist eine Ansicht des Distanzstücks 20 von der Seite. In dieser Ansicht ist der Schnittverlauf der Fig. 4 durch eine Linie IV-IV verdeutlicht. Die Lage der Abieiter 14 ist mit gepunkteten Linien angedeutet. 4 is an enlarged cross-sectional view of a spacer 20, wherein the viewing direction of FIG. 2, ie the stacking direction of the cells 4 corresponds, and wherein the sectional plane extends through the central plane of the spacer 20 seen in the stacking direction. The spacer 20 has a cuboid main body 38 made of an electrically insulating material. As noted above, an axial bore 40 extends centrally through the spacer 20. Further, a transverse bore 42 also extends centrally from one side of the spacer 20 to the other. The transverse bore 42 extends centrally and horizontally through the main body 38 and therefore intersects the axial bore 40. The transverse bore 42 has (without limiting the generality) a smaller diameter than the axial bore 40. Fig. 5 is a view of the spacer 20 from the side. In this view, the section line of Fig. 4 is illustrated by a line IV-IV. The location of the Abieiter 14 is indicated by dotted lines.
In durchkontaktierender Konfiguration sind Durchkontaktierungsbolzen 22 (vgl. Fig. 3) in der Axialbohrung 40 eingesetzt. Fig. 6 ist eine Horizontalschnittansicht des Distanzstücks 20 entlang Linien Vl-Vl in Fign. 4 und 5, mit Einbauteilen in einseitig kontaktierender Konfiguration. Auch hier ist die Lage der Abieiter 14 mit gepunkteten Linien angedeutet. Gemäß der Darstellung in Fig. 6 ist der Kontaktstift 44 von einer Seite in die Quer- bohrung 42 eingesetzt und sind der Kontaktbolzen 23a und der Isolierbolzen 23b von gegenüberliegenden Seiten in die Axialbohrung 40 eingesetzt, wobei sie den Kontaktstift 44 zwischen sich einklemmen. Der Kontaktdraht drückt sich in den Isolierbolzen 23b und den Kontaktbolzen 23a ein. Es kann auch eine Nut in den nach innen weisenden Stirnflächen des Isolierbolzens 23b und des Kon- taktbolzens 23a vorgesehen sein, deren Form dem Querschnitt des Kontaktstifts 44 nachgebildet ist; in diesem Fall können zum Zwecke eines verdrehsicheren Einbaus die Bolzen 23a, 23b eine Nase auf der Mantelfläche aufweisen und kann in der Axialbohrung 40 des Grundkörpers 38 (des Distanzstücks 20) eine Nut vorgesehen sein, welche die Nase aufnimmt (nicht näher dargestellt). Alter- nativ kann der Kontaktstift 44 an seinem Ende abgeflacht sein. Durch das Einklemmen wird ein zuverlässiger elektrischer Kontakt zwischen dem Kontaktstift 44 und dem Kontaktbolzen 23a hergestellt. In through-contacting configuration, via bolts 22 (see Fig. 3) are inserted in the axial bore 40. Fig. 6 is a horizontal sectional view of the spacer 20 taken along lines Vl-Vl in Figs. 4 and 5, with built-in components in one-sided contacting configuration. Again, the location of the Abieiter 14 is indicated by dotted lines. As shown in Fig. 6, the contact pin 44 is inserted from one side into the transverse bore 42, and the contact pin 23a and the insulating pin 23b are inserted from opposite sides into the axial bore 40, pinching the contact pin 44 therebetween. The contact wire presses into the insulating bolt 23b and the contact pin 23a. A groove can also be provided in the inwardly facing end surfaces of the insulating bolt 23b and of the contact bolt 23a, the shape of which is modeled on the cross section of the contact pin 44; In this case, for the purpose of a torsion-proof installation, the bolts 23a, 23b have a nose on the lateral surface and may be provided in the axial bore 40 of the base body 38 (the spacer 20) has a groove which receives the nose (not shown in detail). Alternatively, the contact pin 44 may be flattened at its end. By clamping a reliable electrical contact between the contact pin 44 and the contact pin 23 a is produced.
Die Querbohrung 42 zur Aufnahme des Kontaktstifts 44 verläuft über die gesam- te Breite des Distanzstücks 20, sodass von beiden Seiten kontaktiert werden kann. Der Kontaktstift 44 ragt seitlich aus dem Distanzstück 20 heraus und wird mit einer Buchse 46 oder dergleichen an die Polleitung 28 bzw. 30 angeschlossen. Alternativ können der Kontaktstift 44 und die Buchse 46 einen Stecker mit langem Pin verwirklichen. The transverse bore 42 for receiving the contact pin 44 extends over the entire width of the spacer 20, so that it can be contacted from both sides. The contact pin 44 projects laterally out of the spacer 20 and is connected to a socket 46 or the like to the pole line 28 and 30 respectively. Alternatively, the contact pin 44 and socket 46 may realize a long pin connector.
Die Durchkontaktierungsbolzen 22 und Kontaktbolzen 23a sowie die Kontaktstifte 44 sind aus einem guten Leitermaterial hergestellt. Als Leitermaterial kommen Kupfer, Messing, Bronze oder dergleichen in Frage, es sind jedoch auch andere Materialien denkbar wie etwa Stahl, Aluminium, Neusilber o. a. Zur Verringerung des Übergangswiderstands zwischen Kontakten kann eine Versilberung oder Vergoldung der Kontaktflächen vorgesehen sein. Zur weiteren Intensivierung des Kontaktes können die Kontaktflächen angeraut sein. Die Distanzstücke 20 und die Isolierbolzen 23b sind aus einem elektrisch isolierenden Material hergestellt. Als Isolatormaterial kommen Kunststoffe, Gummi, Keramik und dergleichen in Frage. The through-bolts 22 and contact pins 23a and the contact pins 44 are made of a good conductor material. As a conductor material copper, brass, bronze or the like in question, but there are also other materials conceivable such as steel, aluminum, nickel silver oa To reduce the contact resistance between contacts, a silvering or gold plating of the contact surfaces may be provided. To further intensify the contact, the contact surfaces may be roughened. The spacers 20 and the insulating bolts 23b are made of an electrically insulating material. As an insulator material are plastics, rubber, ceramics and the like in question.
Die Distanzstücke 20 können nachgiebiger als die Bolzen 22, 23a, 23b sein, damit eine zuverlässige Druckkontaktierung zustande kommt. Die Toleranzen der Bolzen 22, 23a, 23b und Distanzstücke 20 sollten so aufeinander abgestimmt sein, dass die Bolzen 22, 23a, 23b nicht in den Distanzstücken 20 ver- schwinden können. Es sind auch zwei oder drei oder mehr Axialbohrungen 40 mit entsprechenden Kontaktierungselementen denkbar. The spacers 20 may be more compliant than the bolts 22, 23a, 23b, so that a reliable pressure contact comes about. The tolerances of the bolts 22, 23 a, 23 b and spacers 20 should be matched to one another such that the bolts 22, 23 a, 23 b can not disappear in the spacers 20. There are also two or three or more axial bores 40 with corresponding contacting elements conceivable.
In einer Abwandlung dieses Ausführungsbeispiels können die Bolzen durch Hülsen ersetzt werden. Hierdurch können Materialkosten und Gewicht eingespart werden, was sich insbesondere dann auswirkt, wenn mehrere Axialbohrungen 40 mit entsprechenden Kontaktierungsmöglichkeiten vorgesehen sind. In a modification of this embodiment, the bolts can be replaced by sleeves. As a result, material costs and weight can be saved, which in particular affects when a plurality of axial bores 40 are provided with corresponding contacting possibilities.
Soweit aus Gründen des Kraftflusses und zur Schonung des Materials, insbesondere zur Vermeidung von Beschädigungen der Ableiter 14 durch die Bolzen 22, 23a, 23b (oder Hülsen) erforderlich, können in den nicht kontaktierenden Distanzstücken 20 Konterbolzen (oder -hülsen) vorgesehen sein. As far as required for the sake of power flow and to protect the material, in particular to avoid damage to the arrester 14 by the bolts 22, 23a, 23b (or sleeves), 20 counter bolt (or sleeves) may be provided in the non-contacting spacers.
Fign. 7 bis 10 zeigen ein Distanzstück 120, mit Einbauteilen in durchkontaktie- render und einseitig kontaktierender Konfiguration, als zweites Ausführungsbei- spiel der vorliegenden Erfindung , die eine Ausführungsvariante des Distanzstücks des vorherigen Ausführungsbeispiels ist. Die Blickrichtung der Fign. 7 und 9 entspricht derjenigen in Fig. 4, wobei Fig. 7 nur in etwa halbseitig und Fig. 9 nicht geschnitten ist, und die Blickrichtung der Fign. 8 und 10 entspricht derjenigen in Fig. 5, jedoch in der Mittelebene geschnitten (vgl. die Linie Vlll-Vlll in Fig. 7 bzw. X-X in Fig. 9 mit zugehörigen Pfeilen). Fign. 7 und 8 zeigen das Distanzstück 120 dieses Ausführungsbeispiels in durchkontaktierender Konfiguration. Das Distanzstück 120 weist einen quaderförmigen Grundkörper 138 aus einem elektrisch isolierenden Material auf. Der Grundkörper 138 weist an der Oberseite eine durchgehende Vertiefung 148 auf, die sich an Vorder- und Rückseite sattelartig fortsetzt. Ein U-förmiges, an die Vertiefung 148 angepasstes Kontaktblech 122 ist von oben so in die Vertiefung 148 gelegt, dass es an dem Grundkörper 138 an. Das Kontaktblech 122 wird von oben durch zwei Schrauben 152 gehalten, die in jeweiligen in dem Grundkörper 138 ausgebildeten Gewindesackbohrungen 150 eingeschraubt sind. Das U-förmige Kontaktblech 122 schafft eine elektrische Verbindung von einer Vorderseite auf die Rückseite des Distanzstücks 120 und bildet somit eine Durch- kontaktierungseinrichtung im Sinne der Erfindung. FIGS. FIGS. 7 to 10 show a spacer 120 with built-in parts in a through-contacting and single-sided contacting configuration, as a second exemplary embodiment of the present invention, which is an alternative embodiment of the spacer of the previous exemplary embodiment. The direction of view of Fign. 7 and 9 corresponds to that in Fig. 4, wherein Fig. 7 is only approximately half-sided and Fig. 9 is not cut, and the viewing direction of FIGS. 8 and 10 corresponds to that in Fig. 5, but cut in the median plane (see the line VIII-VIII in Fig. 7 and XX in Fig. 9 with associated arrows). FIGS. Figures 7 and 8 show the spacer 120 of this embodiment in through-contacting configuration. The spacer 120 has a cuboid main body 138 made of an electrically insulating material. The main body 138 has at the top a continuous recess 148 which continues saddle-like at the front and back. A U-shaped, adapted to the recess 148 contact plate 122 is placed from above into the recess 148, that it on the main body 138 at. The contact plate 122 is held from above by two screws 152, which are screwed into respective threaded bag bores 150 formed in the base body 138. The U-shaped contact plate 122 creates an electrical connection from a front side to the rear side of the spacer 120 and thus forms a through-contacting device in the sense of the invention.
Fig. 9 und Fig. 10 zeigen das Distanzstück 120 in einseitig kontaktierender Kon- figuration. In dieser Konfiguration ist ein L-förmiges Kontaktblech 123 von einer Seite in die Vertiefung 148 gelegt, wobei der lange Schenkel an einer der Stirnseiten des Distanzstücks 120 anliegt und der kurze Schenkel an der Oberseite des Distanzstücks 120 anliegt. Das L-förmige Kontaktblech 123 ragt mit seinem kurzen Schenkel Uber die Mitte des Distanzstücks 122 hinaus, aber nicht bis zur anderen Stirnseite, und ist mit Schrauben 152 entsprechend der durchkontaktie- renden Konfiguration fixiert. Mit dem langen Schenkel liegt es an dem dortigen Abieiter (14, vgl. Fig. 2) an. Unter eine der Schrauben 152 ist ein Kontaktschuh 144 gelegt, an dem eine Polleitung 28 bzw. 30 endet. Auf der dem langen Schenkel gegenüberliegenden Seite liegt das Distanzstück 120 mit dem von der Vertiefung 148 stehen gelassenen Rand 149 auf dem dortigen Abieiter (14, vgl. Fig. 2) auf. Das L-förmige Kontaktblech 123 ermöglicht somit eine Isolierung aufeinanderfolgender Abieiter 14 und eine Abnahme des Polpotentials des Abieiters auf der Seite des langen Schenkels. Es bildet daher eine einseitige Kontaktierungseinrichtung. FIGS. 9 and 10 show the spacer 120 in a one-sided contacting configuration. In this configuration, an L-shaped contact plate 123 is placed from one side in the recess 148, wherein the long leg rests against one of the end sides of the spacer 120 and the short leg rests against the top of the spacer 120. The L-shaped contact plate 123 projects with its short leg beyond the center of the spacer 122, but not to the other end side, and is fixed with screws 152 corresponding to the through-contacting configuration. With the long leg it rests against the Abieiter (14, see Fig. 2). Under one of the screws 152, a contact shoe 144 is placed, on which a Polleitung 28 and 30 ends. On the side opposite the long leg, the spacer 120 rests with the edge 149 left by the depression 148 on the Abieiter (14, see FIG. The L-shaped contact plate 123 thus allows isolation of successive Abieiter 14 and a decrease in the pole potential of Abieiters on the side of the long leg. It therefore forms a one-sided contacting device.
Die Kontaktbleche 122, 123 sind aus einem guten Leitermaterial hergestellt; für diesbezügliche Auswahl, Alternativen und Varianten gilt das oben im Zusam- menhang mit den Durchkontaktierungsbolzen 22 und Kontaktbolzen 23a des ersten Ausführungsbeispiels Gesagte. The contact sheets 122, 123 are made of a good conductor material; For this selection, alternatives and variants, the above applies in the context of menhang with the Durchkontaktierungsbolzen 22 and contact pin 23 a of the first embodiment.
Das Distanzstück 120 dieses Ausführungsbeispiels ersetzt das Distanzstück 20 im ersten Ausfuhrungsbeispiel und wird wie dieses in jeweils gewünschter Konfiguration eingesetzt. In nicht kontaktierender Konfiguration liegt es auf beiden Seiten mit dem von der Vertiefung 1 8 stehen gelassenen Rand 149 auf den Abieitern 14 auf und stellt so den Abstand und den Klemmverbund zwischen aufeinander folgenden Abieitern 14 sicher. The spacer 120 of this embodiment replaces the spacer 20 in the first embodiment and is used as this in each desired configuration. In non-contacting configuration, it lies on both sides with the rim 149 left on the recess 18, on the headers 14, thus ensuring the distance and the clamping connection between successive headers 14.
Der Kabelschuh 144 kann als Ringöse oder Gabel ausgebildet sein und einen Crimp-Teil oder eine Schraubklemme für die Polleitung 28 bzw. 30 aufweisen. Der Kabelschuh 144 kann auch durch ein hakenförmig oder ösenförmig gebogenes Ende der Polleitung 28 bzw. 30 ersetzt werden. The cable lug 144 may be formed as a ring eyelet or fork and have a crimping part or a screw terminal for the pole line 28 and 30 respectively. The cable lug 144 can also be replaced by a hook-shaped or loop-shaped bent end of the pole line 28 or 30.
Fign. 1 bis 15 zeigen ein Distanzstück 220 mit Einbauteilen in durchkontaktie- render und einseitig kontaktierender Konfiguration als drittes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, welches eine Ausführungsvariante der Distanzstücke der vorherigen Ausführungsbeispiele ist. FIGS. FIGS. 1 to 15 show a spacer 220 with built-in parts in a through-contacting and single-sided contacting configuration as a third exemplary embodiment of the present invention, which is an alternative embodiment of the spacers of the previous exemplary embodiments.
Fig. 11 ist eine Teilquerschnittsansicht des Distanzstücks 220 dieses Ausführungsbeispiels in durchkontaktierender Konfiguration, wobei die Blickrichtung und der Schnittverlauf in etwa der Situation in Fig. 7 entspricht. Fig. 12 ist eine Längsschnittansicht des Distanzstücks 220 entlang einer Linie Xll-Xll in Fig. 1 1 , gesehen in Pfeilrichtung. Fig. 13 ist eine Draufsicht des Distanzstücks 220 (vgl. Pfeil XIII in Fig. 11). FIG. 11 is a partial cross-sectional view of the spacer 220 of this embodiment in a through-contacting configuration, wherein the line of sight and the sectional shape approximately correspond to the situation in FIG. 7. FIG. 12 is a longitudinal sectional view of the spacer 220 taken along a line XII-XII in FIG. 11 as viewed in the direction of the arrow. Fig. 13 is a plan view of the spacer 220 (see arrow XIII in Fig. 11).
Das Distanzstück 220 weist einen quaderförmigen Grundkörper 238 aus einem elektrisch isolierenden Material auf. Der Grundkörper 238 weist einen horizonta- len, durchgehenden Schlitz 240 zwischen der Vorderseite und der Rückseite sowie in der Vorder- und Rückseite jeweils eine sich von dem Schlitz 240 aus nach oben erstreckende Vertiefung 248 auf (vgl. Fig. 15). Gemäß der Darstel- lung in Fign. 11 bis 13 erstreckt sich ein Kontaktblech 222 durch den Schlitz 240 hindurch und verläuft beidseits an den Stirnseiten des Grundkörpers 238 weiter in den Vertiefungen 248 nach oben. (Vor der Montage liegt das Kontaktblech 222 als ebenes oder nur einseitig abgewinkeltes Halbzeug vor. Zur Montage wird es durch den Schlitz 240 geschoben und dann nach oben abgewinkelt.) Eine Fixierung des Kontaktblechs 222 durch Schrauben ist nicht erforderlich. Das Kontaktblech 222 schafft eine elektrische Verbindung von einer Stirnseite auf die andere Stirnseite des Distanzstücks 120 und bildet eine Durchkontaktie- rungseinrichtung im Sinne der Erfindung. The spacer 220 has a cuboid base body 238 made of an electrically insulating material. The main body 238 has a horizontal, continuous slot 240 between the front side and the rear side, as well as in the front and rear side in each case a recess 248 which extends upwards from the slot 240 (see Fig. 15). According to the representation ment in Fign. 11 to 13, a contact plate 222 extends through the slot 240 and extends on both sides on the end faces of the base body 238 further in the recesses 248 upwards. (Before assembly, the contact plate 222 is in the form of a flat or only one-sided angled semi-finished product, for installation it is pushed through the slot 240 and then angled upward.) It is not necessary to fix the contact plate 222 by means of screws. The contact plate 222 creates an electrical connection from one end face to the other end face of the spacer 120 and forms a through-contacting device in the sense of the invention.
An der Oberseite weist der Grundkörper 238 des Distanzstücks 222 dieses Ausführungsbeispiels eine Quernut 242 sowie eine zentraie, bis zu dem Schlitz 240 reichende Gewindebohrung 250 mit einer zylindrischen Senkung 251 auf. Die Senkung 251 reicht geringfügig tiefer als die Quernut 242 in den Grundkörper 238 hinein. At the top, the main body 238 of the spacer 222 of this embodiment has a transverse groove 242 and a central, up to the slot 240 reaching threaded bore 250 with a cylindrical counterbore 251 on. The countersink 251 extends slightly deeper than the transverse groove 242 into the main body 238.
Fig. 1 ist eine Querschnittsansicht des Distanzstücks 220 in einseitig kontaktierender Konfiguration und entspricht der Darstellung von Fig. 4, und Fig. 15 ist eine Längsschnittansicht des Distanzstücks 220 entlang einer Linie XV-XV in Fig. 14, gesehen in Pfeilrichtung. 1 is a cross-sectional view of the spacer 220 in single-contacting configuration and corresponds to the illustration of FIG. 4, and FIG. 15 is a longitudinal sectional view of the spacer 220 taken along a line XV-XV in FIG. 14 as viewed in the direction of the arrow.
In einseitig kontaktierender Konfiguration ist ein L-förmiges Kontaktblech 223 von einer Seite in den Schlitz 240 geschoben und in die Vertiefung 248 gelegt, wobei der lange Schenkel in der Vertiefung 248 an der Vorder- oder Rückseite des Distanzstücks 220 anliegt und der kurze Schenkel in den Schlitz 240 ragt. Das L-förmige Kontaktblech 223 ragt mit seinem kurzen Schenkel über die Mitte des Distanzstücks 122 hinaus, aber nicht bis zur gegenüberliegenden Seite, und ist mit einer in die Gewindebohrung 250 geschraubten Zylinderschraube 252 fixiert. Der Schraubenkopf verschwindet in der Senkung 251 . Mit dem langen Schenkel liegt das Kontaktblech 223 an dem dortigen Abieiter 14 an. Eine Polleitung 28 bzw. 30 erstreckt sich von außerhalb des Distanzstücks 220 durch die Quernut 242 und endet in einem Kontaktschuh 244, der von der Zylinderschrau- be 252 mit fixiert wird. Auf der dem langen Schenkel gegenüberliegenden Seite liegt das Distanzstück 220 mit dem von der Vertiefung 248 stehen gelassenen Rand 249 (vgl. Fig. 11) auf dem dortigen Abieiter 14 auf. Das L-förmige Kontaktblech 223 ermöglicht somit eine Isolierung aufeinander folgender Abieiter 14 und eine Abnahme des Polpotentials des Abieiters auf der Seite des langen Schenkels. Es bildet somit eine einseitige Kontaktierungseinrichtung im Sinne der Erfindung. In a one-way contacting configuration, an L-shaped contact plate 223 is slid from one side into the slot 240 and placed in the recess 248, with the long leg in the recess 248 abutting the front or back of the spacer 220 and the short leg in the Slot 240 sticks out. The L-shaped contact plate 223 protrudes with its short leg beyond the center of the spacer 122, but not to the opposite side, and is fixed with a screwed into the threaded bore 250 cylinder head screw 252. The screw head disappears in the recess 251. With the long leg, the contact plate 223 is located on the Abieiter 14 there. A pole line 28 or 30 extends from outside the spacer 220 through the transverse groove 242 and terminates in a contact shoe 244, which is separated from the cylinder screw. be 252 is fixed with. On the side opposite the long leg, the spacer 220 rests with the edge 249 (see Fig. 11) left on the depression 248 on the Abieiter 14 there. The L-shaped contact plate 223 thus allows isolation of successive Abieiter 14 and a decrease in the pole potential of Abieiters on the side of the long leg. It thus forms a one-sided contacting device according to the invention.
Die Kontaktbleche 222, 223 sind aus einem guten Leitermaterial hergestellt; für diesbezügliche Auswahl, Alternativen und Varianten gilt das oben im Zusammenhang mit den Durchkontaktierungsbolzen 22 und Kontaktbolzen 23a des ersten Ausführungsbeispiels Gesagte. The contact plates 222, 223 are made of a good conductor material; for the relevant selection, alternatives and variants, what has been said above in connection with the through-bolt 22 and contact pin 23a of the first exemplary embodiment applies.
Das Distanzstück 220 dieses Ausführungsbeispiels ersetzt das Distanzstück 20 bzw. 120 im ersten oder zweiten Ausführungsbeispiel und wird wie dieses in jeweils gewünschter Konfiguration eingesetzt. In nicht kontaktierender Konfiguration liegt es auf beiden Seiten mit dem von der Vertiefung 248 stehen gelassenen Rand 249 auf und stellt so den Abstand und den Klemmverbund zwischen aufeinander folgenden Abieitern 14 sicher. The spacer 220 of this embodiment replaces the spacer 20 or 120 in the first or second embodiment and is used as this in each desired configuration. In non-contacting configuration it rests on both sides with the edge 249 left by the depression 248, thus ensuring the distance and the clamping connection between successive ejectors 14.
In allen Ausführungsbeispielen können bezüglich der Distanzstücke 20, 120, 220 die Durchkontaktierungseinrichtungen so ausgeführt sein, dass die Abnahme eines Zwischenpotentials an dieser Stelle möglich ist. Bei dem zweiten und dritten Ausführungsbeispiel können die vorgesehenen Schrauben 152, 252 mit Kontaktschuh 144, 244 auch zusammen mit den durchkontaktierenden Kontaktblechen 122, 222 eingesetzt werden. Beim ersten Ausführungsbeispiel können anstelle eines Durchkontaktierungsbolzens 22 zwei Kontaktbolzen 23a verwendet werden, um eine Durchkontaktierungseinrichtung mit Abnahme des Potentials auszubilden. Auf diese Weise können mehrere Nennspannungen der Batte- rie 2, 102, 202 etc. verwirklicht werden. Die nachstehenden Ausführungsbeispiele betreffen Varianten in der Verwirklichung des Druckverbundes. In all embodiments, with respect to the spacers 20, 120, 220, the feedthrough devices can be designed so that the decrease of an intermediate potential at this point is possible. In the second and third embodiments, the provided screws 152, 252 with contact shoe 144, 244 can also be used together with the through-contacting contact plates 122, 222. In the first embodiment, instead of a via bolt 22, two contact pins 23a may be used to form a via device with a decrease in potential. In this way, a plurality of rated voltages of the battery 2, 102, 202, etc. can be realized. The following embodiments relate to variants in the realization of the pressure combination.
Fig. 16 zeigt eine vergrößerte Darstellung eines Bereichs einer Batterie 302 als ein viertes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung entsprechend einer Einzelheit XVI in Fig. 3. 16 is an enlarged view of a portion of a battery 302 as a fourth embodiment of the present invention corresponding to a detail XVI in FIG. 3.
Die Batterie 302 dieses Ausführungsbeispiels entspricht in ihrem Aufbau der Batterie 2 des ersten Ausführungsbeispiels. Sie weist eine Anschluss- Druckplatte 306 auf, die der Anschluss-Druckplatte 6 des ersten Ausführungsbeispiels entspricht. Die Erzeugung der Druckkraft zur Herstellung des Klemmverbundes von Abieitern 14 und Distanzstücken 20 einschließlich Endstücken 21 a, 21 b erfolgt von der Anschluss-Druckplatte 306 aus. Die Anschluss-Druckplatte 306 der Batterie 302 dieses Ausführungsbeispiels weist eine Durchgangsbohrung 325 auf, die auf der Höhe des Endstücks 21 a (auf der anderen Seite wäre es das Endstück 21 b) mündet. Die Durchgangsbohrung 354 weist nach außen hin eine Aufweitung mit Innengewinde 356 auf. Das Innengewinde 356 ist vorzugsweise ein Feingewinde, insbesondere ein selbst- hemmendes Gewinde. Unter einem selbsthemmenden Gewinde wird hier ein Gewinde verstanden, dessen Geometrie derart ausgelegt ist, dass zum Lösen aus dem angezogenen Zustand ein hohes Drehmoment erforderlich ist und ein selbsttätiges Lösen daher unwahrscheinlich ist. In diesem Ausführungsbeispiel werden ein Druckelement und ein Druckvermittlungsglied gemeinsam durch eine Kopfschraube 324 gebildet. Die Kopfschraube 324 weist einen Schraubenkopf 324a mit einem Kopfgewinde 324b und einem Innensechskant 324c auf. Unter einem Kopfgewinde wird hier ein Außengewinde verstanden, das in den Kopf einer Schraube eingearbeitet ist, und unter einer Kopfschraube wird eine Schraube mit Kopfgewinde verstanden. Das Kopfgewinde 324b entspricht dem Innengewinde 356 in der Anschluss-Druckplatte 306. An den Schraubenkopf 324a schließt sich ein zylindrischer Stempel 326 mit ei- ner stirnseitigen Fase 326a an, dessen Außendurchmesser dem Durchmesser der Durchgangsbohrung 354 entspricht. Der Stempel 326 und die Durchgangsbohrung 354 können auf Passung ausgelegt sein, diese muss aber so viel Spiel aufweisen, dass die Verschraubung nicht klemmt. The battery 302 of this embodiment is similar in construction to the battery 2 of the first embodiment. It has a terminal pressure plate 306 which corresponds to the terminal pressure plate 6 of the first embodiment. The generation of the compressive force for producing the clamping connection of Abieitern 14 and spacers 20 including end pieces 21 a, 21 b is carried out from the terminal pressure plate 306. The terminal pressure plate 306 of the battery 302 of this embodiment has a through hole 325, which at the height of the end piece 21 a (on the other side it would be the end piece 21 b) opens. The through hole 354 has a widening with internal thread 356 to the outside. The internal thread 356 is preferably a fine thread, in particular a self-locking thread. Under a self-locking thread is understood here a thread whose geometry is designed such that for release from the tightened state, a high torque is required and an automatic release is therefore unlikely. In this embodiment, a pressing member and a pressure mediating member are formed together by a cap screw 324. The cap screw 324 has a screw head 324a with a head thread 324b and a hexagon socket 324c. Under a head thread is understood here as an external thread, which is incorporated in the head of a screw, and a cap screw is understood to mean a screw with a head thread. The head thread 324b corresponds to the internal thread 356 in the connection pressure plate 306. The screw head 324a is followed by a cylindrical punch 326 having a ner frontal chamfer 326 a, whose outer diameter corresponds to the diameter of the through hole 354. The punch 326 and the through hole 354 may be designed to fit, but this must have so much game that the screw does not jam.
Bei der Montage wird der Stempel 326 mit der Fase 326a in die Durchgangsbohrung 354 eingesetzt und sodann das Kopfgewinde 324b in das Innengewinde 356 geschraubt und angezogen, wobei das Anzugsmoment im Hinblick auf die erforderliche Druckkraft an der Stirn des Stempels 326 ausgelegt ist. When mounting the punch 326 is inserted with the chamfer 326a in the through hole 354 and then screwed the head thread 324b in the internal thread 356 and tightened, wherein the tightening torque is designed in view of the required compressive force on the end of the punch 326.
Somit bildet der Schraubenkopf 324a der Kopfschraube 324 mit dem Kopfgewinde 324b und dem Innensechskant 324c ein Druckelement, und der Stempel 326 der Kopfschraube 324 bildet ein Druckvermittlungsglied. Anstelle der Kopfschraube 324 kann auch eine einfache Zylinderschraube oder mehrere Zylinderschrauben oder dergleichen verwendet werden. Die Verwendung einer Kopfschraube erleichtert jedoch aufgrund der kleineren realisierbaren Gewindesteigung die Ausbildung eines Gewindes mit selbsthemmenden Eigenschaften. Anstelle oder zusätzlich zur Ausbildung eines selbsthemmenden Ge- windes kann nach der Montage ein Konterdeckel (nicht näher dargestellt) angebracht werden. Unter einem Konterdeckel wird hier eine kopflose Schraube verstanden, deren Länge geringer als ihr Durchmesser ist; er kann zwei exzentrische Bohrungen zur Aufnahme eines Abziehers oder dergleichen aufweisen. Fig. 17 zeigt den gleichen Ausschnitt wie Fig. 16 für eine Batterie 402 als ein fünftes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Thus, the screw head 324a of the cap screw 324 with the head thread 324b and the hexagon socket 324c forms a pressing member, and the punch 326 of the cap screw 324 forms a pressure mediating member. Instead of the cap screw 324, a simple cylinder screw or a plurality of cylinder screws or the like can be used. However, the use of a cap screw facilitates the formation of a thread with self-locking properties due to the smaller achievable thread pitch. Instead of or in addition to the formation of a self-locking thread, a counter cover (not shown in more detail) can be attached after assembly. Under a counter cover is understood here a headless screw whose length is less than their diameter; it may have two eccentric holes for receiving a puller or the like. Fig. 17 shows the same section as Fig. 16 for a battery 402 as a fifth embodiment of the present invention.
Die Batterie 402 dieses Ausführungsbeispiels entspricht in ihrem Aufbau der Batterie 2 des ersten Ausführungsbeispiels. Sie weist eine Anschluss- Druckplatte 406 auf, die der Anschluss-Druckplatte 6 des ersten Ausführungsbeispiels entspricht. Die Erzeugung der Druckkraft zur Herstellung des Klemm- verbundes von Abieitern 14 und Distanzstücken 20 einschließlich Endstücken 21 a, 21 b erfolgt von der Anschluss-Druckplatte 406 aus. The battery 402 of this embodiment is similar in construction to the battery 2 of the first embodiment. It has a terminal pressure plate 406 which corresponds to the terminal pressure plate 6 of the first embodiment. The generation of the compressive force for the production of the clamping Connection of Abieitern 14 and spacers 20 including end pieces 21 a, 21 b is carried out from the terminal pressure plate 406.
Die Anschluss-Druckplatte 406 der Batterie 402 dieses Ausführungsbeispiels weist eine Durchgangsbohrung 454 auf, die auf der Höhe des Endstücks 21a (auf der anderen Seite wäre es das Endstück 21 b) mündet. Die Durchgangsbohrung 454 weist nach außen hin eine zylindrische Senkung 455 sowie in dessen nochmals aufgeweitetem Anlaufbereich ein Innengewinde 456 (Gewindeanlauf) auf. Das Innengewinde 456 ist vorzugsweise ein Feingewinde, insbesondere ein selbsthemmendes Gewinde. The terminal pressure plate 406 of the battery 402 of this embodiment has a through hole 454 that opens at the level of the end piece 21a (on the other side, it would be the end piece 21b). The through-bore 454 has a cylindrical countersink 455 towards the outside as well as an internal thread 456 (threaded start-up) in its once more expanded contact area. The internal thread 456 is preferably a fine thread, in particular a self-locking thread.
In diesem Ausführungsbeispiel werden das Druckelement und das Druckvermittlungsglied durch eine Druckdose 424 gebildet, die einen Stößel 426 mit einem stirnseitig verbreiterten Stempel 426a antreibt. In this embodiment, the pressure element and the pressure mediating member are formed by a pressure can 424, which drives a plunger 426 with an end face widened punch 426a.
Bei der Montage wird die Druckdose 424 in die Senkung 454 eingesetzt, wobei der Stempel 426 in die Durchgangsbohrung 454 ragt. Sodann wird die Senkung 455 durch einen Deckel 458 verschlossen. Der Deckel 458 weist ein Außengewinde 458a auf, das dem Innengewinde 456 in der Anschluss-Druckplatte 406 entspricht. Der Deckel 458 weist ferner zwei exzentrische Sacklöcher 458b auf, die der Aufnahme eines Abziehers zum Anziehen oder Lösen des Deckels dienen, und eine zentrale Öffnung 458c. Durch die zentrale Öffnung 458c hindurch verläuft eine Anschlussleitung 460 für die Druckdose 424. Die Druckdose 424 kann auf vielfältige Weise ausgebildet sein; wesentlich ist, dass der Stempel mit vorbestimmtem, vorzugsweise steuerbarem Druck oder vorgegebenem Weg des Stößels 426 betätigbar ist. Der Antrieb kann elektromotorisch, elektromagnetisch, piezoelektrisch, hydraulisch oder pneumatisch sein; es kann auch ein Formgedächtnis-Bauteil als Bewegungselement verwendet werden. Wenn die Druckdose aktiviert wird, wird der Stößel 426 axial ausgefahren, und der Stempel 426a drückt auf das Endstück 21 a. So wird der Druckverbund aus Abieitern 14, Distanzstücken 20 und Endstücken 21a, 21 b verspannt, und die Kontaktierungen werden zuverlässig angepresst. Besonders vorteilhaft ist die Druckdose 424 so ausgelegt, dass der Stößel im ausgefahrenen Zustand arretiert. Die Druckdose 424 (mit Deckel 458 als Widerlager) bilden ein Druckelement, und der Stößel 426 mit dem Stempel 426a bildet ein Druckvermittlungsglied. During assembly, the can 424 is inserted into the counterbore 454 with the punch 426 projecting into the through bore 454. Then, the counterbore 455 is closed by a lid 458. The lid 458 has an external thread 458 a corresponding to the internal thread 456 in the terminal pressure plate 406. The lid 458 further includes two eccentric blind holes 458b for receiving a puller to attract or disengage the lid and a central opening 458c. Through the central opening 458c through a connection line runs 460 for the pressure cell 424. The pressure can 424 may be formed in many ways; It is essential that the punch with a predetermined, preferably controllable pressure or predetermined path of the plunger 426 is actuated. The drive may be electromotive, electromagnetic, piezoelectric, hydraulic or pneumatic; It can also be a shape memory component used as a moving element. When the pressure cell is activated, the plunger 426 is extended axially, and the punch 426 a presses on the end piece 21 a. Thus, the pressure combination of Abieitern 14, spacers 20 and end pieces 21 a, 21 b is braced, and the contacts are pressed reliably. Particularly advantageously, the pressure can 424 is designed so that the plunger locked in the extended state. The pressure can 424 (with lid 458 as abutment) form a pressure element, and the plunger 426 with the punch 426a forms a pressure switch.
Statt der Verwendung des Deckels 460 kann in einer Abwandlung dieses Ausführungsbeispiels auch die Druckdose 424 selbst einschraubbar sein, das Innengewinde 456 wäre dann länger, und die Senkung 455 könnte ggf. entfallen. Instead of using the cover 460, in a modification of this embodiment, the pressure can 424 itself be screwed, the internal thread 456 would then be longer, and the reduction 455 could possibly be omitted.
Fign. 18 bis 21 zeigen Einzelheiten und Gesamtansichten einer Batterie 502 mit einem weiteren Druckeinleitungskonzept als ein sechstes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. FIGS. 18 to 21 show details and overall views of a battery 502 having another pressure introduction concept as a sixth embodiment of the present invention.
Fig. 18 zeigt den gleichen Ausschnitt wie Fig. 16 oder Fig. 17 für die Batterie 502 dieses Ausführungsbeispiels. Fig. 19 zeigt den gleichen Bereich im Horizontalschnitt, geschnitten entlang einer Linie XIX-XIX in Fig. 18. Fig. 20 ist eine Querschnittsansicht der Batterie 502 zwischen zwei Zellen 4; die Ansicht entspricht Fig. 2. Fig. 21 ist eine Längsschnittansicht; die Ansicht entspricht in etwa Fig. 3. Fig. 18 shows the same section as Fig. 16 or Fig. 17 for the battery 502 of this embodiment. Fig. 19 shows the same area in horizontal section taken along a line XIX-XIX in Fig. 18. Fig. 20 is a cross-sectional view of the battery 502 between two cells 4; the view corresponds to Fig. 2. Fig. 21 is a longitudinal sectional view; the view corresponds approximately to FIG. 3.
Die Batterie 502 dieses Ausführungsbeispiels entspricht in ihrem grundlegenden Aufbau der Batterie 2 des ersten Ausführungsbeispiels. Druckplatten 506, 508 entsprechen den Druckplatten 6, 8 des ersten Ausführungsbeispiels. Distanzstücke 520 und Endstücke 521a, 521 b entsprechen den Distanzstücken 20 und Endstücken 21 a, 21 b des ersten Ausführungsbeispiels. Anstelle von Axialbohrungen 40 wie bei den Distanzstücken 20 des ersten Ausführungsbeispiels wei- sen die Distanzstücke 520 dieses Ausführungsbeispiels rechteckige Schächte auf, in welchen quaderförmige oder riegeiförmige Einsätze 522, 523a, 523b (entsprechend den Durchkontaktierungsbolzen 22, Kontaktbolzen 23a und Iso- lierbolzen 23b des ersten Ausführungsbeispiels) eingesetzt sind. Die Einleitung der Druckkraft zur Herstellung des Klemmverbundes von Abieitern und Distanzstücken erfolgt von der Anschluss-Druckplatte 506 aus. In der Anschluss-Druckplatte 506 sind Taschen 506a ausgebildet, die der Aufnahme der Druckelemente und Druckvermittlungsglieder dienen. Die Distanzstücke 520, 521a, 521 b erstrecken sich in diesem Ausführungsbeispiel höher als die Abieiter 14 und weisen, zusätzlich zu den Schächten 540, die der Aufnahme der Kontaktierungselemente 522, 523a, 523b dienen, weitere Axialbohrungen oberhalb der Ebene der Abieiter 14 auf. The battery 502 of this embodiment corresponds in its basic construction to the battery 2 of the first embodiment. Printing plates 506, 508 correspond to the printing plates 6, 8 of the first embodiment. Spacers 520 and end pieces 521 a, 521 b correspond to the spacers 20 and end pieces 21 a, 21 b of the first embodiment. Instead of axial bores 40, as in the case of the spacers 20 of the first exemplary embodiment, the spacers 520 of this exemplary embodiment have rectangular shafts into which cuboidal or rectangular inserts 522, 523 a, 523 b (corresponding to the through-bolt 22, contact pin 23 a and iso). lierbolzen 23b of the first embodiment) are used. The introduction of the compressive force for the production of the clamping connection of Abieitern and spacers takes place from the terminal pressure plate 506. In the terminal pressure plate 506 pockets 506a are formed, which serve to receive the pressure elements and pressure-transmitting links. The spacers 520, 521a, 521b extend in this embodiment higher than the Abieiter 14 and have, in addition to the shafts 540, which serve to receive the contacting elements 522, 523a, 523b, further axial bores above the level of Abieiter 14.
Durch die zusätzlichen Axialbohrungen in den Distanzstücken 520, 521a, 521 b hindurch jeweils zwei Zuganker 524 oberhalb der Abieiter 14 der Zellen 4 der Batterie 502. Die Zuganker 524 stützen sich mit ihren Köpfen in entsprechend dimensionierten Ausnehmungen 508a der Gegendruckplatte 508 ab und erstrecken sich bis in die Tasche 506a der Anschluss-Druckplatte 506 hinein, wo sie in Muttern 525 enden. Die Zuganker 524 und die Muttern 525 bilden ein Druckelement zum Verspannen der Distanzstücke 520 und Endstücke 521 a, 521 b in diesem Ausführungsbeispiel. Es sei erwähnt, dass die Zuganker 524 zusätzlich zu den Blockankern 10 vorgesehen sind. Zur Unterscheidung der Funktion von den Blockankern 10 werden die Zuganker 524 nachstehend auch als "Kontaktanker" 524 bezeichnet. By the additional axial bores in the spacers 520, 521 a, 521 b through two tie rods 524 above the Abieiter 14 of the cells 4 of the battery 502. The tie rods 524 are based with their heads in correspondingly dimensioned recesses 508 a of the platen 508 and extend to into the pocket 506a of the terminal pressure plate 506, where they end in nuts 525. The tie rods 524 and the nuts 525 form a pressure element for bracing the spacers 520 and end pieces 521 a, 521 b in this embodiment. It should be noted that the tie rods 524 are provided in addition to the block anchors 10. To distinguish the function from the block anchors 10, the tie rods 524 are also referred to below as "contact anchors" 524.
Ein Druckübertragungsglied wird durch eine Brücke 526 und Druckbolzen 527 gebildet. Die Druckbolzen 527 sitzen in Durchgangsbohrungen der Anschluss- Druckplatte 506 auf Höhe der Schächte 540 der Abieiter 14 und stoßen auf die Endstücke 521a (bzw. 521 b auf der anderen Seite). Die Brücke 526 ist ein riegeiförmiges Bauteil mit einer dem Batterieinneren zugewandten, in Querrichtung der Batterie 502 verlaufenden Auskehlung 526a. Durch die Auskehlung 526a sind zwei Auflagerlinien gebildet, von denen eine oberhalb der Kontaktanker 524 an der Wand der Tasche 506a liegt und die andere auf der Höhe der Druckbolzen 527. Die Kontaktanker 524 verlaufen unterhalb der oberen Auflagerlinie durch die Brücke 526 hindurch, und die Muttern 525 drücken von außen so auf die Brücke 526, dass die Kraftrichtung zwischen den beiden Auflagerlinien der Brücke 526 verläuft. Somit bildet die Brücke 526 einen Hebel, der die Zugkraft der Kontaktanker 524 auf die Druckbolzen 527 überträgt und somit den Verbund aus Abieitern 14 und Distanzstücken 520, 521 a, 521 b zuverlässig verspannt. A pressure transmitting member is formed by a bridge 526 and pressure pin 527. The pressure pins 527 sit in through holes of the terminal pressure plate 506 at the level of the shafts 540 of Abieiter 14 and abut the end pieces 521 a (or 521 b on the other side). The bridge 526 is a belt-shaped component with a recess 526a facing the battery interior and running in the transverse direction of the battery 502. Through the groove 526a two bearing lines are formed, one of which is above the contact armature 524 on the wall of the pocket 506a and the other at the height of the pressure pin 527. The contact armature 524 extend below the upper bearing line through the bridge 526, and the nuts 525 press on the bridge 526 from the outside so that the direction of force between the two bearing lines of the bridge 526 runs. Thus, the bridge 526 forms a lever which transmits the tensile force of the contact armature 524 on the pressure pin 527 and thus reliably clamped the composite of Abieitern 14 and spacers 520, 521 a, 521 b.
Gemäß der Darstellung in Fig. 20 weisen die Zellen 4 keine Vertiefungen (vgl. 32 in Fig. 2) an der Oberseite zur Aufnahme der Distanzstücke 520 auf. Die Distanzstücke 520, 521a, 521 b werden durch die Kontaktanker 524 in Ihrer Lage gehalten, sodass die genannten Vertiefungen entbehrlich sind. As shown in Fig. 20, the cells 4 have no recesses (see Fig. 32 in Fig. 2) at the top for receiving the spacers 520 on. The spacers 520, 521a, 521b are held in place by the contact anchors 524, so that said depressions are dispensable.
Ebenso weisen die Zellen keine Rasten an der Unterseite auf. Vielmehr stehen die Zellen 4 auf den unteren Blockankern 10 auf. Die Blockanker 10 sind lange Zylinderschrauben, deren Köpfe in entsprechend dimensionierten Senkungen 506b der Anschluss-Druckplatte 506 sitzen und in Gewindelöchern 508b in der Gegendruckplatte 508 verschraubt sind (die Lage kann auch umgekehrt sein). Die Zuganker 524 sind mit bspw. Vierkant- oder Außenmehrzahnköpfen in der Gegenplatte drehfest gelagert und sind auf der Seite der Anschluss-Druckplatte 506 mit der Brücke 526 verschraubt. Alle Verschraubungen liegen oberhalb oder unterhalb der Konturen der Zellen 4 einschließlich der Abieiter 14. Auch die Polleitungen 28, 30 sind oberhalb der Ableiterebene geführt. Wenn alle Zuganker (Blockanker 10 und Kontaktanker 524) gelöst werden, können einzelne Zellen 4 aus dem Zellblock seitlich herausgezogen und ausgetauscht werden (Doppelpfeil "X" in Fig. 20). Die Distanzstücke können nicht herausfallen, da sie von den Kontaktankern gehalten werden. Likewise, the cells have no catches on the bottom. Instead, the cells 4 rest on the lower block anchors 10. The block anchors 10 are long cap screws whose heads are seated in correspondingly dimensioned counterbores 506b of the terminal pressure plate 506 and bolted into threaded holes 508b in the reaction plate 508 (the location may be reversed). The tie rods 524 are rotatably mounted with, for example, square or Außenmehrzahnköpfen in the counter-plate and are bolted to the side of the terminal pressure plate 506 with the bridge 526. All screw connections lie above or below the contours of the cells 4 including the Abieiter 14. The polar lines 28, 30 are guided above the arrester plane. When all tie rods (block anchor 10 and contact anchor 524) are released, individual cells 4 can be laterally withdrawn from the cell block and exchanged (double arrow "X" in Fig. 20). The spacers can not fall out because they are held by the contact anchors.
Die Kontaktanker 524 sind unabhängig von den Blockankern 10, können deren Wirkung aber unterstützen. Mit anderen Worten, durch Anziehen der Kontaktanker 524 wird zusätzlicher Druck auf die Druckplatten 506, 508 ausgeübt, der zu der Verspannung des Zellblocks beiträgt. Da die Kontaktanker 524 aber nachträglich montiert werden, muss die Zugkraft der Blockanker 10 ausreichen, um den Zellblock aufrechtzuerhalten. Um dauernde einseitige Belastungen zu ver- meiden, kann nach Montieren der Kontaktanker 524 oder kurz davor das Anzugsmoment der unten liegenden Blockanker 10 erhöht werden. Unter bestimmten Voraussetzungen können die oberen Blockanker 10 auch entfallen. Obschon nicht näher dargestellt, kann durch geeignete Maßnahmen sichergestellt werden, dass die Montage nur von einer der Druckplatten 506, 508 aus erfolgen muss. Z.B. können die Zuganker 510 ebenfalls in Innengewinden in der Gegendruckplatte 508 verschraubt sein, und deren Köpfe können direkt auf der Brücke 526 sitzen, wo sie mit einem geeigneten Werkzeug angezugen werden. The contact anchors 524 are independent of the block anchors 10, but can support their effect. In other words, by tightening the contact anchors 524, additional pressure is applied to the pressure plates 506, 508, which contributes to the strain of the cell block. However, since the contact anchors 524 are retrofitted, the tensile force of the block anchors 10 must be sufficient to maintain the cell block. In order to avoid permanent one-sided burdens avoid, after mounting the contact armature 524 or shortly before the tightening torque of the underlying block anchor 10 can be increased. Under certain conditions, the upper block anchor 10 can also be omitted. Although not shown in detail, it can be ensured by suitable measures that the assembly only has to be made from one of the pressure plates 506, 508. For example, the tie rods 510 may also be bolted to internal threads in the platen 508, and their heads may sit directly on the bridge 526 where they will be tightened with a suitable tool.
In einer Abwandlung dieses Ausführungsbeispiels können die Kontaktanker zu im Wesentlichen zuglosen Führungsstangen für die Distanzstücke 520, 521 a, 521 b verkümmern, während die Kontaktierung getrennt davon nach den Prinzipien der Fign. 1 bis 17 erfolgt. In diesem Fall kann auf die Brücken 526 verzich- tet werden. In a modification of this embodiment, the contact anchors may be reduced to substantially tensionless guide rods for the spacers 520, 521 a, 521 b, while the contacting separately therefrom according to the principles of FIGS. 1 to 17 takes place. In this case, bridges 526 can be dispensed with.
Bei dem vorstehenden Ausführungsbeispiel verlaufen die Kontaktanker durch Durchgangsbohrungen in den Druckplatten 506, 508 hindurch und sind so radial abgestützt. In einer weiteren Abwandlung weisen die Druckplatten 506, 508 an- stelle der genannten Durchgangsbohrungen von oben verlaufende Schlitze auf, durch welche die Kontaktanker 524 nach oben entfernt werden können, und zwar samt den hierauf angeordneten Distanzstücken 520 und Endstücken 521 a, 521 b. In einer weiteren Abwandlung weisen die Distanzstücke 520 und Endstücke 521a, 521 b im Verlaufsbereich der Kontaktanker 524 Verdickungen derart auf, dass sich die Distanzstücke 520 und Endstücke 521a, 521 b oberhalb der Ebene der Abieiter 14 berühren. Auf diese Weise wird ein in axialer Richtung stabiler Verbund der Distanzstücke 520 und Endstücke 521 a, 521 b geschaffen, und eine unerwünschte axiale Lockerung und Verschiebung der Distanzstücke 520 oder Endstücke 521a, 521 b beim Entfernen einzelner Zellen 4 kann vermieden werden. Auch wird so ein wirksames Widerlager gegen den Auflagedruck der Brü- cke 526 oberhalb der Ebene der Kontaktanker 524 gebildet, und unerwünschte Verformungen der Wandung der Tasche 506a können vermieden werden. In the above embodiment, the contact anchors pass through through holes in the pressure plates 506, 508 and are thus radially supported. In a further modification, the pressure plates 506, 508 have, instead of the through-holes mentioned above, slots running upwards through which the contact anchors 524 can be removed upwards, together with the spacers 520 and end pieces 521 a, 521 b arranged thereon. In a further modification, the spacers 520 and end pieces 521a, 521b have thickenings in the profile region of the contact anchors 524 such that the spacers 520 and end pieces 521a, 521b touch above the level of the abieiter 14. In this way, an axially stable composite of the spacers 520 and end pieces 521 a, 521 b created, and unwanted axial loosening and displacement of the spacers 520 or end pieces 521 a, 521 b in the removal of individual cells 4 can be avoided. An effective abutment against the contact pressure of the bridge is also bridge 526 is formed above the plane of the contact anchors 524, and undesirable deformations of the wall of the pocket 506a can be avoided.
In einer weiteren Abwandlung dieses Ausführungsbeispiels können die Blockan- ker seitlich außerhalb der Zellen liegen. In diesem Fall können Zellen nach unten aus dem Zellblock herausgezogen und ausgetauscht werden. In a further modification of this exemplary embodiment, the block anchors can lie laterally outside the cells. In this case, cells can be pulled down from the cell block and replaced.
In Fign. 22 und 23 ist ein Distanzstück 620 als ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt. Dabei ist Fig. 22 eine Horizontalschnittansicht des Dis- tanzstücks 620, und ist Fig. 23 eine Seitenansicht in Blickrichtung eines Pfeils XXIII in Fig. 22. In Fign. 22 and 23, a spacer 620 is shown as a further embodiment of the invention. FIG. 22 is a horizontal sectional view of the spacer 620, and FIG. 23 is a side view looking in the direction of an arrow XXIII in FIG. 22.
Das Distanzstück 620 in diesem Ausführungsbeispiel weist eine Isolierschicht 638a auf, die von zwei Leiterschichten 638b sandwichartig eingefasst ist. Dieser Schichtaufbau kann als der Grundkörper des Distanzstücks 620 bezeichnet werden. Die Leiterschichten 638b sind dünn im Vergleich zu der Isolierschicht 638a. Die Leiterschichten 638b bilden in Stapelrichtung der Batterie 2 gesehen die Vorder- und Rückseite des Distanzstücks 620, die mit den Stromableitern der Batteriezellen in Berührung stehen (in der Figur sind die Stromableiter 14 durch gestrichelte Linien angedeutet). The spacer 620 in this embodiment has an insulating layer 638a sandwiched by two conductor layers 638b. This layer structure may be referred to as the main body of the spacer 620. The conductor layers 638b are thin compared to the insulating layer 638a. The conductor layers 638b form in the stacking direction of the battery 2, the front and back of the spacer 620, which are in contact with the current conductors of the battery cells (in the figure, the current conductors 14 are indicated by dashed lines).
In jeder der seitlichen Flanken des Distanzstücks 620 sind zwei Sacklöcher 658 so ausgebildet, dass sie teilweise in der Isolierschicht 638a und teilweise einer der Leiterschichten 638b liegen. Die Sacklöcher 658 liegen auf einer horizonta- len Ebene in Stapelrichtung hintereinander. So schneidet auf jeder Flanke des Distanzstücks 620 ein Sackloch 658 eine der Leiterschichten 638b und schneidet das andere Sackloch 658 die andere Leiterschichten 638b. In each of the lateral flanks of the spacer 620, two blind holes 658 are formed so as to be partially in the insulating layer 638a and partially in one of the conductor layers 638b. The blind holes 658 lie one behind the other on a horizontal plane in the stacking direction. Thus, on each flank of the spacer 620, a blind hole 658 intersects one of the conductor layers 638b and the other blind hole 658 intersects the other conductor layers 638b.
Die Leiterschichten 638b weisen keine elektrisch leitende Verbindung miteinan- der auf. Daher kann das Distanzstück 620, so wie es vorstehend beschrieben wurde, als nicht kontaktierendes Distanzstück 620 verwendet werden. Durch eine Leiterbrücke 622, die in die Sacklöcher 658 in einer Flanke des Distanzstücks 620 eingesetzt wird, wird eine elektrisch leitende Verbindung zwischen den Leiterschichten 638b hergestellt. Mit der Leiterbrücke 622 kann das Distanzstück 620 als durchkontaktierendes Distanzstück 620 verwendet werden. Insbesondere bilden die Leiterschichten 638b und die Leiterbrücke 622 eine Durchkontaktierungseinrichtung im Sinne der Erfindung. The conductor layers 638b have no electrically conductive connection with each other. Therefore, the spacer 620 as described above may be used as the non-contacting spacer 620. Through a conductor bridge 622, which is inserted into the blind holes 658 in an edge of the spacer 620, an electrically conductive connection between the conductor layers 638b is produced. With the conductor bridge 622, the spacer 620 can be used as a through-contacting spacer 620. In particular, the conductor layers 638b and the conductor bridge 622 form a through-connection device in the sense of the invention.
Ein Stecker mit einem Pin 644 und einem Steckergehäuse 646 ist so ausgelegt, dass er in die Sacklöcher 658 in einer Flanke des Distanzstücks 620 passt. In dem Steckergehäuse 646 ist eine Feststellschraube 647 vorgesehen, mit welcher eine Polleitung 28/30 der Batterie 2 festklemmbar ist. Durch Einsetzen des Steckers 644, 646 in eines der Sacklöcher 658 (ohne Leiterbrücke 622) ist das Distanzstück 620 einseitig kontaktierend konfiguriert, denn über den Pin 644, ist eine elektrisch leitende Verbindung von einer der Leiterschichten 638b nach außerhalb des Distanzstücks 620 gegeben. Insbesondere bilden eine der Leiterschichten 638b und der Stecker 644, 646 eine einseitige Kontaktierungseinrich- tung im Sinne der Erfindung. A plug with a pin 644 and a plug housing 646 is designed to fit into the blind holes 658 in a flank of the spacer 620. In the plug housing 646, a locking screw 647 is provided, with which a Polleitung 28/30 of the battery 2 can be clamped. By inserting the plug 644, 646 into one of the blind holes 658 (without a conductor bridge 622), the spacer 620 is configured to contact on one side, because via the pin 644, an electrically conductive connection is made from one of the conductor layers 638b to the outside of the spacer 620. In particular, one of the conductor layers 638b and the plug 644, 646 form a one-sided contacting device in the sense of the invention.
Das Distanzstück 620 dieses Ausführungsbeispiels ist so ausgelegt, dass auch sowohl eine Leiterbrücke 622 als auch ein Stecker 644, 646 zur Anwendung kommen können und so auch in durchkontaktierender Konfiguration des Distanzstücks 620 ein an dieser Stelle herrschendes Potential abgegriffen werden kann. Es können auch mehrere Paare von Sacklöchern 658 auf wenigstens einerThe spacer 620 of this embodiment is designed so that both a conductor bridge 622 and a plug 644, 646 can be used and so also in through-contacting configuration of the spacer 620 a prevailing at this point potential can be tapped. There may also be several pairs of blind holes 658 on at least one
Flanke des Distanzstücks 620 dieses Ausführungsbeispiels angeordnet sein, um durch Einsatz mehrerer Leiterbrücken 622 einen größeren Leiterquerschnitt zu verwirklichen. Die Sacklöcher 658 können gleiche oder unterschiedliche Durchmesser auf beiden Flanken des Distanzstücks 620 aufweisen. Die Isolierschicht 638a ist ein Mittelabschnitt im Sinne der Erfindung, und die Leiterschichten 638b sind Außenabschnitte im Sinne der Erfindung. Die Sacklöcher 658 und die Ausnehmungen 662 sind Vertiefungen im Sinne der Erfindung. Fig. 24 entspricht der Ansicht von Fig. 23 und zeigt eine Abwandlung des Distanzstücks 620 dieses Ausführungsbeispiels. Dabei sind Buchsen 662 an der Stelle der Sacklöcher (658, vgl. Fign. 22, 23) fest angeordnet. Der Innendurchmesser der Buchsen 662 ist an den Außendurchmesser der Steckerpins ange- passt. Die Verwendung der Buchsen 662 trägt zur Verbesserung einer Leiter- Verbindung zwischen den Leiterschichten 638b und den Steckerpins 644 bei. Edge of the spacer 620 of this embodiment may be arranged to realize by using a plurality of conductor bridges 622 a larger conductor cross-section. The blind holes 658 may have the same or different diameters on both flanks of the spacer 620. The insulating layer 638a is a middle section in the sense of the invention, and the conductor layers 638b are outer sections in the sense of the invention. The blind holes 658 and the recesses 662 are recesses in the context of the invention. Fig. 24 corresponds to the view of Fig. 23 and shows a modification of the spacer 620 of this embodiment. Bushings 662 are fixedly arranged at the location of the blind holes (658, see FIGS. 22, 23). The inner diameter of the sockets 662 is adapted to the outer diameter of the connector pins. The use of the sockets 662 helps to improve a conductor connection between the conductor layers 638b and the plug pins 644.
Fig. 25 entspricht der Ansicht von Fig. 23 und zeigt eine weitere Abwandlung des Distanzstücks 620 dieses Ausführungsbeispiels. Dabei sind in den Flanken des Distanzstücks 620 anstelle der Sacklöcher (658, vgl. Fign. 22, 23) Vertie- fungen 662 rechteckigen Querschnitts jeweils in der einer Leiterschicht 638b zugewandten Fläche der Isolierschicht 638a ausgebildet. Die Vertiefungen 662 können als Taschen oder als durchgehende Nuten ausgebildet sein. In diesem Ausführungsbeispiel werden Stecker oder Brücken rechteckigen Leiterquerschnitts (nicht näher dargestellt) verwendet, die bei Einsetzen in die Vertief un- gen 662 die jeweilige Leiterschicht 638b kontaktieren. Fig. 25 corresponds to the view of Fig. 23 and shows another modification of the spacer 620 of this embodiment. Instead of the blind holes (658, see FIGS. 22, 23), recesses 662 of rectangular cross-section are each formed in the side of the spacer 620 in the surface of the insulating layer 638a facing a conductor layer 638b. The recesses 662 may be formed as pockets or as continuous grooves. In this exemplary embodiment, plugs or bridges of rectangular conductor cross-section (not shown in more detail) are used, which contact the respective conductor layer 638b when they are inserted into the recess 662.
In weiteren Abwandlungen des Ausführungsbeispiels können die Bohrungen und/oder Vertiefungen zur Herstellung einer Kontaktierung zwischen den Leiterschichten 638b nur auf einer Seite angeordnet sein. In further modifications of the exemplary embodiment, the bores and / or depressions for producing a contact between the conductor layers 638b may be arranged only on one side.
In weiteren Abwandlungen des Ausführungsbeispiels können die Bohrungen und/oder Vertiefungen zur Herstellung einer Kontaktierung zwischen den Leiterschichten 638b auch oder nur an der Oberseite des Distanzstücks 620 angeordnet sein. In further modifications of the exemplary embodiment, the bores and / or recesses for producing a contact between the conductor layers 638b may also be arranged or only at the upper side of the spacer 620.
In Fign. 26 bis 28 ist eine weitere Möglichkeit zur Druckeinleitung in die Abfolge von Stromableitern und Distanzstücken als ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt. Dabei zeigt Fig. 26 ein Endstück 721b in der Draufsicht, zeigt Fig. 27 das Endstück 721 b im Längsschnitt entlang einer Linie XXVII-XXVII in Fig. 26, und zeigt Fig. 28 das Endstück 721b in einer Ansicht entsprechend Fig. 27 in einem aktivierten Zustand. In Fign. 26 to 28 is another way of introducing pressure into the sequence of current conductors and spacers as a further embodiment of the Invention shown. FIG. 26 shows an end piece 721b in plan view, FIG. 27 shows the end piece 721b in longitudinal section along a line XXVII-XXVII in FIG. 26, and FIG. 28 shows the end piece 721b in a view corresponding to FIG activated state.
Das Endstück 721b ist zwischen einem Stromableiter 14 und der Anschluss- Druckplatte 6 oder der Gegendruckplatte 8 der Batterie angeordnet. Das Endstück 721b weist gemäß der Darstellung in Fig. 26 an seiner Oberseite zwei Gewindebohrungen 768 auf. The end piece 721b is disposed between a current collector 14 and the terminal pressure plate 6 or the counter-pressure plate 8 of the battery. The end piece 721b, as shown in Fig. 26 on its upper side two threaded holes 768.
Fig. 27 zeigt einen Längsschnitt des Endstücks 721 b (als ein Längsschnitt wird im Rahmen dieser Anmeldung ein Schnitt in einer senkrechten Ebene verstanden, die parallel zur Stapelrichtung der Batterie verläuft) durch eine der Gewindebohrungen 768. Das Endstück 721b wird durch einen quaderförmigen Grund- körper 764 gebildet. Von seiner Unterseite her verläuft eine Nut 766 quer von einer Flanke zur anderen Flanke. Die Nut 766 weist eine Querschnittsform auf, die sich von einem schmalen Schlitz an der Unterseite nach einwärts des Grundkörpers 768 bis zu einer Breite aufweitet, die dem Nenndurchmesser der Gewindebohrung 768 entspricht. Die Nut 766 endet in der oberen Hälfte des Endstücks 721 b. Durch die Nut 766 werden in dem Grundkörper 764 zwei Schenkel 764a definiert, die von einem Oberteil des Grundkörpers 764 nach unten abragen. 27 shows a longitudinal section of the end piece 721 b (a longitudinal section is understood in the context of this application to be a section in a vertical plane which runs parallel to the stacking direction of the battery) through one of the threaded bores 768. The end piece 721b is defined by a cuboidal base. body 764 formed. From its underside, a groove 766 extends transversely from one flank to the other flank. The groove 766 has a cross-sectional shape that widens from a narrow slot at the bottom inwardly of the body 768 to a width corresponding to the nominal diameter of the threaded hole 768. The groove 766 terminates in the upper half of the end piece 721 b. Through the groove 766 two legs 764a are defined in the main body 764, which protrude from an upper part of the main body 764 down.
Fig. 28 verdeutlicht, wie durch Einschrauben von Zylinderschrauben 770 in die Gewindebohrungen 768 die Schenkel 764a des Endstücks 721 b verdrängt und dadurch auseinandergedrückt werden. In einer Einbausituation in einer Batterie (2, vgl. Fign. 1-3, oder dergleichen) drücken die Schenkel 764a in axialer Richtung auf die Anordnung von Stromableitern und Distanzstücken und stellt so einen zuverlässigen Klemmverbund her. Der Druck kann durch die Einschraub- tiefe der Zylinderschrauben 770 gut eingestellt werden. Es können mehr als zwei Gewindebohrungen 768 vorhanden sein; gegebenenfalls reicht auch eine Gewindebohrung 768 aus. Fig. 28 illustrates how by screwing cap screws 770 in the threaded holes 768, the legs 764a of the end piece 721 b displaced and thereby pressed apart. In a mounting situation in a battery (2, see Figures 1-3, or the like) press the legs 764a in the axial direction to the arrangement of current conductors and spacers, thus creating a reliable clamping compound. The pressure can be adjusted well by the screw-in depth of the cylinder screws 770. There may be more than two threaded holes 768; if necessary, a threaded hole 768 is sufficient.
Die Schenkel 764a können außen (also auf der Vorder- und Rückseite des End- Stücks 721a) leicht konvex gerundet sein, um die Druckeinleitung zu optimieren. The legs 764a may be slightly convex rounded on the outside (ie on the front and back of the end piece 721a) to optimize the pressure introduction.
Das Funktions- und Konstruktionsprinzip der vorliegenden Erfindung ist mit wenigen Anpassungen auch auf Zellen mit an den seitlichen Flanken gegenüberliegenden Abieitern anwendbar. The functional and construction principle of the present invention is also applicable to cells with Abieitern opposite to the side flanks with a few adjustments.
In Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung können alle Zuganker (Kontakt-, aber auch Blockanker) und/oder sonstige Spann- und Klemmelemente elektromotorisch, piezoelektrisch, hydraulisch, pneumatisch, über Formgedächtnis- Elemente oder dergleichen ferngesteuert gelöst und angezogen werden. Denk- bar sind auch gemeinsame Betätigungen der Zuganker oder sonstigen Spann- und Klemmelemente über Hebel, Zahnstangen und Gelenke, Knebel- oder Schneckentriebe. In developments of the present invention, all tie rods (contact, but also block anchors) and / or other clamping and clamping elements electromotive, piezoelectric, hydraulic, pneumatic, remotely controlled by shape memory elements or the like and tightened. Also conceivable are joint actuations of the tie rods or other tensioning and clamping elements via levers, toothed racks and joints, toggle or worm drives.
Optional können ein automatisches Abschalten des Zellblocks bei Funktionsstö- rung (Übertemperatur, Überspannung, Spannungsabfall, etc.) sowie ein manueller oder automatischer Austausch einer Zelle im Störfall vorgesehen sein. Optionally, an automatic shutdown of the cell block in case of malfunction (over temperature, overvoltage, voltage drop, etc.) and a manual or automatic replacement of a cell in case of failure can be provided.
In einigen vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen weisen die Distanzstücke eine einzige Axialbohrung 40 etwa in der Mitte ihrer Fläche auf. Es ist auch möglich, die Bohrung 40 (und damit die Lage der Kontaktierung) weiter nach außen oder nach innen zu verlegen, oder mehrere Bohrungen (und damit mehrere Kontaktierungsstellen) oder, wie im vierten Ausführungsbeispiel, Schächte 540 und Kontaktelemente rechteckigen Querschnitts vorzusehen. Die Ausgestaltung der Abieiter 14 der Zellen 4 trägt zu der Erfindung insoweit bei, als sie zueinander im Wesentlichen flächenparallel von der Zelle abragen, die Hauptflächen der Abieiter im Wesentlichen senkrecht zu der Stapelrichtung ausgerichtet sind, die Abieiter einer Zelle einander in Stapelrichtung gesehen wenigstens teilweise (hier: zur Gänze) nicht verdecken, und jeder Abieiter einer Zelle jeweils einen Abieiter einer in Stapelrichtung folgenden Zellen in Stapelrichtung gesehen wenigstens teilweise (hier: zur Gänze) verdeckt. In einer Ab- Wandlung der vorstehend beschriebenen, grundsätzlichen Ausführungsform können die Abieiter 14 einer Zelle 4 auch in einer Ebene nebeneinander angeordnet sein. In einer weiteren Abwandlung können sie, sofern sie in Dickenrichtung versetzt angeordnet sind, sich auch teilweise gegenseitig verdecken. Falls sich die Abieiter 14+, 14- einer Zelle 4 von der Stirnseite gesehen verdecken, können Bohrungen oder Durchbrüche in den Abieitern 14 vorgesehen sein, die im zusammengebauten Zellblock miteinander fluchten und durch welche die positive Polleitungen 28, 30 geführt werden können. Die Polleitungen 28 können unabhängig davon isoliert sein, um Kurzschlüsse zu vermeiden. In einer weiteren Abwandlung kann, um eine polfalsche Anordnung zu erschweren, die streng symmetrische Anordnung der Abieiter 14 in wenigstens einer Hinsicht gebrochen sein; z.B. kann einer der Stromalbeiter 14+, 14- breiter als der andere sein. Wesentlich ist, dass die Abieiter einer Zelle einander in Stapelrichtung gesehen wenigstens teilweise nicht überdecken, sodass die Distanz- stücke 20 zwischen den Abieitern 14 aufeinander folgender Zellen 4 anordenbar sind. In some embodiments described above, the spacers have a single axial bore 40 approximately in the middle of its surface. It is also possible, the bore 40 (and thus the position of the contact) further outward or inward to move, or more holes (and thus multiple contact points) or, as in the fourth embodiment, to provide shafts 540 and contact elements rectangular cross-section. The design of the absorber 14 of the cells 4 contributes to the invention insofar as they project from the cell substantially parallel to one another, the main surfaces of the absorbers being substantially perpendicular to the stacking direction are aligned, the Abieiter a cell seen each other in the stacking direction at least partially (here: completely) do not obscure, and each Abieiter a cell each Abieiter a stacked following cells in the stacking direction at least partially (here: entirely) hidden. In a modification of the basic embodiment described above, the absorbers 14 of a cell 4 can also be arranged next to one another in a plane. In a further modification, if they are offset in the direction of thickness, they may also partially obscure each other. If the Abieiter 14+, 14- of a cell 4 seen covered from the front, holes or openings may be provided in the Abieitern 14, which are aligned with each other in the assembled cell block and through which the positive pole lines 28, 30 can be performed. The pole lines 28 may be isolated independently to avoid short circuits. In another variation, to complicate a polfalsche arrangement, the strictly symmetrical arrangement of Abieiter 14 may be broken in at least one respect; For example, one of the current workers 14+ may be wider than the other. It is essential that the Abieiter a cell seen at least partially do not cover each other in the stacking direction, so that the spacers 20 between the Abieitern 14 successive cells 4 can be arranged.
Die Ausgestaltung der Distanzstücke 20 und der Kontaktierungseinrichtungen 22, 23 erlaubt weitere Varianten. Wesentlich ist, dass die Distanzstücke 22 zwi- sehen den Abieitern 14 angeordnet sind, die Kontaktierungseinrichtungen 22, 23 aufweisen und durch Druck von außen zwischen den Abieitern 14 eingeklemmt werden, wobei gleichzeitig der Kontakt dort sichergestellt wird, wo er vorgesehen ist. Die Distanzstücke können beispielsweise vollständig aus isolierendem oder Leitermaterial hergestellt sein; eine einseitige Kontaktierung (Abgreifen von Polpotential) kann dann z.B. durch isolierende Distanzstücke und zwischengeklemmte Leiterfahnen erfolgen. ln den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen wurde eine Batterie 2 durch acht Speicherzellen 4 gebildet, die in Reihe geschaltet sind. Es versteht sich, dass die Anzahl der Zellen 4 in der Batterie und ihre Verschaltung aufgrund von Vorgaben hinsichtlich Batteriespannung und -kapazität jede sinnvolle Kon- figuration annehmen können. The design of the spacers 20 and the contacting devices 22, 23 allows further variants. It is essential that the spacers 22 between the Abieitern 14 are arranged, the contacting means 22, 23 and are clamped by pressure from the outside between the Abieitern 14, at the same time the contact is ensured where it is provided. The spacers may for example be made entirely of insulating or conductive material; a one-sided contact (tapping pole potential) can then be done for example by insulating spacers and between-clamped conductor lugs. In the above-described embodiments, a battery 2 was constituted by eight memory cells 4 connected in series. It will be understood that the number of cells 4 in the battery and their interconnection may take any meaningful configuration due to battery voltage and capacity specifications.
In den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen sind die Speicherzellen 4 mit jeweils abwechselnder Polrichtung in dem Batterieblock eingebaut. In einer weiteren Abwandlung kann es vorgesehen sein, dass die Polrichtung der Zellen nicht nach jeder Zelle wechselt, sondern Paare oder größere Gruppen von aufeinanderfolgenden Zellen 4 mit jeweils gleicher Polrichtung eingebaut sind. Die Paare oder Gruppen können dann jeweils Parallelschaltungen bilden, und aufeinanderfolgende Paare oder Gruppen können in Reihe geschaltet werden. Hierzu können innerhalb eines Paares oder einer Gruppe die Abieiter glei- eher Polarität, die auf der gleichen Seite hintereinander stehen, durch Kontaktelemente (Kontakthülsen, -schuhe oder -brücken) elektrisch verbunden werden. Am Übergang von einem Paar oder einer Gruppe zum nächsten Paar oder zur nächsten Gruppe werden auf einer Seite ein Kontaktelement und auf der anderen Seite ein Isolierelement eingesetzt. Ist ein Zellblock besonders hoher Kapa- zität gewünscht und reicht die Zellspannung einer einzelnen Zelle aus, so können auch alle Zellen in dem Block mit gleicher Polrichtung angeordnet und die Abieiter jeder Seite jeweils durch Kontaktelemente miteinander verbunden sein. In the embodiments described above, the memory cells 4 each having alternating polarity are incorporated in the battery pack. In a further modification, it may be provided that the polar direction of the cells does not change after each cell, but that pairs or larger groups of successive cells 4, each having the same polar direction, are incorporated. The pairs or groups may then each form parallel circuits, and successive pairs or groups may be connected in series. For this purpose, within a pair or a group, the Abieiter same polarity, which are on the same side in a row, are electrically connected by contact elements (contact sleeves, shoes or bridges). At the transition from one pair or group to the next pair or group, a contact element is inserted on one side and an insulating element on the other side. If a cell block of particularly high capacity is desired and if the cell voltage of a single cell is sufficient, then all the cells in the block can also be arranged with the same polar direction and the absorbers of each side can be connected to one another by contact elements.
Vorstehend wurde die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispielen und einiger Abwandlungen davon beschrieben. Es versteht sich, dass die konkreten Ausführungsbeispielen die beanspruchte Erfindung zwar illustrieren und exemplifizieren, aber nicht einschränken. Die Erfindung selbst ist allein durch das allgemeinste Verständnis der Patentansprüche definiert und beschränkt. Es versteht sich auch, dass die Merkmale verschiedener Ausführungsbeispielen und/oder Abwandlungen kombiniert und/oder ausgetauscht werden können, um die jeweiligen Vorteile auszunutzen. Die Speicherzellen 4 sind Elektroenergiezellen im Sinne der Erfindung; und die Batterien 2, 102, 202, 302 sind Elektroenergieeinheiten im Sinne der Erfindung. Der Stapel von Zellen 4 ist ein Zellblock im Sinne der Erfindung. Die Anschlussklemmen 18+, 18- sind Anschlusspole im Sinne der Erfindung. Plus und Minus sind Polaritäten im Sinne der Erfindung. The invention has been described above with reference to preferred embodiments and some modifications thereof. It should be understood that the specific embodiments illustrate and exemplify the claimed invention, but do not limit it. The invention itself is defined and limited solely by the most general understanding of the claims. It is also understood that the features of various embodiments and / or modifications can be combined and / or exchanged to take advantage of the respective advantages. The memory cells 4 are electric energy cells in the sense of the invention; and the batteries 2, 102, 202, 302 are electric power units in the sense of the invention. The stack of cells 4 is a cell block in the sense of the invention. The connection terminals 18+, 18- are connection poles in the sense of the invention. Plus and minus are polarities in the sense of the invention.
Liste der Bezugszeichen: List of reference numbers:
2 Batterie 2 battery
4 Speicherzelle  4 memory cell
6 Anschluss-Druckplatte 6 connection pressure plate
8 Gegendruckplatte  8 counter pressure plate
10 Zuganker  10 tie rods
12 Mutter  12 mother
14+, 14- Positiver, Negativer Abieiter  14+, 14- Positive, Negative Abieiter
16 Klemmentasche 16 terminal pocket
18+, 18- Positive, Negative Anschlussklemme  18+, 18- Positive, Negative Terminal
20 Distanzstück  20 spacer
21 a, 21 b Endstücke  21 a, 21 b end pieces
22 Durchkontaktierungseinrichtung (Bolzen) 23 Einseitige Kontaktierungseinrichtung  22 Through-hole device (pin) 23 One-sided contacting device
23a Kontaktbolzen  23a contact pin
23b Isolierbolzen  23b insulating bolt
24 Druckelement  24 pressure element
26 Druckübertragungsglied  26 pressure transmitting member
28+, 28- Positive, Negative Polleitung (erste Gruppe A)28+, 28- positive, negative pole line (first group A)
30+, 30- Positive, Negative Polleitung (zweite Gruppe B)30+, 30- positive, negative pole line (second group B)
32 Vertiefung 32 deepening
34, 35 Absatz  34, 35 paragraph
36 Raste  36 catch
38 Grundkörper 38 basic body
40 Axialbohrung  40 axial bore
42 Querbohrung  42 transverse bore
44 Verbindungsstift  44 connecting pin
46 Buchse  46 socket
54 Führungsöffnung 54 guide opening
120 Distanzstück (zweites Ausführungsbeispiel) 122 Kontaktblech (beidseitig) 120 spacer (second embodiment) 122 contact sheet (both sides)
123 Kontaktblech (einseitig)  123 contact plate (one-sided)
138 Grundkörper 138 basic body
144 Kabelschuh  144 cable lug
148 Vertiefung 148 deepening
149 Rand  149 edge
150 Gewindesackbohrung  150 threaded blind bore
152 Schraube 220 Distanzstück (drittes Ausführungsbeispiel)152 screw 220 spacer (third embodiment)
222 Kontaktblech (beidseitig) 222 contact sheet (both sides)
223 Kontaktblech (einseitig)  223 contact plate (one-sided)
238 Grundkörper 238 basic body
240 Schlitz  240 slot
242 Quernut 242 Quernut
244 Kabelschuh  244 cable lug
248 Vertiefung  248 deepening
249 Rand  249 edge
250 Gewindebohrung  250 threaded hole
251 Zylindersenkung 251 Cylinder counterbore
252 Schraube  252 screw
302 Batterie (viertes Ausführungsbeispiel)302 battery (fourth embodiment)
306 Stirnplatte 306 face plate
324 Druckschraube 324 pressure screw
324a Schraubengewindekopf  324a screw thread head
324b Außengewinde  324b external thread
324c Innensechskant  324c hexagon socket
326 (Pass-)Zapfen  326 (passport) pins
326a Fase 326a bevel
354 (Pass-)Bohrung  354 (pass) bore
356 Gewindesenkbohrung 402 Batterie (fünftes Ausführungsbeispiel)356 Counterbore 402 battery (fifth embodiment)
406 Stirnplatte 406 face plate
424 Druckelement  424 pressure element
426 Druckstange 426 push rod
426a Endscheibe  426a end plate
454 Durchbohrung  454 perforation
455 Senkung  455 subsidence
456 Gewindeanlauf  456 thread start
458 Deckel 458 cover
458a Außengewinde  458a external thread
458b Sackloch  458b blind hole
458c Durchgangsbohrung  458c through hole
460 Zuleitung  460 supply line
502 Batterie (sechstes Ausführungsbeispiel)502 battery (sixth embodiment)
504 Batteriezelle 504 battery cell
506 Anschluss-Druckplatte  506 connection pressure plate
506a Tasche  506a bag
506b Senkung 506b lowering
508 Gegendruckplatte  508 counter pressure plate
508a Ausnehmung  508a recess
508b Gewindebohrung  508b threaded hole
520 Distanzstück  520 spacer
521 a, 521 b Endstück 521 a, 521 b tail
522 Riegel  522 bars
523a Kontaktriegel  523a contact latch
523b Isolierriegel  523b insulating bolt
524 Kontaktanker  524 contact anchors
525 Mutter 525 mother
526 Brücke  526 bridge
527 Druckbolzen 540 Schacht 527 pressure pin 540 shaft
620 Distanzstück (siebentes Ausführungsbeisptel) 620 spacer (seventh embodiment)
622 Leiterbrücke  622 conductor bridge
638a Isolierschicht 638a insulating layer
638b Leiterschicht  638b conductor layer
644 Steckerpin  644 connector pin
646 Steckergehäuse  646 connector housing
647 Feststellschraube  647 locking screw
658 Sackloch 658 blind hole
660 Buchse (Abwandlung)  660 socket (modification)
662 Ausnehmung (Abwandlung)  662 recess (modification)
721 b Endstück (achtes Ausführungsbeispiel) 721 b tail (eighth embodiment)
764 Grundkörper 764 basic body
764a Schenkel  764a thigh
766 Nut  766 groove
768 Gewindebohrung  768 threaded hole
770 Zylinderschraube i, ii, viii Zähler für Zellen 4  770 cylinder screw i, ii, viii cell counter 4
A, B Gruppen von Zellen 4  A, B groups of cells 4
Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, dass vorstehende Bezugszeichenliste integraler Bestandteil der Beschreibung ist. It is expressly understood that the above list of reference numerals is an integral part of the description.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e P a n t a n s p r e c h e
Elektroenergieeinheit mit einer Mehrzahl von Elektroenergiezellen, die in einer Stapelrichtung zu einem Zellblock gestapelt und innerhalb des Zellblocks parallel und/oder in Reihe miteinander verschaltet sind, wobei die Elektroenergiezellen flächig ausgebildete Abieiter aufweisen, die zueinander im Wesentlichen flächenparallel von der Zelle abragen, wobei die Hauptflächen der Abieiter im Wesentlichen senkrecht zu der Stapelrichtung ausgerichtet sind, wobei die Abieiter einer Zelle einander in Stapelrichtung gesehen wenigstens teilweise nicht verdecken, wobei jeder Abieiter einer Zelle jeweils einen Abieiter einer in Stapelrichtung folgenden Zellen in Stapelrichtung gesehen wenigstens teilweise verdeckt, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Verschaltung zwischen gegenüberliegenden Abieitern durch durchkontaktierende oder nicht durch- kontaktierende Distanzstücke hergestellt wird, die in Zwischenräumen zwischen Abieitern aufeinanderfolgender Zellen angeordnet sind, wobei die Distanzstücke durch eine Druckkraft mittels einer Spanneinrichtung zwischen den Abieitern eingeklemmt werden, wobei die Spanneinrichtung vollständig außerhalb der Abieiter angeordnet ist. An electric power unit having a plurality of electric power cells stacked in a stacking direction into a cell block and interconnected in parallel and / or in series within the cell block, the electric power cells having planarized abieites projecting substantially in parallel with each other from the cell, the major surfaces the Abieiter are aligned substantially perpendicular to the stacking direction, wherein the Abieiter a cell seen each other in the stacking direction at least partially obscure, each Abieiter a cell at least partially obscured a Abieiter seen in the stacking direction cells in the stacking direction, characterized in that the electrical interconnection between opposite Abieitern is prepared by through-contacting or non-contacting spacers, which are arranged in spaces between Abieitern successive cells, wherein the di e spacers are clamped by a compressive force by means of a clamping device between the Abieitern, wherein the clamping device is disposed completely outside the Abieiter.
Elektroenergieeinheit nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Spanneinrichtung Krafterzeugungselemente zum Erzeugen einer Kraft aufweist, wobei die Krafterzeugungselemente direkt in Stapelrichtung auf die Anordnung von Abieitern und Distanzstücken wirken. Electric power unit according to claim 1, characterized in that the clamping device has force generating elements for generating a force, wherein the force generating elements act directly in the stacking direction on the arrangement of Abieitern and spacers.
Elektroenergieeinheit nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Spanneinrichtung Krafterzeugungselemente zum Erzeugen einer Kraft und Kraftübertragungselemente aufweist, wobei die Kraftübertragungselemente die von den Krafterzeugungselementen ausgeübte Kraft auf die Anordnung von Abieitern und Distanzstücken übertragen. Elektroenergieeinheit nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Spanneinrichtung Zugstäbe, die an den Abieitern vorbei über die Länge des Stapels verlaufen, und Klemmelemente aufweist, wobei die Klemmelemente eine von den Zugstäben ausgeübte Kraft auf eine die Abieiter schneidende Ebene übertragen. An electric power unit according to claim 1, characterized in that the tensioning means comprises force generating elements for generating a force and force transmission elements, wherein the force transmission elements transmit the force exerted by the force generating elements force on the arrangement of Abieitern and spacers. An electric power unit according to claim 1, characterized in that the tensioning device comprises tension rods which extend past the Abieitern over the length of the stack, and clamping elements, wherein the clamping elements transmit a force exerted by the Zugstäben force to a Abieiter intersecting plane.
Elektroenergieeinheit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zugstäbe durch Bohrungen in den Distanzstücken hindurch verlaufen. An electric power unit according to claim 4, characterized in that the tension rods run through holes in the spacers through.
Elektroenergieeinheit nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Spanneinrichtung wenigstens einen Steller aufweist, wobei eine Stellkraft des Stellers direkt oder über Hebel, Gelenke oder dergleichen in Stapelrichtung von außen auf die Anordnung von Abieitern und Distanzstücken wirkt. Electric power unit according to claim 1, characterized in that the clamping device has at least one actuator, wherein a force of the actuator acts directly or via levers, joints or the like in the stacking direction from the outside to the arrangement of Abieitern and spacers.
Elektroenergieeinheit nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Steller mechanisch, insbesondere manuell, oder elektromotorisch, e- lektromag netisch, hydraulisch, pneumatisch, piezoelektrisch ansteuerbar ist. Electric power unit according to claim 6, characterized in that the actuator is mechanically, in particular manually, or by electric motor, e- lektromag netisch, hydraulically, pneumatically, piezoelectrically controllable.
Elektroenergieeinheit nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein an einen Abieiter grenzendes Distanzstück eine Abgreifeinrichtung aufweist, welche eine elektrische Verbindung mit dem Abieiter herstellt. Electric power unit according to one of the preceding claims, characterized in that a distance adjoining a Abieiter spacer has a tapping device, which establishes an electrical connection with the Abieiter.
Elektroenergieeinheit nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgreifeinrichtung an einem einseitig kontaktierenden Distanzstück vorgesehen ist, welches ein nicht durchkontaktierendes Distanzstück ist. Electric power unit according to claim 8, characterized in that the tapping device is provided on a unilaterally contacting spacer, which is a non-durchkontaktierendes spacer.
Elektroenergieeinheit nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Anschlusspol und ein zweiter Electric power unit according to one of the preceding claims, characterized in that a first terminal pole and a second
Anschlusspol der Elektroenergieeinheit vorgesehen sind, wobei der erste Anschlusspol mit einem Abieiter einer ersten Polarität der ersten Zelle in dem Zellblock verbunden ist, und wobei der zweite Anschlusspol mit einem Abieiter einer zweiten Polarität der letzten Zelle in dem Zellblock verbunden ist. Terminal pole of the electric power unit are provided, wherein the first Terminal pole is connected to a Abieiter a first polarity of the first cell in the cell block, and wherein the second terminal pole is connected to a Abieiter a second polarity of the last cell in the cell block.
Elektroenergieeinheit nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Zellen in Stapelrichtung mit abwechselnder Polrichtung angeordnet sind. Electric power unit according to claim 8, characterized in that the cells are arranged in the stacking direction with alternating polarity.
Elektroenergieeinheit nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Zellblock aus den mehreren Zellen zwischen zwei Druckplatten eingespannt ist, wobei die Druckplatten vorzugsweise mittels Zugankern verspannt sind. 13. Elektroenergieeinheit nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroenergiezellen galvanische Zellen, vorzugsweise eine Sekundärzellen sind, wobei insbesondere ein elektromagnetisch aktives Material der Zellen Lithium oder eine Lithiumverbindung aufweist. Electric power unit according to one of claims 8 to 10, characterized in that the cell block is clamped from the plurality of cells between two pressure plates, wherein the pressure plates are preferably braced by tie rods. 13. Electric power unit according to one of the preceding claims, characterized in that the electric energy cells are galvanic cells, preferably a secondary cells, wherein in particular an electromagnetically active material of the cells comprises lithium or a lithium compound.
14. Distanzstück zur Verwendung zwischen Abieitern zweier aufeinanderfolgender Elektroenergiezellen in einem Zellstapel, wobei das Distanzstück aus einem elektrisch nicht leitenden Material hergestellt ist, zwei parallele Stirnflächen im Abstand des Zwischenraums zwischen den Abieitern, wenigstens eine erste Aufnahmeeinrichtung zum Aufnehmen eines Kontaktelements zur elektrischen Kontaktierung an wenigstens einer der Stirnflächen, und eine zweite Aufnahmeeinrichtung zum Aufnehmen eines Anschlusselements zum Herstellen einer elektrischen Verbindung mit dem Kontaktelement von einer von den Stirnflächen verschiedenen Fläche des Distanzstücks aus. Distanzstück zur Verwendung zwischen Abieitern zweier aufeinanderfolgender Elektroenergiezellen in einem Zellstapel, wobei das Distanzstück einen Mittelabschnitt aus einem elektrisch nicht leitenden Material sowie zwei den Mittelabschnitt sandwichartig und parallel einfassende Außenabschnitte aus einem elektrisch leitenden Material aufweist, wobei die Außenabschnitte Stirnflächen des Distanzstücks definieren, wobei der Abstand zwischen den Stirnflächen dem Abstand eines Zwischenraums zwischen Abieitern zweier in dem Zellstapel aufeinanderfolgender Elektroenergiezellen entspricht, wobei in anderen Außenflächen als den beiden Stirnflächen wenigstens zwei Vertiefungen vorgesehen sind, wobei eine der Vertiefungen eine Verbindung zu einem der Außenabschnitte, aber keine Verbindung zu dem anderen der Außenabschnitte aufweist, und wobei und die andere Vertiefungen eine Verbindung zu dem anderen der Außenabschnitte, aber keine Verbindung zu dem einen der Außenabschnitte aufweist, wobei die Vertiefungen in anderen als den Stirnflächen ausgebildet sind. 14. Spacer for use between Abieitern two successive electric power cells in a cell stack, wherein the spacer is made of an electrically non-conductive material, two parallel faces at a distance of the gap between the Abieitern, at least a first receiving means for receiving a contact element for making electrical contact with at least one of the end faces, and a second receiving device for receiving a connection element for establishing an electrical connection with the contact element from a surface different from the end faces of the spacer. A spacer for use between the leads of two consecutive electric power cells in a cell stack, the spacer comprising a central portion of electrically non-conductive material and two outer portions of electrically conductive material sandwiching and parallel with the middle portion, the outer portions defining end faces of the spacer, the distance between the end faces corresponds to the distance of a gap between Abieitern two successive in the cell stack electric energy cells, wherein in other outer surfaces than the two end faces at least two recesses are provided, wherein one of the recesses connects to one of the outer sections, but no connection to the other of the outer sections and wherein and the other recesses connect to the other of the outer sections but have no connection to the one of the outer sections, wherein the recesses are formed in other than the end faces.
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