具有壳体和桥式插接装置的蓄能器的制作方法

1.本发明涉及一种具有壳体和桥式插接装置的蓄能器。


背景技术：

2.众所周知，蓄能器、特别是蓄电池必须被保护以免深度放电。
3.作为最接近的现有技术，由us 10 109 835 b2已知一种用于堆叠式的电功率模块的连接插塞器。
4.由de 10 2014 017 081 a1已知一种用于电接触电池模块的联接装置。
5.由us 2019/0 020 072 a1已知一种用于制造电池模块的方法。
6.由us 9 761 856 b2已知一种电池模块。
7.由us 2011/0 302 773 a1已知一种用于制造电能模块的方法。
8.由us 2013/0 288 530 a1已知一种电池连接系统。
9.由de 10 2012 223 561 a1已知一种具有套筒状地构造的单体终端和相对应的单体连接器的电池单体。
10.由de 10 2014 200 188 a1已知一种用于对多个电池单体能导电连接且电子监控的电缆束。
11.由de 10 2015 213 849 a1已知一种用于建立这种插接连接的方法。
12.由de 10 2017 115 589 b3已知一种用于车辆的电池。
13.由us 8 912 758 b2已知一种功率存储器设备。
14.由us 2015/0 303 446 a1已知一种用于电池模块的保护性的电路模块。


技术实现要素：

15.因此本发明的目的在于，保护蓄能器以免深度放电。
16.根据本发明，该目的通过根据在权利要求1中给出的特征的蓄能器来实现。
17.在具有壳体和桥式插接装置的蓄能器方面，本发明的重要特征是，桥式插接装置相对于壳体能在两个相互不同的取向上被壳体接纳，特别是能被接纳在同一凹口中或被接纳在多个凹口的结构中。
18.在此有利的是，在交付状态中，一个或多个电流通路能借助桥式插接装置断开，并因此能防止深度放电。桥式插接装置只有在投入使用时才能被置于其它取向中，并因此能实施释放电流通路。于是，在运行时，蓄能器被暂时充电并且因此能防止深度放电。
19.在一个有利的设计方案中，壳体具有盖件，
20.其中，桥式插接装置具有上部件和与上部件连接的、特别是借助螺钉连接的下部件，
21.其中，上部件与盖件连接，特别是借助至少部分拧入到盖件的螺纹孔中的螺钉来连接，特别是螺钉的螺钉头将上部件压向盖件，
22.特别是其中，下部件布置在上部件与盖件之间。在此有利的是，诸如保险构件和电
连接部的电子技术上的结构元件是能易于装配的，这是因为这些结构元件能被紧固在下部件中并且通过将上部件放置在下部件上而能被设置成绝缘稳定的。
23.在一个有利的设计方案中，在下部件处成形出朝向蓄能器的被壳体包围的内部空间凸出的区域、特别是突起部、特别是空心护套，
24.其中，这些区域中的每个区域分别至少部分地穿过贯穿盖件的凹口，
25.特别是其中，这些区域彼此间隔开，其中，相应的凹口同样彼此间隔开。在此有利的是，触针被突起部侧向地、即径向地间隔开地包围，并因此能实现绝缘强度。此外，这些区域在插接到盖件上时，特别是在这些区域插入到盖件的相应凹口中时对桥式插接装置进行引导。
26.在一个有利的设计方案中，在桥式插接装置中布置有保险构件、特别是电连接两个端子的保险构件，
27.特别地，保险构件的第一端子以可拆松的方式与第一触针、特别是接纳在下部件中的第一触针电连接，而保险构件的第二端子以可拆松的方式与第二触针、特别是接纳在下部件中的第二触针电连接。在此有利的是，保险构件只有在运行时才能被激活，这是因为在交付状态中经过保险构件的电流通路被断开。
28.在一个有利的设计方案中，下部件的第一区域至少部分地包围第一触针，下部件的第二区域至少部分地包围第二触针。在此有利的是，以简单的方式、即通过单纯的成型和材料选择能实现桥式插接装置的绝缘强度。
29.在一个有利的设计方案中，在下部件中接纳有电路板件，
30.特别是其中，电路板件在其第一侧、特别是上侧处具有导体线路，这些导体线路分别与布置在电路板件的另一侧、特别是下侧处的导体线路电连接，特别是借助内层连接(durchkontaktierung)来电连接，
31.特别是其中，下部件的第三区域至少部分地包围电路板件。在此有利的是，能以简单的方式断开或释放信号线路。这是因为电路板件在两侧具有彼此连接以导通的导体线路。因此可以通过将电路板件插入到端子件中来实现信号线路的连接。于是，信号线路中的每个信号线路在一侧终止于端子部件的在电路板件插入到端子部件中时与电路板件的上侧电接触的第一侧，并且在另一侧，终止于端子部件的在电路板件插入到端子部件中时与电路板件的下侧电接触的另一侧。
32.在一个有利的设计方案中，在桥式插接装置的取向中的第一取向上，蓄能器的电流通路经过保险构件(连通)，
33.特别是其中，电流通路将蓄能器的蓄能器模块的电位与用于蓄能器的电位的端子连接起来，
34.在桥式插接装置的取向中的第二取向上，电流通路被断开。在此有利的是，在交付状态中防止了深度放电，并因此使得保险构件也不能被激活。但是，在运行中保险构件能被激活。
35.在一个有利的设计方案中，在桥式插接装置的取向中的第一取向上，信号线路借助电路板件将蓄能器的信号电子器件与蓄能器的蓄能器装置连接起来，特别是其中，信号线路被引导至信号电子器件的可控半导体开关，
36.在桥式插接装置的取向中的第二取向上，信号线路被断开。在此有利的是，通过桥
式插接装置的取向能设定交付状态或运行状态。
37.在一个有利的设计方案中，在桥式插接装置的取向中的第一取向上，电路板件被接纳和/或插入到端子部件中。在此有利的是，能实施简单的安全生产。于是电路板件只需要被接纳在桥式插接装置中，从而在设置用于运行的取向上插接桥式插接装置时，信号线路被释放，即不再被断开。电路板件在插接方向上，即在桥式插接装置插入到盖件中的方向上被形锁合地连接。这能通过在电路板件的一侧上引入凹陷部来简单地实施，下部件的突起部伸入到该凹陷部中。
38.在一个有利的设计方案中，在所述取向中的第一取向上，第一触针被接纳在第一插座部件中，第二触针被接纳在第二插座部件中，并且第一插座部件、第二插座部件和端子部件被装备在蓄能器的一个或多个信号电子器件的电路板上。在此有利的是，能够实现简单的生产。
39.在一个有利的设计方案中，在所述取向中的第二取向上，第一触针被接纳在第一插座部件中，而第二触针与信号电子器件的电路板间隔开并且不连接，特别是不与装备在电路板上的第一插座部件连接。在此有利的是，能防止深度放电。
40.在一个有利的设计方案中，第一和第二插座部件分别由金属制成。在此有利的是，能够实现简单的生产，这是因为插座部件被装备且导电地实施，因此在电路板侧不需要另外的构件。
41.在一个有利的设计方案中，桥式插接装置具有显示器件。在此有利的是，能快速且容易地识别取向。
42.在一个有利的设计方案中，信号电子器件的信号线路经过可控半导体开关，
43.其中，在释放信号被施加在蓄能器的输入端、特别是信号输入端上时，可控半导体开关闭合，并且特别是在其它情况下断开。在此有利的是，蓄能器具有信号输入端，从而能由上级的控制部输送释放信号并且由此能在运行中控制蓄能器的相应的运行状态。特别地，信号电子器件包括平衡电路，该平衡电路监控在相应的蓄能器装置上所施加的电压并且依赖于该电压来控制充电和/或放电。例如，当一个蓄能器装置已经充满电而另一个尚未充满时，则能够实现控制干预。释放信号有利地借助布置在蓄能器上的第二插接件来输送。功率、即在充电或放电时出现的强电流经由蓄能器的第一插接器来引导。
44.在一个有利的设计方案中，信号电子器件的信号线路经过可控半导体开关，
45.其中，在释放信号被施加在蓄能器的输入端、特别是信号输入端上时，可控半导体开关闭合，
46.特别是其中，在蓄能器的输入端、特别是信号输入端上没有施加释放信号时，可控半导体开关断开。
47.另外的优点由从属权利要求给出。本发明不局限于权利要求的特征组合。对于本领域技术人员而言，特别是从目的提出和/或通过与现有技术相比较而提出的目的，可得到权利要求和/或单项权利要求特征和/或说明书特征和/或附图特征的其它合理的组合可能性。
附图说明
48.现在根据示意图更详细地说明本发明，图中示出：
49.图1以斜视图示出根据本发明的具有桥式插接装置3的蓄能器20；
50.图2示出蓄能器20的示意性的线路图；
51.图3在第一观察方向上以斜视图示出桥式插接装置3；
52.图4从另一观察方向以斜视图示出桥式插接装置3；
53.图5以俯视图示出桥式插接装置3；
54.图6示出穿过桥式插接装置3的横截面；
55.图7示出穿过蓄能器20的包含桥式插接装置3的区域的横截面，其中，在图7的下部区域中示出桥式插接装置3相对于蓄能器20、特别是相对于蓄能器20的盖件1的取向；
56.图8示出桥式插接装置3与图7不同地被转动180
°
取向。
具体实施方式
57.如附图所示，蓄能器20具有壳体件2和被放置在壳体件上的盖件1。
58.壳体包围蓄能器模块(b1、b2、b3、b4)，这些蓄能器模块要么由蓄电池构成、由电池构成，要么由双电层电容器、如超级电容器构成。每个蓄能器模块(b1、b2、b3、b4)在此均能被设计为并联和/或串联电路。蓄能器模块(b1、b2、b3、b4)如图2中所示优选彼此串联连接，其中，当相应的可控半导体开关s闭合时，在每个蓄能器模块(b1、b2、b3、b4)上的电压降经由相应的可控半导体开关s被输送给信号电子器件23。
59.为了减少蓄能器模块(b1、b2、b3、b4)的放电，可控半导体开关s被设计为mosfet开关，即特别具有尽可能小的漏电流，或被设计为与mosfet开关类型相同但具有更低的漏电流的开关。
60.在蓄能器20的一侧上布置有风扇6，从而通过风扇6将从周围环境传送来的气流传送穿过蓄能器的一个或多个冷却通道。
61.图1中所示的蓄能器1具有两个蓄能器装置，它们彼此无关且相互结构相同，但是具有共同的pe端子、特别是中性导体。
62.第一蓄能器装置的上电位u 、第一蓄能器装置的下电位u-、第二蓄能器装置的上电位u 和第二蓄能器装置的下电位u-在布置于盖件1上的第一插接件4处被引出。
63.同样地，两个蓄能器装置的信号线路在布置于盖件上的第二插接件5处汇合。
64.对于两个蓄能器装置中的每个来说，在盖件1上布置有相应的桥式插接装置3。
65.为简单起见，下面仅描述两个蓄能器装置中的一个，该蓄能器装置特别地是且被称为蓄能器20。
66.在电路技术方面，由蓄能器模块(b1、b2、b3、b4)形成的串联电路的两个电位(u 、u-)经由两个可控开关(s1、s2)、特别是可控半导体开关或继电器和至少一个保险构件22在第一插接件4的其中两个接触部处被引出。
67.为相应的可控开关(s1、s2)分别并联接通二极管(d1、d2)，特别是作为续流二极管。
68.保险构件22被布置在桥式插接装置3的第一区域中。信号线路在桥式插接装置的第二区域25中被导通，从而由此将施加在相应的蓄能器模块(b1、b2、b3、b4)上的电压输送给信号电子器件23。
69.优选地，信号电子器件具有监控电路，该监控电路监控其中至少一个电压超过阈
值还是低于阈值。
70.经由第二插接件5的信号线路中的一个信号线路给信号电子器件23传递控制信号，该控制信号优选由设施或机器的中央计算机产生。此外，通过信号电子器件23操控开关s1和s2。因此，当经由第二插接件5的所述信号线路将相应的控制信号传递给信号电子器件23时，该信号电子器件操控两个开关s1和s2以及开关s，使得这些开关分别闭合并且因此使蓄能器20做好运行准备。
71.在蓄能器20的交付状态中，可控半导体开关s以及开关s1和s2是断开的。此外，在交付状态中，桥式插接装置以图7中所示的取向布置在蓄能器20上，而在做好运行准备的状态中根据以图8中所示的取向布置。
72.因此，在交付状态中，保险构件22没有在两侧被电联接并且因此不可能有通过电流。同样防止了蓄能器模块(b1、b2、b3、b4)经由信号电子器件23放电，这是因为桥式插接装置3的第二区域将信号线路断开，即不导通信号线路。
73.当通过取出、转动和重新置入先前处于交付状态中的桥式插接装置3来建立运行准备时，蓄能器能通过相应的经由第二插接件4传递至信号电子器件23的控制信号激活，该控制信号然后引起开关s1、s2以及半导体开关s闭合。
74.桥式插接装置3具有下部件30和被放置在该下部件上并优选用螺钉连接的上部件31。
75.在上部件31处安装有显示器件32，特别是箭头的图示，以便以能易于识别的方式示出桥式插接装置3的取向。优选地，显示器件32以冲压的方式或以在塑料注塑成型制造时就已经铸造的方式被设置在上部件31处。
76.在下部件30上成形出三个朝向信号电子器件23突出的空心框架区域，其中，在由空心框架区域分别包围出的空腔中接纳有、特别是插入有插座部件73，该插座部件由金属制成并具有触针71，该触针穿过电路板74的凹口并与电路板74的导体线路钎焊连接。
77.电路板74配备有结构元件，从而使得电路板74与结构元件一起形成信号电子器件23。
78.桥式插接装置3的下部件30具有凸出的接触销(40、41)，其中，金属的接触销(40、41)中的每个接触销都插入到相应的插座部件73中并且力锁合地连接和进而电连接。
79.下部件30的空心框架被引导穿过蓄能器20的盖件1的相应的凹口。
80.接触销(40、41)中的第一接触销(40)与保险构件(22)的第一端子连接。
81.接触销(40、41)中的第二接触销(41)与保险构件(22)的第二端子连接。
82.下部件30借助螺钉42与上部件31连接。
83.第二触针41距螺钉42的距离与第二触针41距第一触针40的距离相同。被第一触针40所覆盖的、布置在第一空心框架的空腔中的空间区域距第二触针41的距离与由下部件30的第三空腔包围的空闲的空间区域距第二触针的距离相同。
84.因此，在桥式插接装置3的两个取向上，第二触针41都被接纳在同一插座部件73中，而第一触针40要么特别是在运行准备的情况下被接纳在第一插座部件73中，要么被接纳在空闲的空间区域中，即，特别是无接触地接纳。相应地，电路板件25要么处于空闲的空间区域中、即无接触的，要么进行电接触。
85.然而，在下部件30中还接纳有电路板25，该电路板具有在蓄能器模块(b1、b2、b3、
b4)与信号电子器件23之间的导通部。
86.在根据图8插接桥式插接装置3时，电路板件25被导入到端子部件72中并且因此连接了通向信号电子器件23的信号线路。
87.如从图6中可看出的，被三个空心护套覆盖的空间区域相对于第二触针41的对称轴线、即纵轴线和/或中心轴线镜像对称。
88.在转动180
°
时，第一触针40被布置在螺钉42的区域及其下方的空闲的空间区域中。同样地，电路板件25然后还覆盖图6中的空闲的空间区域，该空闲的空间区域被布置在图6中左侧的第一空心护套与第一触针40之间。
89.上部件31借助螺钉70压到盖件1上，其中，螺钉70被拧入到盖件1的螺纹孔中。
90.第一和第三空心护套朝着将第一触针(40)和第二触针(41)彼此连接起来的连接线的方向具有相同的延伸范围。
91.在电路板74与盖件1之间的连接部在图中未示出。
92.附图标记列表：
[0093]1ꢀꢀꢀꢀ
盖件
[0094]2ꢀꢀꢀꢀ
壳体件
[0095]3ꢀꢀꢀꢀ
桥式插接装置
[0096]4ꢀꢀꢀꢀ
第一插接件，特别是用于强电流
[0097]5ꢀꢀꢀꢀ
第二插接件，特别是用于信号
[0098]6ꢀꢀꢀꢀ
风扇
[0099]
20
ꢀꢀꢀ
蓄能器
[0100]
21
ꢀꢀꢀ
桥式插接装置3的第一区域
[0101]
22
ꢀꢀꢀ
保险构件
[0102]
23
ꢀꢀꢀ
信号电子器件
[0103]
24
ꢀꢀꢀ
桥式插接装置3的第二区域
[0104]
25
ꢀꢀꢀ
电路板，电路板件
[0105]
30
ꢀꢀꢀ
壳体下部件
[0106]
31
ꢀꢀꢀ
壳体上部件
[0107]
32
ꢀꢀꢀ
显示器件
[0108]
40
ꢀꢀꢀ
接触销
[0109]
41
ꢀꢀꢀ
接触销
[0110]
42
ꢀꢀꢀ
螺钉
[0111]
70
ꢀꢀꢀ
螺钉
[0112]
71
ꢀꢀꢀ
触针
[0113]
72
ꢀꢀꢀ
用于电路板件25的端子部件
[0114]
73
ꢀꢀꢀ
插座部件
[0115]
74
ꢀꢀꢀ
信号电子器件23的电路板
[0116]
d1
ꢀꢀꢀ
二极管
[0117]
d2
ꢀꢀꢀ
二极管
[0118]sꢀꢀꢀꢀ
可控半导体开关
[0119]
s1
ꢀꢀꢀ
可控开关，特别是半导体开关或继电器
[0120]
s2
ꢀꢀꢀ
可控半导体开关，特别是半导体开关或继电器
[0121]
b1
ꢀꢀꢀ
蓄能器模块，特别是超级电容器或蓄电池
[0122]
b2
ꢀꢀꢀ
蓄能器模块，特别是超级电容器或蓄电池
[0123]
b3
ꢀꢀꢀ
蓄能器模块，特别是超级电容器或蓄电池
[0124]
b4
ꢀꢀꢀ
蓄能器模块，特别是超级电容器或蓄电池
[0125]
u
ꢀꢀꢀ
上电位
[0126]u‑ꢀꢀꢀ
下电位。