BE1022839B1 - Hulpstuk - Google Patents
Hulpstuk Download PDFInfo
- Publication number
- BE1022839B1 BE1022839B1 BE2015/5151A BE201505151A BE1022839B1 BE 1022839 B1 BE1022839 B1 BE 1022839B1 BE 2015/5151 A BE2015/5151 A BE 2015/5151A BE 201505151 A BE201505151 A BE 201505151A BE 1022839 B1 BE1022839 B1 BE 1022839B1
- Authority
- BE
- Belgium
- Prior art keywords
- voltage devices
- voltage
- accessory
- conductors
- devices
- Prior art date
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
- H01M50/572—Means for preventing undesired use or discharge
- H01M50/574—Devices or arrangements for the interruption of current
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
- B60L3/04—Cutting off the power supply under fault conditions
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
- H01M50/204—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
- H01M50/207—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
- H01M50/209—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted for prismatic or rectangular cells
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
- H01M50/502—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
- H01M50/503—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing characterised by the shape of the interconnectors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
- H01M50/502—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
- H01M50/509—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing characterised by the type of connection, e.g. mixed connections
- H01M50/51—Connection only in series
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M6/00—Primary cells; Manufacture thereof
- H01M6/50—Methods or arrangements for servicing or maintenance, e.g. for maintaining operating temperature
- H01M6/5044—Cells or batteries structurally combined with cell condition indicating means
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
- B60K28/00—Safety devices for propulsion-unit control, specially adapted for, or arranged in, vehicles, e.g. preventing fuel supply or ignition in the event of potentially dangerous conditions
- B60K2028/006—Safety devices for propulsion-unit control, specially adapted for, or arranged in, vehicles, e.g. preventing fuel supply or ignition in the event of potentially dangerous conditions disconnecting the electric power supply, e.g. the vehicle battery
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M2200/00—Safety devices for primary or secondary batteries
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M2220/00—Batteries for particular applications
- H01M2220/10—Batteries in stationary systems, e.g. emergency power source in plant
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M2220/00—Batteries for particular applications
- H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
Abstract
Hulpstuk voor het serieel schakelen van meerdere spanningstoestellen, waarbij het hulpstuk ten minste één elektrische geleider bevat die via verbindingsmiddelen met klemmen van de spanningstoestellen verbonden is teneinde de spanningstoestellen in serie te schakelen, waarbij de verbindingsmiddelen verbreekbaar zijn en waarbij het hulpstuk verder een isolator bevat met hanteermiddelen, welke isolator met de ten minste één geleider verbonden is en welke voorzien is om de verbindingsmiddelen te verbreken en de ten minste één geleider van de spanningstoestellen te verwijderen.
Description
Hulpstuk
De uitvinding heeft betrekking op een hulpstuk voor het in serie schakelen van meerdere spanningstoestellen, waarbij het hulpstuk ten minste één elektrische geleider bevat die via verbindingsmiddelen met klemmen van de spanningstoestellen verbonden is teneinde de spanningstoestellen in serie te schakelen.
Serieel schakelen van spanningstoestellen is bekend en wordt typisch toegepast bij bijvoorbeeld batterijen, zonnepanelen of gelijkaardige spanningstoestellen. Daarbij worden de polen van de spanningstoestellen met actieve en/of passieve elektrische en/of elektronische componenten verbonden. Dergelijke spanningstoestellen leveren een spanning over hun klemmen die kleiner is dan een finaal gewenste spanning. Door dergelijke spanningstoestellen in serie te schakelen, is de uiteindelijke totale spanning verkregen door de in serie geschakelde spanningstoestellen gelijk aan de som van de spanningen van de individuele in serie geschakelde spanningstoestellen. Hierdoor wordt een hogere spanning verkregen. Spanningstoestellen worden in serie geschakeld door de positieve klem van één spanningstoestel te verbinden met de negatieve klem van een volgend spanningstoestel via een elektrische geleider. Door dergelijke verbindingen te herhalen tussen meerdere spanningstoestellen, wordt een keten van spanningstoestellen verkregen, die samen een uitgangsspanning leveren die een veelvoud is van de spanning van één spanningstoestel.
Een hoge uitgangsspanning, zoals geleverd wordt door in serie geschakelde spanningstoestellen, vormt een gevaar wanneer onderhoudswerken, herstellingswerken, of dergelijke moeten uitgevoerd worden, of wanneer er zich een noodsituatie voordoet. In dergelijke situaties, is de hoge spanning, die het gevolg is van de serieschakeling van de spanningstoestellen, vaak levensbedreigend voor de persoon die de spanningstoestellen moet hanteren.
Vele uitvindingen zijn reeds gedaan om dit levensbedreigende risico te verminderen. Zo beschrijft US 2011/0135984 een veiligheidstoestel voor elektrische en hybride voertuigen die voorzien zijn van een set batterijen. Daarbij wordt een schakelaar voorzien die aangestuurd wordt via een controller. De schakelaar schakelt de set batterijen af, op commando van de controller, zodat geen spanning meer op de eindklemmen staat. Daarbij wordt beschreven hoe de schakelaar zowel manueel als automatisch bediend kan worden. Het nadeel van deze uitvinding is dat de veiligheid enkel gegarandeerd kan worden wanneer de schakelaar correct werkt. Een foutieve werking van de schakelaar kan een levensgevaarlijke situatie tot gevolg hebben, waarbij een persoon geëlektrocuteerd wordt door hoge spanning die afgeleverd wordt door de spanningstoestellen. US 2009/0096286 beschrijft een veiligheidssysteem voor batterijensets, waarbij een schakelaar voorzien is in de seriële verbindingselementen. Deze schakelaars worden geopend bij een aanrijding om de seriële verbinding van de spanningstoestellen te verbreken. Door het verbreken van de seriële verbinding, wordt ook de spanningsopbouw doorbroken. Hierdoor blijft slechts een restspanning van één of enkele spanningstoestellen staan. Deze restspanning is typisch veel lager dan de spanning die opgebouwd is door de seriële verbinding. De restspanning is vaak ongevaarlijk of ten minste minder gevaarlijk dan de spanning geaccumuleerd door in serie geschakelde spanningstoestellen. Echter het nadeel van dit systeem is dat de veiligheid afhangt van de correcte werking van de schakelaars.
In het bijzonder in noodsituaties, zoals een brand in een woning met zonnepanelen, of een crash van een elektrische of hybride voertuig, willen hulpverleners absolute zekerheid dat hun eigen veiligheid niet in het gedrang komt. Bij de systemen volgens de stand van de techniek blijft steeds de vraag of de schakelaars correct gewerkt hebben. Deze vraag blijft in vele gevallen onbeantwoord, waardoor de hulpverleners geen absolute zekerheid hebben over de toestand van de spanningstoestellen en dus over de veiligheid.
Het is een doel van de uitvinding een hulpstuk voor het schakelen van meerdere spanningstoestellen te voorzien, dat als veiligheidselement kan fungeren waarbij een hulpverlener absolute zekerheid heeft.
Hiertoe voorziet de uitvinding in een hulpstuk voor het vermogenschakelen van meerdere spanningstoestellen, waarbij het hulpstuk ten minste één elektrische geleider bevat die via verbindingen met klemmen van de spanningstoestellen verbonden is teneinde de spanningstoestellen te schakelen, waarbij de verbindingen verbreekbaar zijn en het hulpstuk verder een isolator en hanteermiddelen bevat, welke isolator met de ten minste één geleider verbonden is en welke voorzien is om de ten minste één geleider van de spanningstoestellen te verwijderen zodoende de verbindingen te verbreken, waarbij de isolator zich uitstrekt tussen den ten minste één geleider en de hanteermiddelen.
Volgens het opzet van de uitvinding, kunnen de elektrische geleiders die de verbinding vormen tussen de in serie geschakelde spanningstoestellen, van de spanningstoestellen verwijderd worden. Deze geleiders zijn via verbreekbare verbindingen verbonden met de klemmen van de spanningstoestellen. Verder is een isolator voorzien die verbonden is met de geleiders, en verder verbonden is met hanteermiddelen, waarmee de geleiders van de spanningstoestellen verwijderbaar zijn. Wanneer een hulpverlener via de hanteermiddelen de geleiders wegtrekt van de spanningstoestellen, neemt de hulpverlener daarmee de geleiders fysiek in zijn handen, en kan hij absoluut zeker zijn dat de verbinding tussen de spanningstoestellen verbroken is. Een hulpverlener kan visueel controleren of de schakeling doorbroken is, door te controleren of hij de geleider, of het volledige aantal geleiders in zijn handen heeft. Hiermee is alle twijfel over het doorbreken van de schakeling weg. Door het doorbreken van een serieschakeling, die een uitvoering is van een vermogenschakeling zoals hieronder gedefinieerd, wordt de spanningsopbouw doorbroken en blijft er slechts een restspanning over van één spanningstoestel of van vooraf bepaalde kleine groepen van spanningstoestellen. Deze restspanning is typisch veel veiliger en nagenoeg onschadelijk voor de hulpverlener. Daarmee heeft de hulpverlener absolute zekerheid over de verbreking van de spanningsopbouw en de veiligheid van het systeem. Omdat de isolator zich uitstrekt tussen ten minste één geleider en de hanteermiddelen, vormt de isolator een elektrisch isolerende fysieke brug tussen de hanteermiddelen en de geleider. De hanteermiddelen kunnen daarmee op een voorafbepaalde locatie, bijvoorbeeld aan de buitenzijde van het frame, geplaatst zijn terwijl de geleider zich tussen de klemmen van de spanningstoestellen uitstrekt.
Bij voorkeur zijn de spanningstoestellen op een frame gemonteerd, waarbij de hanteermiddelen geplaatst zijn op een voorafbepaalde locatie aan de buitenzijde van het frame. Door de hanteermiddelen te voorzien aan de buitenzijde van het frame, zijn ze typisch gemakkelijk toegankelijk voor een hulpverlener in het geval van een noodsituatie. De hulpverlener kan de hanteermiddelen grijpen ter plaatse van de voorafbepaalde locatie aan de buitenzijde van het frame, en de geleiders naar buiten trekken.
Bij voorkeur bevatten de meerdere spanningstoestellen minstens drie spanningstoestellen, en waarbij de ten minste één geleiders minstens twee geleiders bevat voor het vermogenschakelen van de drie spanningstoestellen. Hierdoor kunnen meerdere verbindingen tussen meerdere spanningstoestellen in één beweging verbroken worden. De hanteermiddelen zijn via de isolator verbonden met de geleiders, welke geleiders via verbreekbare verbindingen met de spanningstoestellen verbonden zijn. Door de hanteermiddelen weg te trekken van de spanningstoestellen kunnen de twee geleiders in één beweging weggetrokken worden van de spanningstoestellen zodat de elektrische verbinding tussen de spanningstoestellen verbroken wordt.
Bij voorkeur bevat de ten minste één elektrische geleider ten minste twee geleiders die elk verbonden zijn met de isolator. Door twee geleiders te voorzien, kunnen ten minste drie spanningstoestellen in serie of in parallel of gecombineerd serie/parallel verbonden worden. Het verbinden van elk van deze geleiders met de isolators, laat toe om al deze geleiders te verwijderen van de spanningstoestellen via de hanteermiddelen. Daarmee wordt de spanningsopbouw op meerdere plaatsen doorbroken.
Bij voorkeur zijn de ten minste twee geleiders onderling verbonden via genoemde isolator. Door de geleiders te verbinden via de isolator, kunnen ze in één beweging, door aan de hanteermiddelen te trekken, van de spanningstoestellen verwijderd worden.
Bij voorkeur is het hulpstuk gevormd als een draad in dewelke de geleiders en de isolator alternerend gevormd zijn tot één langwerpig element. Een dergelijke draad met alternerende geleidende en isolerende segmenten, kan eenvoudig toegepast worden om spanningstoestellen te schakelen. Typisch zijn de spanningstoestellen die, bijvoorbeeld in serie, geschakeld worden op een logische wijze naast elkaar geordend zodat de draad van de ene naar de volgende en naar de daaropvolgende spanningstoestellen kan geleid worden. Ook het verwijderen van zulk een draad is eenvoudig, omdat zulk een draad door een kleine kanaalvormige opening zonder noemenswaardige weerstand kan verwijderd worden.
Bij voorkeur is genoemd hanteerdeel aan een eerste deel van de draad voorzien. Door het hanteerdeel aan een eind van de draad te voorzien, kan via het hanteerdeel de draad in zijn lengterichting verwijderd worden. Om een draad in zijn lengterichting te verwijderen, is weinig ruimte nodig. Een smal kanaal waar de draad in geplaatst is, zal voldoende zijn om de draad te verwijderen.
Bij voorkeur is een visuele indicator aangebracht ter plaatse van het tweede eind van de draad. De visuele indicator toont aan een hulpverlener die de draad verwijdert van de spanningstoestellen, dat de volledige draad verwijderd is. Hiermee is voor de hulpverlener alle twijfel weg dat de spanningstoestellen alsnog verbonden zijn of gedeeltelijk verbonden zijn. Wanneer de indicator zichtbaar is voor de hulpverlener nadat de hulpverlener de geleiders verwijdert van de spanningstoestellen, zijn daarmee alle geleiders verwijderd van de spanningstoestellen, en is de vermogenverbinding volledig doorbroken.
De uitvinding betreft verder een set zonnepanelen die in serie verbonden zijn via een hulpstuk volgens de uitvinding. Verder bevat de uitvinding een set batterijen die in serie verbonden zijn via een hulpstuk volgens de uitvinding. Verder betreft de uitvinding een voertuig voorzien van een set batterijen die verbonden zijn via een hulpstuk volgens de uitvinding, waarbij de hanteermiddelen via de buitenzijde van de carrosserie van het voertuig grijpbaar zijn.
Dergelijke constructie van een voertuig laat toe aan een hulpverlener om de seriële verbinding van de batterijen te doorbreken. Een hulpverlener kan na een vooraf bepaalde locatie aan de carrosserie van het voertuig gaan en daar de hanteermiddelen grijpen om zo de geleiders uit het voertuig te trekken. Wanneer de hulpverlener de geleiders in zijn handen heeft, en bij voorkeur een eindindicator ziet, heeft de hulpverlener absolute zekerheid dat de seriële verbinding doorbroken is.
De uitvinding zal nu nader worden beschreven aan de hand van een in de tekeningen weergegeven uitvoeringsvoorbeeld.
In de tekeningen laat : figuur 1 een eerste uitvoeringsvorm zien volgens de uitvinding; en figuur 2 een tweede uitvoeringsvorm zien volgens de uitvinding.
In de tekeningen is aan eenzelfde of analoog element eenzelfde verwijzingscijfer toegekend.
Spanningstoestel is gedefinieerd als een toestel dat voorzien is voor het leveren van spanning. Spanningstoestellen zijn bij voorkeur gekozen uit zonnepanelen en batterijen.
Vermogenschakelen van meerdere spanningstoestellen is gedefinieerd als het door middel van elektrische verbindingen schakelen van de spanningstoestellen om het totale uitgangsvermogen van de spanningstoestellen te combineren. Vermogenschakelen is typisch één of een combinatie van serieel schakelen en parallel schakelen. Bij voorkeur is vermogenschakelen gedefinieerd als serieel schakelen.
Figuur 1 toont meerdere spanningstoestellen 1. Elk spanningstoestel heeft twee klemmen 2, zijnde een plus-klem en een min-klem. De spanningstoestellen worden typisch in serie geschakeld om een uitgangsspanning te krijgen die een veelvoud is van de spanning van een individueel spanningstoestel. Hierbij wordt een ketting van spanningstoestellen gevormd, waarbij in de ketting aangrenzende spanningstoestellen verbonden zijn via een elektrische geleider die de positieve klem van het ene spanningstoestel verbindt met een negatieve klem van het andere spanningstoestel. Hierdoor wordt de totale spanning tussen het beginpunt en het eindpunt van de ketting opgebouwd. Deze totale spanning is de som van de spanningen van de individuele spanningstoestellen in de ketting. Eenzelfde redenering kan toegepast worden voor parallel geschakelde spanningstoestellen of toestellen waarbij een combinatie van serie en parallel schakelingen gebruikt wordt.
De spanningstoestellen zijn via een hulpstuk volgens de uitvinding met elkaar verbonden om zo een vermogenschakeling te vormen. Figuur 1 toont een draadvormig hulpstuk waarbij de draad gevormd wordt door een opeenvolging van isolatoren 5 en geleiders 3. Daarbij kan een draad flexibel zijn, een vaste stijve vorm hebben alsook een combinatie daarvan. De geleiders 3 zijn verbonden met de klemmen van de spanningstoestellen, om de spanningstoestellen in serie te schakelen. Hiertoe strekt elke geleider 3 zich uit tussen een positieve klem van een spanningstoestel en een negatieve klem van een aangrenzend spanningstoestel. De verbinding tussen de klemmen van de spanningstoestellen en de geleiders 3 zijn verbreekbaar. In de praktijk kan een verbreekbare verbinding op meerdere verschillende wijzen gerealiseerd worden. Bijvoorbeeld kunnen knijpelementen voorzien worden ter plaatse van klemmen van spanningstoestellen, die de geleider vast knijpen met een voorafbepaalde kracht en op zodanige wijze dat de geleiders uit de knijpers getrokken kunnen worden door een kracht die groter is dan de knijpkracht. Alternatief kunnen de geleiders door een oog geleid worden ter plaatse van de klemmen van de spanningstoestellen, waarbij het oog al dan niet spant rond de geleiders. Daarbij kan de geleider doorheen het oog getrokken worden om zo de verbinding te verbreken. Als verder alternatief kan een mechanische verbinding met een insnijding of inkeping voorzien worden, waardoor de fysieke diameter ter plaatse van de inkeping klein is zodat de verbinding daar kapot gebroken of gescheurd kan worden. Verdere verbindingen die zodanig gevormd zijn dat bij het aanbrengen van een voorafbepaalde kracht aan de geleider de verbinding fysiek verbreekt, kunnen eveneens toegepast worden.
In het hulpstuk volgens de uitvoeringsvorm weergegeven in figuur 1, strekken isolatoren 5 zich uit tussen de geleiders 3. De isolatoren 5 verbinden daarmee de geleiders 3 uit het hulpstuk onderling. De isolatoren 5 kunnen verder gebruikt worden om de geleiders te positioneren en/of fixeren ten opzichte van de klemmen van de spanningstoestellen 1. Zo kan de draad aan een tweede eind 7 voorzien zijn van een verbreekbare verbinding. Deze verbreekbare verbinding verbindt het frame (niet weergegeven), waarop de spanningstoestellen 1 gemonteerd zijn, met het hulpstuk. Door het tweede eind 7 met het frame te verbinden met een verbreekbare verbinding, wordt het hulpstuk gepositioneerd en vastgehouden ten opzichte van de spanningstoestellen 1. Aan een eerste eind van de draad zijn hanteermiddelen 6 voorzien. De hanteermiddelen zijn voorzien aan een isolator 5 ter plaatse van het eerste eind van de draad. Deze hanteermiddelen kunnen op verschillende wijzen uitgevoerd worden. Zo kan een handvat voorzien worden aan de isolator 5 of kan een lus voorzien worden, of kan een verdikking voorzien worden die het hanteren van de draad vergemakkelijkt. Als hanteermiddel kan eveneens een stuk isolator 5 voorzien worden, dat een zodanige lengte heeft, dat het, enkel al door zijn lengte, eenvoudig te grijpen en hanteren is. Verder alternatief kan een rol voor het oprollen van de draad voorzien worden, welke rol manueel bedienbaar is om de draad te verwijderen.
In figuur 1 is het hulpmiddel weergegeven als een draad waarbij het materiaal afwisselend geleidend 3 en isolerend 5 is. Het hulpmiddel kan ook alternatief opgebouwd worden. Zo kan een continue stalen draad voorzien worden die zich uitstrekt tussen een hanteermiddel 6 en een tweede eind 7. Deze continue stalen draad kan dan op vooraf bepaalde plaatsen voorzien zijn van een elektrische geleider 3, die door middel van een isolator bevestigd is op de stalen draad zodanig dat de isolator zich tussen de stalen draad en de elektrische geleider uitstrekt zodoende deze elektrisch van elkaar te isoleren. De elektrische geleider 3 kan bijvoorbeeld uitgevoerd worden als een zekering. Deze elektrische geleider 3 wordt verbonden met klemmen van de spanningstoestellen om deze te schakelen. Het hanteermiddel kan dan aan het eerste eind van de stalen draad bevestigd zijn. Omdat tussen de stalen draad en de elektrische geleider 3 een isolator geplaatst is, kan gesteld worden dat de isolator zich ook uitstrekt tussen de elektrische geleider 3 en de hanteermiddelen 6.
Verbinden van de elektrische geleider 3 met klemmen van de spanningstoestellen kan rechtstreeks, zoals weergegeven in de figuren. Dit wil zeggen dat de elektrische geleider 3 ter plaatse van de klem verbonden is met het spanningstoestel. Alternatief kan de elektrische geleider 3 ook onrechtstreeks verbonden worden met de klemmen van de spanningstoestellen. Zo kan bijvoorbeeld een rail voorzien worden die langs de spanningstoestellen loopt, waarbij de klemmen van de spanningstoestellen door middel van kabels bijvoorbeeld via connectoren met de rail verbonden worden en waarbij de elektrische geleider ter plaatse van de rail met de kabels en/of connectoren verbonden wordt om zo onrechtstreeks met de klemmen van de spanningstoestellen verbonden te zijn.
In de uitvoeringsvorm waarin het hulpstuk gevormd is als een draad met meerdere elektrische geleiders 3, is bij voorkeur de lengte van de draad tussen twee opeenvolgende elektrische geleiders groter dan de afstand tussen de overeenstemmende verbindingspunten met de klemmen van de spanningstoestellen. Dit heeft als gevolg dat wanneer aan de draad getrokken wordt, de trekkracht telkens hoofdzakelijk volledig op de eerstvolgende nog niet verbroken verbinding komt te staan, waardoor noemenswaardig minder kracht nodig is om de draad te verwijderen en de verbindingen te verbreken.
Het uitvoeringsvoorbeeld van figuur 1 toont twee sets batterijen 1, een bovenste set en een onderste set. Elk van de twee sets is voorzien van een hulpstuk volgens de uitvinding met geleiders 3 en isolatoren 5. Het hulpstuk is bij beide sets uitgevoerd als een draad, waarbij het eerste eind van de draden samengebracht wordt naar één hanteerdeel 6. In het uitvoeringsvoorbeeld van figuur 1, zijn niet alle verbindingen uit de seriële schakeling van de batterijen gevormd door geleiders uit het hulpstuk volgens de uitvinding. De figuur toont hoe verdere geleiders 4 voorzien zijn om een deel van de batterijen onderling te verbinden. Het feit dat deze verbindingen geen deel uitmaken van het hulpstuk volgens de uitvinding, en dus ook typisch niet verwijderd kunnen worden van de batterijen samen met het hulpstuk, doet niet af aan de werkingsprincipes en correcte werking van het hulpstuk volgens de uitvinding. Namelijk wanneer het hulpstuk volgens de uitvinding met de geleiders 3 en de isolatoren 5 zou verwijderd worden van de spanningstoestellen weergegeven in figuur 1, en de verdere geleiders 4 blijven zitten, is de maximale restspanning gelijk aan de som van twee spanningstoestellen. Deze restspanning is nog steeds noemenswaardig kleiner dan de totale spanning die door de in serie geschakelde spanningstoestellen verkregen wordt. Het zal daarom duidelijk zijn dat het niet essentieel is dat alle geleiders uit de serieschakeling van spanningstoestellen deel zijn van het hulpstuk volgens de uitvinding, opdat het hulpstuk zijn functie kan uitoefenen.
Het toepassen van de uitvinding voor het verbreken van een seriële verbinding van batterijen heeft een verder veiligheidsgerelateerd voordeel. Wanneer batterijen opwarmen boven een vooraf bepaalde temperatuur die ook wel de thermische runaway temperatuur genoemd wordt, vindt in de batterij een exotherme chemische reactie plaats die door blussen niet of moeilijk te stoppen is. Deze reactie heeft verder als gevolg dat de interne weerstand van de batterij daalt, waardoor de stroom die door de batterij vloeit hoger kan worden. Wanneer deze batterij elektrisch verbonden is met naburige batterijen, kan de hogere stroom ook de naburige batterijen opwarmen tot aan de runaway temperatuur zodat een domino effect bekomen wordt waarbij alle batterijen in brand komen te staan. Door het elektrisch ontkoppelen van de batterijen via het hulpstuk volgens de uitvinding, kan aansteken van de ene batterij door de andere batterij ten minste voor wat betreft de elektrische verbinding voorkomen worden. In het bijzonder omdat de exotherme reactie niet door blussen te stoppen is, is het voorkomen van het bereiken van deze reactie in naburige batterijen cruciaal. Dit wordt bekomen door het hulpstuk van de uitvinding.
Het gebruik van het hulpstuk volgens de uitvinding is zeer eenvoudig en efficiënt. Wanneer zich een noodsituatie voordoet waarbij de spanning verkregen door de serieschakeling van de spanningstoestellen een gevaar vormt, kan via het hulpstuk volgens de uitvinding de spanningsopbouw doorbroken worden. Een voorbeeld van een dergelijke situatie is een brand aan een woning waar zonnepanelen op geplaatst zijn. Een ander voorbeeld van zulk een situatie is een crash van een hybride of elektrische wagen waarin een set batterijen zit. Het hulpstuk kan eveneens toegepast worden in minder kritische situaties, bijvoorbeeld bij onderhoudswerken aan de spanningstoestellen of aan gerelateerd elementen. In elke situatie waarbij de spanning die verkregen is door de schakeling van de spanningstoestellen een gevaar vormt, kan het hulpstuk volgens de uitvinding gebruikt worden.
In het uitvoeringsvoorbeeld van figuur 1 zal, wanneer een operator aan de hanteermiddelen 6 trekt (met een voldoende hoge kracht), de verbinding tussen de geleiders 3 en de klemmen alsook de verbinding tussen het tweede eind 7 en het frame verbroken worden, en kan de draad die de geleiders 3 en de isolatoren 5 bevat integraal verwijderd worden van de spanningstoestellen 1. Daarbij zal duidelijk zijn dat de verbreking van de verbinding niet noodzakelijk destructief is, het afbreken van iets, maar dat dit ook mogelijk is door het lossen van een klemsysteem. Daarmee krijgt de operator het hulpstuk volledig in handen. Wanneer een operator het hulpstuk in handen heeft, en daarmee de geleiders 3 visueel kan zien, is de operator absoluut zeker dat de spanningsopbouw doorbroken is. Daarmee weet de operator dat slechts de restspanning blijft staan, en dat dus op een veilige (of veiligere) manier gewerkt kan worden aan de spanningstoestellen. Om de zekerheid voor de operator verder te verhogen, wordt bij voorkeur een visuele indicator voorzien ter plaatse van het tweede eind 7 van de draad. Wanneer de operator de draad van de spanningstoestellen verwijderd heeft, en daarmee het hulpstuk met de geleiders en isolatoren 5 in handen heeft, kan de operator door het zien van de visuele indicator 7 zeker zijn dat de volledige draad van de spanningstoestellen verwijderd is. Dit voorkomt een foute interpretatie (wanneer bijvoorbeeld de draad zou breken waardoor een noemenswaardig aantal spanningstoestellen nog in serie geschakeld blijft) waarbij de operator de situatie onterecht veilig acht. Wanneer de operator de visuele indicator niet ziet, weet hij dat het systeem ten minste niet volledig gewerkt heeft, en dat er rekening gehouden moet worden met een risico van hoge spanning. In het uitvoeringsvoorbeeld van figuur 1 zal de operator door aan de hanteermiddelen 6 te trekken, twee draden in handen krijgen, waarbij elk van de draden op het einde 7 van een visuele indicator voorzien is.
Figuur 2 toont een alternatieve uitvoeringsvorm van de uitvinding. In figuur 2 zijn vier batterijen 1 weergegeven, die in serie geschakeld zijn door geleiders 3. Elk van de geleiders 3 is via een isolator 5 verbonden met een handvat 6. Dit handvat 6 is bij voorkeur geplaatst op een afstand van de batterijen 1. De verbinding tussen de geleiders 3 en de klemmen 2 van de batterijen 1 zijn verbreekbaar. Door aan de hanteermiddelen 6 te trekken met een voorafbepaalde kracht, breken de verbindingen tussen de klemmen 2 en de geleiders 3 en worden de geleiders zo van de batterijen 1 verwijderd. Een operator kan zo de geleiders 3 via de isolatoren 5 van de batterijen verwijderen. Een operator krijgt zo een hulpstuk met de hanteermiddelen, de isolatoren 5 en de geleiders 3 in zijn hand. Hierdoor weet de operator dat de verbinding tussen de batterijen verwijderd is, en daarmee de vermogenopbouw doorbroken is.
Figuren 1 en 2 tonen sets batterijen. Echter, het zal duidelijk zijn dat dezelfde principes toepasbaar zijn op andere spanningstoestellen zoals zonnepanelen en brandstofcellen. Dergelijke spanningstoestellen worden, in het bijzonder wanneer ze in serie geschakeld worden, typisch op een frame bevestigd. Het hulpstuk van de uitvinding heeft bevestigingsmiddelen die typisch geplaatst worden in een zone buiten het frame. Zo kan een operator de hanteermiddelen gemakkelijk grijpen om zo het hulpstuk volgens de uitvinding van de spanningstoestellen te verwijderen.
In het voorbeeld van een wagen waarin een set batterijen voorzien is, zijn de hanteermiddelen bij voorkeur voorzien ter plaatse van de carrosserie op zodanige wijze dat ze van buiten de carrosserie bereikbaar zijn. Bijvoorbeeld kunnen de hanteermiddelen voorzien worden achter het klepje waar ook de benzinetank toevoer, of elektrische aansluitmogelijkheden, achter zitten. Alternatief kunnen de bevestigingsmiddelen achter een speciaal daarvoor voorzien klepje komen te zitten, of kunnen ze op een andere manier toegankelijk gemaakt worden voor een operator.
In bovenstaande voorbeelden worden steeds spanningstoestellen genoemd die in serie geschakeld worden. In dit kader wordt opgemerkt dat de uitvinding zoals gedefinieerd in de conclusies niet beperkt is tot een dergelijke situatie. De geleiders zullen dan wel geschikt zijn voor het in serie schakelen van spanningstoestellen, echter geleiders die hiervoor geschikt zijn, kunnen eveneens aangewend worden voor het in parallel schakelen van spanningstoestellen. Via het hulpstuk van de uitvinding kan een dergelijke parallelle schakeling eveneens verbroken worden.
Claims (13)
- Conclusies1. Hulpstuk voor het vermogenschakelen van meerdere spanningstoestellen, waarbij het hulpstuk ten minste één elektrische geleider bevat die via verbindingen met klemmen van de spanningstoestellen verbonden is teneinde de spanningstoestellen te schakelen, daardoor gekenmerkt dat de verbindingen verbreekbaar zijn en waarbij het hulpstuk verder een isolator en hanteermiddelen bevat, welke isolator met de ten minste één elektrische geleider verbonden is en welke voorzien is om de ten minste één elektrische geleider van de spanningstoestellen te verwijderen zodoende de verbindingen te verbreken, waarbij de isolator zich uitstrekt tussen de ten minste één geleider en de hanteermiddelen.
- 2. Hulpstuk volgens conclusie 1, waarbij de spanningstoestellen op een frame gemonteerd zijn, waarbij de hanteermiddelen geplaatst zijn op een voorafbepaalde locatie aan de buitenzijde van het frame.
- 3. Hulpstuk volgens conclusie 1 of 2, waarbij de meerdere spanningstoestellen minstens drie spanningstoestellen bevatten, en waarbij de ten minste één geleiders minstens twee geleiders bevat voor het vermogenschakelen van de spanningstoestellen.
- 4. Hulpstuk volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij de ten minste één elektrische geleider ten minste twee elektrische geleiders bevat die elk verbonden zijn met de isolator.
- 5. Hulpstuk volgens conclusie 4, waarbij genoemde ten minste twee elektrische geleiders onderling verbonden zijn via genoemde isolator.
- 6. Hulpstuk volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij het hulpstuk gevormd is als een draad in dewelke genoemde elektrische geleiders en genoemde isolator alternerend gevormd zijn tot één langwerpig element.
- 7. Hulpstuk volgens conclusie 6, waarbij genoemd hanteerdeel aan een eerste eind van de draad is voorzien.
- 8. Hulpstuk volgens conclusie 6 of 7, waarbij genoemde verbindingen door middel van een breekelement gevormd zijn ten minste ter plaatse van een tweede eind van de draad.
- 9. Hulpstuk volgens conclusie 8, waarbij een visuele indicator aangebracht is ter plaatse van het tweede eind van de draad.
- 10. Hulpstuk volgens één van de conclusies 6 tot 8, waarbij de draad ter plaatse van de klemmen van de spanningstoestellen door een oog geleid is.
- 11. Set zonnepannelen die in serie verbonden zijn via een hulpstuk volgens één van de voorgaande conclusies.
- 12. Set batterijen die in serie verbonden zijn via een hulpstuk volgens één van de conclusies 1-10.
- 13. Voertuig voorzien van een set batterijen volgens conclusie 12, waarbij genoemde hanteermiddelen via de buitenzijde van de carrosserie van het voertuig grijpbaar zijn.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
BE2015/5151A BE1022839B1 (nl) | 2015-03-16 | 2015-03-16 | Hulpstuk |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
BE2015/5151A BE1022839B1 (nl) | 2015-03-16 | 2015-03-16 | Hulpstuk |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
BE1022839A1 BE1022839A1 (nl) | 2016-09-20 |
BE1022839B1 true BE1022839B1 (nl) | 2016-09-20 |
Family
ID=53793882
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
BE2015/5151A BE1022839B1 (nl) | 2015-03-16 | 2015-03-16 | Hulpstuk |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
BE (1) | BE1022839B1 (nl) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4039239A (en) * | 1976-03-24 | 1977-08-02 | Amp Incorporated | Wire slot clip |
US20020187376A1 (en) * | 2001-06-11 | 2002-12-12 | Hiroaki Nishiumi | Fuel cell module and fuel cell motor vehicle |
US20120164489A1 (en) * | 2010-12-24 | 2012-06-28 | Wataru Okada | Power source apparatus equipped with a service plug and vehicle carrying that power source apparatus |
US20130235499A1 (en) * | 2011-05-31 | 2013-09-12 | Lg Chem, Ltd. | Unit rack for power storage and power storage apparatus comprising the same |
-
2015
- 2015-03-16 BE BE2015/5151A patent/BE1022839B1/nl not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4039239A (en) * | 1976-03-24 | 1977-08-02 | Amp Incorporated | Wire slot clip |
US20020187376A1 (en) * | 2001-06-11 | 2002-12-12 | Hiroaki Nishiumi | Fuel cell module and fuel cell motor vehicle |
US20120164489A1 (en) * | 2010-12-24 | 2012-06-28 | Wataru Okada | Power source apparatus equipped with a service plug and vehicle carrying that power source apparatus |
US20130235499A1 (en) * | 2011-05-31 | 2013-09-12 | Lg Chem, Ltd. | Unit rack for power storage and power storage apparatus comprising the same |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
BE1022839A1 (nl) | 2016-09-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20200350131A1 (en) | High voltage electric line cutter device | |
DE102005018173B4 (de) | Schalteinrichtung zur sicheren Betriebsunterbrechung von Photovoltaikanlagen | |
CN104396052B (zh) | 蓄电池管理***、机动车和蓄电池模块 | |
CN109070756B (zh) | 包括保险装置的高压电池*** | |
KR101760496B1 (ko) | 전지팩 방전 장치 및 전지팩 방전 방법 | |
CN108028156A (zh) | 保护开关 | |
DE102010029806A1 (de) | Elektrisches System | |
CN109874353A (zh) | 安全方法、用于实现该安全方法的装置以及混合动力或电动车辆 | |
WO2015078049A1 (en) | A connection device and method for vehicle | |
CN110892600B (zh) | 充电*** | |
DE102013017409A1 (de) | Batteriesystem mit einer Hochvolt-Batterie und einem Batterie-Management-System, insbesondere für ein elektromotorisch antreibbares Fahrzeug | |
EP3489981A1 (en) | Switching device, moving body and power supply system | |
BE1022839B1 (nl) | Hulpstuk | |
KR101968036B1 (ko) | 배터리를 제조하기 위한 방법, 배터리 및 자동차 | |
JP7042597B2 (ja) | 車両用制御装置及び電動車両 | |
CN102077387A (zh) | 用于高压应用的电池单元设备、连接器和断开器设备及方法 | |
CN109283884A (zh) | 站台门等电位智能导通装置 | |
DE102019128769A1 (de) | Spannungslos-Machen eines Fahrzeugs für eine Rettungsaktion | |
DE102020116974A1 (de) | Leistungsschalter für Gleichströme | |
WO2021091497A1 (en) | Switch for interruption of a direct current circuit powered by two electric voltage sources | |
CN111742378B (zh) | 电缆 | |
US11990299B2 (en) | Switch-off device, high-voltage onboard electrical system, and motor vehicle | |
US421177A (en) | Safety device for electric circuits | |
Gaton | Electrical safety for EVs | |
CN207753127U (zh) | 一种新能源汽车动力电池安全保护*** |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FG | Patent granted |
Effective date: 20160920 |
|
MM | Lapsed because of non-payment of the annual fee |
Effective date: 20170331 |