DE102011085368A1 - Akkupack mit Sicherung - Google Patents

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Abstract

Akkupack mit wenigstens zwei Serienschaltungen von Batteriezellen die parallel geschaltet sind, wobei jede Serienschaltung wenigstens zwei Batteriezellen aufweist, die über eine Verbindungsleitung miteinander verbunden sind, wobei eine leitende Verbindung zwischen den Verbindungsleitungen der zwei Serienschaltungen vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine elektrische Sicherung in der leitenden Verbindung vorgesehen ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Akkupack gemäß Patentanspruch 1.
  • Stand der Technik
  • Im Stand der Technik sind Akkupacks in den verschiedensten Kombinationen von Serien- und Parallelschaltung bekannt. Dabei werden Sicherungen verwendet, die einen Stromfluss in serieller Richtung auf einen Maximalwert begrenzen.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, den Akkupack zu verbessern und insbesondere gegen eine Aufheizung zu schützen.
  • Die Aufgabe der Erfindung wird durch den Akkupack gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Der beschriebene Akkupack weist den Vorteil auf, dass auch bei einer elektrisch kurz geschlossenen Zelle mit einem Kurzschluss eine parallel geschaltete Zelle nicht überhitzen kann. Dies wird dadurch erreicht, dass zwischen zwei parallel geschalteten Zellen eine elektrische Sicherung angeordnet ist. Auf diese Weise kann bei einem Kurzschluss in einer Zelle eine Überhitzung der korrekt funktionierenden, parallel angeordneten Zelle vermieden werden. Damit wird eine Übertemperatur der Zelle vermieden, so dass insbesondere Lithiumionenzellen nicht in Brand geraten oder explodieren.
  • In einer weiteren Ausführungsform ist die Sicherung als Schmelzsicherung ausgebildet. Die Verwendung der Schmelzsicherung ist ein einfaches und kostengünstiges Mittel, um einen maximalen Stromfluss zu begrenzen.
  • In einer weiteren Ausführungsform ist die Sicherung in Form eines dünnen Metallstreifens, insbesondere als Draht ausgebildet. Dadurch wird eine einfache und kostengünstige Sicherung bereitgestellt.
  • In einer weiteren Ausführungsform ist die leitende Verbindung mit der Sicherung auf einer Platine integriert. Beispielsweise kann eine Leiterbahn der Platine als Schmelzsicherung verwendet werden. Somit ist eine kostengünstige Ausbildung der Sicherung möglich.
  • In einer weiteren Ausbildungsform ist die Sicherung zwischen zwei Zellverbinder angeordnet, die wenigstens zwei Zellen elektrisch leitend parallel schaltet. Damit ist eine kompakte und einfache Ausführung des Akkupacks möglich.
  • Vorzugsweise ist die Sicherung mit dem Zellverbinder einteilig ausgebildet. Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen
  • 1 eine erste Ausführungsform eines Akkupacks,
  • 2 eine zweite Ausführungsform eines Akkupacks, und
  • 3 eine schematische Darstellung eines Akkupacks mit Zellverbindern.
  • 1 zeigt in einer schematischen Darstellung einen Akkupack 1 mit zwei Serienschaltungen 2, 3 von jeweils vier Batteriezellen, im Folgenden als Zellen 4 bezeichnet. Der Akkupack 1 weist einen ersten und einen zweiten elektrischen Anschluss 9, 10 auf. Die in einer Serienschaltung 2, 3 angeordneten Zellen 4 sind jeweils über eine Verbindungsleitung 5 miteinander verbunden. Jeweils zwei Verbindungsleitungen 5 sind über eine elektrische Leitung 6 miteinander verbunden. In der elektrischen Leitung 6 ist eine elektrische Sicherung 7 integriert. Auf diese Weise sind in dem dargestellten Ausführungsbeispiel alle Verbindungsleitungen 5 der ersten Serienschaltung 2 jeweils über eine Sicherung 7 mit den entsprechenden Verbindungsleitungen 5 der zweiten Serienschaltung 3 verbunden. Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann auch nur ein Teil der Verbindungsleitungen 5 der Serienschaltungen 2, 3 über eine Sicherung 7 verbunden sein.
  • 2 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Akkupacks, bei der zusätzlich zu der ersten oder zweiten Serienschaltung 2, 3 noch eine dritte Serienschaltung 8 von Zellen 4 vorgesehen ist, die parallel zu der ersten oder zweiten Serienschaltung 2, 3 angeordnet ist. In dieser Ausführungsform sind auch die Verbindungsleitungen 5 der dritten Serienschaltung 8 jeweils über eine Leitung 6 mit einer Sicherung 7 an die Verbindungsleitungen 5 der zweiten Serienschaltung 3 angeschlossen.
  • Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann die Sicherung 7 beispielsweise als Schmelzsicherung ausgebildet sein. Als Schmelzsicherung kann beispielsweise ein dünner Metallstreifen, insbesondere ein Metalldraht verwendet werden.
  • In einer weiteren Ausführungsform kann die Sicherung 7 auf einer Platine des Akkupacks 1 angeordnet sein. Bei der Verwendung einer Platine kann die Sicherung 7 beispielsweise in Form einer Leiterbahn ausgebildet sein, die entsprechend dimensioniert ist, um als Schmelzsicherung zu dienen.
  • In einer weiteren Ausführungsform kann die Schmelzsicherung in einen Zellverbinder integriert sein.
  • 3 zeigt eine Anordnung mit vier Zellen 15, 16, 17, 18, die über einen Zellverbinder 11 elektrisch leitend miteinander verbunden sind. Der Zellverbinder 11 weist einen ersten und einen zweiten Verbindungsteil 12, 13 auf, die über ein Verbindungsstück 14 miteinander verbunden sind. Das Verbindungsstück 14 weist einen entsprechend dünnen Querschnitt auf, um als Sicherung zu dienen. Das erste Teilstück 12 ist mit einem Minuspol der ersten Zelle 15 und mit einem Pluspol der zweiten Zelle 16 verbunden. Die erste und die zweite Zelle 15, 16 sind in Serie geschaltet und Teil der ersten Serienschaltung 2, wie z.B. in 1 oder 2 dargestellt ist. Das zweite Teilstück 13 ist mit einem Minuspol der dritten Zelle 17 und einem Pluspol der vierten Zelle 18 verbunden. Die dritte und die vierte Zelle 17, 18 sind in Serie geschaltet und Teil einer zweiten Serienschaltung 3, wie z.B. in 1 oder 2 dargestellt ist. Das erste und das zweite Teilstück 12, 13 stellen somit eine Verbindungsleitung 5 gemäß der Ausführung der 1 dar. Das Verbindungsstück 14 stellt eine Sicherung dar. Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann das Verbindungsstück 14 auch als Schmelzsicherung ausgebildet sein. Zudem kann das Verbindungsstück 14 als separater Draht ausgebildet sein, der mit dem ersten und dem zweiten Teilstück 12, 13 elektrisch leitend verbunden ist. In einer weiteren Ausbildungsform können das erste und das zweite Teilstück 12, 13 mit dem Verbindungsstück 14 einteilig ausgebildet sein. Insbesondere kann der Zellverbinder 11 aus einem metallisch leitenden Blech herausgestanzt sein. Damit ist eine besonders günstige und einfache Herstellung des Zellverbinders möglich.

Claims (7)

  1. Akkupack (1) mit wenigstens zwei Serienschaltungen (2, 3, 8) von Batteriezellen die parallel geschaltet sind, wobei jede Serienschaltung (2, 3, 8) wenigstens zwei Batteriezellen (4) aufweist, die über eine Verbindungsleitung (5) miteinander verbunden sind, wobei eine leitende Verbindung (6) zwischen den Verbindungsleitungen (5) der zwei Serienschaltungen (2, 3, 8) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine elektrische Sicherung (7) in der leitenden Verbindung (6) vorgesehen ist.
  2. Akkupack nach Anspruch 1, wobei die Sicherung als Schmelzsicherung ausgebildet ist.
  3. Akkupack nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Sicherung als dünner Metallstreifen, insbesondere als Draht ausgebildet ist.
  4. Akkupack nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die leitende Verbindung mit der Sicherung auf einer Platine integriert ist.
  5. Akkupack nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Sicherung (14) in einen Zellverbinder (11) integriert ist, der wenigstens zwei Batteriezellen (15, 16, 17, 18) miteinander elektrisch leitend verbindet.
  6. Akkupack nach Anspruch 5, wobei die Sicherung (14) einteilig mit dem Zellverbinder (11) ausgebildet ist.
  7. Akkupack nach Anspruch 6, wobei die Sicherung und der Zellverbinder (11) aus einem Blech gestanzt sind.
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