DE3246968A1 - Electrical battery having a plurality of cylindrical cells which are located side by side and are arranged parallel to one another - Google Patents
Electrical battery having a plurality of cylindrical cells which are located side by side and are arranged parallel to one anotherInfo
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Abstract
Description
Elektrische Batterie mit mehreren neben- Electric battery with several
einanderlieqenden zueinander parallel angeordneten zylindrischen Zellen. lying parallel to each other cylindrical Cells.
Gegenstand der Erfindung ist eine elektrische Batterie mit mehreren nebeneinanderliegenden, zueinander parallel angeordneten zylindrischen Zellen, die in wenigstens zwei Schichten angeordnet sind und die auf beiden Seiten durch elektrische Kontaktanordnungen miteinander verbunden sind, auf denen sich Kontsktbshnen befinden.The invention relates to an electric battery with several adjacent, parallel to each other arranged cylindrical cells, the are arranged in at least two layers and those on both sides by electrical Contact arrangements are connected to each other, on which Kontsktbshnen are.
Es ist aus der DE-OS 31 0-2 771 bekannt, Batterien aus mEhreren parallel angeordneten zylindrischen Zellen aufzubauen. In der Praxis weisen die positiven und die negativen Anschlüsse der Einzelnen Zellen jeweils in die gleiche Richtung. Beim Aufbau einer 9V-Batterie aus sechs 1,5U-Zellen werden dann beispielsweise die Zellen durch verhSltnismSßig lange Verbinder in der Lage der Zellenhdhe in Reihe geschaltet. Hierzu ist ein beträchtlicher Isolationsaufwand erforderlich; außerdem wird die Montage verhältnismäßig kompliziert.It is known from DE-OS 31 0-2 771, batteries from several parallel arranged cylindrical cells to build up. In practice, the positive ones show and the negative connections of the individual cells in the same direction. When building a 9V battery from six 1.5U cells, the Cells in series through relatively long connectors in the position of cell height switched. A considerable amount of isolation is required for this; aside from that the assembly is relatively complicated.
Als nachteilig erweist sich in der beschriebenen Anordnung die verhältnismäßig aufwendige Kontaktierung zwischen den Elementarzellen, wobei dreifach geschichtete Isolierstoffplatten für die Kontaktierung der Zellen untereinander bzw.In the described arrangement, the relative proves to be disadvantageous elaborate contacting between the unit cells, being triple-layered Insulating material plates for contacting the cells with one another or
für die Endkontakte erforderlich sind.for which end contacts are required.
Es ist weiterhin bekannt, mehrere zylindrische Einzelzellen durch gefaltete Papierstreifen mit eufkaschierten Kontaktstreifen zu einer Batterie zu verbinden. Dabei sind zwar verhältnismäBig kurze Verbindungswege zwischen den Zellen zu erzielen, doch sind derartige Kontaktierungen in der Pr2xws aufgrund ihres instabilen Aufbaus nur sehr schwer zu handhaben; zudem sind die Kontaktstreifen aus mindestens drei Einzelteilen aufzubauen.It is also known to have several cylindrical single cells folded paper strips with laminated contact strips to form a battery associate. It is true that the connecting paths between the cells are relatively short to achieve, but such contacts are in the Pr2xws due their unstable structure is very difficult to handle; also are the contact strips to be built from at least three individual parts.
Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, mehrere galvanische Einzelelemente auf einfache Weise zusammenzufassen, wobei die an sich gegenüberliegenden Stirnflächen befindlichen Kontakte durch Kontaktplatten abgedeckt werden sollen, die gleichzeitig die Kontaktelemente darstellen.The object of the invention is to provide several galvanic individual elements to summarize in a simple way, with the opposite end faces located contacts should be covered by contact plates, which at the same time represent the contact elements.
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß wenigstens eine der Kontakianordnungen als Isulierplatte mit Kontaktbehnen in Form einer gedruckten Schaltung ausgebildet ist.The object is achieved in that at least one of the contact arrangements designed as an insulating plate with Kontaktbehnen in the form of a printed circuit is.
Im folgenden ist der Gegenstand per Erfindung anhand der Figuren 1 und 2 näher erläutert. Figur 1 zeigt in einer schematischen Darstellung die zusammengefaßten Zellen und deren Kontaktplatten ohne das später aufzusetzende Außengehäuse. Figur 2 a stellt einen Querschnitt durch das Batteriegehäuse mit eingelegten Zellen dar, Figur 2 b zeigt eine weitere mögliche Ausführungsform einer Kontaktanordnung.The subject matter of the invention is described below with reference to FIGS and 2 explained in more detail. Figure 1 shows in a schematic representation the summarized Cells and their contact plates without the outer housing to be attached later. figure 2 a shows a cross section through the battery housing with inserted cells, Figure 2b shows a further possible embodiment of a contact arrangement.
Figur 1 zeigt den aus sechs zylindrischen Zellen 1, 2, 3, 4, 5, 6 bestehenden Zellenblock sowie die oberen und unteren Kontaktplatten 7, 8. Zur besseren Übersicht ist im linken oberen Teil der Figur 1 die Kontaktplatte 7 um 1800 gedreht dargestellt, so daß die Zellenkontakte für den oberen Teil des Zellenblockes sichtbar werden. Rechts daneben befindet sich die Darstellung der oberen Kontaktplatte über der zur Endmontage vorbereiteten Batterie. Dabei werden die Kontaktplatten 7 und 8 in Richtung der Stirnflächen des Zellenblockes geschoben und durch ein quaderförmiges Batteriegehäuse zusammengehalten.FIG. 1 shows that made up of six cylindrical cells 1, 2, 3, 4, 5, 6 existing cell block and the upper and lower contact plates 7, 8. For better Overview, the contact plate 7 is rotated by 1800 in the upper left part of FIG shown so that the cell contacts for the upper part of the cell block are visible will. To the right of this is the representation of the upper contact plate above the battery prepared for final assembly. The contact plates 7 and 8 pushed in the direction of the end faces of the cell block and through a cuboid Battery case held together.
Auf die Darstellung des Batteriegehäuses wurde zwecks besserer Übersicht verzichtet. Es kann beispielsweise die gleichen Ab- messungen und Kontaktanordnungen wie die üblichen Gehäuse für SV-Batterien besitzen.The representation of the battery housing has been added for the purpose of a better overview waived. For example, the same ab- measurements and Have contact arrangements like the usual housing for SV batteries.
Gemäß Figur 1 sind jeweils drei zylindrische Zellen in zwei zueinander parallel verlaufenden Reihen angeordnet. Dabei sind dir positiven Pole der Zellen 1, 3, 5 einer ersten Reihe nach oben gerichtet, während sie bei den Zellen 2, 4, 6 der zweiten Reihe nach unten gerichtet sind. Auf diese Weise soll durch auf den oberen und unteren Stirnflächen der Zellen liegende #ontaktplatten 7, 8 auf möglichst einfache Weise eine elektrische Reihenschaltung der Zellen aufgebaut werden.According to Figure 1, three cylindrical cells are in two to each other arranged parallel rows. You are the positive poles of the cells 1, 3, 5 of a first row facing upwards, while cells 2, 4, 6 of the second row are directed downwards. In this way, through to the Contact plates 7, 8 located on the upper and lower end faces of the cells, if possible a simple way to set up an electrical series connection of the cells.
Die obere Kontaktplatte 7 besteht aus einer Leiterplatte mit einer gedruckten Schaltung der Kontaktbahnen 9, 10, 11, 12.The upper contact plate 7 consists of a circuit board with a printed circuit of the contact tracks 9, 10, 11, 12.
In die Kontaktbahnen 9 und 12 sind die Batterieendkontakte 13, 14 eingenietet. Die Kontaktplatte 7 ist durch ein bekanntes photochemisches Ätzverfahren mit den Leiterbahnen zu versehen, die anschließend durch ein galvanisches oder chemisches Verfahren vernickelt werden können. Es ist jedoch auch ~möglich, nach dem sogenannten Positivverfahren, die mit Kupferkaschieruns versehene Platte beispielsweise zunächst mit Nickel zu beschichten und sie denn anschließend zu ätzen. Weiterhin können jedoch such blankes Kupfer oder andere Beschichtungen, z. 8. aus Silber, eingesetzt werden.The battery end contacts 13, 14 are in the contact tracks 9 and 12 riveted. The contact plate 7 is made by a known photochemical etching method to be provided with the conductor tracks, which then by a galvanic or chemical Process can be nickel-plated. However, it is also ~ possible after the so-called Positive process, the plate provided with copper cladding initially, for example to coat them with nickel and then to etch them. However, you can continue to do so look for bare copper or other coatings, e.g. 8. made of silver.
Im unteren Teil der Figur 1 ist die Bo-denkontaktplatte 8 dargestellt. Sie besteht aus einer Bodenplette 18, die gleichzeitig den unteren Gehäuseabschluß bildet, sowie aus einem stegf#rmigen Federelement 19, auf dem T-förmige Kontaktträger 20, 21, 22 engeordnet sind. Auf den Kontaktträgern befinden sich KontaktstrEifen 15, 16, 17, die beispielsweise aus Nickelband oder vernickoltem Stahlband bestehen. An den jeweiligen äußeren Spitzen der Kontaktträger 20, 21, 22 sind die Enden der Kontaktstreifen uförmig umgebogen. Hontaktträger 21 befindet sich in der Mitte des Federelements 19, während die beiden äußeren Kontakttrger 20 umd 22 jeweils im Abstand eines Zellendurchmessers angeordnet sind.The bottom contact plate 8 is shown in the lower part of FIG. It consists of a bottom plate 18, which is also the lower housing end forms, as well as from a web-shaped spring element 19, on the T-shaped contact carrier 20, 21, 22 are enordered. There are contact strips on the contact carriers 15, 16, 17, which consist, for example, of nickel strip or nickel-plated steel strip. At the respective outer tips of the contact carriers 20, 21, 22 are the ends of the Contact strips bent U-shaped. Contact carrier 21 is located in the middle of the Spring element 19, while the two outer contact carriers 20 rev 22 are each arranged at a distance of one cell diameter.
Die Kraft des Federelements 19 reicht aus, um die obere und die untere Kontaktplatte jeweils fest auf die Zellenkontakte zu pressen.The force of the spring element 19 is sufficient to the upper and lower Press the contact plate firmly onto the cell contacts.
Die Leiterbahnen 9 und 12 der oberen Kontaktplatte weisen im Bereich einer zwischen den Zellenreihen gedachten Mittellinie kreisförmige Öffnungen auf, in welche die Außenkontakte 13 und 14 eingenietet sind. Im Bereich der Leiterbahnen ist jeweils der Nietfalz der Außenkontakte 13 und 14 zu erkennen. Kontaktbahn 9 wird während der Montage mit dem positiven Pol der Zelle 1 verbunden, Kontaktbahn 12 an den negativen Pol der Zelle 6 angeschlossen. Die dazwischen liegenden Zellen sind in Serie geschaltet, wobei die Folge der Bezugsziffern dem Verlauf der Kontaktierung entspricht. So ist der negative Pol der Zelle 1 über Kontaktbahn 17 der unteren Kontaktplatte 8 mit dem positiven Pol der Zelle 2 verbunden, während der negative Pol dieser Zelle über Kontaktbahn 10 an den positiven Pol von Zelle 3 angeschlossen ist. Der negative Pol von Zelle 3 ist über Kontaktbahn 16 mit dem positiven Pol von Zelle 4 verbunden; der negative Pol der Zelle 4 ist über Kontsktbahn 11 an den positiven Pol der Zelle 5 angeschlossen. Kontaktbahn 15 stellt die Verbindung zwischen dem negativen Pol der Zelle 5 und dem positiven Pol von Zelle 6 her.The conductor tracks 9 and 12 of the upper contact plate point in the area an imaginary center line between the rows of cells with circular openings, into which the external contacts 13 and 14 are riveted. In the area of the conductor tracks the rivet fold of the external contacts 13 and 14 can be seen in each case. Contact track 9 is connected to the positive pole of cell 1 during assembly, contact track 12 connected to the negative pole of cell 6. The cells in between are connected in series, the sequence of the reference numbers indicating the course of the contact is equivalent to. So the negative pole of the cell 1 via contact track 17 is the lower one Contact plate 8 connected to the positive pole of cell 2, while the negative Pole of this cell connected to the positive pole of cell 3 via contact track 10 is. The negative pole of cell 3 is via contact track 16 with the positive pole connected by cell 4; the negative pole of the cell 4 is via Kontsktbahn 11 to the positive pole of cell 5 connected. Contact track 15 provides the connection between the negative pole of cell 5 and the positive pole of cell 6.
Im rechten oberen Teil der Figur 1 ist die obere Kontaktplatte 7 in ihrer richtigen Lage zwecks Montage gezeigt, wobei lediglich die beiden Endkontakte 13, 14 sichtbar sind. Die eigentlichen Kontaktbahnen befinden sich auf der Unterseite der Platte.In the upper right part of FIG. 1, the upper contact plate 7 is in their correct position for assembly is shown, with only the two end contacts 13, 14 are visible. The actual contact tracks are on the underside the plate.
Figur 2 a zeigt einen Querschnitt durch das quaderförmige Batteriegehäuse 3 mit den eingelegten Einzelzellen. In dieser Figur ist allerdings nur die obere Reihe mit den Zellen 1, 3, 5 zu sehen. Oberhalb der positiven Zellenkontakte befindet sich die Kontaktplatte 7 mit denieinnenieteten Endkontakten 13, 14.Figure 2a shows a cross section through the cuboid battery housing 3 with the inserted single cells. In this figure, however, there is only the upper one Row with cells 1, 3, 5 to see. Above the positive cell contacts is the contact plate 7 with the riveted end contacts 13, 14.
Die Wand des Gehäuses 23 ist am oberen Rand mit einem umlaufenden Falz 24 versehen, der die obere Kntaktplatte 7 festhält.The wall of the housing 23 is at the upper edge with a circumferential Fold 24 is provided which holds the upper contact plate 7 in place.
Unterhalb der Zellen ist die Bodenkontaktplatte 8 mit der Bodenplatte 18, dem Federelement 19 und den T-förmigen Kontaktträgern 20, 21, 22 zu erkennen. Die Bodenkontektplatte 8 wird durch die Wand des Gehäuses 23 und einen umlaufenden Falz 25 gehalten.Below the cells is the ground contact plate 8 with the bottom plate 18, the spring element 19 and the T-shaped contact carriers 20, 21, 22 can be seen. The ground contact plate 8 is through the wall of the housing 23 and a circumferential Fold 25 held.
In Figur 2 b ist eine untere Kontaktplatte 29 dargestellt, die eine gedruckte Schaltung mit drei Kontaktatreifen enthält. Die Kontaktierung ist nach dem Prinzip der Bodenkontaktplatte gemäS Figur 4 bzw. Figur 2 a aufgebaut. Die Kontaktatreifen 26, 27, 28 entsprechen somit den Kontaktatreifen 15, 16, 17 der Figuren 1 und 2 a. Der Herstellung der Kontsktplatte 29 erfolgt nach dem bereits oben beschriebenen Photoätzverfahren.In Figure 2 b, a lower contact plate 29 is shown, the one Includes printed circuit with three contact strips. The contact is after constructed according to the principle of the ground contact plate according to FIG. 4 or FIG. 2 a. The contact tires 26, 27, 28 thus correspond to the contact tires 15, 16, 17 of FIGS. 1 and 2 a. The production of the contact plate 29 takes place according to that already described above Photo-etching process.
Unterhalb der Kontaktplatte 29 befindet sich ein federndes Bauelement 30, das durch eine Bodenplatte 31 abgestützt ist.A resilient component is located below the contact plate 29 30, which is supported by a base plate 31.
Die Bodenplatte 31 wird durch einen Falz 25 am unteren Rand des Gehäuses 23 gehalten. Die Federkraft des Bauelementes 30 reicht zum Anpressen der oberen und der unteren Kontaktplatte an die jeweiligen Zellenkontakte aus, so daß eine sichere Kontaktierung gewährleistet ist.The bottom plate 31 is secured by a fold 25 on the lower edge of the housing 23 held. The spring force of the component 30 is sufficient to press the upper and the lower contact plate to the respective cell contacts, so that a secure contact is guaranteed.
Es ist weiterhin möglich, außer einer Serienschaltung, auch eine Perallelschaltung aller Zellen bzw. eine Gruppenschaltung mit Hilfe der oben beschriebenen Kontaktplatten vorzunehmen.In addition to a series connection, a parallel connection is also possible of all cells or a group circuit using the contact plates described above to undertake.
So können bei einer Gruppenschaltung jeweils zwei oder drei parallelgeschaltete Zellen zu einer Gruppe zusammengeschaltet werden. Die Gruppen können dann je nach Bedarf in Serie geschaltet werden.In a group connection, two or three can be connected in parallel Cells can be connected together to form a group. The groups can then depending on Can be connected in series as required.
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