(57)【要約】  例えば、非常に高い電流を伝導するトラクション用再充電可能な電池（１１）のセルコネクタ（１７）が、故障への耐性を有し、かつ機能的に信頼性の高い態様で電池管理システム（２１）に連結され得る場合であっても、はじめに、射出成形によるプラスチックによって封入されたリードフレーム（２５）の形態による回路基板（２４）が、複数のセル（１２）を機械的に一箇所にまとめるハウジング（１３）に留められており、前記回路基板は、どのような場合にも、所定の間隙を空けて突出しているセルの末端連結部（１４）の隣接する端面（１５）よりも高くは突出しない。セルコネクタ（１７）が末端連結部（１４）に配置されている場合、セルコネクタ（１７）は、湾曲して延びるノズル（３２）によってリードフレーム（２５）の平面へ下降し、かつ工程において、互いに向かい合う少なくとも２つのクランプラグ用ラグ（３５）の間でくさび留めされるようになる。これによって、セルコネクタ（１７）の、配線用の回路基板（２４）に対する、信頼性の非常に高い機械的および電気的な連結が、単一の取り付け方向に関して生成される。
2013500555.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セルコネクタ（１７）によって相互連結されたセル（１２）の末端連結部（１４）に回路基板（２４）の電気伝導体を連結する装置であって、
末端連結部（１４）から所定の間隙を空けて取り付けられた回路基板（２４）が、射出成形による封入部（２６）によって封入されたリードフレーム（２５）を有し、
セルコネクタ（１７）は、特にノズル（３２）またロッドを用いることによって、リードフレームに係合していることを特徴とする装置。
【請求項２】
セルコネクタ（１７）から突出しているノズル（３２）が、セルコネクタ（１７）の平面に対して横断する方向において延びていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
係合が、リードフレーム（２５）の封入部（２６）の切り抜き（３４）において互いに向かい合うクランプ用ラグ（３５）の間でもたらされていることを特徴とする請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】
セルコネクタ（１７）の近傍において、封入部（２６）は、末端連結部（１４）よりも高くは突出していないことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項５】
封入部（２６）が、複数のセル（１２）を一箇所にまとめるためのハウジング（１３）上に留められていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項６】
ノズル（３２）の挿入方向とは反対にハウジング（１３）から突出している留めホック（２７）が、位置決め孔（２８）において封入部（２６）を通って侵入していることを特徴とする請求項５に記載の装置。
【請求項７】
セルコネクタ（１７）もまたハウジング（１３）に留められていることを特徴とする請求項５または６に記載の装置。
【請求項８】
セルコネクタ（１７）が、セル（１２）に、リードフレームの封入部（２６）における軸方向の応力無しで、当該セルの末端連結部（１４）の止まり穴（１６）に係合しているスクリュー（２０）によって連結されていることを特徴とする請求項７に記載の装置。
【請求項９】
封入部（２６）と一体的にプラグレセプタクル（３８）が形成されており、
リードフレーム（２５）において打ち抜かれたプラグピン（３７）が前記プラグレセプタクルにおいて終端していることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１０】
プラグピン（３７）が、ノズル（３２）と同一のプラグ方向に向けられていることを特徴とする請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
リードフレームから打ち抜かれた配置クランプ（４０）が、封入部の切り抜き（３４）を通ってリードフレーム（２５）の平面から曲げられていることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１２】
Ｖ字状に開いている狭いノッチが、配置クランプ（４０）の端部における構成要素連結部（４１）のはんだを用いない取り付けのために打ち抜かれていることを特徴とする請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
ハウジング（１３）上におけるリードフレーム封入部（２６）の配置が、プラグレセプタクル（３８）の差し込み方向およびセルコネクタ（１７）の取り付け方向と同一方向において、ノズル（３２）の押し込み方向とともに、かつ、回路基板（２４）上の例えば抵抗器（３９）の配置方向とともに、向けられていることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、メイン請求項のプリアンブルによる装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電動牽引のための再充電可能な電池の場合、このタイプの連結装置がＤＥ１９８１０７４６Ｂ４から知られている。この装置は、回路基板から構成されている。回路基板の孔については、回路基板の伝導体が、接触態様で複数のセルの末端連結部の上に配置されている。ここで、前記末端連結部は、同様に孔をあけられた高電流セルコネクタがそれらの上に配置されるよりも前に、１つの平面において終端しており、これによって、複数のセルが、再充電可能な電池のセルパックを形成するよう相互に連結される。この、セルコネクタと、下方に留められた回路基板とから構成された２層構成は、スクリューによって固定されている。スクリューは、孔を通って係合する態様で、末端連結部の雌ネジの中にねじ込まれている。回路基板上に形成された伝導体は、回路基板の端部に沿って配置された末端連結部から、回路基板の中央領域に通じており、前記中央領域は、電池管理システムのための回路によって占められている。また、回路基板上に形成された伝導体は、個々のセルの充電状態を互いに調整するための分流器、および、データインタフェースとしての複数のプラグにも通じている。これによって、回路基板が、一方で、決定された取り付けに関して多様に、硬質のセルコネクタと末端連結部との間でその都度強固にねじ込まれ、他方で、末端連結部からの、振動および温度に依存する力が、作用的に管理された態様で回路基板を介してセルコネクタに作用するので、柔軟性を有する材料が回路基板のために選択される。しかしながら、そのことは、末端のスクリューによるジョイントの全くの近傍において明確に伝導体の破壊のリスクを高めることを与え、結果として、電池管理システムはもはや機能を果たせるものではないので、そのような牽引再充電可能な電池の全体的なセルパックの故障を与える。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
このような状況の認識により、本発明は、電池管理システムのための連結装置を特定することにおける技術的課題に基づいている。特に、前記連結装置は、単純な態様で扱われ得る末端連結技術に関連した動作から高い信頼性で独立している。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
この課題は、メイン請求項の特徴に従う本発明によって達成される。回路基板が、もはや、末端連結部であるようには機械的に固定されておらず、むしろ、セルに適合している再充電可能な電池のハウジングの一部分であることによって、回路基板が、末端連結部から機械的に分離されており、従ってセルから分離されている。また、当初は末端連結部上に配置されているのみであり、後に末端連結部にねじ込まれるセルコネクタが、その後、回路基板における留めを実施することなく、好ましくはここでは、いわゆるノズルであって、セルコネクタの平面から傾斜して延びているノズル（または、その平面に対して直交にセルコネクタに一体的に形成されたロッド）を用いて、接触を生成する態様で、従順に、再充電可能な電池のハウジング上に固定された回路基板の、射出成形によって封入されたリードフレーム構造部に係合する。
【０００５】
この目的のため、リードフレーム上で切断された少なくとも２つのラグ（ｌｕｇ）が、互いに向かい合う態様で、それらの端部において、プラスチック封入部の切り抜きの中に弾性的にわずかに突出している。セルコネクタが末端連結部の上に押しつけられるとき、セルコネクタの平面から傾斜したノズルが、切り抜きの中に、および、ラグの端部の間の切り抜きの中に落ち込む。その結果、ラグは、下降方向においてわずかに曲がり、従って、強制的な締結の態様におけるスライドバックに逆らって固定される態様で、固定的にノズルを留める。その結果、セルコネクタは、最終的なスクリュー連結のために、その末端連結部において事前に取り付けられており、同時にリードフレームの電気伝導体構造部に既に連結されている。
【０００６】
便宜上、リードフレーム上で切断され、その端部によって封入部の開口部を通って突出しているラグが、リードフレームの平面から曲げられている。これによって、電池管理システムのための測定用抵抗器などの構成要素、特に、充電バランス抵抗器が、前記ラグに、従って、射出成形によって封入されたリードフレームの形態における、回路基板の伝導体構造部に連結され得るようになる。所望の伝導体の断面は、単純な測定データ経路との比較において前記構成要素のために大きくなっているが、対応して採用された、対応する厚みのリードフレームトラックの幅によって、積層された伝導体の場合よりも、分かりやすい態様で、かつ、問題の余地がより少なく、利用可能にされ得る。例えばＶ字状に開いた、非常に鋭い角度が付けられた切込みが、そのような連結用ラグの端部に打ち抜かれている場合、ノズルの係合方向における、リードフレームへの、従って、回路基板を支持する再充電可能な電池のハウジングに対する、はんだを用いない配置のために、技術の取り扱いに関して単純な態様で、直接的に、抵抗器およびその他の構成要素の連結部に留まることが可能である。
【０００７】
リードフレームのラグのその他の端部は、例えばリードフレームの平面から曲げられて直接的にプラグピンを形成するため、プラスチック封入部を用いた、リードフレームの射出成形による封入の過程におけるプラグセレプタクルの形成に先行して、それらが細線細工の態様で狭く終端するよう打ち抜かれ得る。結果として、データインタフェースのために個々のプラグを別個に回路基板に取り付けることがもはや必要ではない。
【０００８】
本発明の背景において、回路基板は、末端コネクタの下方に配置される必要はない。ノズルもまた、完全に、それらの各々の末端コネクタから、それらの上方に配置された回路基板への係合のために上方に突出していてもよい。しかしながら、より便宜的には、（その背後で平坦な）リードフレームの回路基板の大領域のベアリングは、それぞれ末端連結部から所定の半径方向距離で、再充電可能な電池のハウジング上にある。末端連結部上には、この場合、リードフレームの封入部が機械的に差し込まれることなく、回路基板のリードフレームにノズルによって局所的に係合するセルコネクタがねじ込まれる。
【０００９】
本発明による、解決策のさらなる変形例および発展例は、さらなる請求項から明らかであり、かつ、それらの利点を考慮して、本発明の好ましい例示的な具体化に関する以下の記載から明らかである。例示的な具体化は、拡大された態様で図において示されており、これらは、スケールに関しては完全に正確ではなく、かつ、機能的に本質的な側面に限定された態様で示される。図は、ノズルとしてのセルコネクタの、回路基板のリードフレームへの係合を有する本発明による連結装置を示しており、前記リードフレームは、射出成形によって封入されている。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、先端部分の断面図。
【図２】図２は、回路基板側に設けられたハウジングに向かって斜めに見た場合の、先端部分の斜視図（セルは示されていない）。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
牽引目的のために役立つ再充電可能な電池１１は、例えば、相互に直列および／または並列に連結された複数のセル１２による相互連結を構成している。この目的のため、複数のセル１２は、例えば、プラスチックの射出成形によってフード形状で製造された、対応した輪郭を有するハウジング１３（図２参照）に取り付けられている。またセル１２は、セル１２の２つの円筒状の末端連結部１４によってハウジング１３から突出している。雌ネジが設けられた止まり穴１６が、各セル１２の２つの末端連結部１４の端面１５に通じており、前記端面は、一平面内に位置している。セル１２は、極性を考慮した態様で、硬質のストリップ形状の高電流セルコネクタ１７によって相互に連結されており、セルコネクタ１７はこの目的のため、それぞれの場合において、スルーホール１８とともに止まり穴１６の上方に配置されている。従って、セルコネクタ１７は、前記セルコネクタのスルーホール１８を通って延び、止まり穴１６に係合しているスクリュー２０のねじ切りボルト１９によって、割り当てられた末端連結部１４に強固に連結され得る。
【００１２】
セル１２の耐用年数および性能のためにセル１２の充電サイクルおよび放電サイクルを制御し、そして複数のセル１２の充電バランスをセル１２の間で調節する電池管理システム２１のため、個々のセルコネクタ１７は、取り付けプロセスにおいて高い信頼性で作用的に電気伝導体によって、対応する構成要素２２および回路２３に連結されることが意図されている。取り付けプロセスは、取り扱い技術に関して、可能な限り単純なものとなっており、かつ、可能な限り誤差のないものになっている。そのことは、リードフレーム２５から構成された回路基板２４によって実現される。リードフレーム２５は、プラスチックの射出成形による、取り扱い目的のために用いられる安定化ブリッジの最終的な分離に先行して、ほぼ平坦であるが比較的に硬質な封入部２６に設けられている。封入部２６は、高い機械的積載能力を有している。その後、安定化ブリッジが封入部２６内に切り抜かれた開口部を介して打ち抜かれるとき、実際の、電気的に活性な伝導体の経路が、それ自体は知られている態様で生じる。
【００１３】
前記回路基板２４は、ハウジング１３上のいわばベアリング平面に、複数の留めホック２７によって配置され固定されている。複数の留めホック２７は、互いに所定距離を空けて配置されており、かつ複数の留めホック２７は、好ましくは、ハウジング１３上に一体的に射出成形で設けられるとともに、回路基板２４に係合している。留めホック２７は、この目的のために切り抜かれた位置決め孔２８を通って、または、回路基板２４の外端に沿って、回路基板２４に係合している。さらに、回路基板２４は、末端連結部１４の横方向の面に接しないように連続する、すなわち、末端連結部１４からの、半径方向における間隙を保っている境界部（打ち抜き部）２９とともに設計されている。
【００１４】
いずれの場合も、セルコネクタ１７の経路の領域において、ハウジング１３にもたれている回路基板２４は、末端連結部１４の内法高（ｃｌｅａｒ  ｈｅｉｇｈｔ）よりもわずかに小さい程度に、いずれにしても末端連結部１４の内法高よりも大きくない程度で突出している。セルコネクタ１７がその端面１５上に配置され、そして端面１５に対してスクリュー２０によって支持されるとき、このことは、下側でハウジング１３に取り付けられた回路基板２４のサンドイッチ状の締め付けを生じさせない。そのような回路基板は、比較的にソフトな態様で、従って機械的にゆるやかに、留めホック２７によって、ハウジング１３の形態によるその大きな領域の支持部に、連結され、そして連結されたままとなっている。
【００１５】
末端連結部の端面上に配置されたセルコネクタ１７のスクリュー連結の前に、前記セルコネクタが、その長手方向端部３０に係合する留め具３１によって予め位置決めされている。留め具３１は、留めホック２７と同様に、ハウジング１３と一体的に成形されているが、回路基板２４を通って半径方向の遊びに達している。
【００１６】
セルコネクタ１７の輪郭は、少なくとも１つの横方向突起部に関して、好ましくは打ち抜きによって形成されている。横方向突起部は、ノズル３２を形成するよう曲げられており、ノズル３２は、その端部３３に関して、実際のセルコネクタ１７から遠方に位置しており、最終的には、セルコネクタ１７の平面から、セルコネクタの平面に対して横断するとともに回路基板２４に向かう方向に向いている。留め具３１へ押し込まれるとき、この端部３３は、従って、リードフレーム２５の平面の中に、すなわちリードフレーム２５の封入部２６における切り抜き３４の中に降下する。リードフレーム２５上で打ち抜かれた少なくとも２つのクランプ用ラグ３５が、互いに所定距離で向かい合う態様で前記切り抜き３４の中に突き出ている。それらは、図示されているように、ノズル３２の端部３３による挿入方向において、互いに離れてわずかに弾性的に曲げられており、これによって、ノズル３２の横方向表面３６においてくさび留めされている。
【００１７】
セルコネクタ１７の予めの取り付けの過程においてリードフレーム２５に係合しているノズル３２は、従って、望ましくは弾性的に適合しているが、同時に高い振動耐性を有する、セルコネクタ１７の機械的並びに電気的な連結部を構成し、相互に隣接した末端連結部１４上においてリードフレーム２５の形態による配線にねじ込まれている。
【００１８】
若しくは、ロッドが、セルコネクタ１７の下側に一体的に形成されており、そして、ノズル３２と同様に、リードフレーム２５に係合している。
【００１９】
特に狭い態様で設計され、プラグピン３７として機能するリードフレーム端部が、射出成形によるプラグレセプタクル３８によって、リードフレーム２５の封入の過程において、射出成形によって囲まれている、という事実のため、外部回路２３の連結のために必要とされるデータインタフェースが、便宜上、リードフレーム２５に同様に一体化されている。便宜上、プラグピン３７は、図示されているように、ここでは、プラグの連結がハウジング１３への回路基板２４の留めの過程において達成され得る、という目的のため、回路基板２４の平面から曲げられている。相互に隣接するセル１２の間で、プラグレセプタクル３８が軸方向に平行なハウジングの隙間４３（図２参照）の１つの中に配置される場合、図１における基本的な図示とは違って、とりわけコンパクトな構造が生じる。
【００２０】
セルの充電バランスのための、例えば抵抗器３９の連結部における電流に影響する大きな伝導体の断面は、便宜上、対応して広げられたトラックによって、リードフレーム２５の内側に実現される。１つの特に有利な配置の可能性は、ノズル３２の下降方向に反して配置クランプ４０を形成するため、セルコネクタ１７を越える回路基板の切り抜き３４において、端部で狭いＶ字状切り込み４２を有する打ち抜かれたトラック端部（図２参照）が、回路基板２４の平面から曲げられている、という事実から生じている。構成要素の連結部４１は、それらの中に、回路基板の取り付け方向において、すなわち、ハウジング１３の安定化ベースに向かって押圧され、これによって、はんだを用いない配置のために留められることのみが必要とされる。
【００２１】
従って、全ての、機械的および電気的な取り付け工程が、同一の方向において影響される。はじめに、プラグレセプタクル３８の差し込み工程とともに、再充電可能な電池のハウジング１３に回路基板２４のリードフレームを留め、次に、セルコネクタのノズル３２をリードフレーム２５に押し込み、かつ、構成要素の連結部４１をリードフレーム２５に押し付ける。
【００２２】
例えば、非常に高い電流を伝導するトラクション用再充電可能な電池１１のセルコネクタ１７が、例えば、故障への耐性を有し、かつ機能的に信頼性の高い態様で電池管理システム２１に連結され得る場合であっても、本発明によれば、はじめに、射出成形によるプラスチックによって封入されたリードフレーム２５の形態による回路基板２４が、複数のセル１２を機械的に一箇所にまとめるハウジング１３に留められており、前記回路基板の封入部２６は、セルコネクタ１７の近傍において、どのような場合にも、封入部２６から所定の間隙を空けて突出しているセルの末端連結部１４の端面１５よりも高くは突出しない。セルコネクタ１７が末端連結部１４に予め取り付けられている場合、セルコネクタ１７は、湾曲して延びるノズル３２によってリードフレーム２５の平面へ下降し、かつ工程において、互いに向かい合う少なくとも２つのクランプラグ用ラグ３５の間でくさび留めされるようになる。これによって、セルコネクタ１７の、配線用の回路基板２４におけるリードフレーム２５に対する、信頼性の高い機械的および電気的な連結が、単一の取り付け方向に関して生成される。
【符号の説明】
【００２３】
１１  （１２−１２から構成された）再充電可能な電池
１２  （１３に取り付けられた）セル
１３  （１１内の）ハウジング
１４  （１２の）末端連結部
１５  （１４の）端面
１６  （１４内の）止まり穴
１７  （１４−１４を介した）セルコネクタ
１８  （１７において１６を介した）スルーホール
１９  （１６内の）ねじ山が切られたボルト
２０  （１９を備えた）スクリュー
２１  （１２−１２のための）電池管理システム
２２  （２３における）構成要素
２３  （３８における、外部）回路
２４  （２５−２６から構成された）回路基板
２５  （２６内の）リードフレーム
２６  （２５の）封入部
２７  （１３における、２４のための）留めホック
２８  （２４における、２７のための）位置決め孔
２９  （２４／２４内における、１４から所定の距離にある）境界部／打ち抜き部
３０  （１７の）長手方向端部
３１  （１３と１７との間の）留め具
３２  （１７上で、３５−３５の間の）ノズル
３３  （３２の）端部
３４  （２４内の）切り抜き
３５  （３２と反対側の）クランプラグ用ラグ
３６  （３２の）横方向面
３７  （３８内の）プラグイン
３８  （３７の周りの）プラグレセプタクル
３９  （４０上の）抵抗器
４０  （３９のための）配置クランプ
４１  （３９の）連結部
４２  （４０内における、４１のための）切り込み
４３  （１３の外側における、３８のための）隙間
【図１】
2013500555.tif 000003
【図２】
2013500555.tif 000004
【国際調査報告】
2013500555.tif 000005
2013500555.tif 000006
2013500555.tif 000007
2013500555.tif 000008
2013500555.tif 000009
2013500555.tif 000010