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Batteriefederkontakte mit niedrigem Übergangswiderstand für Anwendungen bis 39 A

Worauf es bei der Auswahl von Batteriekontakten ankommt

14. Dezember 2012, 11:56 Uhr | Uwe Burkhartsmaier, uwe electronic

Die Abbildung zeigt aus unterschiedlichsten Industriebereichen exemplarisch einige Applikationen, aus denen hohe Flexibilität, Zuverlässigkeit und Leistungsfähigkeit des gefederten Batteriekontakts gut ersichtlich werden.

Hochwertige Batteriekontakte müssen auch nach Tausenden von Aufladungen und unter Einwirkung von Vibrationen noch zuverlässig hohe Ströme leiten und niedrigen Übergangswiderstand aufweisen. In der Regel haben Entwickler bei Batteriekontakten die Wahl zwischen Federbügelkontakt, Steckkontakt und Federkontaktstiften.

Die Anforderungen an die Kontakttechnik werden immer komplexer. So werden zum Beispiel über die Ladeschalenkontakte von modernen Sprechfunkgeräten nicht nur die Versorgungsspannung, sondern zum Teil auch hochfrequente Daten übertragen. Spätestens an dieser Stelle spielen aktuelle Kontaktierungskonzepte ihre Überlegenheit aus.

Die Anforderungen von Geräteentwicklern an Batteriekontakte ist lang und zwingt in der Praxis je nach eingesetzter Kontakttechnik zu mehr oder weniger großen Zugeständnissen, da nicht alle Anforderungen kompromisslos vereinbar sind. Grundsätzlich ist ein möglichst niedriger Kontaktwiderstand erstrebenswert, da gemäß P = R x I² am Kontaktwiderstand R sowohl beim Laden als auch beim Entladen parasitäre Leistung abfällt. Das heißt, bei Verwendung eines Akkus kann dieser weder vollständig geladen noch entladen werden, was sich negativ auf die Lebensdauer des Akkus und somit auf die Betriebszeit des Gerätes insgesamt auswirkt.

Niedrige Kontaktwiderstände lassen sich durch große Kontaktflächen in Kombination mit hohen Kontaktkräften realisieren. Allerdings sind große Kontaktflächen empfindlich gegenüber Verschmutzung, große Kontaktkräfte gehen mit hohem Verschleiß einher. Beide Eigenschaften, die natürlich minimal ausfallen sollen. Bei zu geringen Kontaktflächen steigt jedoch die Gefahr der Funkenbildung, bei zu geringen Kräften neigt der Kontakt zum Prellen. Diesem Trade-off kann der Entwickler in den meisten Fällen unabhängig von der Wahl der Technik durch eine passende Dimensionierung des Kontaktes begegnen.

Ein Teil der Entwickler-Wunschliste hat allerdings direkten Einfluss auf die Wahl der Technik: Der Kontaktwiderstand sollte sich über die Lebensdauer des Gerätes möglichst wenig ändern. Dies hat zwei Gründe: Zum einen führt Verschleiß während der Lebensdauer zu einer Erhöhung der Kontaktwiderstände.

Darüber hinaus kann aber auch eine Veränderung des Kontaktwiderstandes zu Fehlfunktionen führen, zum Beispiel zu fehlerhafter Anzeige der Akkurestlaufzeit. In der Regel haben Entwickler heutzutage bei Batteriekontakten die Wahl zwischen Federbügelkontakt, Steckkontakt und Federkontaktstiften (siehe Tabelle). Federbügelkontakte besitzen den Vorteil, dass quasi beliebige ebene, metallisch leitende Flächen als Gegenkontakt verwendet werden können. Sie stellen in Form von Standardmodulen eine kostengünstige Lösung dar. Allerdings sind bei kundenspezifischer Fertigung hohe Werkzeugkosten zu berücksichtigen.