CN101803062A - 电池组 - Google Patents

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Abstract

本发明描述了一种电池组，包括外壳(10)和至少一个电池组电池(20)以及用于电池组电池(20)的公差补偿的机构，其中所述公差补偿机构具有至少一个撑开元件(30，40)，所述至少一个撑开元件设置在至少两个电池组电池(20)之间的和/或在一个电池组电池(20)和外壳(10)之间的空隙(22)中。

Description

电池组
现有技术
本发明涉及一种按照权利要求1的前序部分所述的电池组，其尤其是用于手持工具机。
大量的手持工具机装配有可以充电的电池组而取代用于供电的市电。电池组由多个以电的方式连接在一起的电池组电池组成，这些电池安置在一个外壳中。电池组电池大多数都具有基本上圆柱形的形状。其机械尺寸一般都要符合国际标准，但是该国际标准允许很大的公差。该公差位于直到1mm的范围中，与通常在设计中常用的公差范围大小0.2mm至0.4mm相比较，这意味着在相同的主尺寸下具有明显更大的公差。
由于这种很大的公差，因此要求以最大的尺寸设计电池组的外壳。但是这导致一些或者全部电池组电池在具有间隙下被安置在外壳中。在这种情况下所述间隙例如用泡沫填充物补偿。但是这种泡沫填充物具有缺点，一方面由于存在可能的压力变形残余，泡沫填充物的机械张力随着时间而减小，由此电池组电池在外壳中又重新获得间隙而不再牢固地支承着。另一方面泡沫填充物具有缺点，即它们具有良好的隔热作用。这在电池组中是不希望的，因为应该将在运行中或者在电池组充电时形成的热量尽快地排出。另外由现有技术中已知，为了补偿电池的直径公差，设置了弹性的外壳。弹性的外壳是有缺点的，因为电池组的设计此时很大地受到外壳的弹性的影响。此外其余的部件例如螺纹连接件必须与外壳的弹性相协调。最后弹性的外壳不是有利的，因为由于弹性变形，外壳依赖于其中含有的电池组电池的实际尺寸而承受不同程度的机械负荷。
发明的公开
本发明涉及一种电池组(蓄电池包)，其包括应该外壳和至少一个电池组电池(电池单元)以及用于电池组电池的公差补偿的机构。也可以具有多于一个的电池组电池，例如两个或更多个电池组电池相互连接在一起组成一个电池组。所述电池组尤其适用于对电设备，特别是手持工具机，供电。电池组电池通常具有圆柱形形状。但是原则上它们也可以具有任何其它的几何形状。
按照本发明，电池组的公差补偿机构具有至少一个撑开元件，所述撑开元件设置在至少两个电池组电池之间和/或在一个电池组电池和外壳之间的空隙中。电池组的外壳最好是形状稳定的。它在设计的意义上可以看作是刚性的。借助于撑开元件，可以在外壳的外部轮廓变化不大的情况下补偿位于形状稳定的外壳中的电池组电池的公差。撑开元件占据由电池组电池的尺寸公差产生的在电池组电池相互之间和/或在电池组电池和外壳之间的间隙。
撑开元件例如可以设置在两个相邻的电池组电池之间。但是也可以插入在三个相邻的电池组电池之间的电池间空隙之间，这三个电池相互间大致三角形地设置。如果存在至少四个电池组电池，其相互间以正方形设置，则撑开元件可以设置在该四个电池组电池之间的空隙中。撑开元件也可以设置在电池组外壳的内壁和一个电池组电池之间或者设置在电池组外壳的内壁和两个相邻的顶靠在内壁上的电池组电池之间。
在一个第一实施形式中，撑开元件本身是形状弹性的。它的尺寸尤其是设计得大于在电池组电池之间和/或电池组电池和外壳之间的空隙，从而在撑开元件插入到间隙中时与该间隙毗连的电池组电池被相互挤开。形状弹性的撑开元件原则上可以用弹性体材料制造。但是它最好由一种热塑性材料形成，由此撑开元件的各单独的部分元件基本上是刚性的，而撑开元件在整体上由于其形状的缘故而具有足够的弹性。
撑开元件最好由高密度的聚乙烯(PE HD)制成，它的优点在于，一方面比较有弹性和容易变形，另一方面具有0.4至0.42W/mK的导热能力，因此对于塑料而言其具有比较好的导热能力，这种导热能力与电池组电池本身的0.4至0.5W/mK的导热能力相当。撑开元件例如可以通过压铸制造。
在缘故第二实施形式中，撑开元件具有至少一个弹性的元件。撑开元件的起支承作用的部分元件由基本上刚性的材料例如热塑性塑料制成。在起支承作用的部分元件之间设置至少一个弹性的元件，该弹性元件使得在撑开元件插入到在电池组电池之间和/或在电池组电池和外壳之间的空隙中时与该空隙毗连的电池组电池相互间被挤开。该弹性的元件可以一方面由一种弹性体材料例如弹性体塑料形成。这具有优点，即它可以直接地成形在起支承作用的部分元件上，例如在一种双组分压铸法中形成。所述弹性的元件另一方面也可以是弹簧元件，它或者成形在所述起支承作用的部分元件上，例如实施成由塑料制成的弹簧元件，或者实施成单独的元件。
撑开元件的至少一个壁最好这样地与电池组电池的轮廓相适配，使得撑开元件紧贴在电池组电池上。由此贴靠在一个电池组电池的周面上的撑开元件的外壁形成与该电池组电池的所述周面互补的面。
在一个优选实施形式中，撑开元件由多个壁形成，这些壁限定出一个中空空间。这具有优点，即在将撑开元件安装到在两个或多个电池之间和/或在电池组电池和外壳之间的空隙这之后在电池间空隙中形成一个中空空间。该中空空间可以用于冷却电池组电池，例如冷却空气或一种另外的排热介质流过该中空空间。借助于手持工具机或充电装置中的风扇在电池组中产生冷却空气流已经由现有技术公开。
此外，撑开元件的形状的设计有利地考虑了在电池组电池之间的热传递情况。在某个区域中，在该区域中在两个相邻的电池组电池之间的热传递是希望的并且应该得到支持，这样地设计设置在电池组电池之间的撑开元件，即可以实现好的热传递。这可以如此地实现，即撑开元件的相邻的壁设置成相互顶靠在一起。在相互顶靠在一起的壁之间应该不存在任何空气隙，因为该空气隙会强烈减小热传递。相互顶靠在一起的壁例如也可以是相互过渡延长到对方中的壁，从而它们被单件地构造。
相应地，在某个区域中，在该区域中在两个相邻的电池组电池之间的热传递是不希望的并且应该在尽可能大的程度上被阻止，这样地设计设置在电池组电池之间的撑开元件，即尽可能强烈地减小热传递，亦即不可能实现好的热传递。这可以如此地实现，即在撑开元件的相邻的壁之间设置阻止热传递的空气隙。因此在应该没有热传递发生的该区域中正好避免了撑开元件的相邻的壁相互顶靠在一起地设置。
为了便于安装撑开元件，最好在撑开元件上设置插入辅助机构。这尤其可以是插入斜面，从而撑开元件在它的在安装时面对电池组电池的端面上具有比在它的相对一侧的端面上更小的直径。由此在撑开元件插入到在相邻的电池组电池之间的空隙中时，电池组电池被逐渐撑开。
可以在两个或多个电池组电池逐渐或在外壳和一个或多个电池组电池之间设置在撑开元件例如可以具有基本上与电池组电池相同的轴向长度。由此电池组电池可以可靠地和均匀地在它们的整个轴向长度上被相互挤开。备选地，也可以在两个或多个电池组电池之间或在一个或多个电池组电池和外壳之间的空隙中，从电池组电池的两个端面出发各插入一个撑开元件，该撑开元件与电池组电池的轴向长度相比较短。这均匀优点，即撑开元件可以很容易地插入，因为需要的压力比在较长的撑开元件情况下要小。尽管如此也实现将电池组电池的均匀地撑开。
本发明的另一个主题涉及一种手持工具机，它包含最后一个按照本发明的电池组。
以下对照附图详细描述本发明。附图中，
图1示出了按照本发明的电池组的分解图，
图2示出了按照本发明的电池组的横截面视图，
图3示出了一个撑开元件的横截面视图，
图4示出了图3中的撑开元件透视图，
图5示出了撑开元件的一个替代的实施形式的示意图。
图1中的分解图示出了包括由塑料制成的外壳10、多个圆柱形的电池组电池20和多个撑开元件30的电池组1。在所示的实施形式中，十个电池组电池20各以五个电池组电池20相互顶靠地布置在两个并列的列中。图1简化地仅仅示出两个撑开元件30。但是最好在由四个相邻的电池组电池20形成的一个空隙22中总设置有一个撑开元件30。为了将电池组1完全地安装在例如手持工具机(没有示出)上，外壳10还包括其它的外壳部件，例如侧壁，以及电触头，此处为了更清楚起见没有将它们示出。
电池组1的外壳10形状稳定的。撑开元件30的作用是，尽管电池组电池20部分上具有很大的尺寸公差，也使得电池组电池20基本上无间隙地被容纳在电池组外壳10。在此情况下外壳10的外部轮廓没有变形。
撑开元件30本身是形状弹性的。它由PEHD制成，PEHD与其它的热塑性塑料相比比较有弹性和较容易变形。撑开元件在整体上由于其形状的缘故而具有足够的弹性。它在未安装的状态下在直径上设计得大于在电池组电池20之间的空隙22。由此在撑开元件30插入到空隙22中时与该空隙22毗连的电池组电池20被相互挤开。
如在图2中可以看到的，撑开元件30顶靠在四个电池组电池20的周面24上。为此撑开元件30包括四个壁32，它们这样地与电池组电池20的周面24相配合，使得撑开元件30紧贴在电池组电池20上。撑开元件30的壁32的外表面33由此形成与电池组电池20的周面24互补的面。
图3中示出了撑开元件30的壁32与另外的壁31一起限定了一个中空空间34。由此在撑开元件30安装到空隙22中之后也形成一个中空空间，它用于例如借助于冷却空气冷却电池组电池。如果电池组1由多个电池组电池20组成，如例如在图1中所示，那么可以希望的是，在电池组1中在相邻的电池组电池20之间的热传递不是在所有方向上都是同样好地进行的。图1中所示的电池组1用其顶面被安装到手持工具机上。在该电池组1情况下，应该在竖直方向上，亦即在一个列的一个电池组电池20和另一个列的一个相邻的电池组电池之间，进行好的热传递。相反在水平方向上，亦即在一个列的相邻的电池组电池之间，应该尽可能强烈地减小热传递。撑开元件30为此以特殊的方式被构造，其中在竖直方向上相邻的壁32.1相互顶靠在一起地设置，从而在壁32.1之间或在相互上下设置的电池组电池20之间没有空气隙，而空气隙会减小热传递。由此两个壁32.1被如此地构造，使得它们相互延伸过渡到对方中。它们被整体件地构造。相反，在水平方向上相邻的壁32.2不是相互顶靠在一起。壁32.2虽然由于其弯曲的形状相互延伸靠近，但是它们不相互接触。这样在壁32.2之间和由此在水平相邻的电池组电池20之间形成空气隙35。
撑开元件30此外配有插入辅助机构36，它方便了撑开元件的安装。作为插入辅助机构36采用插入斜面，借助于该插入斜面，撑开元件30在插入时沿着电池组电池20上面滑动，以便将该电池组电池撑开。由于具有插入斜面形式的插入辅助机构36，撑开元件30在它的在安装时面对电池组电池20的端面37上具有比在它的位于相对一侧上的端面上更小的直径。
如图1和4中可以看见的，撑开元件30与电池组电池20的轴向长度相比较设计得较短。这具有优点，即在撑开元件30插入到空隙22中时只需要插入一段短的距离和由此需要的压力较小。但是为了在电池组电池20的整个轴向长度上达到实现的撑开，从电池组电池20的两个端面上分别插入一个撑开元件30到空隙22中。备选地，撑开元件30也可以设计得更长，其缺点是在插入时挤压力要更大。
在图5中示意示出撑开元件40的一个备选实施形式。此时撑开元件40位于两个相邻的电池组电池20之间。撑开元件40具有弹性的元件44，它将撑开元件40的支承的部分元件42连接起来。该支承的部分元件42是形状稳定的并且例如由PEHD制成。它们是这样成形的，即它们顶接在电池组电池20的周面24上。相反，弹性的元件44起作弹簧元件的作用。它在图5中示意地作为螺旋弹簧示出。但是也可以采用任何类型的弹簧元件，例如由弹性体材料制成的弹簧弹性的元件。在将撑开元件40插入到在两个电池组电池20之间的空隙22中时，与空隙22毗连的电池组电池20被相互挤开。

Claims (11)

1.电池组，包括外壳(10)和至少一个电池组电池(20)以及用于电池组电池(20)的公差补偿的机构，其特征在于，所述公差补偿机构具有至少一个撑开元件(30，40)，所述至少一个撑开元件设置在至少两个电池组电池(20)之间的和/或在一个电池组电池(20)和外壳(10)之间的空隙(22)中。
2.按照权利要求1所述的电池组，其特征在于，撑开元件(30)本身是形状弹性的。
3.按照权利要求2所述的电池组，其特征在于，形状弹性的撑开元件(30)的尺寸设计得大于所述空隙(22)，从而在撑开元件(30)插入所述空隙(22)中时，与所述空隙(22)毗连的电池组电池(20)被相互挤开。
4.按照前述权利要求之一所述的电池组，其特征在于，撑开元件(40)具有至少一个弹性的元件(44)。
5.按照权利要求4所述的电池组，其特征在于，在撑开元件(40)插入所述空隙(22)中时，所述弹性的元件(44)将与所述空隙(22)毗连的电池组电池(20)相互挤开。
6.按照前述权利要求之一所述的电池组，其特征在于，撑开元件(30)的至少一个壁(32)这样地与电池组电池(20)的周面(24)相适配，使得撑开元件(30)紧贴在电池组电池(20)上。
7.按照前述权利要求之一所述的电池组，其特征在于，撑开元件(30)的壁(32，31)限定出一个中空空间(34)。
8.按照前述权利要求之一所述的电池组，其特征在于，撑开元件(30)的相邻的壁(32.1)相互顶靠在一起，从而可以实现良好的热传递。
9.按照前述权利要求之一所述的电池组，其特征在于，在撑开元件(30)相邻的壁(32.2)之间形成有空气隙(35)，从而热传递被减小。
10.按照前述权利要求之一所述的电池组，其特征在于，撑开元件(30)具有插入辅助机构(36)。
11.手持工具机，起包含至少一个按照前述权利要求之一所述的电池组。
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