CN101820076B - 用于手持式工作设备的蓄电池组 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于手持式工作设备的蓄电池组，尤其用于可携带的工作设备如花草修剪机、机动链锯或类似机器的可替换的蓄电池组，具有壳体(2)，大量电池单元(7)保持在壳体中。电池单元通过电池单元连接件(15，16)相互电连接并被连接到共同的外部的电接头(6)上，通过电接头对电池单元(7)进行充电和放电。根据本发明，壳体(2)具有敞开的端侧(3)，端侧(3)由盖(4)关闭。在对置的端侧(5)上设置外部的电接头(6)。分别将多个电池单元(7)保持在共同的电池单元支架(8)中，电池单元支架与至少一个内部的位置固定元件(20)共同作用，位置固定元件设在蓄电池组(1)的壳体(2)的侧壁(19)的内侧(18)上。

Description

用于手持式工作设备的蓄电池组
技术领域
本发明涉及一种用于电气设备尤其用于可携带的手持式工作设备如花草修剪机、机动链锯、自由切割机或类似机器的可替换的蓄电池组。
背景技术
由DE 102 50 240 A1公开了一种用于电气手动工具机器的蓄电池组，在该蓄电池组的壳体中布置大量电池单元。所述电池单元相互通过电池单元连接件相互电连接，并且通过外部的接口进行充电和放电。
所述电池单元直接放到蓄电池壳体中并且进行电连接，其中将最大可能的电池单元量推到壳体容积中。
发明内容
本发明的任务是说明一种用于电气设备的可替换的蓄电池组，该蓄电池组制造简单并且成本低廉，并且可以装配适合于使用条件的电池单元数量。
该任务按本发明如此得到解决，即：一种用于电气设备的可替换的蓄电池组，尤其用于可携带的手持式工作设备如花草修剪机、机动链锯、自由切割机或类似机器，该蓄电池组具有壳体，大量电池单元保持在壳体中，并且所述电池单元通过电池单元连接件相互电连接并且被连接到共同的外部的电接头上，通过该电接头对电池单元进行充电和放电，其中，所述壳体在端侧上是敞开的，该端侧由盖关闭，并且在对置的端侧上设置外部的电接头，其中分别将多个电池单元保持在共同的电池单元支架中，并且该电池单元支架与至少一个内部的位置固定元件共同作用，该位置固定元件设置在蓄电池组的壳体的侧壁的内侧上。
蓄电池组的壳体在一个端侧上敞开，使得其可以通过该敞开的端侧来装备电池单元。在对置的端侧上设置外部的电接头，其中设置在壳体中的电池单元保持在共同的电池单元支架中，该电池单元支架在壳体内部与内部的位置固定元件共同作用，该位置固定元件设置在蓄电池组的壳体的侧壁的内侧上。
由此，所述蓄电池组的电池单元不是自身布置在壳体中的，而是由电池单元支架得到保持，电池单元支架本身位置固定在蓄电池组的壳体中。由此，可以通过电池单元支架来确定电池单元的量以及布置方式，而不必在蓄电池壳体本身上进行变化。可以在壳体结构相同时，以简单的方式设计按本发明的蓄电池组用于不同的电池单元量并且由此用于不同的电压范围和功率范围。
所述位置固定元件有利地位于壳体的侧壁的相互对置的内侧上，其中在所述一个侧壁上的位置固定元件与在另一侧壁上的位置固定元件错开。由此，可以在壳体中实现电池单元支架的旋转位置定向。相应的电池单元支架只能以在结构上设置的旋转位置插到蓄电池组的壳体中。
所述位置固定元件有利地在壳体的敞开的端侧上构造为固定拱顶，盖的固定螺栓可以拧入该固定拱顶中。在此，位置固定元件有利地由纵向肋形成，该纵向肋优选具有部分圆形的直至凸起状的横截面并且在壳体的端侧之间沿壳体的纵向延伸。
电池单元支架具有导引段，该电池单元支架以该导引段在纵向肋上进行导引，从而可以将多个电池单元支架沿着蓄电池组壳体的纵向推入，而不会卡住单个元件或者占据错误的位置。
为了在工作设备的插口中引导蓄电池组壳体，在蓄电池组壳体的侧壁中构造了外部的导引槽，该导引槽沿着壳体的纵向在其端侧之间延伸。在此，有利地如此设置该结构，使得外部的导引槽和内部的位置固定元件如此相互设置，从而导引槽被构造在位置固定元件的材料中。
在盖和壳体之间的分界面有利地位于电池单元支架的高度上，其中电池单元支架的边缘可以面状地遮盖位于盖和壳体之间的分界缝隙，并且在分界面的区域中加固所述壳体段。
电池单元支架将电池单元保持在电池单元支架之间，优选所述电池单元支架相互机械连接，例如螺纹连接。通过电池单元支架相互间机械固定的电池单元形成了具有预先给定的额定电压的电池单元箱，该额定电压根据电池单元的量和布线方式(串联，并联)而改变。
所述蓄电池组的壳体可以容纳多个电池单元箱，所述电池单元箱有利地沿着壳体的纵向上下放置并且例如在电方面串联或者并联。
附图说明
本发明的其它特征从本申请的其他文字描述和附图中获得。附图中：
图1是按本发明的可替换的蓄电池组的透视图，
图2是按图1的蓄电池组的较宽的侧壁的视图，
图3是蓄电池组的纵剖图，
图4是在蓄电池组的端侧上的电接头的视图，
图5是按图4的电接头的透视图，
图6是沿着图2中的线条VI-VI的示意性的剖面，
图7是按图6的视图连同布置在电池单元的端部上的电池单元连接件，
图8是沿着图2中的线条VIII-VIII的剖面，
图9是沿着图2中的线条IX-IX的剖面，
图10是沿着图2中的线条X-X的剖面，
图11是在导引肋上引导的电池单元支架的部分视图的示意图，
图12是电池单元支架从里面看的透视图，
图13是电池单元支架从外面看的透视图，
图14是各个电池单元布置在蓄电池组壳体中的替代方案，
图15是电池单元布置在蓄电池组壳体中的另一替代方案，
图16是各个电池单元布置在蓄电池组壳体中的第四替代方案。
具体实施方式
图1到3示出了蓄电池组1，该蓄电池组作为能源可替换地推入电气设备例如可携带的手持式工作设备的壳体中。这种工作设备可以是花草修剪机、机动链锯、切断机、自由切割机、边缘分离机、高度探测器、吹风设备、喷射设备、吸气设备、地钻设备、用于多功能目的的组合发动机设备、道路设备、机动中耕机、旋耕机、高压清洁机、割草机、耕作机、碎草机、湿吸机或干吸机或者类似的设备。
所述蓄电池组1在实施例中基本上包括壳体2，该壳体构造成方形的并且至少在端侧3上敞开。所敞开的端侧3由盖4关闭，其中在对置于盖4的-在实施例中关闭的-端侧5上设置外部的电接头6，蓄电池组通过该接口要么与有待运行的电气设备的电接头连接，要么与充电设备连接用于对布置在蓄电池组1的壳体2中的电池单元7进行充电。由此，通过外部的电接头5对布置在蓄电池组1的壳体2中的电池单元7组进行充电和放电。
如图3所示，所述电池单元7保持在电池单元支架8、9中，为此，将每个电池单元7的端部17、27固定在电池单元支架8的各个插口10中。所述电池单元支架8、9根据容纳件的类型至少部分地搭接电池单元的圆周壁。所述插口10构造在电池单元支架8的底部中。在示出的实施例中，-如图6所示-以两列设置十个电池单元，每列五个电池单元，其中-在俯视图中看-所述电池单元相对于横向轴线9对称地进行布置。
所述电池单元支架8构造成相同的部件，其中每两个电池单元支架8连同布置在其中的单个电池单元7形成了电池单元箱，该电池单元箱形成了设有电接头的结构单元。
所述电池单元支架8通过固定拱顶12相对支撑，从而在将相互靠着的电池单元支架8连接在一起之后，位于其之间的电池单元7在其端部17、27上得到保持，并且形成了共同的机械单元。在实施例中，所述电池单元支架8通过插入固定拱顶12中的螺栓23相互拧紧；替代螺栓23，也可以有利地使用插接连接件或定位连接件。
如图3所示，沿着方形的蓄电池组1的纵轴13的方向对置地容纳两个电池单元箱11，并且将其保持在关闭的端侧5和盖4之间。可以有利地将弹性的支承元件14布置在端侧5和靠着的下面的电池单元箱11以及盖4和上面的电池单元箱11之间，从而所述电池单元箱11张紧地位于端侧5和盖4之间。
电池单元箱的电池单元7-如图7所示-在其端部17或者说27上通过电池单元连接件15、16相互进行电连接，其中电池单元连接件15和16分别牢固地焊接在电池单元端部17、27的触点上。
每个电池单元箱11通过至少一个位置固定元件20保持在蓄电池组壳体2中。这种位置固定元件设置在侧壁19的内侧18上。该位置固定元件20有利地设计成优选连续的纵向肋21，该纵向肋-如图6和7所示-沿着纵向中轴线13的方向在壳体2的端侧3和5之间延伸。在内侧18上，有利地布置两个相互平行的纵向肋21，所述纵向肋的横截面构造成部分圆形的或者说凸起状的。每个纵向肋7在蓄电池组壳体2的敞开的端侧3上终止在固定拱顶22中，该固定拱顶用于盖4的至少一个固定螺栓23。由此，设置在侧壁19的内侧18上的位置固定元件20在蓄电池组壳体2的敞开的端侧3上形成了一件式模制的固定拱顶22。
如图6和7所示，为了在较宽的侧壁19上固定电池单元箱11的位置，设置了多个位置固定元件20；在示出的实施例中，在每个侧壁19上构造两个相互平行的纵向肋21。在此，在所述一个侧壁19上的纵向肋21相互间具有比在所述对置的较宽的侧壁19上的纵向肋21更小的侧向间距a，在所述对置的较宽的侧壁19上的纵向肋21相互间具有更大的间距b。由此，如图6所示，所述一个侧壁19的纵向肋21相对于另一侧壁19的纵向肋21以间距c相互沿侧向错开。由此，电池单元支架8只能以确定的预先给定的旋转位置插到蓄电池组壳体2中。由于布置在侧壁19上的导引肋21的不同的间距a、b，所述电池单元支架8只能推入在结构上预先给定的位置中，因为在电池单元支架8的边缘25中设置成凹槽的导引段24具有相应的间隔a、b。
所述靠在关闭的端侧5上的电池单元箱11在其电池单元支架8上承载着接触片26，该接触片可以通过相应的穿过蓄电池组壳体2的触头31的缝隙28、29、30到达。在图5中示出了由下面的电池单元支架8承载的接触片26，该接触片示出了形成L形构造的电缆端部夹子32的触点33。所述端部夹子32保持在相应的接触插口34中并且可以通过壳体2的触头31中的接触缝隙28、29接触。所述电接头6构造成插接接触，其中通过缝隙28、29、30可以将面接触件沿着纵向中轴线13的方向推到电缆端部夹子32的触点33中。蓄电池组壳体2的触头31的缝隙28、29和30也有利地在端侧上敞开，从而也可以通过将面接触件推过在端侧敞开的缝隙28、29或30来接触蓄电池组触点33。
在盖4和蓄电池组壳体2之间的分界面35有利地处于电池单元箱11的高度上，优选处于电池单元支架8的高度上，该电池单元支架直接与盖4相邻。由此，所述盖4以其边缘36搭接电池单元箱11的端部，也就是电池单元支架8的端部，由此通过电池单元支架8或者说电池单元箱11实现所述盖4的横向固定。该电池单元箱11作为机械上稳定的实体桥接蓄电池壳体2和盖4之间的分界面35并且形成了加固作用。
所述蓄电池组1在侧壁19、39中具有至少一个外部的导引槽37、38，该导引槽用于在有待运行的电气设备的没有示出的机械壳体的插口中导引所述蓄电池组1。所述外部的导引槽37、38朝下面的端侧5敞开。所述外部的导引槽37、38的敞开的端部40用于将蓄电池组1串到工作设备的壳体中的相应的导引肋上。在方形的蓄电池组壳体2的较宽的侧壁19上的导引槽38与构造成纵向肋21的内部的位置固定元件20处于相同的高度上，从而该导引槽38被构造在作为位置固定元件20设置的纵向肋21的材料中。朝下端侧5上的触头31敞开的导引槽38在其面对盖4的端部上由固定拱顶22关闭，该固定拱顶相应地容纳所述盖4的固定螺栓23。如根据导引槽37所示，可以有利地将该导引槽引导到盖4中。通常如此构造所述外部的导引槽37和38，使得其在其面对端侧5上的触头的端部40上敞开，并且在其对置的面对盖4的端部上关闭。
如在图1和2中所示，可以有利地在蓄电池组壳体2的侧壁19上构造定位斜坡45，该定位斜坡用于将蓄电池组1锁定在工作设备的容纳罩中。
此外，可以有利地设置一个或者多个排气口41，所述排气口可以构造在蓄电池组壳体2的宽的和/或窄的侧壁39、19中。
图8到11示出了电池单元支架8的位置的剖面以及其在蓄电池组壳体2上的支撑作用。
在图8中可以看出在导引槽38的端部上的固定拱顶22，其中所述电池单元支架8以其边缘25在分界面35上方靠在盖4上并且由此将其相对于蓄电池组1的壳体2进行定向。此外，所述电池单元支架8具有壁突起42，该壁突起沿着蓄电池组壳体的纵向延长，使得其大致沿着壳体2的纵向中轴线13的方向相互靠着。该壁突起42连同壳体2界限了电缆通道43，该电缆通道用于为了电池单元箱11的布线所必需的电线。
如图9所示，在本发明的特别的改进方案中，在导引槽38之间的电池单元支架8的边缘25不仅靠在盖4的边缘上而且靠在壳体2的边缘上，并且在此桥接盖4和壳体2之间的分界面35。由此，在分界面35的区域中实现了蓄电池组壳体2的加固。
如在图3中所示，电池单元支架8可以以其边缘段48基本上无间隙地靠在蓄电池组壳体2的内壁上，由此该电池单元支架8本身用作内加固横梁并且支撑蓄电池组1的壳体2防止变形。通过位于分界面35的高度上的上面的电池单元支架8实现了在壳体2和盖4之间的交接处上的加固，从而可靠得捕获作用到盖4上的横向力。所述电池单元支架8以其环绕的边缘25靠在盖4的环绕的边缘上，由此该电池单元支架获得较大的刚性，尤其在盖4的螺栓连接的力导入点之间获得较大的刚性。在定位斜坡45的区域中也获得所述壳体2的加固，从而在该区域中导入的定位力或者保持力不会引起壳体2的变形；由此确保将蓄电池组1相对于壳体固定地锁定在并且由此可靠地保持在蓄电池井道中。
如在图11中所示，在固定拱顶22的区域中模制了夹紧突起44，该夹紧突起可以变形并且通过杯状的蓄电池组壳体2的所需要的成形斜面拉平存在于壳体2和电池单元支架8之间的间隙。
在实施例中，所述电池单元7可以设置成镍镉电池、镍金属氢化物电池、锂离子电池、锂聚合物电池、LiFePo4电池(锂铁磷酸盐电池)、锂钛电池或者类似的电池。优选使用锂基的具有2伏和5伏之间的电池电压的、优选具有大致3.6伏到3.7伏的电池电压的蓄电池电池单元。所述电池单元7如此相互导电地连接(串联，并联)，使得整个蓄电池组1的额定电压有利地在12伏和150伏之间，优选在25伏到50伏，尤其是36伏，其中单个的电池单元箱11可以具有18伏的额定电压。容纳在蓄电池组壳体2中的电池单元箱11优选在电方面串联，从而实现在实施例中36伏的蓄电池组电压。按本发明的蓄电池组的容量在2Ah到10Ah的范围内。
在本发明的优选的改进方案中，在蓄电池组1的盖4中集成了控制装置和监控装置，其控制设置在盖中的显示元件43-优选LED-。该盖4的端侧在蓄电池组1位于工作设备的蓄电池井道中的运行位置中也保持可见的状态，从而使用者通过显示元件43可以读出关于蓄电池组1的电池单元7的状态的信息，并且通过操作元件46例如按键可以开始进行操作例如检测功能。通过显示元件43例如可以同样显示电池单元7的所引起的充电状态或者说放电状态，如可能的错误功能、电池单元的当前的工作参数或者其它工作参数或监控参数。
在根据图14到16的视图中显示出，所述蓄电池组壳体适合于容纳不同的电池单元尺寸以及不同的电池单元数量。在图14中设置了16个电池单元，从而单个的电池单元箱可以具有52伏以下的电压。通过3-2-3-3-2-3这种布置，在位置固定元件20的区域中实现了自由空间，该自由空间也可以用于引导布线。
在按图15的实施例中，并排布置了五列电池单元，每列有三个电池单元，其中在设置成位置固定元件的纵向肋的区域中设置自由空间。
在按图16的实施例中，设置了8个电池单元，所述电池单元具有较大的容量，并且如此提供具有大约30伏额定电压和较高功率的电池组。

Claims (17)

1.用于电气设备的可替换的蓄电池组，该蓄电池组具有蓄电池组壳体(2)，其中大量电池单元(7)保持在所述蓄电池组壳体(2)中，并且所述电池单元(7)通过电池单元连接件(15，16)相互电连接，并且所述电池单元(7)被连接到共同的外部的电接头(6)上，并且通过该外部的电接头(6)对电池单元(7)进行充电和放电，其中，所述蓄电池组壳体(2)在端侧(3)上是敞开的，所述蓄电池组壳体(2)的该敞开的端侧(3)由盖(4)关闭，其特征在于，在对置的端侧(5)上设置外部的电接头(6)，分别将多个电池单元(7)保持在共同的电池单元支架(8)中，该电池单元支架(8)与所述蓄电池组壳体(2)的至少一个内部的位置固定元件(20)共同作用，所述位置固定元件(20)是构造成凸起状的纵向肋(21)，该纵向肋在壳体(2)的端侧(3，5)之间沿着该壳体的纵向中轴线(13)的方向延伸，所述纵向肋(21)设置在蓄电池组(1)的壳体(2)的侧壁(19)的内侧(18)上，并且在蓄电池组壳体(2)的侧壁(19)中构造外部的导引槽(37，38)，该导引槽沿着蓄电池组壳体(2)的纵向中轴线(13)的方向在该蓄电池组壳体的端侧(3，5)之间延伸，其中所述外部的导引槽(37，38)和内部的纵向肋(21)如此相互设置，从而所述蓄电池组壳体(2)的外部的导引槽(38)构造于在侧壁(19)的内侧(18)上的所述内部的纵向肋(21)的材料中。
2.按权利要求1所述的蓄电池组，其特征在于，在壳体(2)的侧壁(19)的相互对置的内侧(18)上布置了位置固定元件(20)，其中在一个侧壁(19)上的位置固定元件(20)与在另一侧壁(19)上的位置固定元件(20)错开。
3.按权利要求1所述的蓄电池组，其特征在于，所述位置固定元件(20)在壳体(2)的敞开的端侧(3)上构造为盖(4)的固定拱顶(22)。
4.按权利要求1所述的蓄电池组，其特征在于，所述电池单元支架(8)具有导引段(24)，该电池单元支架以该导引段在纵向肋(21)上得到引导。
5.按权利要求1所述的蓄电池组，其特征在于，所述导引槽(37，38)在壳体(2)的具有电接头(6)的端侧(5)上敞开地终止。
6.按权利要求1所述的蓄电池组，其特征在于，所述导引槽(37，38)在壳体(2)的敞开的端侧(3)上由固定拱顶(22)关闭。
7.按权利要求1所述的蓄电池组，其特征在于，设置多个导引槽，并且一个侧壁(19)的外部的导引槽(38)与对置的侧壁(19)的外部的导引槽(38)在侧向平行地错开。
8.按权利要求1所述的蓄电池组，其特征在于，在所述盖(4)和壳体(2)之间的分界面(35)位于电池单元支架(8)的上表面和下表面之间。
9.按权利要求8所述的蓄电池组，其特征在于，所述电池单元支架(8)的边缘(25)遮盖所述盖(4)和壳体(2)之间的分界缝隙。
10.按权利要求1所述的蓄电池组，其特征在于，每个电池单元在其端部(17，27)上保持在电池单元支架(8)中，并且保持一个电池单元(7)的两个电池单元支架(8)相对支撑且形成了电池单元箱(11)。
11.按权利要求10所述的蓄电池组，其特征在于，所述电池单元支架(8)相互拧紧。
12.按权利要求1所述的蓄电池组，其特征在于，在蓄电池组(1)的壳体(2)中容纳了两个在电方面串联的电池单元箱(11)，所述电池单元箱沿着壳体(2)的纵向中轴线(13)的方向上下放置。
13.按权利要求1所述的蓄电池组，其特征在于，所述蓄电池组的额定电压为36伏。
14.按权利要求1所述的蓄电池组，其特征在于，锂基的、可再充电的电池单元(7)具有2伏和5伏之间的电池单元电压。
15.按权利要求14所述的蓄电池组，其特征在于，所述电池单元电压在3.6伏和3.7伏之间。
16.按权利要求1所述的蓄电池组，其特征在于，所述电气设备为可携带的手持式工作设备。
17.按权利要求16所述的蓄电池组，其特征在于，所述工作设备构造成花草修剪机、机动链锯、自由切割机或者吹风设备。
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