CN102420302A - 电池组和包括该电池组的电动工具 - Google Patents

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Abstract

一种电池组，其包括圆柱形电池单元，所述电池单元沿着与电池单元的中心轴线正交的竖直和水平方向以至少两行和两列排。每个电池单元包括形成在其一端部的电极端子。该电池组还包括连接器板，四个竖直且水平地邻接的电池单元的电极端子接合至所述连接器板。连接器板设置为并联连接每对在同一方向上邻接的电池单元以形成电池单元块。连接器板构造为串联连接各电池单元块。当竖直且水平地邻接的电池单元从其一端侧看时，各电池单元的中心轴线位于平行四边形的顶点上。连接器板具有符合平行四边形各个边的轮廓。

Description

电池组和包括该电池组的电动工具
技术领域
本发明涉及一种电池组和具有该电池组的电动工具。
背景技术
具有多个电池单元的电池组常用于例如电动工具等的电池驱动的设备中。图5A至5C显示了例如公开号为No.2010-50044的日本专利申请中所公开的传统电池组的内部结构。
图5A至5C显示的电池组包括总共六个电池单元100，其被设置成2排3列。相邻的电池单元100通过薄连接器板101和102电连接。大尺寸的矩形形状的连接器板101在成对设置的电池单元100之间执行并联连接，以及在并联连接的电池单元100的块之间执行串联连接。
在图5A至5C所示的传统的电池组中，上排中的电池单元100正好设置在下排电池组单元100的上方。所以，电池单元100总体上的竖直尺寸变得更大。此外，用于连接各电池单元100的连接器板101需要形成为具有相对较大的竖直尺寸的矩形形状。因此，传统的电池组遇到的问题是：难以降低其尺寸。
发明内容
考虑到上述问题，本发明涉及的是通过改变电池单元的排列和连接器板的形状来减小电池组的整体尺寸。
为了实现上述目的，本发明可按照下述的陈述进行构造。
根据本发明的一个实施例，提供一种电池组，包括：圆柱形电池单元，所述电池单元沿着与各电池单元中心轴线正交的竖直和水平方向至少呈两排和两列排列，每个电池单元包括在其一端部形成的电极端子；和连接器板，四个竖直且水平邻接的电池单元的电极端子接合至所述连接器板，连接器板设置为并联连接每对在同一方向上邻接的电池单元以形成电池单元块，连接器板构造为串联连接各电池单元块，其中当竖直且水平地邻接的电池单元从其一端侧看时，各电池单元的中心轴线位于平行四边形的顶点，连接器板具有符合平行四边形各条边的轮廓。
连接器板和电池单元可通过点焊接合，其中电流被允许在每对焊接点之间流动。连接器板可包括用于抑制焊接电流产生分流的切口。每个切口可形成在各焊接点之间。
连接器板和电池单元可通过点焊连接，其中电流被允许在每对焊接点之间流动。连接器板可包括用于抑制焊接电流产生分流的电池间切口。每个电池间切口可形成在其中一个电池单元块的焊接区域和另一个电池单元块的焊接区域之间。
各电池间切口可从连接器板的外边缘向内切割以朝向彼此延伸大体上相等的距离。
一个电动工具可包括所述电池组。
本发明所具有有益效果在于，电池组的整体尺寸能通过改变各电池单元的排列和连接器板的形状而减小。
附图说明
本发明的目的和特征将通过结合附图给出的对实施例的下述描述而变得显而易见，其中：
图1A是显示根据本发明第一实施例的电池组的内部结构的侧视图，图1B是其仰视图，且图1C是图1A所示的电池组从相反侧看的另一侧视图；
图2是显示第一实施例的电池组外观的透视图；
图3是显示一种配备有第一实施例的电池组的电动工具的侧视图；
图4A是显示根据本发明第二实施例的电池组的内部结构的侧视图，图4B是其仰视图，且图4C是图4A所示的电池组从相反侧看的另一侧视图；以及
图5A是显示传统电池组的内部结构的侧视图，图5B是其仰视图，且图5C是图5A所示的电池组从相反侧看的另一侧视图。
具体实施方式
本发明的优选实施例将参照构成实施例一部分的附图来进行描述。
图2显示了根据本发明第一实施例的电池组A的外观。图3例示出配备有第一实施例的电池组A的便携式电动工具B的外观。所述电动工具B包括筒部50和从筒部50延伸的手柄部51，马达和动力传输单元布置在该筒部50内。盒状的电池组A可拆卸地连接至手柄部51的梢端表面。与电池组A同时使用的设备不局限于该电动工具B，还可以是能被电池组A的电力驱动的任何其它的电池驱动设备。
在图1A至1C中，显示了容纳在外壳中的电池组A的内部结构。图1A是电池组A的侧视图，图1B是其仰视图，且图1C是图1A所示的电池组从相反侧看的另一侧视图。在下述的说明中，当各圆柱形电池单元1从其一个端部侧看时，图1A和1C中的左-右方向将被定义为“水平方向”，图1A和1C中的上-下方向将被称为“竖直方向”。
本实施例的电池组A包括八个具有相同形状和尺寸的圆柱形电池单元1，它们沿着竖直方向(上下方向)成两排并沿着水平方向(左右方向)成四列地布置。每个电池单元被布置成使得其中心轴线能与竖直方向和水平方向正交。
参照图1A和1C，上排和下排中的各个电池单元1的中心轴线的位置沿着水平方向是错开的。所以，当四个竖直且水平地邻接的电池单元1从其一个端部侧看时，各电池单元1的中心轴线位于一个平行四边形(参见图1A和1C中的虚线)的顶点处。
上排的各电池单元1的下端部的位置低于下排的各电池单元1的上端部。结果，平行四边形的上下两边之间的距离比电池单元1的直径短。
这样的布置使得有可能从总体上减小电池单元1的竖直尺寸。
参照图1A，布置在中央区域的四个竖直且水平地邻接的电池单元1的一个端部上的电极端子接合至公用的连接器板2上。转到图1C，布置在一侧区域中的四个竖直且水平地邻接的电池单元1的一个端部上的电极端子以及布置在另一侧区域中的四个竖直且水平地邻接的电池单元1的一个端部上的电极端子被接合至具有同样形状的不同的连接器板2上。将连接器板2和相应电池单元1相接合的操作通过点焊进行，其中电流在每对焊接点10之间流动。
连接器板2与之前提到的传统电池组的连接器板101具有相同的功能。更具体地说，每个连接器板2用来并联连接在竖直方向(上下方向)上邻接的每对电池单元1和用来串联连接各个在水平方向(左右方向)上并联连接的电池单元1的块。
在该实施例中，每个连接器板2具有类似平行四边形的轮廓。每个连接器板2的轮廓具有符合平行四边形各边的形状，所述平行四边形在图1A和1C中用虚线示出(即，平行四边形的顶点与由每个连接器板2电连接的四个竖直且水平地邻接的电池单元1的中心轴线相一致)。
为了安全起见，每个平行四边形形状的连接器板2的四个角部分形成圆化形状。每个连接器板2的四边(即一对水平边2a和一对竖直边2b)形成直线形状。水平边2a彼此平行，竖直边2b也彼此平行。通过将每个连接器板2形成这样的形状，有可能阻止每个连接器板2与相反极性的电池单元1接触，否则这种接触会导致短路。一个信号终端部3从每个平行四边形形状的连接器板2的一个边延伸。这里使用的术语“平行四边形形状的连接器板2”是指除了信号终端部3外的部分的轮廓。
除具有较大尺寸的连接器板2外，尺寸上小于连接器板2的连接器板4用来并联连接每对电池单元1以形成并联连接的各电池块。并联连接的各电池块彼此串联连接。具有较小尺寸的每个连接器板4用来并联连接每对竖直邻接的电池单元1。连接器板4具有大体上等于连接器板2竖直尺寸的竖直尺寸和仅仅是连接器板2的水平尺寸一小部分的水平尺寸。
接下来，根据本发明第二实施例的电池组A将参照附图4A至4C进行描述。特别关注的是图4A。本实施例中与第一实施例中那些相同的元件将不再赘述。将仅对本实施例不同于第一实施例中的那些特征部分进行详细描述。
在该实施例中的电池组A中，每个连接器板2具有形成在每对焊接点10之间的裂缝状的切口5。通过在各焊接点10之间形成切口5，在通过将各外部电极与焊接点10相接触进行点焊时，有可能抑制焊接电流产生分流和焊接效率降低。换句话说，切口5的形成使得易于以可靠的方式进行点焊。
更具体地说，切口5通过向内切割每个具有总体上平行四边形形状的连接器板2的水平边2a形成。切口大体上平行于每个连接器板2的竖直边2b延伸。
在本实施例的连接器板2中，用于抑制焊接电流产生分流的切口6形成在竖直地并联连接的电池单元1的其中一个块的焊接区域(此后称作“电池单元块”)和竖直地并联连接的电池单元1的另一个块的焊接区域之间。在下文的描述中，切口6将被称作“电池间切口6”以区分切口6与切口5。
电池间切口6通过向内切割每个连接器板2的水平边2a形成。每个电池间切口6被定位成使得各电池单元1的每对焊接点10能夹置在每个电池间切口6和连接器板2的每个竖直边2b之间。电池间切口6基本上平行于连接器板2的竖直边2b延伸。换句话说，连接器板2的竖直边2b、从水平边2a向内切割的切口5以及从水平边2a向内切割的电池间切口6彼此平行。
用于连接各电池单元1的焊接点10中的其中一个形成在设置于每个竖直边2b和每个切口5之间的突起上。另一个焊接点10形成在布置于每个切口5和每个电池间切口6之间的突起上。
电池间切口6从每个连接器板2的上和下水平边2a上向内切割，并朝着彼此延伸大体上相等的距离。通过形成在与各个电池单元1一一对应的四个点上的电池间切口6，每个连接器板2被划分为三部分，即两个并联部分20和一个串联部分21。并联部分20用来并联连接每对竖直邻接的电池单元1以从而形成电池单元块。串联部分21用来串联连接因此形成的各电池单元块。
在该实施例中，电池间切口6被向着彼此切割延伸大体上相等的距离。因此，每个连接器板2被成形为使得并联部分20的中间部分被连接至串联部分21。因此，在通过串联连接各电池单元块形成的电流回路中，有可能使得每个连接器板2对各个电池单元块带来的电阻大致均一化。这有助于抑制各电池单元1之间的充电/放电电流变得不均匀。
根据该实施例的每个连接器板2总体上具有平行四边形形状，即使切口5和6从水平边2a向内切割。所以，各水平边2a之间的最大竖直距离小于电池单元1的直径。具备切口5和6的每个连接器板2的总体形状(排除信号终端部3)大体上关于一点对称。
在上述的第一和第二实施例中的电池组A中，圆柱形电池单元1沿着与电池单元1的中心轴线正交的竖直和水平方向以至少两排和两列进行布置。在四个竖直且水平地邻接的电池单元1的一个端部上的电极端子被接合至同一连接器板2。在相同方向上(竖直方向)邻接的每对电池单元1通过连接器板2并联连接以形成各电池单元块。此外，各电池单元块通过连接器板2串联连接。
当四个竖直且水平地邻接的电池单元1从其一个端部侧看时，相应电池单元1的中心轴线位于一个平行四边形的顶点处。连接器板2的轮廓具有符合平行四边形各个边的形状。
这就有可能尽量减少电池单元1的总体尺寸(尤其是竖直尺寸)，尽管电池单元1被布置在两个方向上。因为连接器板2形成平行四边形的形状，有可能有效地防止连接器板2接触与其相邻的其它构件，否则该接触将导致短路。
在第二实施例的电池组A中，连接器板2和各个电池单元1通过点焊被接合，其中电流允许在每对焊接点10之间流动。用于抑制焊接电流产生分流的切口5形成在连接器板2的各焊接点10之间。
在通过使焊接电流在每对焊接点10之间流动来进行点焊时，这使得有可能抑制焊接电流产生分流和焊接效率下降。换句话说，焊接点10之间的切口5的形成使得易于以可靠方式进行点焊。
在第二实施例的电池组A中，连接器板2和各个电池单元1通过点焊被接合，其中电流允许在每对焊接点10之间流动。另外，用于抑制焊接电流产生分流的电池间切口6形成在并联连接的电池单元1的其中一个块的焊接区域和并联连接的电池单元1的另一个块的焊接区域之间。
当通过使焊接电流在每对焊接点10之间流动来进行点焊时，这使得有可能抑制焊接电流产生分流和焊接效率下降。换句话说，电池间切口6的形成使得易于以可靠方式进行点焊。
在第二实施例的电池组A中，各电池间切口6从各个连接器板2的外边缘化向内切割，并向着彼此延伸大体上相等的距离。
这使得有可能在通过串联连接各电池单元块形成的电流回路中，使得每个连接器板2对各个电池单元块带来的电阻大致均一化。因此，限制了电池单元1之间的充电/放电电流变得不均匀。
第一和第二实施例的电池组A都设在电动工具B中。这使得可能有效减小电动工具B的总体尺寸以及电池组A的尺寸。
虽然本发明已经基于附图中所示的具体实施例进行了上述说明，但是本发明不局限于这些实施例。在不脱离本发明保护范围的情况下，各个实施例可适当地在设计上进行修改和适当地组合。

Claims (5)

1.一种电池组，包括：
圆柱形电池单元，所述电池单元沿着与电池单元中心轴线正交的竖直和水平方向至少呈两排和两列排列，每个电池单元包括在其一个端部形成的电极端子；和
连接器板，四个竖直且水平地邻接的电池单元的电极端子接合至所述连接器板，连接器板被设置为并联连接每对在同一方向上邻接的电池单元以形成电池单元块，连接器板构造为串联连接各电池单元块，
其中当竖直且水平地邻接的电池单元从其一端侧看时，各电池单元的中心轴线位于平行四边形的顶点，连接器板具有符合平行四边形各条边的轮廓。
2.根据权利要求1所述的电池组，其特征在于，连接器板和各电池单元通过点焊连接，其中电流被允许在每对焊接点之间流动，连接器板包括用于抑制焊接电流产生分流的切口，每个切口形成在焊接点之间。
3.根据权利要求1所述的电池组，其特征在于，连接器板和电池单元通过点焊连接，其中电流被允许在每对焊接点之间流动，连接器板包括用于抑制焊接电流产生分流的电池间切口，每个电池间切口形成在其中一个电池单元块的焊接区域和另一个电池单元块的焊接区域之间。
4.根据权利要求3所述的电池组，其特征在于，各电池间切口从连接器板的外边缘向内切割以朝向彼此延伸大体上相等的距离。
5.一种电动工具，其包括如权利要求1至4中任一项所述的电池组。
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