CN103259056B - 可背载的蓄电池组 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种可背载的蓄电池组，具体而言涉及一种用于电负载(3)尤其地用于便携的电的工作器械的蓄电池组，其中电负载通过联接缆线(12)与蓄电池组(10)连接。蓄电池组的罩壳(14)具有用于多个可再充电的单电池(28)的内部的容纳空间(18)，单电池相互电连接并且通过联接缆线给负载供应能量。为了给罩壳提供大的稳定性，设置成罩壳的容纳空间通过分离壁(51,52)被分割成单个空间(55)。在单个空间中布置有包括预定数量的单电池(28)的电池组(6)，其中每个电池组(6)形成独立的保持在单个空间(55)中的结构单元(66)。电池组(6)的单电池(28)通过电池连接件(81,82,83)相互电连接。

Description

可背载的蓄电池组
技术领域
本发明涉及一种用于电负载尤其地用于便携的电的工作器械的蓄电池组(Akkupack)，其中电负载通过联接缆线与蓄电池组相连接，蓄电池组带有罩壳，该罩壳具有用于多个可再充电的单电池的内部的容纳空间，单电池相互电连接并且通过联接缆线给负载供应能量。
背景技术
在私人的例如在专业的区域中，越来越多地应用利用蓄电池运行的工作器械。高效能的蓄电池例如化学上以锂为基础的蓄电池具有高的能量密度，从而也可利用该电的工作器械完成更高的要求的更长的工作。因此，已知蓄电池绿篱修剪机、蓄电池机动锯以及蓄电池室外修剪机，其具有被推入工作器械的罩壳中的蓄电池组。
如果应利用室外修剪机或绿篱修剪机完成更大的工作，则为了实现长的运行时间必须使用更大的蓄电池组，其大多数情况下与电的工作器械分离地由使用者承载。在此，联接缆线使由使用者承载的蓄电池组与在工作器械中的电负载相连接。这种类型的蓄电池组具有提高的重量并且因此必须布置在稳定的罩壳中。稳定的罩壳大多很重并且显著提高了本身就重的蓄电池组的重量；然而轻的罩壳容易损坏，例如当被搁放的蓄电池组翻倒或在从背部上取下时落到地面上时。
发明内容
本发明的目的为，如此设计用于电负载的蓄电池组，即形成用于蓄电池组的轻的结实的罩壳。
根据本发明，用于蓄电池组的单电池(Einzelzelle)的容纳空间通过分离壁被分割成单个空间。在单个空间中布置有包括单电池的电池组(Zellpack)，其中每个电池组形成独立的保持在单个空间中的结构单元。在此，电池组的单电池通过电池连接件(Zellverbinder)在电和机械方面相互连接。有利地，分离壁近似平行于侧向的罩壳壁且尤其地近似垂直于基板伸延。
通过在蓄电池组的罩壳之内形成单个空间实现这样的加强，即其形成蓄电池组的罩壳的稳定的机械的结构。由此，罩壳可由轻质的材料例如塑料等制成，而不减小罩壳的强度。
分割成单个空间还具有这样的优点，即可使用相同的罩壳用于不同地设计的蓄电池组。因此，在一个电池组中可装配最大数量的单电池，例如15个；但是也可配置带有更少的单电池的电池组直至在电池组之内仅仅一个单电池。由于单个空间在机械方面与其它单个空间分离，因此当例如需要更小的功率时，蓄电池组的罩壳也可设有仅仅两个或三个电池组。通过根据本发明分割成用于电池组的单个空间，提高了罩壳及其使用的变化性。
有利地，电池组在单个空间中通过伸入其外轮廓中的罩壳的接合元件固定。电池组在其单个空间中不可移动，而是通过该接合元件在单个空间中被固定在其位置中，从而电池组可以相对于分离壁具有近似相同的间距例如环绕的间距的方式定位(ausrichten)。
单个空间的分离壁例如在电池组的整个高度上延伸，从而每个电池组与其它电池组完全在机械方面分离，这提高了整个蓄电池组的安全性。
有利地，单个空间构造在蓄电池组的基体中，尤其地构造在蓄电池组的背板上，其中罩壳的基板与底板一起形成L形的基体，其限制蓄电池组的容纳空间。该容纳空间可通过罩壳盖封闭。
设置在蓄电池组中以用于形成单个空间的分离壁包括构造在基板或背板上的第一高度区段(Höhenabschnitt)和构造在罩壳盖中的第二高度区段。由此实现在罩壳盖被取下时对电池组更容易的可接近性。
电池组通过设置在单个空间的底部处的支座在单个空间中保持定位，优选地以相对于单个空间的分离壁具有相同的间距的方式固定。利用支座可平衡在底部区域中的高度差并且实现电池组的定位的位置。有利地，在蓄电池罩壳的罩壳盖中也设置相应于基础罩壳的支座的支座，从而蓄电池组也优选地无间隙地被保持在支座之间。
在蓄电池组的罩壳中的分离壁通过共同的肋部形成，该肋部从罩壳的一个窄侧延伸到其相对的窄侧。在此适宜地，在分离壁的纵向上构造弹性的变形区间，其在力作用时作为缓冲器和吸收器起作用。例如，变形区间包括波形的或S形的壁区段，该壁区段可尤其地形成罩壳的接合元件；该接合元件接合到电池组的构造在外轮廓中的凹口中并且防止电池组在单个空间中运动。
在本发明的改进方案中，从一个纵向侧伸延到另一纵向侧的分离壁在蓄电池组的罩壳中中断。适宜地，分离壁在每个单个空间的高度上中断，其中通过中断部形成缺口，该缺口用于引导电导线。(在铺设电导线之后)该缺口可通过挡板封闭，该挡板同时用作用于线路(Verdrahtung)的保持元件。
有利地，在蓄电池组的罩壳中的分离壁通过弧形的、在截面中部分柱形的联接区段连结到罩壳的窄侧处。相对于分离壁对称的部分圆柱形的联接区段与变形区间相似地用于针对作用的力的缓冲器和吸收器。有利地，在部分圆柱形的联接区段的边缘中设置用于继续引导电的缆线的缺口。
在本发明的改进方案中，在蓄电池组的罩壳中设置电的接线盒，其适宜地布置在罩壳的与底板相对的端部处。由此接线盒设置在基板(背板)的上部的端部区域中并且可利用电池组填充在底部区域中保留的空间。由此蓄电池组的重心在朝向罩壳底部的方向上下降，这在人机工程系上对于使用者是有利的。
附图说明
从其它权利要求、说明书以及在其中示出了以下详细描述的本发明的实施例的图纸中得到本发明的其它特征。其中：
图1显示了带有可背载的蓄电池组的电的工作器械的示意性的图示，
图2显示了蓄电池组的正面的视图，
图3显示了根据图2的蓄电池组的透视图，
图4显示了根据图2的蓄电池组的部件分解图，
图5以透视的图示显示了电池组的视图，
图6显示了根据图5的电池组的俯视图，
图7显示了根据图2的蓄电池组的罩壳的敞开的基体的透视图，
图8显示了根据图7的基体的侧视图，
图9显示了根据图7的基体的敞开的容纳空间的俯视图，
图10显示了带有布置在容纳空间中的电池组的根据图7的基体的俯视图，
图11显示了根据图10的基体的透视图，
图12以放大的图示显示了在图9中的细节XII，
图13显示了在图12中的放大的细节XIII。
具体实施方式
在图2至13中详细示出的蓄电池组10设置成用于示例性地在图1中示出的电的工作器械1。在所显示的实施例中，该工作器械为带有电的驱动马达2的电的绿篱修剪机，该驱动马达2形成电负载3。所示出的工作器械1的电的驱动马达2布置在刀杆(Messerbalken)4的一个端部处，该刀杆4具有两个往复的刀片5作为工具。工作器械1的罩壳具有作为前把手8的把手和作为后把手7的另一把手，使用者通过这两个把手保持和引导电的工作器械1。为了给电负载3供电设置有蓄电池组10，其构造成可背载的结构单元11并且利用承载带9固定在使用者的背部上。该蓄电池组10通过电的联接缆线12与工作器械1的电负载3相连接，其中，联接缆线12在蓄电池组10的侧边上利用联接插头27联接在接线盒13中。
代替绿篱修剪机，鼓风机、机动链锯、室外修剪机、高位枝修剪器(Hochentaster)、切断机或类似设备也可作为工作器械联接到蓄电池组10处。
蓄电池组10的罩壳14实施成与电负载3分离的结构单元11(图1)并且基本上由构造成面对使用者的背部的背板16(图3)的基板组成。该背板16近似与底部17(图7)成直角，从而罩壳14的基体15近似具有L形。底部17在其罩壳外侧上设有加筋部50(图11)，从而底部17自身作为成型体(Formkörper)形成用于蓄电池组10的稳定的撑脚70，蓄电池组10可利用该撑脚70可靠地搁放在地面上。
如图3显示的那样，该背板16稍微向罩壳内部空间弯曲并且形成用于使用者的背部的在解剖学上相匹配的支承部18。背板16完全朝向使用者封闭，即不具有用于冷却空气等的缺口或孔口。
该背板16具有近似矩形的基本形状，其纵向中轴线20垂直于底部17并且形成垂直的竖轴线。
如图4显示的那样，蓄电池组10包括多个单电池28，其(参考图5和6)被封装成方形的电池组6。
在该实施例中，电池组6基本上由十五个单电池28组成，单电池28通过电池连接件81,82和83电地相互连接。在电池组6之内，单电池28可并联地和/或串联地相互联接。
为了形成电池组6，最少需要一个单电池28，在所显示的根据图5和6的布置方案中，最大的电池数量为十五。
如可从图5和6中得到的那样，单电池28在其端部处保持在电池架80中，该电池架80使单电池28相对于彼此以机械的方式固定。根据电池连接件81,82和83的布置方案得到可销售的独立的结构单元66。
每个电池组6在其长侧86,87上具有半圆柱形的缺口84,85，其中在电池组6的一个长侧86上的缺口84相对于在电池组6的另一长侧87上的缺口85错位。
平行于纵向中轴线20延伸的竖侧22和24形成罩壳14的第一窄侧；竖侧22和24在其端部处在一侧通过底部17并且另一侧通过上部的窄侧23相互连接。在背板16和窄侧(竖侧22,24、上部的窄侧23和底部17)之间构造有罩壳14的第一边缘25，其在下文也被称为罩壳边缘。
为了为使用者实现可自由选择的、在人机工程学上合适的缆线引导，在该实施例中在罩壳14的罩壳壁中，在背板16中构造有缆线通道30,40(图3)，其设计成敞开的U形的槽。在此如此铺设缆线通道30,40，即其以沉入的方式基本上完全地位于背板16中，即位于在背板16的外表面26和布置在罩壳14中的电池组6之间的结构空间60中。每个U形的槽基本上在其整个长度上构造成朝向背板16的外表面26敞开，从而联接缆线12可从外表面26起简单地被插入缆线通道30,40中。
缆线通道30,40在作为缆线出口34至37或44至47的罩壳14的边缘25中通入，其中在罩壳边缘25的周向上设置多个缆线出口34至37和44至47。每个缆线通道30,40从接线盒13中以沉入在背板16中的方式伸延到相应的缆线出口。在此如此设置该布置方案，即在垂直的纵向中轴线20的两侧上设置缆线出口34至37或44至47。
接线盒13通过盖19封闭(参考图1)并且完全地容纳联接缆线12的联接插头27。此外，在接线盒13中可布置有设置成用于监视蓄电池组10或显示蓄电池组10的容量的电子装置31(如4)。当蓄电池组10由锂离子电池或类似的在化学方面基于锂的单电池28组成时，监视电子装置是尤其适宜的。为了显示蓄电池组10的充电状态，在罩壳盖21中设置条形的充电状态显示件29，其位于接线盒13的高度上。以这种方式，相应的电子装置31在接线盒13中布置在充电状态显示件29附近。该显示件也可构造成显示屏例如LCD显示屏，由单个的光学的显示件(例如LED)构成或者也可包括声学的显示件，以用于例如当蓄电池组的剩余容量低于预定的阈值时发出声学的警告。
在罩壳盖21和L形的基体15之间构造有容纳空间18，其用于容纳电池组6。在图7至9中示出，该容纳空间18如何通过近似平行于竖侧22,24或上部的窄侧23和底部17伸延的分离壁51,52被分割成单个空间55。在所显示的实施例中，容纳空间18通过垂直的分离壁51在中间被分割，为此分离壁51近似在背板16的纵向中轴线20的高度上伸延。通过垂直于基板的分离壁52将在基体15中的容纳空间18的两个半部分别分割成四个单个空间55。在所显示的实施例中，如此设置容纳空间18的分割，即单个空间55同样大并且分别用于容纳尺寸相同的电池组(图10,11)。
如在图8中示出的那样，分离壁51由构造在基板(背板16)上的第一高度区段51a和构造在罩壳盖21中的第二高度区段51b组合而成。相应地，水平的分离壁52由连结在背板16处的高度区段52a和连结在罩壳盖21处的高度区段52b组合而成。由此，分离壁51和52分别基本上在电池组6(图8)的整个高度H上延伸。如可从图7和9中得到的那样，容纳空间被分割成八个单个空间55，其中在每个单个空间的底部59上设置有用于电池组6的支座67,68。如可在图7中看出的那样，这些支座设计成在高度方面不同；由此，尽管背板16为弯曲的且因此底部59为弯曲的，但是为电池组6保证在单个空间55中平的支承。位于竖侧22和24附近的支座67具有比设置在中间的垂直的分离壁51附近的支座68更大的高度以用于平衡弯曲。
分离壁51和52构造成肋部并且从罩壳14的一个窄侧延伸到其相对的窄侧。垂直的分离壁51从L形的基体15的底部17延伸到接线盒13的底部63；因此，分离壁51作为加强的、垂直的支柱起作用。
相应地，分离壁52将罩壳14的一个竖侧22与罩壳14的相对的竖侧24相连接。在与分离壁51的相交区域中，分离壁52与分离壁51设计成单件并且由此形成用于蓄电池组10的罩壳14的加强交叉部。
为了无破坏地吸收作用到罩壳14上的力并且可继续传导该力，设置成，在分离壁的该实施例中在分离壁52的纵向上构造弹性的变形区间90，其在力100(图9)作用时弹性地屈服(nachgeben)。在所显示的实施例中，分离壁的变形区间90包括波形的例如S形的壁区段53。如图7和9显示那样，该波形的壁区段53在分离壁52的整个高度上延伸，也就是说不仅构造在基体的高度区段52a中而且构造在罩壳盖21的高度区段52b中。在俯视图中，壁区段53近似相应于全波，例如正弦波或者设计成S形。
为了不通过水平的分离壁52将例如作用到窄的竖侧24上的力100引导到窄的竖侧22，设置成，分离壁在其端部56之间中断。在所显示的实施例中，分离壁52在每个单个空间55的高度上中断，例如设有缺口54。
同样，缺口54在两个高度区段52a和52b上延伸，即部分地设置在基体15的分离壁区段中并且部分地设置在罩壳盖21的分离壁区段中。
缺口54可通过挡板92封闭，以便所有单个空间以机械的方式相互分离。缺口54可用于引导电的导线，以使得之后(如果铺设了电的导线的话)将挡板92插入缺口中。可如此构造挡板92，即挡板92保持电的线路96(图10)。
为了进一步弹性地设计该组件以用于实现内部的柔性，设置成，分离壁52的端部56不直接联接到竖侧22和24处，而是通过联接区段57连结到罩壳14的侧壁处，其中弹性地设计该联接区段57。在所显示的实施例中，联接区段在截面中设计成弧形尤其地部分圆柱形，如在图9以及12和13中示出的那样。分离壁的端部56例如连结到联接区段57的中间；该联接区段57构造成相对于分离壁对称。
有利地，同样邻近竖侧22和24位于罩壳14之内的螺栓基座(Schraubdom)94通过弹性的联接区段95连结到罩壳14的侧壁处，其中对称的构造方案是有利的。
为了在竖侧的区域中以简单的方式引导电的缆线，在联接区段57中构造有缺口58并且在联接区段95中构造有缺口98。
如图10和11显示的那样，电池组6被插入如此设计的单个空间55中。有利地，变形区间90的波形的区段91伸入单个空间55中，其中，该区段91在电池组6被插入时到达电池组6的缺口84和85中。由此，每个电池组6一方面空间上与其它电池组6分离地容纳在单个空间55中并且通过形成接合元件的波形的区段91在单个空间55中固定在其位置中。为了也在邻接底部17和63的单个空间中保证电池组6在两侧上的有效的固定，在底部17以及底部63中构造有凸筋97或65，其相应于波形的区段91作为接合元件伸入单个空间中。由此，电池组6不可运动地固定在单个空间55中，其中，在电池组6和单个空间55的壁之间可设置间距，尤其地环绕的间距。
为了一方面简单地实施罩壳盖21并且但是另一方面保证足够的稳定性，设置成，在用于与固定螺栓72接合的螺栓基座的区域中构造有加厚部74。该加厚部用作加强部并且(如图2显示的那样)近似设计成矩形并且同时用作设计元素(Designelement)。该加厚部74分别位于螺栓基座94的区域中。
设置在蓄电池组中的接线盒13与罩壳14构造成单件。该接线盒13与底部17相对，即在罩壳14的另一端部处，从而电池组6直接位于底部17的区域中。由此，可保证整个蓄电池组10的低的重心。
为了为使用者将蓄电池组10的承载设计成更方便，设置成，在背板16的脚部区域中构造有收缩部77。该收缩部77基本上在构造成撑脚70的底部17的加筋部50的高度上延伸。

Claims (23)

1.一种用于电负载(3)的蓄电池组，其中所述负载(3)通过联接缆线(12)与所述蓄电池组(10)相连接，所述蓄电池组与所述电负载(3)分离地由使用者承载，并且所述蓄电池组(10)构造成带有罩壳(14)，该罩壳实施成与所述电负载(3)分离的结构单元(11)，并且所述罩壳(14)具有用于多个由预定数量的可再充电的单电池(28)形成的电池组(6)的内部的容纳空间(18)，其中电池组(6)的单电池(28)在其端部处保持在电池架(80)中，并且电池组(6)的单电池(28)通过电池连接件(81,82,83)相互电连接并且相对于彼此以机械的方式固定，并且所述电池组(6)相互电连接并且通过所述联接缆线(12)给所述负载(3)供应能量，其特征在于，所述容纳空间(18)通过分离壁(51,52)被分割成以机械的方式相互分离的单个空间(55)，并且所述分离壁(51,52)通过肋部形成，所述肋部如此从所述罩壳(14)的一个竖侧(22,24)延伸到其相对的竖侧(24,22)，即使得所述单个空间(55)的分离壁(51,52)在电池组(6)的整个高度(H)上延伸，并且电池组(6)布置在与其它单个空间(55)以机械的方式相互分离的单个空间(55)中并且保持在该单个空间(55)中。
2.根据权利要求1所述的蓄电池组，其特征在于，电池组(6)通过所述罩壳(14)的伸入所述电池组(6)的外轮廓中的接合元件固定在单个空间(55)中。
3.根据权利要求1所述的蓄电池组，其特征在于，所述单个空间(55)构造在所述蓄电池组(10)的罩壳(14)的基体(15)中。
4.根据权利要求3所述的蓄电池组，其特征在于，所述罩壳(14)的基板与底部(17)一起形成所述罩壳(14)的L形的基体(15)，该基体限制所述容纳空间(18)，其中所述容纳空间(18)能够通过罩壳盖(21)封闭。
5.根据权利要求4所述的蓄电池组，其特征在于，分离壁(51,52)由构造在所述基板上的第一高度区段(51a,52a)和构造在所述罩壳盖(21)中的第二高度区段(51b,52b)组合而成。
6.根据权利要求1所述的蓄电池组，其特征在于，电池组(6)通过设置在单个空间(55)的底部(59)处的支座(67,68)在所述单个空间(55)中保持定位且以相对于所述单个空间(55)的分离壁(51,52)具有间距的方式定位。
7.根据权利要求1所述的蓄电池组，其特征在于，在分离壁(51,52)的纵向上构造弹性的变形区间(90)。
8.根据权利要求7所述的蓄电池组，其特征在于，所述变形区间(90)包括波形的壁区段(53)。
9.根据权利要求8所述的蓄电池组，其特征在于，所述变形区间(90)的波形的区段(91)形成所述罩壳(14)的接合元件，该接合元件接合到所述电池组(6)的构造在外轮廓中的缺口(84,85)中。
10.根据权利要求9所述的蓄电池组，其特征在于，在所述电池组的一个长侧(86)上的缺口(84)相对于在所述电池组(6)的另一长侧(87)上的缺口(85)错位。
11.根据权利要求1所述的蓄电池组，其特征在于，在所述蓄电池组(10)的罩壳(14)中从一个竖侧(22,24)伸延到另一竖侧(24,22)的分离壁(51,52)中断。
12.根据权利要求11所述的蓄电池组，其特征在于，所述分离壁(51,52)在每个单个空间(55)的高度上中断并且所述中断部通过缺口(54)形成。
13.根据权利要求12所述的蓄电池组，其特征在于，所述缺口(54)可通过挡板(92)封闭，所述挡板(92)保持在所述电池组(6)之间伸延的线路(96)。
14.根据权利要求1所述的蓄电池组，其特征在于，所述分离壁(51,52)通过弧形的、在截面中为部分柱形的联接区段(57)连结到所述罩壳(14)的窄侧(22,24)处。
15.根据权利要求14所述的蓄电池组，其特征在于，在所述部分柱形的联接区段(57)的边缘中设置用于引导缆线的缺口(58)。
16.根据权利要求1所述的蓄电池组，其特征在于，在所述罩壳(14)的外侧上构造局部的加厚部(74)作为加强部。
17.根据权利要求1所述的蓄电池组，其特征在于，在所述蓄电池组(10)的罩壳(14)中设置电的接线盒(13)，该接线盒以沉入的方式设置在所述蓄电池组(10)的罩壳(14)的基板中。
18.根据权利要求17所述的蓄电池组，其特征在于，所述罩壳(14)具有底部(17)并且所述电的接线盒(13)在基板的上部的端部区域中布置在所述罩壳(14)的上部的窄侧(23)之下。
19.根据权利要求1所述的蓄电池组，其特征在于，所述电池组(6)通过信号导线和/或能量导线相互连接。
20.根据权利要求1所述的蓄电池组，其特征在于，所述电负载(3)为便携的电的工作器械。
21.根据权利要求3所述的蓄电池组，其特征在于，所述单个空间(55)构造在所述蓄电池组(10)的背板(16)上。
22.根据权利要求8所述的蓄电池组，其特征在于，所述波形的壁区段(53)构造成S形。
23.根据权利要求1所述的蓄电池组，其特征在于，每个电池组(6)形成独立的结构单元(66)。
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