CN107004801B - 具有改善的散热性的电池 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电池,其包括多个电池单元(30)、壳体(31)和至少一个热传导带(6),其中,所述电池单元(30)布置在壳体(31)中,所述至少一个热传导带布置在所述电池单元(30)之间并且借助接触区域(61)接触所述电池单元(30)中的至少一个电池单元,其中,所述热传导带(6)包括散热区域(60),所述散热区域设立用于与散热元件(9)接触。

Description

具有改善的散热性的电池
技术领域
本发明涉及一种具有改善的热管理的电池,并且还涉及一种具有根据本发明的电池的、可通过肌力和/或马达力驱动的车辆,尤其是电动自行车。在此,根据本发明的电池可以是不可再充电的电池或可再充电的电池(蓄电池)。
背景技术
由现有技术已知呈不同构型的电池。例如在电动自行车中设置可再充电的电池,其中,多个电池单元布置在塑料壳体中。在运行过程中,电池单元产生热。在此,借助对流使电池单元散热。由于关于电池的现有技术持续不断发展,不断出现更高的容量,由此,在使用和在给电池充电时也需要较高的散热。因此,产生设置新型的散热方案的必要性。
发明内容
与此相反,根据本发明的具有权利要求1的特征的电池具有如下优点:即使在电池的较高容量的情况下也需要电池的可靠的散热。由此可以确保在运行过程中的改善的性能并且也可以显著地延长电池的使用寿命。根据本发明,电池在此包括多个电池单元和壳体,所述电池单元布置在该壳体中。此外,设置热传导带,该热传导带布置在电池单元之间并且接触电池单元中的至少一个电池单元。在此,热传导带具有散热区域,该散热区域设立用于与散热元件的接触。因此,将在运行中或在充电时在电池单元中产生的热量传输到热传导带上并且由热传导带在散热区域上再散发出。例如可以在电动自行车中使用电池的情况下将散热区域与电动自行车的框架管直接或间接连接。因为框架管的温度明显低于电池单元,可以通过热传导带实现电池单元的非常好的散热。热传导带优选由金属材料制造,并且具有非常好的热传导特性。因此,可以借助于热传导带将热量从电池的内部传导至外侧。与例如通过对流或热辐射相比,通过热传导可以将热量从电池单元更好地排出。
从属权利要求示出本发明的优选扩展方案。
优选地,将散热元件集成到壳体中。由此可以由不同的材料制造壳体并且尽管如此通过集成的散热元件实现可靠的散热。特别优选地,散热元件是第一板状元件。板状元件的使用具有如下优点:设置了大的散热面,使得能够实现可靠和快速的散热。在此,热传导带通过其散热区域与第一板状元件接触。
此外优选的是,壳体包括塑料主体,其中,密封件布置在塑料主体与散热元件之间。密封件优选环绕地设置并且确保,没有湿气或灰尘或类似物到达电池的内部。
根据本发明的另一优选构型,所述电池还包括第二板状元件,该第二板状元件固定在第一板状元件上。通过该措施可能的是,设置具有带标准化的第一散热元件的壳体的标准化电池并且使第二板状元件特定地适配于各使用目的。由此可以显著地减少用于电池的制造费用。第二板状元件优选借助于螺钉或类似物固定在第一板状元件上。
根据本发明的另一优选构型,所述电池还包括至少一个弹簧元件,该弹簧元件与电池的散热元件连接。因此,热量可以从电池的散热元件传输到弹簧元件上。然后热量可以从弹簧元件例如散发到电动自行车的框架或类似物上。
弹簧元件优选由金属材料、尤其是弹簧钢制造,以便一方面具有弹簧特性并且另一方面具有好的热传导能力。弹簧元件优选是柱形弹簧或片簧。此外要指出的是,进一步优选地也可以设置多个弹簧元件,以便改善散热。
为了实现电池的电池单元的尽可能可靠的散热,热传导带具有接触区域,所述接触区域接触电池单元的周面的至少20%。由此可以实现从电池单元到热传导带并且然后从热传导带到散热元件的可靠散热。特别优选地,热传导带的接触区域接触电池单元的周面的至少25%。在此,电池单元特别优选圆柱形地构造并且接触区域在电池单元的圆柱形周面区域上接触电池单元。
本发明还涉及一种可通过肌力和/或马达力驱动的车辆、尤其是电动自行车,其包括根据本发明的电池。在此,电池特别优选地布置在车辆的框架上,使得通过车辆的框架存在大的散热器。
进一步优选地,在电池中布置多个热传导带,其中还优选,至少两个热传导带接触一个电池单元。由此能够进一步扩大电池单元的接触面积。
附图说明
下面参照附图详细描述本发明的优选实施例。在附图中,相同的或功能性相同的构件分别以相同的参考标记标出。附图中示出:
图1具有根据本发明的第一实施例的本发明电池的电动自行车的示意性视图;
图2在放大示图中的图1的电池的示意性剖视图;
图3根据本发明的第二实施例的电池的示意性剖视图;
图4根据本发明的第三实施例的电池的示意性剖视图;
图5根据本发明的第四实施例的电池的示意性剖视图。
具体实施方式
下面参照图1和2描述具有根据本发明的电池3的电动自行车1。要指出的是,根据本发明,概念“电池”不仅可以理解为不可再充电的电池而且可以理解为可再充电的电池。
如由图1可看出,电动自行车1包括具有两个曲柄7、8的曲柄传动装置2,踏板布置在所述两个曲柄上。电驱动装置5集成在曲柄连杆机构2中。在后轮上布置变速机构17,其中,链片18设置在曲柄连杆机构上,使得可以将驱动力通过链19传递到后轮上。
电池3设置用于电驱动装置5的能量供给。电池3固定在电动自行车1的框架上,更准确地说固定在下管4上。
电池3可以由图2详细看出。电池3包括多个电池单元30以及壳体31。电池单元30是圆柱形的并且呈两排形式布置,其中,下排相对于上排偏移地设置。
壳体31包括塑料主体32以及第一板状散热元件9。在此,散热元件9完全封闭塑料主体32的开口。在塑料主体32和散热元件9之间设置环绕的密封件33。
如由图2可看出,第一板状元件9与电动自行车的框架的下管4直接接触。优选地,第一板状元件9的指向下管4的一侧同样在剖面中弧形地构型,使得第一板状元件9的外侧直接贴靠在下管4上。由此获得散热元件9和下管4之间的大的接触面积。
电池3还包括多个热传导带6,所述多个热传导带(如由图2可看出)布置在电池单元30之间。在此,热传导带6的接触区域61与电池单元接触。在此,接触区域61优选覆盖圆柱形电池单元30的表面的大约20%。热传导带6还包括散热区域60,所述散热区域与散热元件9接触。因此,可以将在运行中在电池单元30中产生的热量通过接触区域61传递到热传导带6中并且由热传导带6通过散热区域60传导到散热元件9中。然后可以将热量从散热元件9传输到下管4上。
如由图2可看出,多个热传导带6布置在电池单元30之间。在此,两个不同的热传导带6分别接触一个相同的电池单元6,使得能够使电池单元与热传导带之间的接触面积加倍。
因此,根据本发明,可以借助于热传导实现电池单元30的改善的散热。热传导带6可以有针对性地插入到电池单元30之间,并且因此能够实现电池单元30的有效冷却。然后,通过散热元件9将热量传输到电动自行车的框架中,所述框架表现为大的散热器。
要指出的是,替代于散热元件9也可以将热传导带6与电动自行车1的框架直接连接。
图3示出根据本发明的第二实施例的电池3。与第一实施例不同地,第二实施例的电池3具有第一板状散热元件9和第二板状散热元件10。在这里,两个板状元件9、10借助于固定螺钉11相互连接。因此,电池单元30的热量通过热传导带6传输到第一板状元件9上并且从第一板状元件元件9传输到第二板状元件10上。第二板状元件10与电动自行车的框架的下管4直接接触。
图4示出根据本发明的第三实施例的电池3。第三实施例与第一实施例类似,其中,在板状散热元件9与下管4之间还附加地设置弹簧元件12。在该实施例中,弹簧元件12是圆柱形螺旋弹簧。如由图4可看出,在板状散热元件9的指向下管4的一侧上设置栓34,以便将柱形弹簧对中。由此,可以实现电池3的振动阻尼,因为弹簧元件将框架的振动不直接传递到电池3上。
图5示出根据本发明的第四实施例的电池3。在此,在电池3与下管4之间同样设置弹簧元件,其中,在第四实施例中,弹簧元件构造为片簧13。片簧13借助于螺钉14连接在电池3的板状散热元件9上。
因此,根据本发明,如在实施例中所描述的那样,通过置入的热传导带6实现电池3的改善的散热,其中,尽管如此仍可以设置密封的电池壳体。热量可以直接通过进行散热的板状元件9或第二板状元件10或弹簧元件传导到自行车框架中。

Claims (10)

1.电动自行车,所述电动自行车包括电驱动装置(5)和电池(3),其中,所述电池包括下列部件:
-多个电池单元(30),
-壳体(31),其中,所述电池单元(30)布置在所述壳体(31)中,和
-至少一个热传导带(6),该热传导带布置在所述电池单元(30)之间并且借助于接触区域(61)接触所述电池单元(30)中的至少一个电池单元;
-其中,所述热传导带(6)包括散热区域(60),该散热区域设立用于与散热元件(9)接触,
其特征在于,
-弹簧元件(12、13)与所述散热元件(9)连接,并且,
-所述弹簧元件(12、13)布置在所述散热元件(9)与电动自行车的框架的下管(4)之间,其中,热量从所述散热元件(9)散发到所述框架(4)上。
2.根据权利要求1所述的电动自行车,其特征在于,所述散热元件(9)集成到所述电池(3)的所述壳体(31)中。
3.根据权利要求2所述的电动自行车,其特征在于,所述电池(3)的所述散热元件(9)是第一板状元件。
4.根据权利要求2或3所述的电动自行车,其特征在于,所述电池(3)的所述壳体(31)包括塑料主体(32),其中,在所述塑料主体与所述电池(3)的所述散热元件(9)之间布置密封件(33),并且所述散热元件(9)封闭所述塑料主体(32)的开口。
5.根据1至3权利要求中任一项所述的电动自行车,其特征在于,所述弹簧元件(12、13)由金属材料制造。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的电动自行车,其特征在于,所述弹簧元件(12、13)是柱形弹簧(12)或片簧(13)。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的电动自行车,其特征在于,所述热传导带(6)的所述接触区域(61)接触所述电池单元(30)的表面的至少20%。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的电动自行车,其特征在于,存在多个热传导带(6),其中,至少两个热传导带(6)接触同一个电池单元(30)。
9.根据权利要求5所述的电动自行车,其特征在于,所述弹簧元件(12、13)由弹簧钢制造。
10.根据权利要求7所述的电动自行车,其特征在于,所述接触区域(61)接触所述电池单元(30)的表面的25%。
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