CN108054317B - 宇航用舱外电动工具配套锂离子蓄电池 - Google Patents

宇航用舱外电动工具配套锂离子蓄电池 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种宇航用舱外电动工具配套锂离子蓄电池，包括锂离子蓄电池单体、压板、外筒、支撑杆、绝缘环、顶盖、底板、电连接器，本例结构的特点在于：圆形外筒利于宇航员单手抓握；浮动直插型电连接器及电池外壳导向槽方便宇航员盲插对接操作；金属密封结构可屏蔽太空辐射；直插式外形可实现宇航员舱外快速更换，以提供电动工具充足的续航时间及应对舱外突发情况。本发明提供的结构方式布局简单，零部件较少，成本较低，体积小携带方便，输出电压高，更换便捷，作为电动工具配套蓄电池产品也可用于民用产品，特别适用于太空领域。

Description

宇航用舱外电动工具配套锂离子蓄电池
技术领域
本发明涉及一种宇航用舱外电动工具配套锂离子蓄电池。
背景技术
锂离子蓄电池产品在民用和军用领域应用极为广泛，尤其在航天行业中，蓄电池产品不仅可应用于大型的航天设备如卫星、火箭、探测器，还可应用于如航天员手持工具，机械臂，宇航服等精密机械装置中。
传统的宇航用锂离子蓄电池由于受到体积过大、材料抗辐照性能，以及输出电压过低的限制，不能应用于宇航员携带出舱作业。
发明内容
本发明的目的在于提供一种宇航用舱外电动工具配套锂离子蓄电池，能够解决传统的宇航用锂离子蓄电池不能应用于宇航员携带出舱作业的问题。
为解决上述问题，本发明提供一种宇航用舱外电动工具配套锂离子蓄电池，包括：
锂电子模块，包括压板、支撑柱、多个并行设置的锂离子蓄电池单体，其中，每个锂离子蓄电池单体的两端连接所述压板，所述支撑柱间隔设置于相邻的两个锂离子蓄电池单体之间，每根支撑柱的两端连接所述压板；
导流条，所述导流条焊接到所述子模块的正负极上，使多个锂离子蓄电池单体形成串联的形式；
圆形外筒，所述子模块设置于所述圆形外筒内；
绝缘环，所述绝缘环设置于所述圆形外筒内的子模块的顶部和底部；
嵌入有浮动直插型电连接器的顶盖，所述顶盖设置于所述锂电子模块的顶部的绝缘环上，并封闭所述圆形外筒的顶部，所述浮动直插型电连接器与所述导流条连接，所述浮动直插型电连接器的周围设置有电池外壳导向槽；
底板，所述底板设置于所述锂电子模块的底部的绝缘环下，并封闭所述圆形外筒的底部。
进一步的，在上述宇航用舱外电动工具配套锂离子蓄电池中，所述锂离子蓄电池单体为18650锂离子蓄电池单体。
进一步的，在上述宇航用舱外电动工具配套锂离子蓄电池中，所述支撑柱的材料为铝合金、不锈钢及钛合金中的一种。
进一步的，在上述宇航用舱外电动工具配套锂离子蓄电池中，所述压板的材料为聚酰亚胺或环氧树脂。
进一步的，在上述宇航用舱外电动工具配套锂离子蓄电池中，所述绝缘环的材料为聚酰亚胺或聚四氟乙烯。
进一步的，在上述宇航用舱外电动工具配套锂离子蓄电池中，所述圆形外筒的材料为铝合金，所述顶盖的材料为铝合金，所述底板的材料为铝合金。
进一步的，在上述宇航用舱外电动工具配套锂离子蓄电池中，所述锂电子模块的电压为21V～30V。
进一步的，在上述宇航用舱外电动工具配套锂离子蓄电池中，所述浮动直插型电连接器实现径向
Figure GDA0002895903370000021
浮动、转角偏移±3.5。
进一步的，在上述宇航用舱外电动工具配套锂离子蓄电池中，所述导流条的材料为铜、镍、银、金中的一种。
与现有技术相比，本发明通过锂离子蓄电池单体、压板、外筒、支撑杆、绝缘环、顶盖、底板、电连接器，可采用7串锂离子电池单体组成21V～30V锂电子模块，可实现即插即用，盲插，浮动对接，抓握功能的手持电动工具配套蓄电池。
附图说明
图1是本发明一实施例的所组装的子模块的立体图；
图2是本发明一实施例的所组装的子模块的主视图；
图3是本发明一实施例的所装配的宇航用舱外电动工具配套锂离子蓄电池结构示意图；
图4是本发明一实施例的所装配的宇航用舱外电动工具配套锂离子蓄电池放电曲线图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1～3所示，本发明提供一种宇航用舱外电动工具配套锂离子蓄电池，包括：
锂电子模块，包括压板4、支撑柱7、多个并行设置的锂离子蓄电池单体5，其中，例如，可以是7个并行设置的锂离子蓄电池单体5，每个锂离子蓄电池单体5的两端连接所述压板，所述支撑柱7间隔设置于相邻的两个锂离子蓄电池单体5之间，每根支撑柱7的两端连接所述压板4；
导流条9，所述导流条9焊接到所述子模块的正负极上，形成多个锂离子蓄电池单体5串联的形式；
圆形外筒6，所述子模块设置于所述圆形外筒6内；
绝缘环3，所述绝缘环3设置于所述圆形外筒6内的子模块的顶部和底部；
嵌入有浮动直插型电连接器1的顶盖2，所述顶盖2设置于所述锂电子模块的顶部的绝缘环3上，并封闭所述圆形外筒6的顶部，所述浮动直插型电连接器1与所述导流条9连接，所述浮动直插型电连接器1的周围设置有电池外壳导向槽；
底板8，所述底板8设置于所述锂电子模块的底部的绝缘环3下，并封闭所述圆形外筒6的底部。
在此，过长的太空活动时间要求宇航员能够在舱外及时、方便的更换电动工具锂离子蓄电池，以便延长宇航员太空外活动的有效时间和应对突发情况，目前，国内并不具备这种方便宇航员携带的能够在舱外环境应用且方便维护更换的电动工具锂离子蓄电池。本发明的宇航用舱外电动工具配套锂离子蓄电池就是为了解决这一棘手的问题，兼顾电动工具配套电源携带便携性、输出电压、空间环境耐受性及舱外可人工更换的要求。
本发明公开了一种宇航用舱外电动工具配套锂离子蓄电池，它包括锂离子蓄电池单体、压板、外筒、支撑杆、绝缘环、顶盖、底板、电连接器，可采用7串锂离子电池单体组成21V～30V锂电子模块，可实现即插即用，盲插，浮动对接，抓握功能的手持电动工具配套蓄电池。直插式浮动电连接器有利于蓄电池与电动工具的对接，并且可补偿安装误差，配合顶盖导向槽，可方便宇航员进行盲插操作。
本发明的圆形外筒利于宇航员单手抓握；浮动直插型电连接器及电池外壳导向槽方便宇航员盲插对接操作，直插式外形可实现宇航员舱外快速更换，以提供电动工具充足的续航时间及应对舱外突发情况。本发明提供的结构方式布局简单，零部件较少，成本较低，体积小携带方便，输出电压高，更换便捷，作为电动工具配套蓄电池产品也可用于民用产品，特别适用于太空领域。
本发明的宇航用舱外电动工具配套锂离子蓄电池一实施例中，所述锂离子蓄电池单体为18650锂离子蓄电池单体。
本发明的宇航用舱外电动工具配套锂离子蓄电池一实施例中，所述支撑柱7的材料为铝合金、不锈钢及钛合金中的一种。
本发明的宇航用舱外电动工具配套锂离子蓄电池一实施例中，所述压板4的材料为聚酰亚胺或环氧树脂。
本发明的宇航用舱外电动工具配套锂离子蓄电池一实施例中，所述绝缘环3的材料为聚酰亚胺或聚四氟乙烯。
本发明的宇航用舱外电动工具配套锂离子蓄电池一实施例中，所述圆形外筒6的材料为铝合金，所述顶盖2的材料为铝合金，所述底板8的材料为铝合金，以形成金属密封结构可屏蔽太空辐射。
本发明的宇航用舱外电动工具配套锂离子蓄电池一实施例中，所述锂电子模块的电压为21V～30V。
本发明的宇航用舱外电动工具配套锂离子蓄电池一实施例中，所述浮动直插型电连接器1实现径向
Figure GDA0002895903370000051
浮动、转角偏移±3.5。
本发明的宇航用舱外电动工具配套锂离子蓄电池一实施例中，所述导流条9的材料为铜、镍、银、金中的一种。
具体的，本发明安装时，可首先利用压板4、支撑柱7、7个18650锂离子蓄电池单体5装配成子模块，将导流条9焊接到子模块上形成7串形式；
将2个绝缘环(3)依次放入外筒中(6)中，然后放入子模块，其次放入绝缘环(3)，再次固定好嵌入电连接器(1)的顶盖(2)，连接好电连接器(1)和子模块的导线，最后将底板(8)固定于外筒(6)底部，组成锂离子蓄电池组工具。
图4为本发明所装配的宇航用舱外电动工具配套锂离子蓄电池放电曲线。
综上所述，本发明的宇航用舱外电动工具配套锂离子蓄电池具有以下特点：
1)所需的零部件较少，装配简单，易拆卸，维修方便，金属套筒结构可有效的抵抗抗太空辐照；
2)外形为圆形，且尺寸适宜，方便宇航员单手抓握。
3)蓄电池体积小，输出电压高，满足电动工具功率需求；
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
显然，本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。

Claims (1)

1.一种宇航用舱外电动工具配套锂离子蓄电池，其特征在于，包括：
锂电子模块，包括压板、支撑柱、多个并行设置的锂离子蓄电池单体，其中，每个锂离子蓄电池单体的两端连接所述压板，所述支撑柱间隔设置于相邻的两个锂离子蓄电池单体之间，每根支撑柱的两端连接所述压板；
导流条，所述导流条焊接到所述子模块的正负极上，使多个锂离子蓄电池单体形成串联的形式；
圆形外筒，所述子模块设置于所述圆形外筒内；
绝缘环，所述绝缘环设置于所述圆形外筒内的子模块的顶部和底部；
嵌入有浮动直插型电连接器的顶盖，所述顶盖设置于所述锂电子模块的顶部的绝缘环上，并封闭所述圆形外筒的顶部，所述浮动直插型电连接器与所述导流条连接，所述浮动直插型电连接器的周围设置有电池外壳导向槽；
底板，所述底板设置于所述锂电子模块的底部的绝缘环下，并封闭所述圆形外筒的底部；
所述锂离子蓄电池单体为18650锂离子蓄电池单体；
所述支撑柱的材料为铝合金、不锈钢及钛合金中的一种；
所述压板的材料为聚酰亚胺或环氧树脂；
所述绝缘环的材料为聚酰亚胺或聚四氟乙烯；
所述圆形外筒的材料为铝合金，所述顶盖的材料为铝合金，所述底板的材料为铝合金；所述锂电子模块的电压为21V~30V；所述浮动直插型电连接器实现径向φ1mm浮动、转角偏移±3.5；所述导流条的材料为铜、镍、银、金中的一种。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112688017B (zh) * 2020-12-11 2022-06-10 中国科学院重庆绿色智能技术研究院 电池电源设备
CN114055409B (zh) * 2021-11-08 2022-07-08 北京卫星环境工程研究所 一种航天员着服使用的空间在轨维修电动工具的机壳
CN114069282B (zh) * 2021-11-16 2024-01-26 北京卫星环境工程研究所 一种空间在轨维修用电动工具锂电池

Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3840184C2 (zh) * 1988-11-29 1991-05-23 Dirk Brunke
US6007939A (en) * 1997-07-01 1999-12-28 Porter-Cable Corporation Battery pack for cordless tools
DE202006015385U1 (de) * 2006-10-07 2006-11-30 Metabowerke Gmbh Elektrohandwerkzeuggerät
CN101142701A (zh) * 2005-03-16 2008-03-12 福特全球技术公司 动力供应系统
US7892067B2 (en) * 2006-02-10 2011-02-22 Johnson Brian L Methods and apparatus for proper installation and orientation of artificial eye or eyepiece insert onto a taxidermy mannequin or life-like sculpture
CN102244207A (zh) * 2011-05-25 2011-11-16 杭州海孚新能源科技有限公司 组合式锂离子电池外壳结构
CN202564686U (zh) * 2012-03-26 2012-11-28 新乡市新能电动汽车有限公司 一种浮动连接器及其构成的浮动连接器组件
CN103390834A (zh) * 2013-07-29 2013-11-13 沈阳兴华航空电器有限责任公司 一种带自校准功能的多自由度浮动电连接器
CN203521487U (zh) * 2013-11-01 2014-04-02 上海空间电源研究所 一种空间锂离子电池铝合金壳体
CN103904265A (zh) * 2014-03-14 2014-07-02 广东正飞移动照明有限公司 五极电池盒结构
CN204204933U (zh) * 2011-07-24 2015-03-11 株式会社牧田 电动工具系统或套件
CN105190944A (zh) * 2013-02-27 2015-12-23 翱旭公司 能量存储装置组件
CN205231194U (zh) * 2015-10-30 2016-05-11 山东精工电子科技有限公司 航空航天用电池
CN106030851A (zh) * 2013-10-10 2016-10-12 波士顿电力公司 模组化电池系统与元件
DE102015208252A1 (de) * 2015-05-05 2016-11-10 Robert Bosch Gmbh Akkupack für eine Handwerkzeugmaschine

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20160344072A1 (en) * 2015-05-19 2016-11-24 Go-Tech Energy Co., Ltd. Rechargeable battery module

Patent Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3840184C2 (zh) * 1988-11-29 1991-05-23 Dirk Brunke
US6007939A (en) * 1997-07-01 1999-12-28 Porter-Cable Corporation Battery pack for cordless tools
CN101142701A (zh) * 2005-03-16 2008-03-12 福特全球技术公司 动力供应系统
US7892067B2 (en) * 2006-02-10 2011-02-22 Johnson Brian L Methods and apparatus for proper installation and orientation of artificial eye or eyepiece insert onto a taxidermy mannequin or life-like sculpture
DE202006015385U1 (de) * 2006-10-07 2006-11-30 Metabowerke Gmbh Elektrohandwerkzeuggerät
CN102244207A (zh) * 2011-05-25 2011-11-16 杭州海孚新能源科技有限公司 组合式锂离子电池外壳结构
CN204204933U (zh) * 2011-07-24 2015-03-11 株式会社牧田 电动工具系统或套件
CN202564686U (zh) * 2012-03-26 2012-11-28 新乡市新能电动汽车有限公司 一种浮动连接器及其构成的浮动连接器组件
CN105190944A (zh) * 2013-02-27 2015-12-23 翱旭公司 能量存储装置组件
CN103390834A (zh) * 2013-07-29 2013-11-13 沈阳兴华航空电器有限责任公司 一种带自校准功能的多自由度浮动电连接器
CN106030851A (zh) * 2013-10-10 2016-10-12 波士顿电力公司 模组化电池系统与元件
CN203521487U (zh) * 2013-11-01 2014-04-02 上海空间电源研究所 一种空间锂离子电池铝合金壳体
CN103904265A (zh) * 2014-03-14 2014-07-02 广东正飞移动照明有限公司 五极电池盒结构
DE102015208252A1 (de) * 2015-05-05 2016-11-10 Robert Bosch Gmbh Akkupack für eine Handwerkzeugmaschine
CN205231194U (zh) * 2015-10-30 2016-05-11 山东精工电子科技有限公司 航空航天用电池

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