CN109716553A - 具有被动式空气冷却系统的便携式电池装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于一种便携式电池装置(1)，其包括壳体和容纳在壳体中的电池组(3)，电池组由多个电池元件(4)组成。电池装置(1)的特征在于：其包括限定密封槽部(8’)的用于分隔壳体内部容积的表面分隔部件(7、7’)；电池元件(4)的末端(4’、4”)通过或利用电池元件(4)的主体(4”’)的相对端部分分别支撑接合于相对的表面分隔部件(7、7’)；并且，所述电池元件(4)的主体(4”’)的位于所述相对的表面分隔部件(7、7’)之间的其余部分(11)通过壳体的断续的或开有孔的壁部分(6)而直接暴露于外部环境。

Description

具有被动式空气冷却系统的便携式电池装置
技术领域
本发明涉及自主供电源、尤其是可以由使用者(通常在其背上)运输甚至携带的动力电池系统的领域，本发明的目的还在于一种集装有被动式空气冷却系统的便携式电池装置。
背景技术
在现有技术中已知用于给电动工具供电的便携式电池(英文术语为“batterypack”)的多种实施方式。
这种电池组通常由多个具有伸长状的优选为圆柱形的密封主体的电池元件的组装体组成，电池元件包括两个相对的末端。
这些电池元件一方面并排地布置且在相邻的电池元件之间具有间隙空间，另一方面以整体式构成或者由相互叠置或并列的至少两个子组构成的电池组方式设置，最后，电池元件对于整体式的电池组或对于每个子组根据预定串联/并联组装方式在电池元件的相对的末端中的每一末端处彼此电联接，因而形成两个相对的电连接表面。
此外，这种电池组一般容纳在平行六面体形状的壳体中。
可能在污染和/或潮湿环境中以及在高环境温度下使用的这些电池中遇到的主要挑战之一在于要同时且令人满意地一方面响应由于在特别是以高电流充电和放电阶段期间构成元件的显著发热所需的冷却要求，另一方面响应使用寿命和运行安全要求、特别是电绝缘要求、以及连接部不氧化的要求，以及最后响应其操作和其运输所需要的机械硬度和刚性要求。
为人熟知的低电压(低于24伏)便携式电动工具的大部分具有插入在一个完全密封的壳体中的电池组，但这些电池的续航时间却是相对少的。因此，在电池的元件由于隔绝在密封壳体中而到达临界温度阈值之前，电池放电，即使在强电流的情况下也如此。实际上，即使这些元件的温度由于它们散发的没有在环境空气中快速消散的热功率，考虑到密封壳体实施的完全隔绝而快速增加，这些元件在获得高温之前到达放电结束，并且随着时间冷却，电池因而不再输送电流。这种电池的运行续航时间在高电流放电期间通常只是几分钟，在所有情况下都远低于一小时。
对于需要大于一小时有时甚至几小时的续航时间、以及事实上在电池元件使用期间需要对电池元件进行热管理的专业应用而言，情况并非如此。在专业应用的这种情况下，电池元件在密封壳中隔离以进行外部工作不允许输送高电流，以避免在电池运行过程中电池元件的温度过度升高。
由文献US 2010/0136413已知一种实施方式，其中，多个圆柱形电池元件安装在两个壳体部分之间，然后通过注入树脂等被封装。
尽管导致了刚性和坚固的构造，但是这种技术方案限制了暴露于空气循环的电池表面，甚至将暴露于空气循环的电池表面降至为零，从而需要在元件显著加热的情况下使用强制通风。另外，电池元件的这种调节产生不可忽略的超重，使得其回收利用时难以拆卸出电池。
出自文献WO 2013/139409和WO2014/079507的构造也同样如此，其中，电池组容纳在具有小通风口的壳体中，从而需要强制空气循环，必要时还需伴有布置在元件周围的散热装置。
然而，通过强制空气循环的这种主动式冷却功能的实现消耗了电池的能量的一部分并因此减少了其续航时间。此外，至少一个致动器和一些活动构件的存在造成需要定期维护、重量更大，并且这些电池不能在潮湿环境下甚至在雨天、无在电池元件的接触部处发生严重腐蚀或短路的风险地使用。
由文献US 3 219 485已知一种便携式电池组，其由少量的可再充电的碱性蓄电池组成，其中，蓄电池通过在由穿孔壁分开的两个板之间楔紧而被保持。蓄电池的电连接一方面在安装在第一开孔板中的蓄电池末端中的单一个末端处、以及另一方面在暴露于外部空气循环的蓄电池侧面上实施。不可能电连接嵌入第二未开孔板中的蓄电池端子。最后，因为使用大量的蓄电池以及它们的制造尺寸公差，不可能在蓄电池和开孔板之间获得密封，这使得不可能在下雨的时候在电连接处没有腐蚀甚至电气短路的风险地使用这种电池。
本发明的目的是通过提供一种简单、被动式、集成、安全且成本较低的技术方案来至少克服上述主要缺点，该方案允许保证在下雨的时候可使用的引言中提及类型的电池装置的有效冷却，同时还保证良好的电绝缘、刚性构造、良好的耐腐蚀性、有限的超重以及便于其在寿命结束时的回收再利用。
由文献JP-A-2001155702已知一种电池装置，该电池装置包括电池组和总体呈大致平行六面体形状的罩壳，该罩壳具有高度、宽度和厚度，该电池组容纳在该罩壳中并且由多个具有伸长状的优选为圆柱形的密封主体的电池元件组成，电池元件包括两个相对的末端。
这些电池元件一方面并排地布置且在相邻的电池元件之间具有间隙空间，另一方面以整体式构成的电池组方式设置，最后，电池元件对于整体式的电池组根据预定串联/并联组装方式在电池元件的相对的末端中的每一末端处彼此电联接，因而形成两个相对的电连接表面。
另外，该已知的电池装置在电池组的连接表面中每一个处包括用于分隔壳体内部容积的分隔部件，分隔部件通过与所述壳体的连续的壁部分配合而限定密封槽部。
最后，在该已知的电池装置中，电池元件的末端的至少电连接区域通到或布置在所述密封槽部中，所述密封槽部封纳有用于电联接电池元件的电联接部件，其中，电池元件的末端通过或利用电池元件的主体的相对的端部分分别支撑接合于相对的分隔部件，所述电池元件的主体的位于所述相对的分隔部件之间的其余部分通过壳体的断续的或开有孔的壁部分而直接暴露于外部环境。
但是，从前述文献JP-A-2001155702已知的电池装置特定地配置成装载到车辆中，插入在相应的槽部中。
另外，围绕元件设置的空气循环只有关联产生强制空气循环的系统、即通常使用需被供电的主动式机构才有效。
发明内容
本发明更特定地旨在克服在前言中提及的电池背景中的这些限制。
为此，本发明提出通过如下设置来改进如上述及的电池装置：壳体配置成且装配成允许由使用者携带和运输所述便携式电池装置；并且，所述壳体包括密封的连续的两个壁部分，这两个壁部分形成大致在由高度和宽度限定的平面中延伸的两个相面对的侧壁并且构成大致由壳体形成的平行六面体的主表面，开有孔的壁部分在前述主要的两个壁部分之间周沿地延伸，使所述两个壁部分在平行六面体形状的所述壳体的至少三个周边侧面上、优选地在所述壳体的至少四个周边侧面上相互连接并且主要限定厚度。
附图说明
借助于与作为非限制示例给出的并参考示意性附图解释的优选实施方式相关的以下描述，将更好地理解本发明，在附图中：
图1和2是根据本发明的第一实施方式的便携式电池装置沿着两个不同方向的透视图，既未示出(与待充负荷或充电器的)连接电缆也未示出(优选可拆卸的)携带用的带具；
图3是图1和2中所示的电池装置的分解透视图；
图4是包括一列电池元件的中间平面并且垂直于图1和2中所示的装置的方向H的平面中的示意性截面图，所述电池元件的电连接部件未示出；
图4A、4B、4C和4D分别是在图4上示出的细部A、B、C和D的不同比例的视图；
图5是包括一行电池元件的中间平面并且垂直于图1和2中所示的装置的方向L的平面中的示意性截面图，所述电池元件的电连接部件未示出；
图5A、5B、5C和5D分别是在图5上示出的细部A’、B’、C’和D’的不同比例的视图；
图6和7是根据本发明的第二实施方式的便携式电池装置的与图1和2的视图类似的沿着两个不同方向的透视图，既未示出连接电缆也未示出携带用的带具；
图8是组成图6和7中所示的装置的一部分并容纳在装置的壳体中的(由三个叠置的子组形成的)一个电池组的透视图；
图9是图6和7中所示的电池装置的分解透视图；
图10A是沿着图8的A-A局部剖切的示意性正视图，即沿着包括两个相邻子组的排齐电池元件的轴线的平面剖切的示意性正视图，电池元件的电联接部件未示出；
图10B是沿着图8的A-A剖切的透视图，电池元件的电联接部件被示出；
图11是在一个电池子组的垂直于电池元件的轴线和垂直于方向H的中间平面中的在图6和7中所示的电池装置的示意性截面图；
图12是在电池装置的垂直于方向L和包括三个相继子组的电池元件的轴线的中间平面中的在图6和7中所示的电池装置的示意性截面图；以及
图13是装配有带具的根据本发明的电池装置的图示。
具体实施方式
图1-7、9、11和12示出了一种便携式电池装置1，其包括总体为大致平行六面体形状的壳体2以及容纳在壳体2中的电池组3，该壳体具有高度H、宽度L和厚度E。
该电池组3由多个电池元件4组成，电池元件具有伸长状的、优选为圆柱形的密封的主体4”’，电池元件包括两个相对的末端4’、4”。电池元件4优选为圆柱形18650型号锂离子技术的蓄电池。包括非圆柱形型号的其它型号和其它的蓄电池技术当然在本发明的范围中也可以使用。
这些电池元件4一方面并排地布置且在相邻的电池元件4之间具有间隙空间，另一方面以整体式(根据本发明的第一实施方式)构成或者由相互叠置或并列的至少两个子组3”’(其将在后面结合本发明的第二实施方式进行描述)构成的一个电池组3方式设置，最后，这些电池元件对于整体式的电池组3或对于每个子组3”’根据预定串联/并联组装方式在电池元件的相对的末端4’、4”中的每一末端处彼此电联接，因而形成两个相对的电连接表面3’、3”。
在对应于图3-5的实际的第一实施方式中，电池组3包括根据具有十行和十二列的规则矩阵并排布置的一百二十个电池元件4。
在对应于图8、9、11和12的实际的第二实施方式中，电池组3包括三个子组3”’，子组中每一个包括以两层并肩布置的二十个电池元件4。
所述便携式电池装置1在每个子组3”’或整体式的电池组3的电连接表面3’、3”中每一个处包括用于分隔壳体2的内部容积的表面分隔部件7、7’，表面分隔部件通过与以下部分中之一配合而限定密封槽部8、8’、8”：一个分隔部件7’、7；所述壳体2的一个连续的壁部分5、5’；以及一个不同的连续的壁部分5”。电池元件4的末端4’、4”的至少电连接区域9’、9’通到或布置在所述密封槽部8、8’、8”中，所述密封槽部封纳有用于电联接电池元件4的电联接部件10。
电联接部件10优选地是无焊接联接部件，如通过弹性回复力或磁力保持在元件4的末端4’、4”的连接区域9、9’上的金属接触舌片10’。然而，也可以考虑焊接接触器。
此外，电池元件4的末端4’、4”通过或利用主体4”’的相对的端部分16分别支撑接合于相对的表面分隔部件7、7’，所述电池元件4的主体4”’的位于所述相对的表面分隔部件7、7’之间的其余部分11通过壳体2的断续的或开有孔的壁部分6而直接暴露于外部环境。
根据本发明，壳体2配置成且装配成允许由使用者携带和运输所述便携式电池装置1；并且，所述壳体2包括密封的连续的两个壁部分5、5’，这两个壁部分形成大致在由高度H和宽度L限定的平面中延伸的两个相面对的侧壁并且构成大致由壳体2形成的平行六面体的主表面，开有孔的壁部分6在主要的两个壁部分5、5’之间周沿地延伸，使所述两个壁部分在平行六面体形状的所述壳体2的至少三个周边侧面上、优选地在所述壳体2的至少四个周边侧面上相互连接并且主要限定厚度E。
借助于所有前述的构造布置，本发明提供了一种电池装置1，其中每个电池元件4的主体4”’大部分暴露于、甚至几乎完全暴露于外部空气，有利于与外部空气的最佳的热交换，即使电联接在电池元件4的两个相对的末端4’、4”处实施并布置在绝缘的且密封的槽部8、8’和8”中也如此。槽部8、8’和8”的这种密封性配置成一方面允许槽部8、8’、8”的压力与壳体2外部的大气压力平衡，另一方面允许将可能的内部湿气向外部排出以避免内部湿气冷凝。通过显著限制电联接处的腐蚀以及在这些相同联接处中短路的危险，通过内部分隔和利用与外部的受控交换的这种密封性允许增加电池装置1的使用寿命，同时允许在户外使用所述电池装置1，包括在下雨的时候使用。分隔部件7、7’为此可以、优选地每一个都可以包括至少一个例如被疏水性的或不透液体的织物膜覆盖的小开口17”’。
通过在由壳体2形成的平行六面体的至少四个小周边侧面上设置开有孔的壁部分6’，可以通过提供使空气输入和输出通过的可能性，优化空气在内部容积24中和电池元件4之间的循环，这些开有孔的壁部分相对于壳体2周向分布并且位于在携带壳体2期间通常露出的外表面处(也是良好比率：冷却效率/开有孔的区域的面积)。
周边侧向的开有孔的壁部分6’的开口(优选地呈缝隙的形式)与环境空气直接接触并且通过对流效应有利于空气围绕元件4的暴露部分11和在元件的暴露部分11之间的循环，而不使用任何主动式强制循环系统。因此，热量事实上通过这些相同的开口(一部分开口捕获环境空气并且使其进入到内部容积24中，而另一部分开口将其以呈更热的空气的形式排放出)也排出到环境空气中。
同时保证对电池元件4的支撑和保持功能以及其末端4’、4”处的密封功能的分隔部件7和7’允许限制电池装置1的重量。
另外，除了由板7、7’和部分2’、2”形成的机械坚固的结构布置所提供的刚性之外，本发明有利地在并联布置中还使用单个的或由多个子组3”’组成的电池组中全部朝相同方向定向的元件4的主体4”’的合并刚性。至少在主体4”’的部分11的延伸部上在该方向上的构造性加强元件的设置因此减少，甚至是多余的(结构更简单、重量更轻)。图3还示出了机械组装部件的一个示例，该机械组装部件通过使用集装在分隔部件中的凸块30、30’、由这些凸块接收柱体30”，并通过未示出的螺钉将柱体与凸块组装在一起而将电池组3组装在分隔部件7和7’处，这些柱体30”在电池组3中分布在元件4之间并且形成部件7、7’之间的刚性定距块。可以在凸块30、30’处设置密封，以便避免湿气通过机械组装部件可能迁移到槽部8、8’和8”中。使用机械组装部件30、30’、30”便于在安装电池组时操作电池组3，用以在最终组装电池装置1之前搬运或控制该电池组。电池元件4当然可以在相同的方向上或交替相反地安装，以便通过电池元件4和相互电联接部件10的串联/并联连接的合适配置建立电池装置1的电压和电容特征。
有利地，表面分隔部件7、7’包括形成接收部位图案的凸起15或插置部(renfoncement)15’和切口15”，其与电池元件4的所述端部分16支撑接合，确定电池元件4的间隔布置并且有助于电池元件的侧向保持和电池元件的纵向楔紧。
根据本发明的特别是来自图3、4、5、9、10A、10B和12的一个简单且优先的构造变型，分隔部件7、7’中每一个由一个开孔板组成，开孔板具有与不同的电池元件4的末端4’、4”重合的切口15”并且每一个开孔板限定毗邻的密封槽部8、8’、8”的内部与电池元件4的对应的末端4’、4”的至少电连接区域9、9’之间的通道，切口15”有利地位于相关的开孔板7、7’的插置部15’底部或者被环形的凸起15围绕，而接收电池元件4的主体4”’的端部分16。
优选地，如图4、5、10A、10B和12所示，电连接区域9、9’相对于密封槽部8、8’、8”的内部容积相对切口15”缩退就位或至多以齐平方式位于切口中。
根据第一构造替代方案，可以设置形成分隔部件的开孔板7、7’中每一个整体式地且在电池元件4的圆柱形主体4”’的末端4’、4”上方一定距离处延伸。
根据第二构造替代方案，可以设置优选地每一个均为整体式且形成分隔部件的开孔板7、7’在电池元件的主体的端部分16处嵌装在电池元件4的圆柱形主体4”’的相对末端4’和4”上。
另外，开孔板7、7’楔紧地安装在完全包围电池组3的保护和承载用的刚性的壳体2的构成部分2’、2”中，开孔板接收电池元件4的相对的末端4’、4”，以支撑电池元件和将电池元件刚性保持就位在壳体2中以及以使所述末端4’、4”相对于壳体2的与外部环境连通的内部容积24密封地隔绝。构成部分2’和2”有利地呈两个互补的中空半壳的形式。
根据本发明的一个特征，每个开孔板7、7’包括一个周边边缘7”’、20、20’，所述周边边缘或者与相面对地布置的另一个开孔板7’、7的周边边缘20’、20或者与一个连续的壁部分5、5’、5”的内型部19通过机械接合而相配合且同时插置有合适的密封部件17、17”、21’，并在相配合的两个构成件7、7’、5、5’之间实现楔紧安装。
有利地，如例如图3-5所示，密封槽部8、8’、8”中的至少一个密封槽部8’、可能是具有较大容积的密封槽部，封纳有用于将电池组3电连接到连接器12”的电连接部件12以及可能还封纳有用于管理和控制电池组3的管理和控制电子部件12’，它们必要时集聚在至少卡13上；其中所述连接器安装在壳体2中并且允许联接到一个或多个外部充电或放电装置。在图3中示出的例如由塑料材料制成的刚性绝缘薄层构成的绝缘板13’，允许电连接部件12和元件4的电联接部件10之间电绝缘。将连接器12”连接于电连接部件12的电缆可以通过例如与分隔部件7相结合的封隔器17’穿过密封槽部8’。
在图9、11和12的实施方式中，密封槽部8、8”中的至少一个密封槽部连接于附加的分格22，该附加的分格密封地封纳有电池组3的电连接部件12。
为了使中继来自相对表面3’和3”的连接的极性区内部连接，即不需要外部联接部件，有利地可以如例如图3所示设置：整体式的电池组3或每个子组3”’集装有替代电池元件4布置结构中的一电池元件4的一管14，管的尺寸与这种电池元件4尺寸相同，管如电池元件4般刚性且密封地安装在呈板形的两个分隔部件7、7’之间，从而允许电连接线在密封槽部8、8’、8”之间通过。
形成虚假的电池元件4的该连接管14实施成与电池元件4的密封部件18配合。
除了向电池的暴露于外部环境的内部空间中的电连接线提供密封且受保护的通道之外，管14由于其形状、其尺寸和其布置而不会干扰电池元件4的布置，也不会干扰空气在电池元件之间的循环。该管14还可以用作两个板7和7’之间的撑隔件。
如例如从图1、2、6和7中可见的，壳体2包括密封的连续的两个壁部分5、5’，所述密封的连续的两个壁部分通过至少部分地断续的或开有孔的壁部分6彼此相连接且相互相对，每一个壁部分5、5’属于壳体2的一构成部分2’、2”，开有孔的壁部分6有利地安装成嵌装接合在两个构成部分2’、2”之间或者与这两个构成部分成一体。
构成部分2’、2”中的一个构成部分2’可以呈部分地突起的壳的形状，以构成具有较大容积的槽部8’，而另一个部分2”可以呈更平坦的形状。
为了确保有效的冷却而不使用主动式循环部件，开有孔的壁部分6可以包括结构件6’，结构件有利于空气贯通循环并同时形成阻止固体物(如例如叶片或石子)从外部进入到壳体2中的屏障，如例如缝隙或具有流线型外廓的叶片，可能安装在设置在所述壁部分6中的通风口中。这些壁部分有利地可以具有鳃形式的结构件，结构件具有以反音板方式倾斜的薄板6’。因此减小了空气穿过壳体2循环的阻力，并且电池元件4的发热通过对流效应增强了这种空气循环，事实上加速了对电池元件4的冷却。
开有孔的壁部分6在壳体2上的定位确定成使得：促进了空气通过自然对流在电池元件4之间、在由两个分隔壁7和7’界定的内部容积中的循环，特别是在电池装置1的正常充电或使用(携带)位置中。
壳体的(例如通过旋拧、通过粘贴或通过弹性啮合或通过沟槽组装的)构成部分2’和2”、以及分隔壁7和7’优选地由热塑性材料通过模制或热成型而制成。
根据在图1-5中所示的第一实施方式，有利地设置成当电池组3是整体式或单体式时，电池元件4沿着厚度E的方向纵向地且垂直于由壳体2形成的长方体的两个主表面布置。
在该第一实施方式中，电池装置1可以一方面包括分隔部件7、7’和壳体2的连续的壁部分5、5’之间的连续的周边密封部件17、17”以及另一方面包括每一个电池元件4的末端4’、4”和分隔部件7、7’之间的单独密封部件18，单独密封部件或者在电池元件4的圆柱形的主体4”’的末端4’、4’处、或者在圆柱形主体的端部分16的侧表面处，相对于所述末端4’、4”缩进。
如图4A-4D以及5A-5D所示，本发明可以例如提出：分隔部件7、7’由设有切口15”的开孔板组成，每一个切口被环形的凸起15围绕，而接收电池元件4的端部分16；并且，圆周密封部件18在每个切口15”处布置在相关的开孔板7、7’和相关的电池元件4的末端4’、4”之间，所述开孔板7、7’支撑抵靠所述端部分16和/或支撑在所述端部分上同时在它们之间插置有所述圆周密封部件18。
密封部件18可以例如由如图所示柔性垫圈、由O形圈或由与挡板相关联的唇片组成。
密封部件18优选地由绝缘的且柔性的材料如闭孔型膨胀聚乙烯塑料制成，用于一方面保证电池元件4的端部分16和分隔部件7、7’之间的密封，以及另一方面在组装电池时补偿电池元件制造批次不同或电池元件制造商不同而造成不同的元件4制造尺寸公差。所述密封部件还允许减缓在元件4处电池装置1在其生命周期和其使用过程中将被导致经历的可能的冲击。所述密封部件也可以由柔性胶带构成。也可能的是密封部件18被覆盖有双面粘接带，用以一方面粘合在分隔部件7、7’中一个的一表面上以及另一方面粘合在电池元件4的端部分16上。如此组装而成的电池组3如有必要不需要互补的机械组装部件，因此减轻了电池组3的重量。
密封部件18的柔性还允许在热膨胀的情况下保持足够的密封，该热膨胀与电池长时间的大量使用有关和/或与极端环境温度条件有关。
为了产生密封槽部8、8’和8”，可以设置成：每个呈开孔板形式的分隔部件7、7’通过其周边边缘7’”配合接合并楔紧且同时插置周边密封部件17、17”，而被接收在壳体2的相应的密封的或连续的壁部分5、5’的连续的内型部19中、被接收抵靠该内型部或被接收在该内型部上，内型部例如由肩部、凸缘、翼片、肋、凹槽或类似部分组成。
根据第二实施方式，如在图6-12中所示，当电池组3由至少两个子组3”’机械和电连接构成时，每个子组3”’包括至少一排、优选包括呈平行的电池元件4层设置的至少两排，所有子组全都沿大致由壳体2形成的长方体的高度H或宽度L的方向纵向地定向并且平行于壳体的主表面布置，所述子组3”’或者沿高度H的方向叠置成电池元件4层级，或者沿宽度L的方向侧向地彼此并列，优选在两个相邻的子组3”’之间构建和插设中间密封槽部8，在电池组3的相对的末端中的每一个处有利地布置有末端密封槽部8”。
前述附图还示出每个中间密封槽部8由呈板形式的两个分隔部件7、7’构成，这两个分隔部件配有对应的周边边缘20、20’，如同两个互补壳体通过密封组装相互配合，电池组3包括位于两个子组3”’之间的至少一个间隙密封槽部8以及位于电池组3的两个相对的纵向末端处的两个末端密封槽部8”。
每个末端槽部8”例如通过安装在末端子组3”的元件4上的分隔部件7、7’与连续壁5”的配合形成。
优选地，每个中间密封槽部8的两个分隔板7、7’中的一个分隔板7的周边边缘20具有凹槽或沟槽式结构；并且，所述两个分隔板中的另一个分隔板7’的周边边缘20’具有带有至少一个肋或翼片的结构，所述至少一个肋或翼片能够且用于嵌装在所述凹槽或沟槽中，以便在组装的两个周边边缘20，20’之间产生挡板，密封垫圈21布置在所述凹槽或沟槽20中或布置在所述肋或翼片20’上。
有利地，两个分隔板7、7’的在周边边缘20、20’处的嵌装式组装通过槽口/销槽类型的配合的互补部件20”的弹性卡锁而被锁定。
在图6-12中所示的实施方式中，电池装置1以及更准确的说由多个子组3”’形成的电池组3，一方面包括间隙或中间密封槽部8，所述间隙或中间密封槽部位于两个叠置或相邻的电池元件4子组3”’之间并且容纳有用于使相关的两个子组3”’的电池元件4的可达的电连接区域9、9’互连的互连部件10，所述便携式电池装置另一方面包括位于叠置或并列的子组3”’布置结构的上或下边缘或者侧边缘处的端部或末端密封槽部8”，所述端部或末端密封槽部的外部的分隔板7、7’没有切口15”并且构成连续壁5”。
在第二实施方式的范围中，考虑电池元件4在壳体2中的布置，开有孔的壁部分6除了壳体2的四个侧面(平行六面体的小侧面)外还可以延伸在壳体的(由尺寸H和L限定的)主表面处，即在主要的壁部分5和/或5’上延伸，然而主要的壁部分保持在大部分上是连续的，特别是在它们分别的中心区域处(见图6和7)。
如前面所述，为了携带使用电池装置1，电池装置还可以包括刚性带具26，刚性带具在壳体的钩挂部位25处通过可释开的锁紧式钩挂而附接到壳体2上(图13)。
优选地，电池元件4为锂离子或锂聚合物类型，壳体2和分隔部件7、7’由热塑性材料制成，电池元件4的至少外部材料层是抗周围环境侵害类型的。
运输手柄23(参见图1)可以与壳体2的两个构成部分2’、2”中的一个构成部分成一体，或者可以通过组装两个构成部分2’、2”(构成部分2’、2”各集装有该手柄的相互补充的部分)而构成。
尽管未示出，本发明还涉及一种包括通过电缆相连接的至少两个构成件的便携式电动工具组件，即集装有至少一个致动器和至少一个呈电池装置形式的自主供电器的工具。该组件的特征在于电池装置是如前所述的电池装置1。
该组件也可以包括充电器，充电器也可以替代地利用工具联接到电池装置1。
当然，本发明不限于在附图中示出和描述的实施方式。在不脱离本发明的保护范围的情况下，特别是从各种元件的构造或技术等同替换的方面进行改变仍是可能的。

Claims (24)

1.一种便携式电池装置(1)，其包括总体为大致平行六面体形状的壳体(2)以及容纳在壳体中的电池组(3)，该壳体具有高度(H)、宽度(L)和厚度(E)，
电池组(3)由多个电池元件(4)组成，电池元件具有伸长状的、优选为圆柱形的密封的主体(4”’)，电池元件包括两个相对的末端(4’、4”),
所述多个电池元件(4)一方面并排地布置且在相邻的电池元件(4)之间具有间隙空间，另一方面以整体式构成或者由相互叠置或并列的至少两个子组(3”’)构成的一个电池组(3)方式设置，最后，电池元件对于整体式的电池组(3)或对于每个子组(3”’)根据预定串联/并联组装方式在电池元件的相对的末端(4’、4”)中的每一末端处彼此电联接，因而形成两个相对的电连接表面(3’、3”)，
所述便携式电池装置(1)在每个子组(3”’)或整体式的电池组(3)的电连接表面(3’、3”)中每一个处包括用于分隔壳体(2)的内部容积的表面分隔部件(7、7’)，表面分隔部件通过与以下部分之一配合而限定密封槽部(8、8’、8”)：i)所述壳体(2)的连续的壁部分(5、5’)、ii)另一个表面分隔部件(7’、7)以及iii)不同的连续的壁部分(5”)，
在所述便携式电池装置(1)中，电池元件(4)的末端(4’、4”)的至少电连接区域(9’、9’)通到或布置在所述密封槽部(8、8’、8”)中，所述密封槽部封纳有用于电联接电池元件(4)的电联接部件(10)，其中，电池元件(4)的末端(4’、4”)通过或利用电池元件(4)的主体(4”’)的相对的端部分(16)分别支撑接合于相对的表面分隔部件(7、7’)，所述电池元件(4)的主体(4”’)的位于所述相对的表面分隔部件(7、7’)之间的其余部分(11)通过壳体(2)的断续的或开有孔的壁部分(6)而直接暴露于外部环境，
所述便携式电池装置(1)的特征在于，壳体(2)配置成且装配成允许由使用者携带和运输所述便携式电池装置(1)；所述壳体(2)包括密封的两个连续的壁部分(5、5’)，这两个连续的壁部分形成大致在由高度(H)和宽度(L)限定的平面中延伸的两个相面对的侧壁并且构成大致由壳体(2)形成的平行六面体的主表面，开有孔的壁部分(6)在主要的两个连续的壁部分(5、5’)之间周沿地延伸，使所述两个连续的壁部分在平行六面体形状的所述壳体(2)的至少三个周边侧面上、优选地在所述壳体(2)的至少四个周边侧面上相互连接并且主要限定厚度(E)。
2.根据权利要求1所述的便携式电池装置，其特征在于，表面分隔部件(7、7’)包括形成接收部位图案的凸起(15)或插围部(15’)和切口(15”)，其与电池元件(4)的至少所述端部分(16)接合，确定电池元件(4)的间隔布置并且保证电池元件的侧向保持和电池元件的纵向楔紧。
3.根据权利要求1和2中任一项所述的便携式电池装置，其特征在于，表面分隔部件(7、7’)中每一个由一个开孔板组成，开孔板具有与不同的电池元件(4)的末端(4’、4”)重合的切口(15”)并且每一个开孔板限定毗邻的密封槽部(8、8’、8”)的内部与电池元件(4)的对应的末端(4’、4”)的至少电连接区域(9、9’)之间的通道，切口(15”)有利地位于相关的开孔板(7、7’)的插围部(15’)底部或者被环形的凸起(15)围绕，而接收电池元件(4)的主体(4”’)的端部分(16)。
4.根据权利要求3所述的便携式电池装置，其特征在于，形成表面分隔部件的开孔板(7、7’)中每一个整体式地且在电池元件(4)的圆柱形的主体(4”’)的末端(4’、4”)上方间隔开延伸；并且，开孔板(7、7’)楔紧地安装在完全包围电池组(3)的保护和承载用的刚性的壳体(2)的构成部分(2’、2”)中，开孔板接收电池元件(4)的相对的末端(4’、4”)，以支撑电池元件和将电池元件刚性保持就位在壳体(2)中以及以使所述末端(4’、4”)相对于壳体(2)的与外部环境连通的内部容积(24)密封地隔绝。
5.根据权利要求3所述的便携式电池装置，其特征在于，形成表面分隔部件的开孔板(7、7’)在电池元件的主体的端部分(16)处嵌装在电池元件(4)的圆柱形的主体(4”’)的相对的末端(4’，4”)上；并且，开孔板(7、7’)楔紧地安装在完全包围电池组(3)的保护和承载用的刚性的壳体(2)的构成部分(2’、2”)中，开孔板接收电池元件(4)的相对的末端(4’、4”)，以支撑电池元件和将电池元件刚性保持就位在壳体(2)中以及以使所述末端(4’、4”)相对于壳体(2)的与外部环境连通的内部容积(24)密封地隔绝。
6.根据权利要求3至5中任一项所述的便携式电池装置，其特征在于，每个开孔板(7、7’)包括一个周边边缘(7”’；20、20’)，所述周边边缘或者与相面对地布置的另一个开孔板(7’、7)的周边边缘(20’、20)或者与一个连续的壁部分(5、5’；5”)的内型部(19)通过机械接合而相配合且同时插置有合适的密封部件(17、17”；21’)，并在相配合的两个构成件(7、7’、5、5’、5”)之间实现楔紧安装。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的便携式电池装置，其特征在于，密封槽部(8、8’、8”)中的至少一个密封槽部(8)、可能是具有较大容积的密封槽部，封纳有用于将电池组(3)电连接到连接器(12”)的电连接部件(12)以及可能还封纳有用于管理和控制电池组(3)的管理和控制电子部件(12’)，它们必要时集聚在至少卡(13)上；其中所述连接器安装在壳体(2)中并且允许联接到一个或多个外部充电或放电装置。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的便携式电池装置，其特征在于，整体式的电池组(3)或每个子组(3”’)集装有替代电池元件(4)布置结构中的一电池元件(4)的一管(14)，管的尺寸与这种电池元件(4)尺寸相同，管如电池元件(4)般刚性且密封地安装在呈板形的两个表面分隔部件(7、7’)之间，从而允许电连接线在密封槽部(8、8’、8”)之间通过。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的便携式电池装置，其特征在于，通过断续的或至少部分地开有孔的壁部分(6)彼此相连接且相互相对的密封的两个连续的壁部分(5、5’)中的每一个连续的壁部分属于壳体(2)的一构成部分(2’、2”)，开有孔的壁部分(6)有利地安装成嵌装接合在两个构成部分(2’、2”)之间或者与这两个构成部分成一体。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的便携式电池装置，其特征在于，开有孔的壁部分(6)包括结构件(6’)，结构件有利于空气贯通循环并同时形成阻止固体物从外部进入到壳体(2)中的屏障。
11.根据权利要求10所述的便携式电池装置，其特征在于，结构件(6’)由缝隙或流线型叶片组成，可能安装在设置在开有孔的壁部分(6)中的通风口中。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的便携式电池装置，其特征在于，当电池组(3)是整体式或单体式时，电池元件(4)沿着厚度(E)的方向纵向地且垂直于由壳体(2)形成的长方体的两个主表面布置。
13.根据权利要求12所述的便携式电池装置，其特征在于，所述便携式电池装置一方面包括表面分隔部件(7、7’)和壳体(2)的连续的壁部分(5、5’)之间的连续的周边密封部件(17、17”)以及另一方面包括每一个电池元件(4)的末端(4’、4”)和表面分隔部件(7、7’)之间的单独密封部件(18)，单独密封部件或者在电池元件(4)的圆柱形的主体(4”’)的末端(4’、4’)处，或者在圆柱形的主体(4”’)的端部分(16)的侧表面处相对于所述末端(4’、4”)缩进。
14.根据权利要求12和13中任一项所述的便携式电池装置，其特征在于，表面分隔部件(7、7’)由设有切口(15”)的开孔板组成，每一个切口被环形的凸起(15)围绕，而接收电池元件(4)的端部分(16)；并且，圆周密封部件(18)在每个切口(15”)处布置在相关的开孔板(7、7’)和相关的电池元件(4)的涉及的末端(4’、4”)之间，所述开孔板(7、7’)支撑抵靠所述端部分(16)和/或支撑在所述端部分上同时在它们之间插置有所述圆周密封部件(18)。
15.根据权利要求12至14中任一项所述的便携式电池装置，其特征在于，每个呈开孔板形式的表面分隔部件(7、7’)通过其周边边缘(7’”)配合接合并楔紧且同时插置周边密封部件(17、17”)，而被接收在壳体(2)的相应的密封的或连续的壁部分(5、5’)的连续的内型部(19)中、被接收抵靠该内型部或被接收在该内型部上，内型部例如由肩部、凸缘、翼片、肋、凹槽或类似部分组成。
16.根据权利要求1至11中任一项所述的便携式电池装置，其特征在于，当电池组(3)由至少两个子组(3”’)机械和电连接构成时，每个子组(3”’)包括至少一排、优选包括呈平行的电池元件(4)层设置的至少两排，所有子组全都沿大致由壳体(2)形成的长方体的高度(H)或宽度(L)的方向纵向地定向并且平行于壳体的主表面布置，所述子组(3”’)或者沿高度(H)的方向叠置成电池元件(4)层级，或者沿宽度(L)的方向侧向地彼此并列，优选在两个相邻的子组(3”’)之间构建和插设中间密封槽部(8)，在电池组(3)的相对的末端中的每一个处布置有末端密封槽部(8”)。
17.根据权利要求16所述的便携式电池装置，其特征在于，每个中间密封槽部(8)由呈板形式的两个表面分隔部件(7、7’)构成，这两个表面分隔部件配有相应的周边边缘(20、20’)，如同两个互补壳体通过密封组装相互配合，电池组(3)包括位于两个子组(3”’)之间的至少一个间隙密封槽部(8)以及位于电池组(3)的两个相对的纵向末端处的两个末端密封槽部(8”)。
18.根据权利要求17所述的便携式电池装置，其特征在于，每个中间密封槽部(8)的两个分隔板(7、7’)中的一个分隔板(7)的周边边缘(20)具有凹槽或沟槽式结构；并且，所述两个分隔板中的另一个分隔板(7’)的周边边缘(20’)具有带有至少一个肋或翼片的结构，所述至少一个肋或翼片能够且用于嵌装在所述凹槽或沟槽中，以便在组装的两个周边边缘(20、20’)之间产生挡板，密封垫圈(21)布置在所述凹槽或沟槽(20)中或布置在所述肋或翼片(20’)上。
19.根据权利要求18所述的便携式电池装置，其特征在于，两个分隔板(7、7’)的在周边边缘(20、20’)处的嵌装式组装通过槽口/销槽类型的配合的互补部件(20”)的弹性卡锁而被锁定。
20.根据权利要求16至19中任一项所述的便携式电池装置，其特征在于，所述便携式电池装置一方面包括中间密封槽部(8)，中间密封槽部位于两个叠置或相邻的电池元件(4)子组(3”’)之间并且容纳有用于使相关的两个子组(3”’)的电池元件(4)的可达的电连接区域(9、9’)互连的互连部件(10)，所述便携式电池装置另一方面包括位于叠置或并列的子组(3”’)布置结构的上或下边缘或者侧边缘处的末端密封槽部(8”)，末端密封槽部的外部的分隔板(7、7’)没有切口(15”)并且构成连续壁(5”)。
21.根据权利要求1至20中任一项所述的便携式电池装置，其特征在于，所述便携式电池装置还包括刚性带具(26)，刚性带具在壳体的钩挂部位(25)处通过可释开的锁紧式钩挂而附接到壳体(2)上。
22.根据权利要求1至21中任一项所述的便携式电池装置，其特征在于，所述便携式电池装置还包括运输用的手柄(23)，手柄与壳体(2)的两个构成部分(2’、2”)中的一个构成部分成一体，或者通过组装两个构成部分(2’、2”)而构成。
23.根据权利要求1至22中任一项所述的便携式电池装置，其特征在于，电池元件(4)为锂离子或锂聚合物类型；并且，壳体(2)和表面分隔部件(7、7’)由热塑性材料制成，电池元件(4)的至少外部材料层是抗周围环境侵害类型的。
24.一种包括通过电缆相连接的至少两个构成件的便携式电动工具组件，即集装有至少一个致动器和至少一个呈电池装置形式的自主供电器的工具，所述组件的特征在于，所述电池装置是根据权利要求1至23中任一项所述的便携式电池装置。
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