CN113889706A - 电池组和用于制造这种电池组的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电池组和一种用于制造这种电池组的方法。电池组包括：至少两个电池单元(10)；至少一个固定元件(20)；以及单元保持器(30)；其中，所述固定元件(20)由弹性材料制成并且布置在两个电池单元(10)之间，并且所述单元保持器(30)设置为：至少部分地在侧向上包围所述至少两个电池单元(10)，并且如此保持所述至少两个电池单元(10)，使得布置在电池单元(10)之间的固定元件(20)被压缩，并且使得所述电池单元(10)由于被压缩的固定元件(20)的膨胀倾向而以摩擦锁合的方式固定在所述固定元件(20)上并且固定在所述单元保持器(30)上。

Description

电池组和用于制造这种电池组的方法
技术领域
本发明涉及一种电池组、尤其一种用于电动双轮车的电池组，本发明还涉及一种用于制造这种电池组的方法。
背景技术
电动移动工具中的移动可再充电式储能器，例如可用于电动双轮车或电动滑板车中的移动可再充电式储能器通常由多个不同形状(例如圆柱体或棱柱形)的单个锂离子电池单元组成，所述锂离子电池单元被壳体容纳和包围。各个电池单元通常存放和保持在由塑料制成的单元保持器中。该单元保持器可以是一件式或多件式的。为了保护各个电池单元免于不期望的运动，通常在单元保持器中引入弹簧几何结构，所述弹簧几何结构在电池单元上施加保持力。这可以径向或轴向地发生。由于各个电池单元的尺度的制造相关和/或温度相关的波动，必须确保作用在电池单元上的保持力在所有情况下都足以阻止电池单元在单元保持器内运动。此外，必须确保作用在电池组上的震动(例如由于使用电池组的车辆的驾驶运行)不会导致关于电池单元的保持力的减小。
发明内容
根据本发明的第一方面提出一种电池组，该电池组包括至少两个电池单元、至少一个固定元件、单元保持器。所述固定元件由弹性材料制成并且至少在电池组的组装状态下布置在所述至少两个电池单元之间。这两个电池单元优选地是相同地构造的电池单元，此外，也可以想到在根据本发明的电池组内使用不同地构造的电池单元。
单元保持器例如由塑料(例如注塑件)和/或金属和/或复合材料等制成，并且所述单元保持器设置为用于至少部分地在侧向上包围所述至少两个电池单元。优选地，所述侧向上的包围以这种方式进行，使得在很大程度上确保电池单元在单元保持器内不会倾斜。
单元保持器还设置为用于如此保持所述至少两个电池单元，使得布置在电池单元之间的固定元件被压缩，并且使得电池单元由于被压缩的固定元件的膨胀倾向而以摩擦锁合的方式固定在固定元件上并且固定在单元保持器上。换言之，根据本发明的固定元件在电池单元之间确保电池单元通过膨胀倾向而以足够大的力挤压到单元保持器的侧向包围部上，从而确保该电池单元在单元保持器内不会倾斜、移动和扭转。在仅由单元保持器的侧向包围不足以在组装状态下稳定地固定所述电池单元的情况下(因为单元保持器例如分别仅包围电池总长度的一小段)有利的是，在未被单元保持器包围的区域中借助附加的固定措施固定电池。例如考虑夹子和/或带子、尤其弹性带等作为这种附加的固定措施。
应指出的是，相应的电池单元在组装状态下在电池组内优选关于其各自的纵向延伸方向而言平行地定向。此外应指出的是，根据本发明的电池组尤其也可以用于更多数量的电池单元(例如三个、四个、五个、六个或更多个)。此外应指出的是，相应的电池单元的电接通优选地通过集成在单元保持器中的电触点和/或通过可单独附接的电触点进行。
该电池组还提供以下优点，即多个电池单元可以以特别可靠的方式固定在单元保持器内，因为此处提出的固定元件本身即使在电池组强烈震动的情况下也可以维持其固定功能。另一个优点是，借助根据本发明的固定元件，关于各个电池单元的尺度方面的制造公差可以被特别好地补偿。
优选的实施例示出本发明的优选的扩展方案。
根据本发明的电池组原则上能够使用任何构型的电池，但所述电池组优选地与圆形单元、棱柱形单元或软包单元一起使用。
在一种有利的构型中，固定元件是空心体或实心体，其在外形上构造为球、椭圆体、圆柱体、垫子、绳索、带子、棒、O形环或多边形。此外，固定元件优选地由弹性体和/或泡沫材料制成。应指出的是，也可考虑如下材料作为用于固定元件的材料：所述材料的膨胀倾向在化学和/或物理活化过程(例如通过加热)之后才被激活或者说完全激活。
特别有利地，单元保持器具有至少一个凹处，所述至少一个凹处设置为用于容纳一个或多个电池单元并且至少部分地在侧向上包围所述电池单元。这种凹处例如可以以单元保持器的基板中的凹陷部的形式构造，从而使被置入到该凹陷部中的电池单元分别在端部上被该凹陷部包围。所述一个或多个凹处的形状原则上可以任意选择(例如圆形、矩形、三角形、椭圆形等)，但是优选地遵循待置入到凹处中的电池单元的相应尺度和/或数量和/或布置。多个电池单元之间借助一个或多个根据本发明的固定元件所进行的连接不仅可以在一个凹处内的电池单元之间实现而且可以在分别相邻的凹处内的电池单元之间实现。
特别优选地，单元保持器由下电池单元保持件和上电池单元保持件组成，其中，这两个电池单元保持件设置为在电池单元和固定元件被置入到两个电池单元保持件之一中之后不可动地彼此连接。有利地，上电池单元保持件和下电池单元保持件都具有彼此相对应的凹处，从而使被置入到单元保持器中的电池单元在单元保持器的组装状态下分别在两个端部上被该单元保持器保持。上电池单元保持件与下电池单元保持件之间的不可动的连接例如借助粘合连接和/或螺纹连接和/或卡锁连接来建立。此外，可以想到原则上任意的另外的材料锁合式和/或力锁合式和/或形状锁合式连接。
在根据本发明的电池组的一种有利构型中，固定元件围绕多个电池单元环形地放置。这一点尤其可以在固定元件以绳索和/或带子的形式地构造时有利地应用。固定元件的这种环形布置提供如下优点：固定元件不仅布置在相应的电池单元之间而且布置在电池单元与由单元保持器形成的包围之间，由此改善在电池单元与单元保持器之间的摩擦锁合式连接。此外，借助相应电池单元的环形包围可以在电池组的组装之前或期间将电池组的一部分数量或全部数量的电池单元彼此间固定。
有利地，单元保持器的与电池单元接触的内表面和/或固定元件具有衬有橡胶的表面。这使得能够在电池单元与单元保持器之间产生特别高的静摩擦，由此改善部件的摩擦锁合式固定。
优选地，电池组是用于电动双轮车的能量源、尤其驱动系的能量源，其中，双轮车例如是电动自行车或电动滑板车。此外，根据本发明的电池组也可以用于其他类型的单轨和/或双轨运输工具。
根据本发明的第二方面，提出一种用于制造电池组的方法。在根据本发明的方法的第一步骤中，将由弹性材料制成的至少一个固定元件插入到至少两个电池单元之间。在根据本发明的方法的第二步骤中，通过减小所述电池单元之间的间距来压缩所述至少一个固定元件。在根据本发明的方法的第三步骤中，将电池单元固定在单元保持器中，该单元保持器设置为至少部分地在侧向上包围所述至少两个电池单元，并且设置为如此保持所述至少两个电池单元，使得布置在电池单元之间的固定元件被压缩，并且使得所述电池单元由于被压缩的固定元件的膨胀倾向而以摩擦锁合的方式连接在固定元件上并且连接在单元保持器上。
根据本发明的方法提供了在固定元件被压缩之前或之后将电池单元置入到单元保持器中的可能性。固定元件在被置入到单元保持器中之后的压缩例如可以如此应用，即相应的电池单元首先以其下端松弛地置入到单元保持器的基板的相应凹处中，其中，优选地将相应凹处的周长确定为如此大于每个凹处中相应电池单元的周长，使得各个电池单元在其上端处扇形地或花束形地以远离彼此的方式倾斜。在电池单元的下端彼此间的间距小于电池单元的上端彼此间的间距的这种倾斜状态下，现在可以将一个或多个根据本发明的固定元件置入到以这种方式展开的电池单元之间。为了随后将电池单元运动到其相应的最终位置中可以想到的是，在展开的端部处将电池单元挤压在一起并且随后将所述电池单元在侧向上共同地固定(例如借助单元保持器和/或附加的固定措施)，在该最终位置中，电池单元在其纵向方向上优选地布置为彼此平行。替代地或附加地也可以想到，电池在展开状态下仍未被完全置入到凹处中，其方式是：例如通过设置在凹处的底部上的可压缩的间距保持器来将电池单元首先保持为与底部间隔开。在根据本发明的固定元件被置入到电池单元之间之后，结合对凹处宽度和/或深度的合适确定，现在可以通过对单元保持器从上方到底部地施加压力来使电池单元运动，其中，可压缩的间距保持器被挤压在一起。通过该运动，相应的电池单元在向下运动期间自动地彼此平行地定向并且同时压缩布置在电池单元之间的固定元件。
附图说明
在下文中参照附图详细描述本发明的实施例。附图示出：
图1a示出制造根据本发明的电池组的第一步骤；
图1b示出制造根据本发明的电池组的第二步骤；
图1c示出制造根据本发明的电池组的第三步骤；
图1d示出制造根据本发明的电池组的第四步骤；
图2示出根据本发明的电池组的组装状态；
图3示出另一实施方式中的根据本发明的电池组的制造；
图4示出电池单元在根据本发明的电池组的凹处中的布置的示例性俯视图；以及
图5示出根据本发明的电池组的根据本发明的固定元件的一种实施方式。
具体实施方式
图1a示出制造根据本发明的电池组的第一步骤。在该步骤中，首先将多个在此构造为圆形单元的电池单元10以预限定的间距并排放置。
图1b示出制造根据本发明的电池组的第二步骤。在该步骤中，将相应的根据本发明的固定元件20插入到相应的电池单元10之间，所述固定元件在此为构造为球形的弹性体。
图1c示出制造根据本发明的电池组的第三步骤。在该步骤中，使电池单元10沿相应的压缩方向50朝向彼此运动，从而压缩固定元件20。
图1d示出制造根据本发明的电池组的第四步骤。在该步骤中，将电池单元10和被压缩在所述电池单元之间的固定元件20共同置入到由塑料制成的单元保持器30的下单元保持件32中。
图2示出根据本发明的电池组的组装状态。在该状态下，通过上电池单元保持件34使图1d的电池组配套完整，该上电池单元保持件已被沿组装方向60放置到下电池单元保持件32上。由此得到相应的电池单元10完全包围在单元保持器30中。在该状态下，上电池单元保持件34和下电池单元保持件32借助多个卡锁连接不可动地彼此连接。
图3示出在另一实施方式中根据本发明的电池组的制造。在该情况下，电池单元10与布置在电池单元10之间的固定元件20一起呈扇形地置入到单元保持器30的下电池单元保持件32的相应凹处40中。通过电池单元紧接着被从上方完全压入到下电池单元保持件32的相应凹处40中，这些电池单元彼此平行地定向，而固定元件20被压缩。
图4示出电池单元10在根据本发明的电池组的凹处40中的布置的示例性俯视图。在此，凹处40构造为圆柱形并且设置为容纳三个电池单元10。这三个电池单元10之间的构造为圆柱形的、经压缩的单个固定元件20由于膨胀倾向而朝凹处40的衬有橡胶的内壁的方向挤压电池单元10，由此在凹处40内实现电池单元10的摩擦锁合式固定。
图5示出根据本发明的电池组的根据本发明的固定元件20的另一实施方式。此处带形地构造并且附加地具有粘性表面的固定元件20围绕多个电池单元10环形地放置，而电池单元10被置入到单元保持器30的下电池单元保持件32中。以这种方式，在电池组的随后完全组装的状态下，固定元件20不仅将电池单元10彼此间固定而且将电池单元10固定在单元保持器30本身上。

Claims (10)

1.一种电池组，包括：
·至少两个电池单元(10)；
·至少一个固定元件(20)；以及
·单元保持器(30)；
其中，
·所述固定元件(20)由弹性材料制成并且布置在两个电池单元(10)之间，并且
·所述单元保持器(30)设置为：
-至少部分地在侧向上包围所述至少两个电池单元(10)，并且
-如此保持所述至少两个电池单元(10)，使得布置在电池单元(10)之间的固定元件(20)被压缩，并且使得所述电池单元(10)由于被压缩的固定元件(20)的膨胀倾向而以摩擦锁合的方式固定在所述固定元件(20)上并且固定在所述单元保持器(30)上。
2.根据权利要求1所述的电池组，其中，所述电池单元(10)分别是：
·圆形单元；或
·棱柱形单元；或
·软包单元。
3.根据以上权利要求中任一项所述的电池组，其中，所述固定元件(20)是空心体或实心体，
和/或构造为：
·球；或
·椭圆体；或
·圆柱体；或
·垫子；或
·绳索；或
·带子；或
·棒；或
·O形环；或
·多边形；
和/或由
·弹性体，和/或
·泡沫材料制成。
4.根据以上权利要求中任一项所述的电池组，其中，所述单元保持器(30)具有至少一个凹处(40)，所述至少一个凹处设置为用于容纳一个或多个电池单元(10)并且至少部分地在侧向上包围所述电池单元。
5.根据以上权利要求中任一项所述的电池组，其中，所述单元保持器(30)由下电池单元保持件(32)和上电池单元保持件(34)组成，其中，这两个电池单元保持件(32，34)设置为在所述电池单元(10)和所述固定元件(20)被置入到所述两个电池单元保持件(32，34)之一中之后不可动地彼此连接。
6.根据以上权利要求中任一项所述的电池组，其中，所述固定元件(20)围绕多个电池单元(10)环形地放置。
7.根据以上权利要求中任一项所述的电池组，其中，所述单元保持器(30)的与所述电池单元(10)接触的内表面和/或所述固定元件(20)具有衬有橡胶的表面。
8.根据以上权利要求中任一项所述的电池组，其中，所述电池组是用于电动双轮车的能量源。
9.一种用于制造电池组的方法，所述方法包括以下步骤：
·将由弹性材料制成的至少一个固定元件(20)插入到至少两个电池单元(10)之间；
·通过减小所述电池单元(10)之间的间距来压缩所述至少一个固定元件(20)；并且
·将所述电池单元(10)固定在单元保持器(30)中，所述单元保持器设置为：
-至少部分地在侧向上包围所述至少两个电池单元(10)，并且
-如此保持所述至少两个电池单元(10)，使得布置在电池单元(10)之间的固定元件(20)被压缩，并且使得所述电池单元(10)由于被压缩的固定元件(20)的膨胀倾向而以摩擦锁合的方式连接在所述固定元件(20)上并且连接在所述单元保持器(30)上。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，在所述固定元件(20)被压缩之前或之后将所述电池单元(10)置入到所述单元保持器(30)中。
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