CN1608330A - 电池组 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电池组，该电池组例如应用于便携个人计算机的电源。片状次级电池(6A－6F)叠置成同一侧表面彼此面对。在这种结构中，次级电池的正极端子和负极端子分别连接到端子带的两个表面上。这些次级电池与这个端子带串行－并行连接。

Description

电池组
技术领域
本发明涉及一种电池组，该电池组例如能够应用于便携个人计算机的电源。与传统技术相比，本发明能够通过将片状次级电池组电池以多层结构布置来实现个人计算机的电池组厚度进一步减小等，其中，所述多层结构中，电池的同一侧表面彼此面对。
背景技术
传统上，便携个人计算机适于被携带而用在各个地方，并因此被做成小型构型并且进一步做成小厚度构型，以便于携带。
于是，个人计算机还适于在可更换的条件下固定驱动电池组，以便按需要更换电池组，来防止在个人计算机使用时由于电池耗尽而处于困难境地。另外，电池组也被赋予小厚度构型，来防止影响便携性。
从而，这种电池组是通过将次级电池组电池根据个人计算机所需的供电电压和供电容量串-并联来构成的，其中次级电池组电池被指定为电池组的构成单元。此外，在电池组中，次级电池组电池为片状形式，以形成多层结构，并进一步提供一种平行排列方式，以便满足这些次级电池组电池的串-并联。
顺便提及，在这种电池组中，已经存在将厚度进一步减小的需求。
然而，电池组在内侧提供按所需的多于一个次级电池组电池的串-并联，因此在内侧需要很复杂的连接，结果，在目前情形下进一步减小电池组的尺寸和厚度情况下，可以预料到生产率明显下降。
发明内容
鉴于上述问题而着手研制本发明，并且，本发明旨在提供一种电池组，与传统技术相比，这种电池组能够实现进一步减小个人计算机中的电池组的厚度，更具体地说，提供这样一种电池组，该电池组能够用简单的加工工作来实现厚度的减小。
为了解决上述问题，根据本发明，位于同一侧的每个次级电池组电池的正极端子和负极端子的连接通过端子块来实现，以确保获得多层结构的次级电池组电池对，同时，同一侧的表面彼此相对。
在以片状形式提供的次级电池组电池中，在厚度上出现偏差。由此，沿相同方向叠置排列所获得的次级电池组电池导致厚度偏差累积增大，导致整个厚度增加。相反，以多层结构且同一侧表面彼此相对所获得的次级电池组电池能够以多层次级电池组电池可以彼此抵消厚度偏差的方式实现厚度减小。由此，根据本发明的结构，以多层结构且同一侧表面彼此相对所获得的次级电池组电池对可以构成比传统技术厚度更小的那种类型的电池组。
而且，根据本发明，在上述结构中的端子块将次级电池组电池的正极端子和负极端子连接到形成在表面和后表面上的连接盘(land)上，并且通过连接盘之间的布线图案串-并联多于一个的次级电池组电池。
根据本发明的构型，用简单的工作，通过提供位于同一侧上的每个次级电池组电池的正极端子和负极端子的连接，通过端子块，可以实现多于一个的次级电池组电池与端子块的连接。此时，端子块提供了次级电池组电池的正极端子和负极端子与形成在表面和后表面上的连接盘的连接，并且也使多于一个的次级电池组电池通过连接盘之间的布线图案串-并联，由此确保连接工作简单可靠地进行，即使在根据次级电池的各种布置、要串连的次级电池的数量和次级电池对的数量等而需要对多于一个的次级电池组电池进行复杂连接的情况下。
附图说明
图1是根据本发明实施例的电池组的分解透视图；
图2是示出图1的电池组中次级电池单元的分解透视图；以及
图3是用来描述应用到图2所示的次级电池单元中的端子块的平面图。
具体实施方式
下面，将适当地参照附图详细地描述本发明的实施例。
(1)本实施例的构型
图1是示出根据本发明实施例的电池组的分解透视图。图1的电池组1安装到个人计算机上以向个人计算机提供能量，并且被个人计算机充电。
具体地说，电池组1整体是片状的，并适于以滑动方式安装到个人计算机的后表面上。电池组1形成为由如上所述的滑动方式安装所给出的称为内侧的一侧的厚度可以比与该内侧相对一侧的厚度大。电池组1通过在次级电池单元3容纳到下壳体2中之后依次将上壳体4和5布置在次级电池单元3之上而制成。
在此使用的下壳体2通过树脂材料注模成型而形成为由侧壁表面围绕的大致矩形的构型。下壳体2在主侧壁表面的一部分内具有凹口2A，该主侧壁表面被指定为抵靠个人计算机的一侧。电池组1形成为使得次级电池单元3的接头3A通过该凹口2A暴露于外侧，由此通过接头3A提供与个人计算机的电连接。
次级电池单元3是通过端子块连接应用于电池组1上的片状次级电池单元6A到6F来实现的组装产品。上壳体4通过用树脂材料注模成型，并通过在次级电池单元3的厚度大的一侧覆盖下壳体2来保持次级电池单元3。上壳体5通过向金属片状材料施加压力而制成，并且通过在次级电池单元3的厚度小的一侧覆盖下壳体2来保持次级电池单元3。如上所述，可以通过在较大厚度一侧上用树脂制成的上壳体4覆盖下壳体2，并在小厚度一侧上用金属片状材料制成的上壳体5覆盖下壳体2，使得电池组1整体可以做得厚度更小。
由此，在这个实施例中，下壳体2和上壳体4和5，在经由单独一个端子块连接片状次级电池单元6A到6F所获得的次级电池单元3方面，用来形成外壳体，整个外壳体保持上述次级电池单元3，从而允许上述次级电池单元3的能量通过凹口2A供给到外部设备。
图2是示出次级电池单元3的分解透视图。次级电池单元3通过如下方法制造，即：将端子块7和温控器件9在次级电池组电池6A到6F与端子块7的连接已经实现之后依次连接到布线基板8上，然后，如箭头A和B所示，经由端子部分围绕端子块7弯曲次级电池组电池6A到6F。具体地说，在如上所述的制造过程中，次级电池单元3可以使绝缘带10布置在端子块7和布线基板8之间，并也可以使绝缘带11布置在温控器件9和端子块7之间，由此用这些绝缘带来提供安全性保证。
在此所用的次级电池组电池6A-6F是相同构型的不含水次级电池组电池，并且为矩形片状形式。次级电池组电池6A到6F允许正极端子(它们是由赋予到根部上的正号来标识的端子)以及负极端子(它们是由赋予到根部上的负号来标识的端子)位于小的侧端面处。次级电池组电池6A到6F构造成在小的侧表面的角部处，具有这些次级电池组电池的正极端子和负极端子中的负极端子，并且在小的侧表面的大致中心处，具有正极端子。由此，获得了成一侧排列的正极端子和负极端子，使它们处于沿纵向的一侧上，即从前面看到的次级电池组电池的侧表面上。
次级电池组电池6A到6F在细长的端子块7的相对的纵向两侧上一次紧密地并排排列3个，以便带有正极端子和负极端子的侧表面可以面对端子块7。正极端子和负极端子焊接到端子块7上。所有次级电池组电池6A到6F位于相同方向上，以便在如上所述获得布置在端子块7的相对两侧上的次级电池组电池6A到6F时，标识有正号和负号的表面可以从上面看到，由此在端子块7的相对两侧上沿相反方向提供了正极端子和负极端子的一侧排列。由此，在如箭头A和B所示将次级电池组电池6A到6F以大约90度的角度弯折，且次级电池组电池6A到6F如上所述位于端子块7处时，可以实现位于端子块7的相对纵向两侧的次级电池组电池6A到6F的紧密接触，由此同一侧表面可以彼此面对，由此能够实现对整个电池组1的厚度的减小。
具体地说，这种类型的次级电池组电池6A到6F通过滚压和冲压由包含分离器和电极等在内的片状元件所构成的多层结构获得，由此厚度上的偏差不可避免地出现。当然，厚度偏差被认为是很小的，它不超过一个交差(crossing)。但是从实际上讲，沿同一方向以多层结构获得的次级电池组电池6A到6F导致上述很小的厚度偏差累积增大，导致整个厚度增大了与上述累积偏差相对应的一部分那么大。相反，如同本实施例一样在同一侧表面彼此面对的情况下以多层结构保持的次级电池组电池可以彼此消除上述很小的厚度偏差，由此，与次级电池沿相同方向重叠布置所获得的相比，能够相应地实现整个厚度的进一步减小。
在次级电池组电池6A到6F中，在同一侧表面彼此面对的情况下，沿相同方向以多层结构获得的成对次级电池组电池6A和6D、那些6B和6E以及那些6C和6F通过端子块7并联，由此提供了并联获得的次级电池组电池对6A和6D、6B和6E、以及6C和6F。另外，通过并联获得的次级电池组电池对6A和6D、6B和6E、以及6C和6F相互串联。
在此所用的端子块7通过用聚酰亚胺薄膜构成的绝缘片13覆盖金属片状材料构成的布线图案12的相对两表面而形成，如图3所示。端子块7被赋予细长形状，并且在沿纵向延伸的大约中心部分处具有间隔开的细长缝S，以允许端子块7通过上述中心部分双重折叠。端子块7在细长缝S的相对两侧处具有单独形状的布线图案12，该布线图案12由金属片状材料构成，并且这个布线图案12形成为在纵向规定的间隔具有局部断开的部分。
在图3中端子块的后表面一侧处，形成绝缘片13，以便大致覆盖布线图案12的整个表面，同时，在图3中端子块的表面一侧处，在绝缘片13的规定部分内形成开口，此开口适于形成用来在次级电池组电池6A-6F的端子和布线图案12之间形成连接的连接盘14。由此，端子块7被构造成将布线图案12通过经由中心缝S的贯通部分双重折叠端子块而定位于表面一侧和后表面一侧处，如同所谓的双面布线基板一样，使得具有开口的一侧面向上，由此具有开口的一侧面朝上，并也构造成具有用于次级电池组电池6A到6F的端子与布线图案12之间形成连接的连接盘14。
由此，端子块7适于分别使次级电池组电池对6A和6D、6B和6E、以及6C和6F并联，所述电池对多层排列并且同一侧表面彼此相对。因此，当端子块7用作如上所述的双面基板以分别提供次级电池组电池对6A和6D、6B和6E、以及6C和6F的并联时，上述并联可以通过将次级电池组电池6A到6F的正极端子和负极端子焊接到连接盘14上、同时这些端子位于图2中端子块7的后表面一侧和表面一侧上来实现的。由此，能够用简单的加工工作来实现次级电池组电池6A到6F与端子块7的连接，另外，不会出现故障。
在通过中心缝S获得的一个分离的布线图案12中，端子块7还包括从绝缘片13横向突出的突起15，同样，在另一布线图案12中，具有位于与突起15相对应部分处的连接盘16。从而，通过经由缝S弯曲端子块7并通过在突起15弯向连接盘16的情况下将突起15焊接到连接盘16上，端子块7可以使并联所获得的次级电池组电池对6A和6D、6B和6E以及6C和6F串联。上述结构允许端子块7用简单的工作来提供次级电池组电池6A到6F的串-并联连接，同时次级电池组电池6A到6F背对背布置。
在具有突起15的一侧处，端子块7还具有类似于上述突起15的突起17，并且，在纵向一端处，端子块7还具有突起18。突起18位于布线图案12处，以使得次级电池组电池对6C和6F的正极端子连接，而该正极端子被规定为通过如上所述串-并联次级电池组电池6A到6F所获得的最高电势一侧电池对。突起17位于布线图案12处、次级电池组电池6A到6F的串联电路的每个连接点处。这些突起17和18分别形成为以大约直角的弯曲形状向布线基板8突出。
布线基板8具有允许突起17和18插入的狭缝，并适于通过在插入条件下将突起17和18焊接到狭缝上来提供由并联所获得的次级电池组电池对6A和6D、6B和6E以及6C和6F的相对两端的连接。在图3中，应指出的是：次级电池组电池6A到6F与端子块7之间通过布线基板8的连接是用虚线给出的电池符号来表示的。
在布线基板8处，定位有用来控制这些次级电池组电池对6A和6D、6B和6E以及6C和6F的充电和放电的接头3A和充电/放电控制电路20。具体地说，充电/放电控制电路20借助于监控次级电池组电池对6A和6D、6B和6E以及6C和6F的端子间电压来防止次级电池组电池对6A和6D、6B和6E以及6C和6F的过充电和过放电，并进一步借助于监控充电/放电电流来控制充电和放电的停止。此外，通过用热敏电阻(未示出)监控次级电池组电池6A到6F的温度来有效防止放电异常。
温控器件9由热敏电阻9A和9B以及热熔丝9C的串联电路构成(见图2)，并布置在充电/放电控制电路20和接头3A之间，由此可以防止电池组1出现事故。从而，温控器件9构造成热敏电阻9A和9B以及热熔丝9C的串联电路位于端子块7和次级电池组电池6A到6F的正负极端子之间的间隙中。由此，电池组1通过有效利用较小的内部空间来布置温控器件9，并且可以应用这种结构来提供一种尺寸较小并且厚度也较小的电池组。
(2)本实施例的工作
在具有如上构造的电池组1(见图3)中，在获得双重折叠的端子块7之后，用于串联的突起15向连接盘16弯曲，并然后焊接到连接盘16上，从而完成端子块7的制造。在电池组1中，上述双重折叠的端子块7用来获得这样一种布线，该布线通过连接盘14间的布线图案12(inter-land-wiring pattern)提供次级电池组电池对6A和6D、6B和6E以及6C和6F的并联连接，其中该连接盘14间的布线图案12由金属片状材料构成并在表面和后表面处具有连接盘，该连接盘提供次级电池组电池6A到6F的正极端子和负极端子的连接。而且突起15和连接盘16之间的连接适于获得布线图案12的连接，该布线图案12提供通过并联获得的次级电池组电池对6A和6D、6B和6E以及6C和6F的串联。
在电池组1中，次级电池组电池6A到6F在端子块7的相对侧上一次并排排列三个，以便正极端子和负极端子可以面对端子块7一侧(见图1)。而且，正极端子和负极端子通过焊接分别连接到在端子块7表面一侧和后表面一侧处的连接盘14上。由此，电池组7可以提供次级电池组电池6A到6F的2×2的并联，并也可以使这些电池组电池的并联电路串联。
在电池组1中，接头3A和充电/放电控制电路20分别封装在布线基板8上，并且通过次级电池组电池6A到6F的连接所获得的端子块7的突起17和18在插入条件下焊接到布线基板8的缝中，由此，使得次级电池组电池6A到6F与充电/放电控制电路20连接。同样，热敏电阻9A和9B以及热熔丝9C的串联电路通过端子块7一侧连接到布线基板8上，其中，所述串联电路是通过在单独的工序中获得的，由此在充电/放电控制电路20和接头3A之间提供充电/放电路径。
在电池组1中，在如上所述实现了次级电池组电池6A到6F等与布线基板8的连接时，次级电池组电池6A到6F的端子被弯折，由此提供次级电池单元3，在该次级电池单元3中，通过并联获得的次级电池组电池对6A和6D、6B和6E以及6C和6F以多层结构固定，同时同一侧表面彼此相对(见图2)，并且布线基板8和端子块7位于次级电池组电池对6A和6D、6B和6E以及6C和6F的端子一侧处。
电池组1是通过在上述次级电池单元3容纳于下壳体2内之后，将上壳体4和5依次布置在如上所述获得的次级电池单元3上来制得。
如上所述制得的电池组1不会导致在每个次级电池组电池6A到6F中的厚度偏差累积增大，换句话说，可以通过使并联所获得的次级电池组电池对6A和6D、6B和6E以及6C和6F以多层结构固定，同时同一侧表面彼此面对来使得以多层结构获得的次级电池组电池6A到6F中的厚度偏差相互抵消，由此与传统技术相比，可以获得整个厚度的进一步减小。
然而，当在成对的两个次级电池组电池6A和6D、6B和6E以及6C和6F中进行并联时，与形成沿相同方向多层布置的情况相比，对于在同一侧表面彼此面对情况下以多层结构获得的次级电池组电池对6A和6D、6B和6E以及6C和6F来说，需要复杂的连接。具体地说，当正极端子和负极端子关于每个次级电池组电池的中心线布置在对称位置上时，也会在以多层结构获得的次级电池组电池中存在正极端子和负极端子之间发生短路事故的可能性。
相反，本发明的电池组1可以通过使次级电池组电池6A到6F的正极端子和负极端子沿纵向单侧地布置在配备有这些正极和负极端子的侧表面处，来防止上述短路事故的发生。此外，可以在将这些端子分布到端子块7的表面和后表面上之后采用只需要将正极端子和负极端子焊接到相应连接盘14上的简单操作，就可以可靠地提供次级电池组电池6A到6F的连接，同时在这些端子如上所述单侧布置的情况下，通过在端子块7的表面和后表面处形成用来连接正极端子和负极端子的布线图案12，可以有效避免错误连接。
另外，归因于上述布线图案的功率损失可以通过提供一种端子块7来予以最小化，该端子块7用绝缘片13覆盖由金属片状材料构成的布线图案12的相对表面制得。
另外，适于控制次级电池组电池对6A和6D、6B和6E以及6C和6F的充电和放电的充电/放电控制电路20的结构可以在有效利用电池组1之内的空间的情况下通过以多层结构提供布线基板8到端子块7上的连接来予以获得。这种结构也可以用来使得整个构型的厚度和尺寸减小。
(3)本实施例的效果
与传统技术相比，上述构型通过将片状次级电池组电池在同一侧彼此面对的情况下以多层结构固定，可以实现个人计算机等中的电池组厚度进一步减小。
而且，在该次级电池组中通过提供沿纵向单侧布置的正极端子和负极端子，可以有效防止以多层结构获得的次级电池组电池之间的短路事故等。
而且，通过提供一种经由用绝缘片覆盖由金属片状材料构成的布线图案的相对表面所制得的端子块，可以实现功耗降低。
而且，通过将安装有适于控制次级电池组电池的充电和放电的充电/放电电路的布线基板以多层结构连接到端子块上，以便将次级电池组电池的能量通过布线基板提供到外部设备上来实现整个构型的厚度和尺寸减小。
而且，通过将次级电池组电池的正极端子和负极端子连接到端子块的相对表面上，从而通过端子块提供次级电池的串-并联连接，可以用简单的工作来实现上述结构的厚度减小。
具体地说，端子块的上述构型可以防止在以多层结构获得的次级电池组电池之间发生短路事故等，除此之外，有利于向端子块上的连接，并且通过在次级电池中提供沿纵向单侧排列的正极端子和负极端子来可靠地防止错误连接。
而且，可以制造在表面和后表面上具有用于连接的连接盘的端子块，并且在通过提供制成为大致双重折叠形的端子块而获得的端子块的上述构型中，经由用绝缘片覆盖由金属片状材料构成的布线图案的相对表面来实现功耗降低。
而且，在端子块的上述结构中，通过使安装有控制次级电池组电池充电和放电的充电/放电控制电路的布线基板以多层结构连接从而将次级电池组电池的能量通过布线基板提供到外部设备上，可以实现整个构型的厚度和尺寸减小。
(4)其他实施例
虽然上述实施例是关于端子块为通过纵向延伸的缝而获得的双重折叠形状的情况加以描述，但是本发明不局限于上述实施例，而可以按需要设定各种弯折方向。
尽管上述实施例已经关于两个次级电池组电池并联来提供由三个并联构成的串联的情况加以描述，但是本发明不局限于上述实施例，而是可以将本发明广泛应用到各种数量的次级电池组电池用来提供并联的情况，并可以进一步应用到各种数量的次级电池组电池层用来提供串联的情况中。
虽然上述实施例已经关于本发明应用到个人计算机的电池组上这种情况加以描述，但是本发明不局限于上述实施例，而是可以将本发明更广泛应用到各种设备的电池组上。
如上所述，根据本发明，与传统技术相比，通过将片状次级电池组电池以多层结构布置，并且同一侧表面彼此相对，可以实现个人计算机等的电池组的厚度进一步减小。
通过将次级电池组电池的正极端子和负极端子连接到端子块的相对表面上来经由端子块提供次级电池组电池的串-并联，可以用简单的加工工作来实现上述构型的厚度减小。
工业应用性
本发明涉及的是电池组，这种电池组例如可以用作便携式个人计算机的电源。
附图标记说明
1-电池组；
2-下壳体；
2A-凹口；
3-次级电池单元；
3A-接头；
4，5-上壳体；
6A，6B，6C，6D，6E，6F-次级电池组电池；
7-端子块；
8-布线基板；
9-温控器件；
9A，9B-热敏电阻；
9C-热熔丝；
10，11-绝缘带；
12-布线图案；
13-绝缘片；
14，16-连接盘；
15，17，18-突起；
20-充电/放电控制电路；
S-缝

Claims (8)

1.一种电池组，其特征在于，具有：
次级电池单元，它是通过将多于一个的片状次级电池组电池经由端子块连接所获得；以及
外部壳体，用于固定所述次级电池单元，以便使所述次级电池单元的能量供给到外部设备上；
其特征在于，所述次级电池在一个端面上具有正极端子和负极端子，正极端子和负极端子在纵向上依次并排排列；
所述次级电池单元具有多于一个的次级电池组电池对，这些电池对是通过将所述多于一个的次级电池组电池多层排列同时所述正极和负极端子位于相同一侧上而获得的；所述次级电池单元使得所述多于一个的次级电池组电池对依次并排排列，同时所述正极和负极端子位于相同一侧上；并且所述次级电池单元通过使位于同一侧上的每个次级电池组电池的所述正极端子和所述负极端子经所述端子块连接而制得；并且
每个所述次级电池组电池对以多层结构设置，同时同一侧表面彼此面对。
2.如权利要求1所述的电池组，其中，所述次级电池使正极端子和负极端子沿所述纵向单侧排列。
3.如权利要求1所述的电池组，其中，所述端子块是通过用绝缘片覆盖由金属片状材料构成的布线图案的相对表面所制造的。
4.如权利要求1所述的电池组，其中，所述端子块使得安装有控制所述次级电池组电池的充电和放电的充电/放电控制电路的布线基板以多层结构连接于其上，从而将所述次级电池组电池的能量通过所述布线基板供给到所述外部设备上。
5.如权利要求1所述的电池组，其中，所述端子块使得所述次级电池组电池的正极端子和负极端子连接到形成在表面和后表面上的连接盘上，并也使得所述多于一个的次级电池组电池通过所述连接盘之间的布线图案串-并联。
6.如权利要求5所述的电池组，其中，所述次级电池使正极端子和负极端子沿所述纵向单侧排列。
7.如权利要求5所述的电池组，其中，通过用绝缘片覆盖由金属片状材料构成的布线基板的相对表面，所述端子块制造成大致双重折叠的形状。
8.如权利要求5所述的电池组，其中，所述端子块允许安装有控制所述次级电池组电池的充电和放电的充电/放电控制电路的布线基板以多层结构连接于其上，从而将所述次级电池组电池的能量通过所述布线基板供给到所述外部设备上。
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