CN101740741A - 具有至少一个蓄电池单元的装置 - Google Patents
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Abstract
在一种具有至少一个蓄电池单元(110)的装置中-该电池具有设置在弹性的单元包封(114)中的电极组件(112)-所述蓄电池单元(110)设置有机构(120)，这个机构具有至少两个彼此连接的保持部件(210、220、230、240)，其中，蓄电池单元(110)被保持部件(210、220、230、240)保持在所配属的保持点(282、284、292、294)上。
Description
技术领域
本发明涉及一种具有至少一个蓄电池单元的装置，它具有一个设置在一个弹性的单元包封中的电极组件。
背景技术
蓄电池单元通常由多个例如NiCd、NiMh和Li-Ion的任意蓄电池类型的一起连接成包或者模块的蓄电池单元构成，因此也叫做蓄电池包或者蓄电池模块。由于它具有高的单位容量以它高的单位蓄能量所以特别是具有锂离子蓄电池单元的蓄电池得到广泛的应用。例如应用在电动工具中的锂离子蓄电池单元通常设计为具有刚性金属外壳的圆形蓄电池单元。这些圆形蓄电池单元由于是金属外壳具有不为能源提供作贡献的质量的增大，并且在相应的蓄电池包或者蓄电池模块中由它们的圆形结构形式而导致死的结构容积。
为了避免这种质量的增大和死的结构容积而重新使用所谓的“锂-聚合物”(Lithium-Polymer)电池(LiPO-蓄电池单元)。这种蓄电池单元通常具有电极组件。这些电极组件由堆成垛的薄片形的电极构成。这些电极分别通过相应的隔件隔开，并且设置在一个弹性的单元包封中。这种类型的LiPO蓄电池单元通常是棱柱形的，因此可节省空间地设置在所属的蓄电池包或者蓄电池模块的壳体中。
现有技术的缺点在于例如由于在运行时由于在电化学过程产生气体时在电池内部出现过压蓄电池单元的体积发生变化而使弹性的单元包封发生膨胀。然而单元包封的这种膨胀在蓄电池包或蓄电池模块的所属的蓄电池壳体中-在该壳体中堆垛着多个蓄电池单元-会导致一个或者多个单元包封的损坏或者破坏，并且因此也导致蓄电池包或者蓄电池模块的损坏或者破坏。除此之外，由于变形的弹性的单元包封也难于将这样的蓄电池单元稳定和可靠地设置或者保持在一个刚性的蓄电池壳体中。
发明内容
因此本发明的任务是提供这样一种装置，即它能如此地将具有弹性单元包封的蓄电池单元的堆垛在一个蓄电池壳体中，从而在运行时避免损坏或破坏单元包封和蓄电池单元。
这个问题通过具有至少一个蓄电池单元的装置得以解决，其具有一个设置在一个弹性的单元包封中的电极组件。这个蓄电池单元设置有一个机构，这个机构具有至少两个彼此连接的保持部件，其中，这个蓄电池单元由保持部件在所配属的保持点上保持。
本发明使得使用所配属的机构能简单和不复杂地将蓄电池单元安装在一个壳体中成为可能，以及能形成稳定的和可靠的蓄电池单元堆，其中，这些蓄电池单元分别通过所配属的机构而彼此保持间距。
根据一个实施形式如此地设置这个机构，即当蓄电池单元的体积发生变化时能使单元包封膨胀。
通过这一措施当出现相应的体积变化时就能防止蓄电池单元和单元包封受到损害或者破坏，并且可使蓄电池单元固定地保持在蓄电池壳体中。
有利地设计保持部件，从而以规定的保持压力在所配属的保持点上抓住蓄电池单元。这些保持部件通过至少一个接片彼此连接。
因此本发明可将相应的机构简单和不复杂地安装在所配属的蓄电池单元上。
根据一个实施形式电极组件具有至少两个四边形薄片形的电极。这些薄片电极由一个隔件彼此隔开。这个机构优选地具有四个保持部件，其中，机构以一种规定的保持压力用保持部件在它们的角上抓住电极组件。单元包封在电极组件的至少一个角上具有一个弯折式的扩展部。配属于所述至少一个角的保持部件优选地具有一个用于容纳弯折式的扩展部的槽。设计该槽用于容纳弯折式的扩展部。
这样，就可将相应的机构简单、可靠和稳定地安装在所属的蓄电池单元上。
保持部件有利地具有第一段(这些第一段设置在机构的上侧上)，并且具有第二段(这些第二段设置在机构的下侧上)。将上侧上的段设计成用于保持一个第一蓄电池单元，并且将下侧上的段设计成用于保持一个第二蓄电池单元。
这样，使用一个单个的机构就可保持两个蓄电池单元，并且可可靠和稳定地安装在一个所配属的蓄电池壳体中。
根据一个实施形式用所配属的机构将大量的蓄电池单元堆垛起来，其中，每个机构具有配属的保持部件，并且两个不同的机构的保持部件分别彼此靠置。
此外，开头所述问题通过一种用于蓄电池单元的机构得以解决。这个蓄电池单元具有一个设置在一个弹性的电池外壳中的电极组件。该电极组件具有至少两个四边薄片形的电极，这些薄片电极被一个隔件彼此隔开。设置至少四个彼此相连的保持部件。设计这些保持部件，从而用一种规定的保持压力就可在它们的角上抓住电极组件。
附图说明
在下面的说明中借助在附图中所示的实施例对本发明进行更加详细的说明。
这些附图是：
图1：根据一个第一实施形式的具有一个蓄电池单元和一个用于保持蓄电池单元的机构的装置的透视图。
图2：将机构安装在蓄电池单元上时的图1的装置的透视图。
图3：根据第一实施形式的具有两个蓄电池单元和两个用于保持蓄电池单元的配属的机构的蓄电池单元堆的透视图。
图4：根据一个第二实施形式的具有两个蓄电池单元和一个用于保持蓄电池单元的机构的装置的透视图。
图5：将机构安装在蓄电池单元上时的图4的装置的透视图。
图6：根据第二实施形式的具有四个蓄电池单元和两个用于保持蓄电池单元的配属的机构的蓄电池单元堆的透视图。
具体实施方式
图1示出一个具有一个蓄电池单元110的装置100。一个机构120固定在其上。蓄电池单元110具有一个弹性的单元包封114。一个电极组件112设置在该单元包封中。
单元包封114优选地由一个塑料膜形成。这个塑料膜具有一个铝涂层。一个合适的塑料膜例如为三层结构，其中，在两个外塑料层之间设置一个内铝层。这三个层优选地彼此焊接。
为了实现蓄电池单元110和一个蓄电池包或者模块的另外蓄电池单元的电接触或者为了实现蓄电池单元110的外接触设置了电触头116、118。其和电极组件112为导电连接，并且通过单元包封114通向它或者从其中引走。
图2示出将机构120安装到蓄电池单元110上的情况。在这种情况中将机构120沿箭头260方向推向或者插向蓄电池单元110上，或者推向或者插向它的设置在单元包封114中的电极组件112上。
根据一个实施形式电极组件112具有两个或者多个四边形、薄片形的电极。这些电极分别通过合适的隔件彼此隔开。在图2中示例性地示出两个用一个隔件202彼此隔开的电极201、203。
这个电极组件112优选地完全被单元包封114包围，其中，这个单元包封114在电极组件112的所有边缘都具有弯折，这些弯折优选地是粘接的。在电极组件112的一个边缘270上单元包封114优选地具有弯折式的扩展部272、274，这些扩展部从电极组件112的角292、294起开始延伸。
机构120说明性地具有四个保持部件210、220、230、240。保持部件210、240设置在一个接片254上，并且通过这个接片彼此连接。保持部件220、230设置在一个接片252上，并且通过这个接片彼此连接。接片252、254彼此间为交叉设置，并且在一个交叉点250上彼此连接。为了使结构稳定，其可以设置一个或者多个加强部256。
需要指出的是这个机构120不局限于使用四个保持部件210、220、230、240，而是可以具有任意数量的保持部件。在这种情况中可根据电极组件112的设计来选择保持部件的数量。例如如上所述在四边形设计的电极组件112情况中可以使用四个或者更多的保持部件，或者代替地也可只使用两个或者三个保持部件，只要如下所述地这些保持部件适合以一种足够的保持压力保持住蓄电池单元110。
也需要指出的是通过交叉的接片252、254连接保持部件210、220、230、240仅是示例性的。也可在本发明的范围内采用另外的结构。例如这些保持部件210、220、230、240可通过接片彼此连接，这些接片形成一个框架，或者通过限定一个Z形结构的接片连接。
这些保持部件210、220具有保持装置212、和222。这些保持装置设计成在所配属的保持点282和284上保持蓄电池单元110。在蓄电池单元110中将电极组件112的相应的角用作保持点282、284。相应地将保持装置212、222设计成直角的空隙。电极组件112的那些角282和284能设置和保持在这些空隙中。
保持部件230、240具有保持装置235和245。这些保持装置设计成在所配属的保持点上保持蓄电池单元110，这些保持点对应于电极组件112的角292、294。根据一个实施形式这些保持部件230、240具有矩形的空隙237、247。这些空隙优选地和形成保持装置212、222的那些空隙相类似地设计，并且电极组件112的角292或294可设置在这些空隙中。此外，保持装置235、245具有外支撑部件234或244，它们的长度优选地和保持装置212、222相一致，以及具有相对于其缩短的内支撑部件234、244。外支撑部件234、244和内支撑部件232或242分别通过一个槽236或246彼此分开。将槽236或246优选地设计以容纳所配属的弯折的扩展部272或274，其中，扩展部272或274例如可被夹紧在槽236和246中，或者仅能设置在其中。
内支撑部件234、244从图2的接片252或254的朝向蓄电池单元110的下侧面起具有一个和电极组件112的高度大体相当的长度。外支撑部件234、244以及保持装置212、222的长度比内保持部件234、244的长度要大一个规定的间距。
根据一个实施形式在安装后机构120用保持部件210、220、230、240以规定的保持压力在电极组件112的角282、284、292、294上抓住电极组件112。为了产生这种保持压力，保持部件210、240优选地通过接片254，并且保持部件220、230优选地通过接片252彼此夹紧。在这种情况中这些接片252、254保证在蓄电池单元110的朝向这些接片的一侧上单元包封114保留一个足够大的区域，以便当蓄电池单元110的体积发生变化时单元包封114可在这个区域中膨胀。在蓄电池单元110的背离接片252、254的对置侧上通过伸出的外支撑部件234、244以及保持装置212、222-它们在堆垛蓄电池单元110时用作脚一产生一个相应的自由空间。在这种情况中被夹紧在槽236、246中的弯折式扩展部272、274用于稳定或改进机构120和蓄电池单元110之间的连接。
图3示出了一个蓄电池单元垛300。在这个蓄电池单元垛中图1和图2的设置有机构120的蓄电池单元110示范性地设置在一个蓄电池单元310上。这个蓄电池单元310设置了一个相应的机构320。根据一个实施形式蓄电池单元310的结构和图2的蓄电池单元110的结构相应，机构320的结构和图2的机构120的结构相应，这样就可省掉这些部件的详细说明。
蓄电池单元310具有电触头316、318。当蓄电池单元110、310连接成蓄电池包或者蓄电池模块时这些电触头316、318可和蓄电池单元110的电触头116、118或者相应的外触头连接。
图3示范性地示出，弯折式的扩展部272是如何地设置在在内支撑部件232和外支撑部件234之间形成的槽236中的。此外，从图3中还可看出，保持部件210、220、230、240是如何设置在机构320的相应的保持部件312、322、332、342上的或靠在这些保持部件上。在这种情况中一个将保持部件312、322、332、342彼此连接的接片装置350在蓄电池单元110和310之间产生一个自由空间，这个自由空间由在图2中所描述的位于蓄电池单元110的背向接片252、254的一侧的自由空间还要扩大。
图4示出一个具有两个蓄电池单元410、490的装置400。这两个蓄电池单元和一个机构420连接。蓄电池单元410和490的结构优选地和图2的蓄电池单元110的结构相应，这样就可不必对蓄电池单元410、490进行详细的说明了。
图5示出设置有单元包封514、弯折式扩展部572、574、电触头516、518以及一个电极组件512的蓄电池单元410和设置有一个单元包封591、弯折式的扩展部593、594、电触头595、596以及一个电极组件592的图4中的蓄电池单元490。此外图5还示出图4中的机构420的一个优选的实施形式。
该机构420说明性地具有四个保持部件510、520、530、540。保持部件510、540设置在接片552上，并且通过这个接片彼此连接。保持部件520、530设置在接片554上，并且通过这个接片彼此连接。这些接片552、554示范性地彼此十字形设置。
在此需要指出的是，和图2中的机构120一样，这个机构420不局限于使用四个保持部件510、520、530、540，并且通过交叉的接片552、554实现保持部件510、520、530、540的连接也仅仅是示范性的说明。
保持部件510、520具有保持装置511、513或522、550。这些保持装置和图2的保持装置212、222一样设计成直角的空隙。在这种情况中保持装置513、522分别形成保持部件510、520的一个第一段。这个段设置在机构420的上侧501上，而保持装置511、550分别形成保持部件510、520的一个第二段。这个段设置在机构420的一个和上侧对置的下侧502上。
保持部件530、540也具有第一段和第二段或者上段和下段。根据一个实施形式它们分别和图2中的保持部件230、240一样设计。例如保持部件530的上段具有一个内支撑部件532、一个外支撑部件534以及一个槽536，并且它的下段具有一个内支撑部件531、一个外支撑部件533以及一个槽535。与此类似地保持部件540的上段具有一个内支撑部件542、一个外支撑部件544以及一个槽546，并且它的下段具有一个内支撑部件541、一个外支撑部件543以及一个槽545。然而为了使本说明简洁起见就不对保持部件510、520、530、540再作详细叙述了。
在将蓄电池单元410、490安装到机构420时将蓄电池单元410沿着箭头562方向压到或者插到机构420上。这个机构420本身沿着箭头560方向插到或者压到蓄电池单元490上。在这种情况中如上面在图2中关于蓄电池单元110和机构120时所说明的那样机构420用一种规定的保持压力抓住蓄电池单元410、490。这样，当体积发生变化时蓄电池单元410、490中的每一个可沿着至少一个方向基本无阻碍地膨胀。
图6示出一个蓄电池单元垛600，其中图4和图5中的设置有机构420的蓄电池单元410、490通过两个设置有一个机构620的蓄电池单元610、690设置。根据一个实施形式，蓄电池单元610、690的结构和图2中的蓄电池单元110的结构相应，并且机构620的结构和图5中的机构420的结构相应，这样就不必对这些部件进行详细的说明了。
蓄电池单元610具有电触头616、618，并且蓄电池单元690具有电触头695、696。当将蓄电池单元410、490、610、690连接成一个蓄电池包或蓄电池模块时所述电触头可和蓄电池单元410或490的电触头516、518或者595、596连接，或者可和相应的外部触头连接。
图6示范性地示出，保持部件510、520、530、540是如何地设置在机构620的相应的保持部件660、630、640上的，或者靠在这些保持部件。因此，当将这些蓄电池单元堆垛起来时-这些蓄电池单元设置有420或620型的机构-两个不同的机构的保持部件分别彼此靠置。
Claims (10)
1.具有至少一个蓄电池单元(110)的装置，其具有设置在弹性的单元包封(114)中的电极组件(112)，其特征在于，蓄电池单元(110)设置有机构(120)，该机构具有至少两个彼此连接的保持部件(210、220、230、240)，其中，蓄电池单元(110)被保持部件(210、220、230、240)在所配属的保持点(282、284、292、294)上保持。
2.按照权利要求1所述的装置，其特征在于，设计该机构(120)从而当蓄电池单元(110)的体积发生变化时使单元包封(114)膨胀成为可能。
3.按照权利要求1或2所述的装置，其特征在于，设计保持部件(210、220、230、240)从而用规定的保持压力在所配属的保持点(282、284、292、294)上抓住蓄电池单元(110)。
4.按照前述权利要求的任一项所述的装置，其特征在于，保持部件(210、220、230、240)通过至少一个接片(252、254)彼此连接。
5.按照权利要求4所述的装置，在该装置中电极组件(112)具有至少两个四边形的薄片形的电极(201、203)，这些电极通过隔件(202)彼此隔开，其特征在于，机构(120)具有四个保持部件(210、220、230、240)，其中，机构(120)用保持部件(210、220、230、240)以规定的保持力将电极组件(112)在它的角(282、284、292、294)上抓住。
6.按照权利要求5所述的装置，在该装置中，单元包封(114)在电极组件(112)的至少一个角(292、294)上具有弯折式的扩展部(272、274)，其特征在于，配属于所述至少一个角(292、294)的保持部件(230、240)具有用于容纳弯折式的扩展部(272、274)的槽(236、246)。
7.按照权利要求6所述的装置，其特征在于，设计槽(236、246)以夹住弯折式的扩展部(272、274)。
8.按照前述权利要求的任一项所述的装置，其特征在于，保持部件(510、520、530、540)具有设置在机构(420)的上侧(501)上的第一段并且具有设置在其下侧(502)上的第二段，其中，上侧(501)上的段设计用于保持第一蓄电池单元(410)并且下侧(502)上的段设计成用于保持第二蓄电池单元(490)。
9.按照前述权利要求的任一项所述的装置，其特征在于，用所配属的机构(420、620)将大量的蓄电池单元(410、490、610、690)相互堆垛，其中，每个机构(420、620)具有所配属的保持部件(510、520、530、540、620、640、660)，并且两个不同的机构(420、620)的保持部件分别彼此靠置。
10.用于蓄电池单元(110)的机构，这个蓄电池单元具有设置在弹性单元包封(114)中的电极组件(112)，其中，这个电极组件(112)具有至少两个四边形的薄片形的电极(201、203)，这些电极被隔件(202)彼此隔开，其特征在于，设置至少四个彼此相连接的保持部件(210、220、230、240)，设计这些保持部件，从而用规定的保持压力将电极组件(112)在它的角部(282，284，292，294)抓住。
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