CN111971849A - 电池组及具有该电池组的电子装置 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及一种即使在零下温度下也容易充电的电池组和一种具有该电池组的电子装置。为此，提供了一种电池组，该电池组包括：壳体，具有包括开口的第一表面并且形成外部；电池单元，被容纳在壳体中；以及传热部，设置在壳体的第一表面上并通过所述开口至少部分地暴露于外部，并且通过从外部供应的热源来使壳体内部的温度升高。

Description

电池组及具有该电池组的电子装置
技术领域
本公开涉及一种电池组和包括该电池组的电子装置。
背景技术
随着无线互联网和通信技术的发展，即使当电源插座不可用时也可以使用电池操作的便携式电子装置的使用已经变得广泛。当设置有电池组时，这样的便携式电子装置可以在任何地方使用，而不限于配备有电源插座的地方。另外，随着便携式电子装置广泛用于各种领域，对电池组的需求也显著增加。这样的电池组可以通过对电池组再充电而被多次使用，因此在经济和环境效率方面推荐其使用。
这样的电池组可以在电池组固定地附着到电子装置或与电子装置分离的状态下充电。这样的电池组可以通过将电池组与直接连接到电源的充电器连接来充电。另外，电池组的充电应在任何环境下都得以保证，以将电池组用作电子装置的电源。换句话说，当电子装置在极端室外环境(诸如零下温度环境而不是室温环境)中使用时，难以在适当的充电温度下对电子装置的电池组充电，因此，在这种情况下，电池组会不容易被充电。
发明内容
技术问题
提出本公开以解决包括上述问题的各种问题，并且本公开的目的是提供被构造为一种即使在零下温度下也容易地被充电的电池组以及一种包括该电池组的电子装置。然而，这些问题是示例，本公开的范围不限于此。
技术方案
根据本公开的一方面，一种电池组包括：壳体，包括第一表面并且形成电池组的外部，第一表面包括开口；电池单元，被容纳在壳体中；以及传热部，布置在壳体的第一表面上，并且通过所述开口至少部分地暴露于壳体的外部，传热部通过接收来自外部的热来使壳体的内部温度升高。
在实施例中，传热部可以包括弯曲部、位于弯曲部的一侧上的第一延伸部以及位于弯曲部的另一侧上的第二延伸部，并且第一延伸部可以通过所述开口暴露于壳体的外部。
在实施例中，弯曲部和第二延伸部可以位于壳体内部。
在实施例中，传递到第一延伸部的热可以通过弯曲部和第二延伸部传导，以使壳体的内部温度升高。
在实施例中，第二延伸部的表面积可以比第一延伸部的表面积大。
在实施例中，传热部可以包括金属材料。
在实施例中，传热部可以包括镍合金或铜合金。
在实施例中，传热部可以通过***注射成型方法而被***到壳体中。
根据本公开的另一方面，一种电子装置包括：电池组，包括具有第一表面并且形成电池组的外部的壳体、被容纳在壳体中的电池单元以及布置在壳体的第一表面上并且至少部分地暴露于壳体的外部的传热部；以及充电单元，被构造为通过从充电单元的外部接收电力来对电池组进行充电，充电单元包括面对壳体的第一表面的第二表面和布置在第二表面上并且至少部分地暴露于充电单元的外部的供热部。
在实施例中，供热部可以被构造为与传热部直接接触。
在实施例中，从供热部供应的热可以被传递到传热部，以使壳体的内部温度升高。
在实施例中，传热部可以包括弯曲部、位于弯曲部一侧上的第一延伸部以及位于弯曲部的另一侧上的第二延伸部。
在实施例中，第一延伸部可以暴露于壳体的外部。
在实施例中，第一延伸部可以被构造为与传热部直接接触。
在实施例中，第二延伸部和弯曲部可以位于壳体内部。
在实施例中，第二延伸部的表面积可以比第一延伸部的表面积大。
在实施例中，传热部可以包括金属材料。
在实施例中，传热部可以包括镍合金或铜合金。
在实施例中，传热部可以通过***注射成型方法而***到壳体中。
有益效果
如上所述，根据本公开的以上实施例中的一个或更多个，电池组即使在零下温度下也可以容易地充电，并且电子装置包括所述电池组。然而，本公开的范围不限于这些效果。
除了上述效果之外，本公开的其他效果可以通过下面参照附图的描述而被理解。
附图说明
图1是示意性地示出根据本公开的实施例的电池组的分解透视图。
图2是单独示出根据本公开的实施例的电池组的壳体的一部分的示意性平面图。
图3是示意性地示出根据本公开的实施例的电池组的传热部的透视图。
图4是示意性地示出根据本公开的实施例的包括电池组的电子装置的分解透视图。
图5是示意性地示出根据本公开的实施例的包括电池组的电子装置的剖视图。
图6是示意性地示出根据本公开的实施例的包括电池组的电子装置的一部分的放大剖视图。
图7是示出对根据本公开的实施例的电池组执行的热分析模拟的结果的视图。
具体实施方式
本公开可以进行各种修改并且可以具有各种实施例，并且现在将在附图中示出并详细地描述具体的实施例。本公开的效果和特征及其实现方法将通过下面参照附图详细地描述的实施例来阐明。然而，本公开的范围和思想不限于下面的实施例，而是可以以各种形式实现。
在下文中，将参照附图详细地描述本公开的实施例。在下面参照附图给出的描述中，相同的元件或相应的元件用相同的附图标记表示，并且将省略其重复的描述。
在下面的实施例中，诸如第一和第二的术语不以限制性意义使用，而是出于将一个元件与其他元件区分开的目的。
在下面的实施例中，除非相反地提及，否则单数形式的术语可以包括复数形式。
另外，诸如“包括”或“包含”的术语说明存在所陈述的特征或元件，但是不排除一个或更多个其他特征或元件。
在下面的实施例中，将理解的是，当膜、区域或元件被称为“在”另一膜、区域或元件“上方”或“上”时，该膜、区域或元件可以直接在所述另一膜、区域或元件上，或者也可以存在中间膜、中间区域或中间元件。
在下面的实施例中，x轴、y轴和z轴不限于笛卡尔坐标系的定义，而是可以被不同地定义或解释。例如，x轴、y轴和z轴可以彼此垂直，或者可以表示不彼此垂直的不同方向。
在附图中，为了易于描述，可以放大或缩小元件的尺寸。例如，在附图中，出于说明的目的，可以任意地示出每个元件的尺寸或厚度，因此本公开不应被解释为限于此。
参照图1，壳体110形成外部，电池单元120被容纳在壳体110中，传热部130在传热部130中的每个的至少一部分暴露于外部的状态下位于壳体的侧面上。
壳体110可以在其中具有空间并且可以容纳电池单元120。壳体110可以由诸如塑料材料的绝缘材料形成。除了电池单元120之外，用于使电池组100操作的电路单元还可以设置在壳体110中。
壳体110可以包括上壳体112和下壳体114。由于上壳体112和下壳体114结合到彼此，所以电池组100可以被容纳在其中。下壳体114可以包括用于与稍后将描述的充电器或电动工具结合的结合部(未示出)和外部端子(未示出)。在本实施例中，下壳体114包括至少部分地暴露于外部的传热部130。稍后将参照图2和图3详细地描述传热部130。
电池单元120是通过离子或电子的移动产生电化学能的构件。电池单元120可以包括至少一个裸单体122。多个裸单体122可以在壳体110内部被容纳在保持器124中。裸单体122中的每个可以通过卷绕或堆叠正极板、负极板和它们之间的隔膜以形成电极组件并将电极组件与电解质溶液一起容纳在电池壳体中来制造。电极组件在与电解质发生电化学反应的同时产生能量，能量通过电极接线片等被供应到外部装置。例如，电池壳体可以是袋形、棱柱形或圆柱形电池壳体。电池单元120可以包括电连接到裸单体122以在裸单体122被充电和放电的同时控制裸单体122的电压或电流的保护电路模块。保护电路模块可以被实现为其上形成有电路图案的电路板，并且各种电子组件可以被安装在保护电路模块的表面上以控制裸单体122的电极组件或者在电极组件发生故障的情况下断开电路。
传热部130可以位于壳体110的一侧上。在本实施例中，传热部130被示出为布置在下壳体114上，但是传热部130可以根据电池组100的充电方向而布置在上壳体112上。另外，传热部130可以分别布置在下壳体114的一侧114a和另一侧114b上。传热部130的位置和数量可以根据热源(稍后描述)的位置和数量而修改。
传热部130可以由具有导电性和导热性的材料(诸如金属材料)形成，并且可以优选地包括具有高导热性的镍合金或铜合金。传热部130被设置为使壳体110的内部空气的温度升高，因此不与电池单元120、用于驱动电池单元120的电路单元等接触，而是与电池单元120、用于驱动电池单元120的电路单元等分离。
当电池组100被设计用于相关技术的电动工具时，由于通常在室外使用的电动工具的特性，所以重要的是将电池组100设计成经受住来自外部的温度差。特别地，当在零下温度下使用充电器对在被重复充电和放电的同时使用的电池组100进行充电时，由于电池组100的温度因外部温度而是低的，所以电池组100会不容易被充电。在这种情况下，电动工具的用户可能将电池组100放置在诸如炉子的火旁边以使电池组100的温度升高，但是这会使对高温敏感的电池组100的温度过度升高，并且因此会引起电池组100的***或对电池组100的损坏。
因此，根据本公开的实施例，电池组100设置有至少部分地被暴露在壳体110上的传热部130，因此电池组100可以容易地被充电，而不管外部温度如何。
图2是示出根据本公开的实施例的电池组100的一部分的示意性平面图，图3是示出根据本公开的实施例的电池组100的一部分的透视图。图2是与下壳体114对应的图，图3是与传热部130对应的图。
参照图2，下壳体114可以包括传热部130。传热部130可以布置在下壳体114的第一表面110a上。在这种情况下，表述“传热部130布置在第一表面110a上”不仅指传热部130布置在第一表面110a上的情况，而且指传热部130通过***注射成型方法(或称为嵌件注射成型方法)而***穿过第一表面110a的情况。
在图2中，一对传热部130对称地布置，但是传热部130的位置和数量可以根据稍后将描述的充电单元200(参照图4)的形状而改变。在图2中，传热部130在第一方向(x轴方向)上延伸，并且分别布置在其上安装有电池组100的中心部分的***的一侧和另一侧上。
传热部130可以位于壳体110的一侧上，传热部130的至少部分可以暴露于外部。可以理解的是，传热部130的至少部分暴露于外部以将热从外部热源传递到壳体110的内部。因此，传热部130的一侧可以暴露于壳体110的外部，传热部130的另一侧可以位于壳体110的内部。
参照图3，传热部130中的每个可以弯曲成具有相对长的边的非对称U形。传热部130中的每个可以包括：第一延伸部132，位于弯曲部136的一侧130a上；以及第二延伸部134，位于弯曲部136的另一侧130b上。传热部130的弯曲部136、第一延伸部132和第二延伸部134可以形成为一体，并且为了易于描述可以被理解为分开限定。
传热部130可以由具有导热性的材料(诸如金属材料)形成，并且可以包括例如具有高导热性的镍合金或铜合金。另外，传热部130可以通过***注射成型方法而***到壳体110中。
如图2中所示，每个传热部130的第一延伸部132可以通过形成在下壳体114中的开口130OP而暴露于外部。根据形成在下壳体114中的开口130OP的尺寸，第一延伸部132可以完全地或部分地被暴露。暴露于外部的第一延伸部132是用于与外部热源直接接触的部分，并且第一延伸部132的暴露于外部的面积是通过考虑诸如外部热源的温度和电池组100的尺寸的各种因素来确定的。
每个传热部130的弯曲部136和第二延伸部134可以位于壳体内部。在图3中，弯曲部136被弯曲为使得第一延伸部132和第二延伸部134可以彼此平行，但是本公开不限于此。在其他实施例中，可以设置多个弯曲部136。
如图3中所示，第二延伸部134的长度d2(或表面积)可以比第一延伸部132的长度d1(或表面积)大。如上所述，从外部热源传递到第一延伸部132的热通过传导被传递到第二延伸部134。结果，壳体110的内部温度通过位于壳体110内部的第二延伸部134而升高，因此第二延伸部134应当具有足够的表面积以容易地使壳体110的内部温度升高。
图4是示意性地示出根据本公开的实施例的包括电池组100的电子装置的分解透视图。
参照图4，根据本公开的实施例，电子装置包括电池组100和用于对电池组100进行充电的充电单元200。电池组100具有与以上参照图1至图3描述的电池组100的结构相同的结构。电池组100包括具有第一表面110a并形成电池组100的外部的壳体110、被容纳在壳体110中的电池单元120以及布置在壳体110的第一表面110a上并且至少部分地暴露于外部的传热部130。
充电单元200通过从外部接收电力来对电池组100进行充电，并且可以包括用于充电的使电池组100放置在其中的充电凹槽220。第二表面220a设置在充电凹槽220处，并且在电池组100被充电的同时，第二表面220a可以面对壳体110的第一表面110a。充电凹槽220和第二表面220a可以相对于与地面对应的x-y平面倾斜。由于用于容易地将电池组100结合到充电器的这种结构，通过使电池组100沿着倾斜的第二表面220a滑动而可以使电池组100结合到充电凹槽220。
充电单元200设置有将热供应到电池单元120的供热部210。供热部210可以布置在其上形成有充电单元200的充电凹槽220的第二表面220a上，并且可以与电池组100的传热部130直接接触。一起参照图1至图3，供热部210通过与传热部130的第一延伸部132直接接触而将热供应到传热部130，并且受热的传热部130可以使壳体的内部空气的温度升高。
图5是示意性地示出根据本公开的实施例的包括电池组100的电子装置的剖视图，图6是示意性地示出根据本公开的实施例的包括电池组100的电子装置的一部分的放大剖视图。
图5是示出根据本公开的实施例的电子装置的电池组100和充电单元200之间的结合结构的剖视图，图6是与图5中的部分A对应的视图。
参照图5和图6，充电单元200的供热部210可以与电池组100的传热部130直接接触。电池组100的每个传热部130可以包括在弯曲部136的一侧上的第一延伸部132和在弯曲部136的另一侧上的第二延伸部134。在这种情况下，第一延伸部132可以暴露于壳体110的外部，并且暴露的第一延伸部132可以与充电单元200的供热部210直接接触。供热部210和第一延伸部132可以大体具有板形状，并且可以被构造成彼此表面接触。可以理解的是，当供热部210和第一延伸部132通过大的接触区域彼此接触时，在热传导方面是有利的。
一起参照图4，传递到与供热部210接触的第一延伸部132的热可以沿着弯曲部136和第二延伸部134传导。第二延伸部134可以通过考虑电池组100的内部空间而被设置为具有合适的表面积，用于使电池组100的内部空气的温度升高。传导到第二延伸部134的热通过电池组100内部的空气的对流而开始使第二延伸部134周围的空气的温度升高。如上所述受热的空气通过对流上升到电池组100的上部区域，并且上部冷空气向下移动到电池组100的定位有第二延伸部134的下部区域。在电池组100的内部空气温度通过如上所述的对流而上升之后，充电单元200可以开始对电池组100进行充电。
当电池组100被设计用于相关技术的电动工具时，由于通常在室外使用的电动工具的特性，所以重要的是将电池组100设计成经受住来自外部的温度差。特别地，当在零下温度下使用充电器对在被重复充电和放电的同时使用的电池组100进行充电时，由于电池组100的温度因外部温度而是低的，所以电池组100会不容易被充电。在这种情况下，电动工具的用户可能将电池组100放置在诸如炉子的火旁边以使电池组100的温度升高，但是这会过度升高对高温敏感的电池组100的温度，并且因此会引起电池组100的***或对电池组100的损坏。
因此，根据本公开的实施例，包括电池组100的电子装置设置有：传热部130，至少部分地被暴露在壳体110上；以及充电单元200的供热部210，将热供应到传热部130，使得电池组100可以容易地被充电，而不管外部温度如何。
另外，根据本公开的实施例，包括电池组100的电子装置被构造为通过使用充电器(充电单元200)而不使用附加装置来使电池组100的温度升高，使得可以安全地保证电池组100的安全性。由于热从充电器(充电单元200)直接被传递到电池组100，所以充电器可以在不使用另一热源的情况下使电池组100的温度升高到开始为电池组100进行充电所需的水平。
图7是示出对根据本公开的实施例的电池组100执行的热分析模拟的结果的视图。
参照图7，电池组100可以包括在壳体110的下部区域中的传热部130。在实验中，传热部的面积为100mm×65mm，并且假设供热部(未示出)的温度在30℃下是均匀的，并且环境温度为-10℃。在环境温度为-10℃的情况下，长时间放置在室外的电池组100的内部温度接近-10℃。
图7中的(A)是在供热部(未示出)已经供热10分钟之后获得的热分析曲线图。可以看出的是，在已经供热10分钟之后，电池组100的温度从电池组100的下部区域逐渐升高。实施例的电池组100的形成第一层的裸单体122a周围的温度上升至1.3℃。形成第二层的裸单体122b周围的温度也上升至-5.1℃。
图7中的(B)是在供热部(未示出)已经供热20分钟之后获得的热分析曲线图。可以看出的是，在已经供热20分钟之后，电池组100的内部温度逐渐升高。电池组100的形成第一层的裸单体122a周围的温度上升至6.1℃。形成第二层的裸单体122b周围的温度也上升至-0.3℃，并且形成离热源最远的第三层的裸单体122c周围的温度也上升至-3.5℃。
图7中的(C)是在供热部(未示出)已经供热30分钟之后获得的热分析曲线图。可以看出的是，在已经供热30分钟之后，电池组100的内部温度完全升高到0℃以上。由于空气也存在于电池组100的内部，所以当从电池组100的表面(例如，从电池组100的下部区域)供热时，电池组100的内部的整体温度通过电池组100中的空气的对流而升高到0℃或更高。
仅出于说明的目的，已经参照附图中示出的实施例描述了本公开，并且本领域普通技术人员将理解的是，可以由此做出各种修改和等同的其他实施例。因此，本公开的范围和精神应当由权利要求限定。

Claims (19)

1.一种电池组，所述电池组包括：
壳体，包括第一表面并且形成电池组的外部，第一表面包括开口；
电池单元，被容纳在壳体中；以及
传热部，布置在壳体的第一表面上，并且通过所述开口至少部分地暴露于壳体的外部，传热部通过从外部接收热来使壳体的内部温度升高。
2.根据权利要求1所述的电池组，其中，传热部包括弯曲部、位于弯曲部的一侧上的第一延伸部以及位于所述弯曲部的另一侧上的第二延伸部，并且第一延伸部通过所述开口暴露于壳体的外部。
3.根据权利要求2所述的电池组，其中，弯曲部和第二延伸部位于壳体内部。
4.根据权利要求2所述的电池组，其中，传递到第一延伸部的热通过弯曲部和第二延伸部传导，以使壳体的内部温度升高。
5.根据权利要求2所述的电池组，其中，第二延伸部的表面积比第一延伸部的表面积大。
6.根据权利要求1所述的电池组，其中，传热部包括金属材料。
7.根据权利要求1所述的电池组，其中，传热部包括镍合金或铜合金。
8.根据权利要求1所述的电池组，其中，传热部通过***注射成型方法而***到壳体中。
9.一种电子装置，所述电子装置包括：
电池组，包括具有第一表面并且形成电池组的外部的壳体、被容纳在壳体中的电池单元以及布置在壳体的第一表面上并且至少部分地暴露于壳体的外部的传热部；以及
充电单元，被构造为通过从充电单元的外部接收电力来对电池组进行充电，充电单元包括面对壳体的第一表面的第二表面和布置在第二表面上并且至少部分地暴露于充电单元的外部的供热部。
10.根据权利要求9所述的电子装置，其中，供热部被构造为与传热部直接接触。
11.根据权利要求9所述的电子装置，其中，从供热部供应的热被传递到传热部，以使壳体的内部温度升高。
12.根据权利要求9所述的电子装置，其中，传热部包括：弯曲部；第一延伸部，位于弯曲部的一侧上；以及第二延伸部，位于弯曲部的另一侧上。
13.根据权利要求12所述的电子装置，其中，第一延伸部暴露于壳体的外部。
14.根据权利要求12所述的电子装置，其中，第一延伸部被构造为与传热部直接接触。
15.根据权利要求12所述的电子装置，其中，第二延伸部与弯曲部位于壳体内部。
16.根据权利要求12所述的电子装置，其中，第二延伸部的表面积比第一延伸部的表面积大。
17.根据权利要求9所述的电子装置，其中，传热部包括金属材料。
18.根据权利要求9所述的电子装置，其中，传热部包括镍合金或铜合金。
19.根据权利要求9所述的电子装置，其中，传热部通过***注射成型方法而***到壳体中。
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