CN113412554B - 可充电电池的掉落保护*** - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于可充电电池、尤其是用于向机械工具提供电能的可充电电池的减震装置，其中，可充电电池包括用于容纳至少一个储能电芯的壳体。减震装置包括至少一个减震元件，该至少一个减震元件用于吸收施加到可充电电池的壳体上的震动能量。

Description

可充电电池的掉落保护***

技术领域

本发明涉及一种用于可充电电池、尤其是用于向机械工具提供电能的可充电电池的减震装置，其中，该可充电电池包括用于容纳至少一个储能电芯的壳体。

背景技术

市场上可获得的可充电电池通常包含多个储能电芯，也称为可充电电池电芯，其用于储存和释放电能的储能电芯。可充电电池的壳体通常由相对较硬的塑料壳构成。例如，硬塑料可以是聚酰胺。

常规储能电芯或可充电电池电芯是相对敏感的，应当保护其免受突然产生的力的作用的影响、免受震动等。对储能电芯的这种力的作用可能产生是由于可充电电池从某一下落高度落下或掉下时可充电电池的壳体撞击硬的非弹性表面(例如混凝土地板)的结果。在此过程期间，震动能量可以经由可充电电池壳体传输至储能电芯并且可能对储能电芯产生损坏。

发明内容

本发明的目的是解决上述问题，并且尤其是在落下的情况下更好地保护可充电电池壳体内部的储能电芯。

此目的是通过本发明的主题来实现的，并且尤其是通过用于可充电电池、尤其是用于向机械工具提供电能的可充电电池的减震装置实现的，其中，该可充电电池包括用于容纳至少一个储能电芯的壳体。

根据本发明，该减震装置包括至少一个减震元件，该至少一个减震元件用于吸收施加到该可充电电池的壳体上的震动能量。

根据本发明的有利的实施例，该至少一个减震元件可以从可充电电池的壳体的第一侧面延伸至可充电电池的壳体的第二侧面。因此，可以藉由减震元件以有效的方式保护可充电电池的壳体的第一侧面与第二侧面之间的侧向边缘。在可充电电池落到或掉到硬的表面上的情况下，震动能量突然作用在尤其是两侧面之间的侧向边缘，可能对可充电电池的壳体和储能电芯造成损坏。

在此，应当注意的是两个相互邻接的侧面在各自情况下彼此基本上成直角(即90°)布置。然而，两个相互邻接的侧面在各自情况下还可以不彼此成直角(即大于或小于90°)布置。

在这种情况下，可充电电池的壳体可以包括六个侧面。

根据本发明的有利实施例，该至少一个减震元件可以被配置成轭的形式。

减震元件的材料和具体形状的选择使得所述元件能够塑性变形或弹性变形。

根据本发明的有利实施例，被配置为轭的减震元件可以包括第一端部和第二端部，其中，该第一端部被定位在壳体的第一侧面上，该第二端部被定位在壳体的第二侧面上。因此，在侧面与减震元件之间可以产生空腔或凹部，在震动能量突然作用在可充电电池壳体上的情况下，该空腔或凹部可以用作褶皱区或区域，减震元件可以变形进入该褶皱区或该区域中。藉由减震元件的变形，能量、尤其是震动能量可以被吸收。在此，减震元件发生的变形可以是弹性变形或塑性变形。

根据本发明的有利实施例，可以在减震元件的表面与可充电电池的壳体的外表面之间设置基本上恒定的距离。

然而，根据本发明的另一有利实施例，减震元件的表面与可充电电池的壳体的外表面之间的距离还可以是不恒定的或可变的。

根据本发明的有利实施例，被配置为轭的减震元件可以被定位在壳体上，其方式为使得被配置为轭的减震元件的拱形区段在壳体的两个相互邻接的侧面的侧向边缘周围延伸。

根据本发明的有利实施例，可能的是，被配置为轭的减震元件可以包括至少两个组成件、尤其是五个组成件，其中，两个相互邻接的组成件在各自情况下彼此成钝角布置。该钝角的值可以在110°与150°之间。组成件还可以称为轭区段。

根据本发明的有利实施例，被配置为轭的减震元件可以被配置为圆弧的形式。

根据本发明的有利实施例，可能的是，减震装置的减震元件可以被固定至可充电电池的壳体或者是可充电电池的壳体的整体部分。藉由减震装置与可充电电池的壳体的固定的(即永久的)连接，可以产生高强度或高稳健性的减震装置。可充电电池壳体与减震装置的固定的连接可以通过常见的包封或铸造工艺生产。这是可能的，尤其是如果可充电电池壳体和减震装置是由同种材料(例如，聚碳酸酯或聚酰胺)生产。

作为替代方案并且根据本发明的另一有利实施例，减震装置的至少一个减震元件可以不固定到可充电电池的壳体而是可从其上拆卸。例如，不固定的且可拆卸的连接可以藉由螺纹联结件实现。

进一步的优点将从以下对附图的描述中变得清楚。在附图中展示了本发明的各种示例性实施例。附图、说明书包含许多组合的特征。本领域技术人员将方便地还单独地考虑这些特征并将它们进行组合以产生有用的进一步组合。

附图说明

在附图中，相同和相似的部件由相同的附图标记表示。

在附图中：

图1a示出了具有壳体的可充电电池的、根据本发明的减震装置的、和减震元件的透视图；

图2示出了具有壳体的可充电电池的、根据本发明的减震装置的、和减震元件侧视图；

图3示出了穿过具有第一行和第二行储能电芯的可充电电池的壳体的侧向截面视图；

图4示出了穿过具有第一行、第二行和第三行储能电芯的可充电电池的壳体的侧向截面视图；

图5示出了穿过可充电电池的壳体的拐角区域的、和减震元件的侧向截面视图；

图6a示出了穿过可充电电池的壳体的拐角区域的、和处于无负载状态的根据第一实施例的减震元件的侧向截面视图；

图6b示出了图6a中截面平面A-A的截面视图；

图7a示出了穿过可充电电池的壳体的拐角区域的、和处于部分负载状态的根据第一实施例的减震元件的侧向截面视图；

图7b示出了图7a中截面平面A-A的截面视图；

图8a示出了穿过可充电电池的壳体的拐角区域的、和处于完全负载状态的根据第一实施例的减震元件的侧向截面视图；

图8b示出了图8a中截面平面A-A的截面视图；

图9a示出了穿过可充电电池的壳体的拐角区域的、和处于无负载状态的根据第二实施例的减震元件的侧向截面视图；

图9b示出了图9a中截面平面A-A的截面视图；

图10a示出了穿过可充电电池的壳体的拐角区域的、和处于部分负载状态的根据第二实施例的减震元件的侧向截面视图；

图10b示出了图10a中截面平面A-A的截面视图；

图11a示出了可充电电池的壳体的拐角区域的、和处于完全负载状态的根据第二实施例的减震元件的侧向截面视图；并且

图11b示出了图11a中截面平面A-A的截面视图。

具体实施方式

图1和图2示出了具有壳体2的可充电电池1。可充电电池1的壳体2还可以称为可充电电池壳体，并且包括六个侧面或六个面，即前侧面2a、左壁侧面2b、右壁侧面2c和后侧面2d、底侧面2e和顶侧面2f。

在图1中仅指示了左壁侧面2b、后侧面2d和底侧面2e。

用于向消耗单元(例如机械工具)输出电能(电流)或用于经由充电装置来接收电能的接口3设置在顶侧面2f上。借助于接口3，可充电电池1可以可拆卸地连接到机械工具或充电装置。在附图中，既没有示出机械工具也没有示出充电装置。

图1中所展示的可充电电池1尤其用于向机械工具(未示出)提供电能。

如图3和图4所展示的，可充电电池1的壳体2内部包含多个储能电芯4。储能电芯4还可以称为可充电电池电芯并且用于储存电能。如清楚看出的，可充电电池电芯4可以并排布置并且以两层或三层的方式上下布置。并排和上下布置的可充电电池电芯4的数量是可变的。然而，还可以在可充电电池1的壳体2的内部仅提供单个储能电芯4。

同样如图3和图4所展示的，储能电芯4具有圆柱形构型并且被定位在电芯固持装置5(也称为电芯固持器)中。“电芯固持器”5被定位在可充电电池壳体2的内部。为此目的，电芯固持装置5基本上被配置为具有多个孔洞6的块。各个可充电电池电芯4***这些孔洞6中，从而确保可充电电池电芯4被电芯固持装置5固持。孔洞6还可以称为凹部或孔。

根据替代性实施例，储能电芯4还可以被配置为“软包电芯”(也称为软包袋电芯或咖啡袋电芯)的形式。

此外，在可充电电池1的壳体2上还有减震装置7。根据图1和图2所示的示例性实施例，减震装置7包括第一减震元件8a、第二减震元件8b、第三减震元件8c和第四减震元件8d。第四减震元件8d仅在附图中指示。减震元件8a、8b、8c、8d的构型基本上相同并且适配于其在可充电电池1的壳体2上的相应位置。

第一减震元件8a被定位在可充电电池壳体2的第一拐角处并且被配置为具有第一端部9a和第二端部9b的轭。如图2所展示的，减震元件8a、8b、8c、8d被配置为轭，该轭包括第一组成件81、第二组成件82、第三组成件83、第四组成件84和第五组成件85。第一组成件81以钝角α连接至第二组成件82。此外，第二组成件82以钝角β连接至第三组成件83。第三组成件83进而以钝角γ连接至第四组成件84。最后，第四组成件84以钝角δ连接至第五组成件85。钝角α、β、γ、δ的值可以介于110°与150°之间。然而，取决于设计，角α、β、γ、δ还可以更大或更小。角α、β、γ、δ不必具有相同的值，因此，角α、β、γ、δ可以具有不同的值。还可以使用多于或少于五个组成件。

在此布置中，减震元件8a、8b、8c、8d的第一端部9a被配置为布置在前侧面2a上的轭，减震元件8a、8b、8c、8d的第二端部9b被配置为布置在底侧面2e上的轭。因此，被配置为轭的减震元件8a、8b、8c、8d在可充电电池壳体2的前侧面2a与底侧面2e之间的侧向边缘10上延伸(参见图1和图2)。

如在附图中并且特别在图5中所展示的，被配置为轭的减震元件8a、8b、8c、8d被定位在可充电电池壳体2上的方式为使得在减震元件8a、8b、8c、8d的内表面11与可充电电池壳体2的外表面12之间设置有恒定的距离b(也可以称为行进距离b)。如特别在图5至图11b中所示出的，被配置为轭的减震元件8a、8b、8c、8d具有壁厚t(也称为厚度)。

此外，被配置为轭的减震元件8a、8b、8c、8d被定位在可充电电池壳体2上的方式为使得从可充电电池电芯4的表面13到可充电电池壳体2的外表面12设置有距离a(参见图5)。

减震元件8a、8b、8c、8d和可充电电池壳体2被配置的方式为使得距离a、距离b和壁厚t具有一定的值并且彼此以某种关系形成。取决于所使用的可充电电池1的类型(可充电电池类型)，即取决于可充电电池电芯4的行数或层数(1p＝一层可充电电池电芯；2p＝两层可充电电池电芯而3p＝3层可充电电池电芯)，距离a、距离b和壁厚t具有表01的数值。

表01

此外，距离b与壁厚t的数值之比的关系可以藉由式01来设定。

0.5 x b≤t≥2 x b

式01

如已经提到的，减震装置7并且尤其是减震元件8a、8b、8c、8d用于凭借其特定物理性能将在可充电电池落下或掉下的情况下突然作用在可充电电池壳体2上的震动能量转换成变形能量、并且因此保护布置在可充电电池壳体2中的可充电电池电芯4免受可能的损坏。

图6a至图11b针对减震装置7的相应实施例展示了减震元件8a、8b、8c、8d的实际变形。

图6a和图6b示出了根据第一实施例的减震装置7，其中，减震元件8a具有对称的矩形截面区域20。在此，图6a示出了穿过可充电电池壳体2的拐角区域的、以及处于无负载状态的根据第一实施例的减震元件8a的侧向截面视图。减震元件8a与可充电电池壳体2相距距离b。图6b示出了图6a中截面平面A-A的截面视图，同样处于无负载状态。无负载状态是指没有外力作用在减震元件8a上。如还在图6b中清楚看出的，可充电电池壳体2在箭头方向N上突出有超出电芯固持器5的底部边缘的交叠部s。

在图7a中，示出了当在减震元件8a上施加第一力F时的根据第一实施例的减震装置7。

第一力F是由可充电电池1落下并且可充电电池壳体2撞击到硬的非弹性的下面的表面(例如混凝土)而产生的。与图6a进行比较，在图7a中清楚地看出减震元件8a正发生变形并且朝向可充电电池壳体2的外表面12移动。如图7b所展示的，减震元件8a的内表面11正抵靠可充电电池壳体2的外表面12，结果是震动能量或力流FF从减震元件8a被转向、经由前侧面2a进入可充电电池壳体2的顶侧面2f、部分地进入电芯固持器5并且在可充电电池电芯4的周围被引导。同样如从图7b中清楚看出的，可充电电池壳体2的前侧面2a未被压缩，并且因此可充电电池壳体2的交叠部s仍然存在。

在图8a和图8b中，示出了当在减震元件8a上施加大于第一力F的第二力F'时的根据第一实施例的减震装置。施加在减震元件8a上的第二力F'具有使减震元件8a更强烈地压靠可充电电池壳体2的前侧面2a的效果。由于第二力F'更大，可充电电池壳体2的前侧面2a被压缩，结果是可充电电池壳体2的交叠部s被压进。通过交叠部s的压进，额外的震动能量或冲击能量被可充电电池壳体2吸收，额外地保护可充电电池电芯4。

图9a和图9b示出了根据第二实施例的减震装置7，其中，减震元件8a具有非对称或梯形(也称为楔形)的截面区域30。在此，截面区域30被配置的方式为使得截面区域的较短的侧面被配置为沿箭头方向M为梯形。换言之：梯形(或被配置为梯形的截面区域30)的较短的侧面面向可充电电池壳体2的前侧面2a。

图9a示出了穿过可充电电池壳体2的拐角区域的、以及处于无负载状态的根据第二实施例的减震元件的侧向截面视图。减震元件8a与可充电电池壳体相距距离b。图9b示出了图9a中截面平面A-A的截面视图，同样处于无负载状态。无负载状态是指没有外力作用在减震元件8a上。如还在图9b中清楚看出的，可充电电池壳体2在箭头方向N上突出有超出电芯固持器5的底部边缘的交叠部s。

在图10a中，示出了当在减震元件8a上施加第一力F时的根据第二实施例的减震装置7。第一力F是由可充电电池1落下并且可充电电池壳体2撞击到硬的非弹性的下面的表面UG(例如混凝土)而产生的。与图9a进行比较，在图10a中清楚地看出减震元件正发生变形并且朝向可充电电池壳体的表面移动。如图10b所展示的，减震元件8a的内表面11正抵靠可充电电池壳体2的外表面12，结果是震动能量或力流FF从减震元件8a转向、经由前侧面2a进入可充电电池壳体2的顶侧面2f、部分地进入电芯固持器5并且在可充电电池电芯4的周围被引导。同样如从图10b清楚看出的，可充电电池壳体2的前侧面2a未被压缩，并且因此可充电电池壳体2的交叠部s仍然存在。

在图11a和图11b中，示出了当在减震元件8a上施加大于第一力F的第二力F'时的根据第二实施例的减震装置7。施加在减震元件8a上的第二力F'具有使减震元件8a更强烈地压靠可充电电池壳体2的前侧面2a的效果。由于第二力F'更大，可充电电池壳体2的前侧面2a被压缩，结果是可充电电池壳体2的交叠部s被压进。通过交叠部s的压进，额外的震动能量或冲击能量被可充电电池壳体2吸收，额外地保护可充电电池电芯4。

附图标记清单

1： 可充电电池

2： 用于可充电电池的壳体

2a： 前侧面

2b： 左壁侧面

2c： 右壁侧面

2d： 后侧面

2e： 底侧面

2f： 顶侧面

3： 接口

4： 储能电芯

5： 电芯固持装置

6： 孔洞

7： 减震装置

8a、8b、8c、8d： 减震元件

9a： 被配置为轭的减震元件的第一端部

9b： 被配置为轭的减震元件的第二端部

10： 可充电电池壳体的前侧面与底侧面之间的侧向边缘

11： 减震元件的内表面

12： 可充电电池壳体的外表面

13： 储能电芯的表面

20： 减震元件的对称的矩形截面区域

30： 梯形的截面区域

81： 被配置为轭的减震元件的第一组成件

82： 被配置为轭的减震元件的第二组成件

83： 被配置为轭的减震元件的第三组成件

84： 被配置为轭的减震元件的第四组成件

85： 被配置为轭的减震元件的第五组成件

α、β、γ、δ： 被配置为轭的减震元件的组成件之间的钝角

UG： 下面的表面

FF： 力流

F： 第一力

F'： 第二力

Claims (6)

1.可充电电池(1)的壳体(2)，用于容纳至少一个储能电芯(4)，所述壳体带有减震装置(7)；

该减震装置(7)包括至少一个减震元件(8a，8b，8c，8d)，该至少一个减震元件用于吸收施加到该可充电电池(1)的壳体(2)上的震动能量，其特征在于，所述至少一个减震元件(8a，8b，8c，8d)被配置为轭的形式并且被配置为轭的该减震元件(8a，8b，8c，8d)包括第一端部(9a)和第二端部(9b)，其中，该第一端部(9a)被定位在该壳体(2)的第一侧面(2a，2b，2c，2d，2e，2f)上，而该第二端部(9b)被定位在该壳体(2)的第二侧面(2a，2b，2c，2d，2e，2f)上，并且在该减震元件(8a，8b，8c，8d)的内表面(11)与该可充电电池(1)的壳体(2)的外表面(12)之间设置有基本上恒定的距离(b)，并且在壳体的第一和第二侧面与减震元件之间产生空腔，减震元件的内表面(11)具有第一内表面、第二内表面和第三内表面，所述第二侧面相对第一侧面成角度并且通过弯曲表面连接，所述减震元件的第一内表面与壳体的第一侧面间隔开并且平行地设置，所述减震元件的第二内表面面向壳体的弯曲表面且与所述弯曲表面间隔开设置，并且减震元件的第三内表面平行于壳体的第二侧面并且与所述第二侧面间隔开设置，且所述减震元件被构成为使得第二内表面能够相对弯曲表面运动以使得第二内表面在可充电电池掉落时能够抵靠弯曲表面。

2.如权利要求1所述的壳体，

其特征在于，该至少一个减震元件(8a，8b，8c，8d)从该可充电电池(1)的壳体(2)的第一侧面延伸至该可充电电池(1)的壳体(2)的第二侧面。

3.如权利要求1或2所述的壳体，

其特征在于，被配置为轭的该减震元件(8a，8b，8c，8d)被定位在该壳体(2)上的方式为使得被配置为轭的该减震元件(8a，8b，8c，8d)的拱形区段在该壳体(2)的两个相互邻接的侧面的侧向边缘(10)周围延伸。

4.如权利要求1或2所述的壳体，

其特征在于，被配置为轭的该减震元件(8a，8b，8c，8d)包括至少两个组成件(81，82，83，84，85)，其中，两个相互邻接的组成件(81，82，83，84，85)分别彼此成钝角(α，β，γ，δ)布置。

5.按照权利要求4所述的壳体，其特征在于，被配置为轭的该减震元件(8a，8b，8c，8d)包括五个组成件(81，82，83，84，85)。

6.如权利要求1或2所述的壳体，

其特征在于，被配置为轭的该减震元件(8a，8b，8c，8d)被配置成圆弧的形式。