专利名称：用于蓄电池的保险装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于蓄电池的保险装置，此蓄电池具有设置在弹性电池封皮中的
电极组件，还具有至少一个电接头。
背景技术：
蓄电池组通常由多个、共同连成组或模块的、任意类型的蓄电池构成，例如NiCd、NiMh和Li-Ion，因此也被称为电池组或电池模块。由于它特有的高功率以及它特别的高内能，具有Li-Ion电池的蓄电池尤其应用广泛。Li-Ion电池(例如应用在电动工具中)通常构成为具有坚硬金属圆筒的圆电池，其借助盖板进行封闭，此盖板构成为电池的极。因为在这种Li-Ion圆电池工作时，由于电池内部的电化学进程(例如电过载)会生成气体，可能会产生过压，所以Li-Ion电池可以配备合适的保险装置。例如可在其盖板上设置保险阀，在过压时为吹掉蒸发的电解液将此保险阀打开；和/或设置断裂板，在过压时将此断裂板打碎，并中断圆电池中所属的电连接。 Li-Ion电池由于金属圆筒的质量会增大其整个质量，这对能量的供应没有贡献，并在相应的电池组或电池模块中由于它的圆形构型会导致结构死区，因此已知的是，为避免所述的质量增大及结构死区，必要时动用锂聚合物电池(LiPo电池)。它通常具有电极组件，此电极组件由相互重叠的、片状的电极构成，它们分别通过相应的分离器彼此分离，并设置在弹性的电池封皮中。这种LiPo电池通常是棱柱形的，因此可节省空间地设置在所属电池组或电池模块的壳体中。 现有技术的缺点是，与坚硬的金属圆筒相比，这种弹性的电池封皮在蓄电池的体积发生变化时(例如上面所述的气体生成)由于产生的过压会膨胀。但这种膨胀是在不可控压力建立下发生的，这对触发上述的保险装置是必须的，并可能会损坏或破坏电池封皮，并因此损坏或破坏电或从属的电池组或电池模块。
发明内容
因此本发明的目的是，提供一种保险装置，其在电池内部出现过压时，可中断从属于蓄电池(其具有弹性电池封皮)的电路，从而避免在工作时损坏或破坏电池封皮和蓄电池。 此问题通过用于蓄电池的保险装置得以解决，此蓄电池具有设置在弹性电池封皮中的电极组件，还具有至少一个电接头。设置有闭锁件，此闭锁件把至少一个从属于所述电接头的第一电触头与至少一个第二电触头在可松开的电连接闭锁。闭锁件为此这样构成，即在工作时由于蓄电池的体积变化而使电池封皮膨胀时，使所述可松开的电连接实现分离，用来使第二触头与第一触头分开。 因此本发明实现了，在蓄电池电过载时，在电池内部产生过压且电池封皮因此膨胀时，可中断由第一和第二触头的可松开的电连接闭合的电路并因此消除过载的后果。
优选设置有支承框架，其具有保持元件，用来固定闭锁件，其中保持元件把闭锁件固定在预定的起始位置上，用来构成所述可松开的电连接。第二电触头优选构成为有弹性
的，并通过由闭锁件施加的挤压力以预定的预应力在第一电触头的方向上挤压。在可松开
的电连接分离时，第二电触头通过所述预定的预应力从第一电触头上弹离。 因此，为具有弹性电池封皮的蓄电池提供了一种简单且划算的保险装置，借助它
在电池封皮膨胀时，可安全地将第一触头和第二触头分离开来。 依照一个实施例，支承框架具有弹性的材料并与电池封皮固定相连，支承框架为 此这样构成，即它在电池封皮膨胀时弹性地变形，以使闭锁件把所述可松开的电连接分离 开来。 因此本发明提供了一种构造简单的保险装置，其中电池封皮在膨胀时通过支承框 架作用在闭锁件上。 按另一实施例，支承框架具有预定数量的间隔件，它们把支承框架与电池封皮分 隔开来，其中设置有操纵件，它这样构成，即在电池封皮膨胀时为了分离可松开的电连接， 此操纵件可以操纵闭锁件。 因此，在基本刚性的支承框架中，在使用了成本低廉的附加元件的情况下，可使可 松开的电连接实现分离。 闭锁件可具有额定断裂位置并这样构成，即在电池封皮膨胀时为了分离可松开的
电连接，此闭锁件可在此额定断裂位置断裂。为此可选的是，保持元件为此这样构成，即卡
住闭锁件，并在电池封皮膨胀时可使闭锁件弹出，用来使可松开的电连接实现分离。 因此，本发明可使闭锁件和保持件实现简单且成本有利的构造。 依照一个实施例，支承框架具有至少一个固定元件，用来把第一电触头固定在支
承框架上。 因此，第一电触头可安全且稳定地保持在支承框架上。
蓄电池优选是锂聚合物电池。 此外，上面提到的问题还通过这样的蓄电池得以解决，即此蓄电池具有设置在弹 性电池封皮中的电极组件和至少一个电接头，其中设置有保险装置，用来防止蓄电池的过 载。此保险装置具有闭锁件，此闭锁件把至少一个从属于所述电接头的第一电触头与至少 一个第二电触头在可松开的电连接处闭锁。闭锁件为此这样构成，即在工作时由于蓄电池 的体积变化而使电池封皮膨胀时，使可松开的电连接实现分离，用来使第二触头与第一触 头分开。
借助在附图中示出的实施例，在下面的描述中详细阐述了本发明。其中 图1在剖视图中示出了在安装时的、按第一实施例所示的具有保险装置和蓄电池
的设备，此蓄电池具有弹性的电池封皮； 图2示出了图1的设备在安装后的剖视图； 图3在剖视图中示出了在保险装置触发情况下的、按图2的设备； 图4在剖视图中示出了安装后的、按第二实施例所示的具有保险装置和蓄电池的
设备，此蓄电池具有弹性的电池封皮； 图5在剖视图中示出了在保险装置松开时的、按图4的设备。
具体实施例方式
图1示出了按第一实施例所示的具有蓄电池110(优选LiPo电池)和保险装置 120的设备100，此保险装置120是用来防止蓄电池110的过载。蓄电池110具有弹性的电 池封皮114，保险装置120如箭头105所示的一样固定在此电池封皮114上。电池封皮114 优选由具有铝涂层的塑料膜构成。合适的塑料膜例如由三层构成，其中在两个外部塑料层 之间设置有内部铝涂层。这三层优选彼此焊接。 为了使蓄电池110与其它蓄电池实现电触通并构成电池组或电池模块，或为了实 现蓄电池110的外部触通，设置有至少一个电接头116。此电接头116与设置在电池封皮 114中的电极组件112导电地相连，并通过电池封皮114朝电极组件引导或从电极组件引 出。 依照一个实施例，电极组件112具有两个或多个四边形的、片状的电极，它们分别 通过合适的分离器彼此分隔。在图1中，示例性地示出了两个借助分离器102彼此分离的 电极101、 103。电极组件112优选完全被电池封皮114包围，其中电池封皮114在电极组件 112的所有棱边上都具有折边，它们优选粘接在一起。电池封皮114在电极组件112的棱边 170上优选具有至少一个折边状的延长部172，其从电极组件112延伸出来。为了简化，在 下面的附图中没有示出电极组件112。 保险装置120示例性地具有由弹性材料构成的支承框架125，此支承框架125具有 保持元件。此保持元件优选具有两个彼此相对置的、爪状的保持件132、134，它们固定在支 承框架125上，并与它示例性地大致形成U形的构造。依照一个实施例，支承框架125和保 持件132、 134 —体地由塑料材料制成。 销钉状或板状的固定元件143或144构造在保持件132、 134上。此外，至少保持 件132具有槽口 133(例如凹槽)，用来容纳或夹持闭锁件140的端部部位139，此闭锁件 140构成为接板状。此闭锁件140设在保持件132、 134之间，并示例性地具有额定断裂部位 142。保持件134示例性地具有隆起135，用来固定闭锁件140。此外，保持件132、 134还具 有从属的通穿口 137或138。 依照第一实施例，支承框架125以面向蓄电池110的表面141固定在电池封皮114 上，此表面141为了简单后面被称为底面。底面141在此优选粘接在电池封皮114上。但 还需指出，只要在安装保险装置120时可以避免损坏电池封皮114，则其它的固定方式也是 适合的。 图2示出了按图1的设备IOO，保险装置120已在起始位置或闭锁位置上安装到 蓄电池110上，闭锁件140在所述位置上设置在保持件132、 134之间，并一方面被隆起135 固定住，另一方面保持在槽口 133中。在所述起始位置上，闭锁件140在可松开的连接225 处将第一电触头251和第二电触头250闭锁。 第一电触头251通过通穿口 137与第一连接导线216的一个端部相连，它的另一 个端部在连接点290上与蓄电池110的电接头116相连。第二电触头250通过通穿口 138 与第二连接导线220的一个端部相连，它的另一个端部例如与其它蓄电池的外部触头或电 接头相连，从而例如与其它蓄电池连成电池组或电池模块。 在此指出，连接导线216、220只是示意性地示出，并不是对本发明的限制。在本发明的框架内，其它的构造方案也是可能的。例如，电触头251 、250可由连接导线216、220的 端部部位构成，它们通过通穿口 137或138导入支承框架125中。电触头116也可以具有 这样的长度，使得它可以构成连接导线216和电触头251。 依照一个实施例，第一电触头251至少局部地借助固定元件143、 144固定在支承 框架125中，优选被它们夹住，以防止从支承框架125中滑落。第二电触头250优选具有弹 性的材料，并在箭头288的方向上构成得有弹性。通过由闭锁件140在其起始位置上施加 的挤压力，第二电触头250以预定的预应力在第一电触头251的方向上挤压，在此构成可松 开的连接225。第二电触头250在此可夹在闭锁件140和固定元件144之间，以防止从支承 框架125中滑落。 图3示出了图2的设备IOO，其中在工作过程中蓄电池110的体积发生变化，这会 导致电池封皮114的膨胀。在此，固定在电池封皮114上的支承框架125优选这样弹性地 变形，即它的底面141基本弯成凹形。 在支承框架125变形时，闭锁件140在额定断裂位置142上断裂，此闭锁件140由 保持件134、132保持在隆起135或槽口 133中。可松开的电连接(图2中的225)在第一 电触头和第二电触头251、250之间分离，因此第二电触头250通过所述预定的预应力在箭 头310的方向上从第一电触头251上弹离。从而分开了可松开的电连接(图2中的225)， 从而中断了通过其闭合的从属于蓄电池110的电路，以避免蓄电池110在工作过程中的电 过载。 但需指出，在闭锁件140上应用额定断裂位置142只是示例性，并不是限制本发 明。在本发明的框架中，其它相似的可松开的连接处同样可实现分离的实现方式也是可能 的。具有保持件132U34的保持元件例如可这样构成，即闭锁件140卡锁在它的起始位置 上，以便在电池封皮114膨胀时为了分离所述可松开的连接，闭锁件140可弹出来。
图4示出了按第二实施例所示的设备400，其具有图1至3所示的蓄电池IIO，还 具有带操纵件480的保险装置420。此保险装置420示例性地具有由弹性材料构成的支承 框架425，此支承框架425具有保持元件432和壁体元件434，它们固定在支承框架425上 并与支承框架示例性大致形成U形结构。依照一个实施例，支承框架425、保持元件432和 壁体元件434是一体地由塑料材料制成。 保持元件432和壁体元件434具有从属的通穿口 437或438，其中第一电触头251 通过通穿口 437与第一连接导线216的一个端部相连，而第二电触头通过通穿口 438与第 二连接导线220的一个端部相连，如同上面在图2中所述的一样。依照一个实施例，通穿口 437的尺寸这样确定，即例如构成为接板状的、具有额定断裂位置442的闭锁件440可穿过 此通穿口 437，其中闭锁件440优选把连接导线216夹持在开口 437中。
与图1至3所示的支承框架125不同的是，支承框架425具有预定数量的间隔件 452、454，它们把支承框架425的底面441与蓄电池110的电池封皮114分隔开来。这些间 隔件452、454在图4中优选是底面441上的凸起，在其面向电池封皮114的一侧上粘在电 池封皮114上。但还需指出，只要在安装保险装置420时可以避免损坏电池封皮114，则其 它的固定方式也是适合的。此外，保险装置420可以与蓄电池IIO有预定的间隔地固定在 所属的电池组或电池模块的蓄电池壳体中。 依照一个实施例，操纵件480具有固定在底板480上的挺杆484，此挺杆484在起始位置或闭锁位置上以其自由端部顶靠在闭锁件440上，而没有使闭锁件从起始位置上偏 转出来。底板480优选在可松开的连接中位于电池封皮114上，但也可选地固定(例中粘 接)在电池封皮114上。在此起始位置上，闭锁件440在可松开的电连接225处闭锁第一 和第二电触头251、250，如同在图2中所述的一样。 图3示出了图4的设备400，其中在工作过程中蓄电池110的体积发生变化，这会 导致电池封皮114的膨胀。在此，操纵件480由电池封皮114在箭头510的方向上朝闭锁 件440挤压，以对它进行操纵，其中闭锁件440从起始位置偏移出来，直到它在额定断裂位 置上断裂。因此，可松开的电连接(图2中的225)在第一电触头和第二电触头251、250之 间分离，如同在图3中所述的一样。 但需指出，在闭锁件440上应用额定断裂位置442同样只是示例性，并不是限制本 发明。为此可选地，闭锁件440例如可这样构成，即它通过由操纵件480产生的偏转只是弹 性地变形，因而可松开的连接(图2中的225)可实现分离。
权利要求
一种用于蓄电池(110)的保险装置(120)，此蓄电池具有设置在弹性电池封皮(114)中的电极组件(112)和至少一个电接头(116)，其特征在于，设置有闭锁件(140)，此闭锁件把至少一个从属于所述电接头(116)的第一电触头(251)与至少一个第二电触头(250)在可松开的电连接(225)处闭锁，其中此闭锁件(140)为此这样构成，即在工作时由于蓄电池(110)的体积变化而使电池封皮(114)膨胀时，使所述可松开的电连接(225)实现分离，用来使所述第二触头(250)与第一触头(251)分开。
2. 按权利要求l所述的保险装置，其特征在于，设置有支承框架(125)，该支承框架具 有保持元件(132、134)，用来固定所述闭锁件(140)，其中所述保持元件(132、 134)把闭锁 件(140)固定在预定的起始位置上，用来构成所述可松开的电连接(225)。
3. 按权利要求2所述的保险装置，其特征在于，所述第二电触头(250)构成为有弹性 的，并通过由闭锁件(140)施加的挤压力以预定的预应力朝第一电触头(251)的方向挤压， 其中在所述可松开的电连接(225)分离时，第二电触头(250)通过所述预定的预应力从第 一电触头(251)上弹离。
4. 按权利要求2或3所述的保险装置，其特征在于，所述支承框架(125)具有弹性的材 料并与电池封皮(114)固定相连，其中支承框架(125)为此这样构成，即支承框架在电池封 皮(114)膨胀时弹性地变形，以使闭锁件(140)把所述可松开的电连接(225)分离开来。
5. 按权利要求2或3所述的保险装置，其特征在于，所述支承框架(425)具有预定数量 的间隔件(452、454)，所述间隔件把支承框架(425)与电池封皮(114)分隔开来，其中设置 有操纵件(480)，该操纵件这样构成，即在电池封皮(114)膨胀时为了分离所述可松开的电 连接(225)，此操纵件(480)能够操纵闭锁件(440)。
6. 按权利要求2至5中任一项所述的保险装置，其特征在于，所述闭锁件(140)具有额 定断裂位置(142)，其中闭锁件(140)为此这样构成，即在电池封皮(114)膨胀时为了分离 所述可松开的电连接(225)，此闭锁件能在此额定断裂位置(142)断裂。
7. 按权利要求2至5中任一项所述的保险装置，其特征在于，所述保持元件(132U34) 为此这样构成，即卡住闭锁件(140)，并在电池封皮(114)膨胀时能使闭锁件(140)弹开，用 来使所述可松开的电连接(225)实现分离。
8. 按权利要求2至7中任一项所述的保险装置，其特征在于，所述支承框架(125)具有 至少一个固定元件(143、144)，用来把所述第一电触头(251)固定在支承框架(125)中。
9. 按上述权利要求中任一项所述的保险装置，其特征在于，蓄电池(110)是锂聚合物 电池。
10. 蓄电池(IIO)，其具有设置在弹性电池封皮(114)中的电极组件(112)和至少一 个电接头(116)，其特征在于，设置有保险装置(120)，用来防止蓄电池的过载，此保险装 置(120)具有闭锁件(140)，此闭锁件把至少一个从属于所述电接头(116)的第一电触头 (251)与至少一个第二电触头(250)在可松开的电连接(225)处闭锁，其中此闭锁件(140) 为此这样构成，即在工作时由于蓄电池(110)的体积变化而使电池封皮(114)膨胀时，使所 述可松开的电连接(225)实现分离，用来使所述第二触头(250)与第一触头(251)分隔开。
全文摘要
本发明涉及一种用于蓄电池(110)的保险装置(120)，此蓄电池具有设置在弹性电池封皮(114)中的电极组件(112)和至少一个电接头(116)，其中设置有闭锁件(140)，此闭锁件把至少一个从属于所述电接头(116)的第一电触头(251)与至少一个第二电触头(250)在可松开的电连接(225)处闭锁，其中此闭锁件(140)为此这样构成，即在工作时由于蓄电池(110)的体积变化而使电池封皮(114)膨胀时，使所述可松开的电连接(225)实现分离，用来使所述第二触头(250)与第一触头(251)分开。
文档编号H01M10/0565GK101740746SQ20091022282
公开日2010年6月16日 申请日期2009年11月19日 优先权日2008年11月20日
发明者W·马赛厄斯 申请人:罗伯特.博世有限公司