专利名称：电池组件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于对一个电动装置供电的电池组件，其中这里使用的电池单元及电池组件这些概念应该也包括可再充电的储电器(蓄电池)或者蓄电池组件。
背景技术：
用于对电动装置、如手操纵的电动工具机供电的电池组件，一般具有一个由塑料构成的壳体，在该壳体中通常装入多个通常为圆柱形的电池单元。壳体的内部横截面尺寸一般是这样地选择，以使得这些单元可方便地装入。为了照顾到这些单元在壳体中确定的位置，这些单元经常以它们的圆周面抵靠在壳体的一些支撑面上，其中，这些相邻的单元沿着它们的圆周面的平行的母线相接触。在这些单元的圆周面与壳体之间经常保留一些较大的中间空隙。在这些中间空隙中的空气作为热隔离体起作用并且延缓从电池单元通过壳体壁向外界散热。这首先对较新的具有较高功率转换率(Leistungsumsatz)的电池单元是不利的，因为如果在壳体内部产生的损耗功率以热量形式没有足够快地从壳体中被导出，则存在电池单元过热的危险。由于该过热危险，电池组件可转换的功率小。
发明内容
按照本发明，提出了一种用于对电动装置、特别是电动工具机供电的电池组件，它具有一个由塑料构成的壳体，该壳体接收至少一个电池单元，并且该壳体的壳体壁具有至少一个壁区段，该壁区段位于被装入到该壳体中的电池单元的外圆周面对面，其中，该壳体的壁区段与所述至少一个电池单元的圆周面沿着该至少一个电池单元的圆周的至少四分之一互补地成形并且形状配合地相互抵靠。
相比而言，本发明的电池组件的优点在于，通过这些或者每个电池单元的圆周面大面积地靠置在壳体壁上，改善了从这些或者每个单元到壳体壁的热传导，并且由此也减小了在这些电池单元与外界之间的热阻抗。这又能够在无自身过热危险的情况下提高这些电池单元的功率转换率。
在具有多个上下相叠地布置的电池单元的电池组件、例如具有一个棒状壳体的电池组件中，壳体的壁优选基本上沿着这些单元的整个圆周形状配合地抵靠在它们的圆周面上，而在具有多个相邻地布置的电池单元的电池组件中，这些单元的形状配合地抵靠在壳体壁上的圆周面的面积大小取决于在电池组件内部的电池的数量及布置。在具有仅仅两个相邻地布置的单元的电池组件中，壳体壁及这两个单元的圆周面优选至少沿着每个单元的圆周面的大约一半紧紧地彼此抵靠，而在具有三个以等边三角形形式相邻地布置的单元的电池组件中，这些贴靠面优选分别至少大约在这些单元的圆周的三分之一上延伸。
本发明的另一个优选构型提出，壳体的壁区段及这些电池单元的圆周面在它们的贴靠面或接触面的区域中相互抵抗地被压紧，由此，在该壁区段与这些单元之间的热传导可进一步得到改善。
为了压紧抵在单元的圆周面上，壳体可有利地由一种具有足够弹性的材料制造，以使得壳体均匀地抵靠在电池单元的圆周面上，并且在此情况下补偿电池单元存在的几何结构上的公差。为了避免与这些单元的圆周面相匹配的壁区段妨碍这些单元装入到壳体中，壳体壁可符合目的地具有一个中断部分，该中断部分优选构造成缝槽状的并且垂直于弹性变形的方向延伸，以使得壳体在电池单元装入时能以一定的尺寸扩张。为了获得壳体的密封性，紧邻中断部分的壁区段可以彼此重叠并且在重叠区域中在必要情况下可设置一个密封装置。
在具有一个或多个各由多个以组的方式并排地布置的电池单元构成的层的电池组件中，可以作为替换或者附加地设置一个芯件，该芯件符合目的地装入到相邻单元之间的楔形间隙中，并且将这些单元向外压抵在壳体壁上。该芯件优选构造成一个与壳体分开的部件并且可以例如刚性地与壳体的封闭装置相连接，以使得该芯件在壳体封闭时压入到相邻单元之间的楔形间隙中，并且在此情况下使这些单元相互分离且向着壳体壁地被推压。
根据本发明的另一个优选构型提出，在具有多个相邻地布置在壳体中的电池单元的电池组件中，壳体壁的形状配合地抵靠在这些单元的圆周面上的壁区段构成多边形的壳体横截面的角，这些角为了接收圆柱形的单元优选以这些单元的圆周面的曲率半径被倒圆。特别是在最后所述情况中，如果壳体在这些形状配合地抵靠在这些单元上的壁区段之间具有一些凹进的壁区段，壳体还可以与这些单元的形状更好的匹配，这使在这些单元与壳体壁之间的贴靠面可进一步扩大。
下面以四个实施例借助所属的附图详细说明本发明。附图表示图1具有一个棒状的圆柱形的壳体及多个上下相叠地装入到壳体中的圆柱形的电池单元的电池组件的简化横截面视图；图2具有一个基本上三角形横截面的壳体、三个相邻地装入到壳体中的圆柱形电池单元及一个插入到这些单元之间的楔形间隙或中间空隙中的圆柱形芯件的电池组件的简化横截面视图；图3与图2相似，但具有一个略微不同的壳体横截面形状并且没有芯件的电池组件的简化横截面视图；图4具有相邻地布置在壳体中的、较多数量电池单元的电池组件的俯视图。
具体实施例方式
这些在附图中示出的电池组件2用于对电动装置、例如一个手操纵的电动工具机(未示出)供电。它们基本上由一个由塑料材料通过注塑包封构成的壳体4、一个或者多个设置在壳体4内部的、圆柱形的电池单元6的层、以及一个在这些单元6的最上层的端部上封闭壳体4的封闭装置(未示出)组成。这个通常由电动装置的一部分构成的封闭装置包括两个触点，它们在壳体4封闭时与电池组件的连接触点进入接触，以使这些安装在壳体4中的、串联或者并联连接的单元6与电动装置的用电器的电路相连接。
壳体4基本上包括一个位于这些单元的端部的端壁(不可见)以及一个整体地与该端壁连接的圆周壁8，该圆周壁将这些单元6沿着它们的圆柱形的圆周面10与外界分开。
在图1中所示的具有一个单个单元横截面的电池组件2中，圆周壁8除了一个在其纵向方向上延伸的缝槽状的中断部分12外，还具有一个圆环状的横截面。该圆周壁的内直径相应于一个或一些安装在壳体4中的单元6的外直径或者优选略微地小于所述外直径，以使得壁8以其内表面14形状配合地并且紧紧地抵靠在所述一个或一些单元6的圆柱形的圆周面10上，其中所述一个或一些单元6的在必要情况下存在的直径公差得到了补偿。壳体壁8中的缝槽状的中断部分12可以使该壳体壁在所述一个或一些单元6装入时稍微扩张，这样，一方面易于所述一个或一些单元6的装入，另一方面由于稍微扩张的壳体壁8的弹性复位力围绕着所述一个或一些单元6的整个圆周，使得内壁表面14一定程度地压紧抵在所述一个或一些单元6的圆周面10上。为了防止湿气通过壳体壁8的缝槽状的中断部分12渗入，该壳体壁的边缘16、18彼此重叠，此外还可在重叠区域中设置一些密封条20。
在图2及图3中所示的电池组件2各包括三个圆柱形的电池单元6，这些电池单元为了最优的空间利用而这样相邻地布置，以使得它们的中轴线大概构成一个等边三角形的顶点。
在图2中所示的电池组件2中，壳体圆周壁8的横截面具有带有一些被倒圆的角22的三角形轮廓，这些角的曲率半径相应于装入到电池组件2中的所述单元6的圆周面10的曲率半径。该圆周壁8的内部横截面尺寸这样地选择或者说这样地与这些单元6的横截面尺寸相匹配，以使得这些单元能够被很好地导入到电池组件2中。该壳体4在那里除了这些单元6还包括一个圆柱形的芯件24，该芯件在这些单元6被导入到壳体4中之后被推入到相互抵靠的单元6之间的保持未被占用的楔形间隙26中。芯件24的圆形的横截面略大于由这些单元6的圆周面10在楔形间隙26内部限定的最大的圆，以使得这些单元6在芯件24导入时被挤压略微彼此分开。在此情况下，这些单元6的圆周面10在壳体4的这些被倒圆的角22的区域中被压紧抵在圆周壁8的互补地变形的内表面14上，并在那里负责从这些单元6向圆周壁8的良好的热传导且由此提供在这些单元6与外界之间的微小的热阻抗。
在图3中所示的具有类似横截面的电池组件2中，壳体4的圆周壁8在这些被倒圆的角22之间的具有一些凹进的壁区段28，这些壁区段可以在导入这些单元6时以一定的尺寸弹性地向外变形，以易于导入这些单元6。由于它们的弹性变形材料的复位力，这些壁区段28紧接着重新占据了图3中所示的位置，在该位置上，这些壁区段使这些单元6相互压靠并且导致圆周壁8与这些单元在所述角22的区域中紧紧地形状配合地贴靠。这些壁区段28同样具有一些与所述单元6的圆周面10的互补的内壁表面14，这些内壁表面扩大了所述单元6在壁8上的贴靠面。另外，壳体4的向外界辐射热量的外表面被扩大，这样同样导致了更好的热传导。
在图4中所示的电池组件2的壳体4中，一个或多个各由十个电池单元6构成的层以五个各由两个单元6构成的列的形式彼此并排地布置，其中相邻列的这些单元6在横向方向上交替地向左及向右错位，以达到一个最优的空间利用。该壳体4在那里还包括一个在它的圆周壁8的侧上成形的、以下未详细说明的锁止及连接件30，用于在电动装置上可脱开地固定电池组件2，并且用于在这些单元6与电动装置的用电器的电路之间建立电连接。
在这些单元6的上端部的上方设置有两个十字形轮廓的、由导电的金属薄板构成的单元连接器32，它们分别使同极的四个相邻的单元6的彼此连接。
在每个层的这些单个的单元6之间设置有电绝缘的间隔件34，间隔件34使这些相邻的单元6的、彼此相对的圆周面10相互间保持一个微小的间距，以防止例如由于振动引起这些单元6的隔离的损坏而造成短路。间隔件34由小壁厚的、弹性变形的带状的体构成，该体构造成双壁的，其中该体紧贴地抵靠在这些单元6的一部分的圆周面10上并且通过其它单元6的圆周面10分别限定一个半月形横截面的空腔36。在这些每三个相邻的、排列成三角形的单元6之间的楔形间隙26中，双壁的间隔件34限定一个大约三角形横截面的空腔38，它紧邻半月形横截面的空腔36中的一个。与图2的电池组件2的情况相似，在这些单元6装入到壳体4中之后，一些圆柱形的芯件4也可以被导入到这些空腔38的所有中或者一部分中，这些芯件的外横截面尺寸略大于这些空腔38的内横截面尺寸。芯件24的导入可通过间隔件34在这些空腔36的被倒圆的壁的区域中的弹性变形实现。在装入这些芯件24之后，这些芯件挤压这些单元6彼此分开，其中这些单元6在其直径上位于相对于这些芯件24的相反端处通过它们的圆柱形的圆周面10压紧抵在壳体圆周壁8的一些相邻的、互补地成形的区段40上，以使得这些单元形状配合地且无空气隙地抵靠在该壳体圆周壁上。圆周壁8的塑料材料的固有弹性对此也是有利的，它此外负责补偿这些单元6的在必要情况下存在的直径公差。
以与如图3的电池组件相似的方式，壳体4的圆周壁8在通过相邻列的单元的错位构成的、在两个相间隔开地设置的单元列的一些外单元6之间的一些空隙42中以及在两个相邻的单元6之间的向外发散地这些楔形间隙44中具有一些向内凹进到这些空隙42中或楔形间隙44中的壁区段46、48，以使圆周壁8在任何位置上与单元连接的外部轮廓的形式尽可能紧地匹配。通过这种匹配，一方面可使在这些单元6与圆周壁8之间的贴靠面的大小最大化，以使得贴靠面尽管这些单元6的横截面是圆柱形的却至少沿着它们的圆周的一半抵靠在这些电池单元6的圆周面10上。另一方面可以最大程度地避免在这些单元6的圆周面10与圆周壁8之间的充气的隔绝的中间空隙，并且可扩大壳体的外表面，由此进一步改善了从这些单元6到外界的热传导。
尽管这些电池单元6在示出的电池组件2中构造成具有圆形横截面的小型单元、微型单元或者单体单元，但可以理解，电池组件2的壳体4在使用具有其它横截面形状的单元6时具有一个与这些单元相匹配的构型。
权利要求
1.用于对电动装置、特别是电动工具机供电的电池组件，具有一个由塑料构成的壳体，该壳体接收至少一个电池单元，并且该壳体的壳体壁具有至少一个壁区段，该壁区段位于被装入到该壳体中的电池单元的外圆周面对面，其特征在于，该壳体(4)的壁区段(8，22，28，40，46，48)与所述至少一个电池单元(6)的圆周面(10)沿着该至少一个电池单元(6)的圆周的至少四分之一互补地成形并且形状配合地相互抵靠。
2.根据权利要求1的电池组件，其特征在于，该壳体(4)的壁区段(8，图1)与该电池单元(6)的圆周面(10)基本上沿着该电池单元(6)的整个圆周互补地成形并且形状配合地互相抵靠。
3.根据前述权利要求之一的电池组件，其特征在于，该壳体(4)的壁区段(8，22，28，40，46，48)与该电池单元(6)的圆周面(10)沿着贴靠面被相互压紧。
4.根据权利要求3的电池组件，其特征在于，该壳体(4)的壁区段(8，22，28，40，46，48)与该电池单元(6)的圆周面(10)由于壳体(4)的弹性变形被相互压紧。
5.根据权利要求4的电池组件，其特征在于，该壳体(4)具有一个垂直于它的弹性变形的方向定向的中断部分(12)。
6.根据前述权利要求之一的电池组件，其特征在于，该壳体(4)接收多个电池单元(6)并且具有多个壁区段(8，22，28，40，46，48)，这些壁区段分别由不同的方向形状配合地被压紧在装入到壳体(4)中的电池单元(6)的相邻的圆周面(10)上。
7.根据权利要求6的电池组件，其特征在于，相邻的电池单元(6)相互被压紧。
8.根据权利要求6或7的电池组件，其特征在于，设置有一个被装入到在壳体(4)中的相邻的一些电池单元(6)之间的楔形间隙(26)中的芯件(24)，该芯件使电池单元被压紧抵在壳体(4)的相邻的壁区段(22，40，46，48)上。
9.根据权利要求6至8之一的电池组件，其特征在于，该壳体(4)在抵靠在电池单元(6)的圆周面(10)上的壁区段(22，40)之间具有一些凹进的壁区段(28，46，48)。
全文摘要
本发明涉及一种用于对电动装置、特别是电动工具机供电的电池组件(2)，它具有一个由塑料构成的壳体(4)，该壳体接收至少一个电池单元(6)并且具有至少一个壁区段(8，22，28，40，46，48)，该壁区段位于被装入到壳体(4)中的电池单元(6)的外圆周面(10)对面。本发明提出，壳体(4)的壁区段(8，22，28，40，46，48)与电池单元(6)的圆周面(10)沿着电池单元(6)圆周的至少四分之一互补地成形并且形状配合地相互抵靠。
文档编号H01M2/10GK1747195SQ20051010400
公开日2006年3月15日 申请日期2005年9月12日 优先权日2004年9月10日
发明者马尔钦·雷伊曼 申请人:罗伯特·博世有限公司