专利名称：一种基于铅蓄电池单体外串联组合的电动自行车电池组的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电动自行车用的铅蓄电池领域，特别涉及一种基于铅蓄电池单体 外串联组合的电动自行车电池组。
背景技术：
目前，电动自行车行业常用的配车标准部件6MDZ系列，是一种典型的六连体12V 内串联电池组结构。电动自行车通常使用3或4只12V电池组外串联成36V或48V电池， 电池内部实际由18格或24格电池组成，分别隐含了共计15道或20道内串联跨桥隐患，跨 桥密封接口存在制造业公知的易腐蚀、易老化以及邻格之间的气体串格问题。业内公知，从电动自行车市场退回的3或4只电池组中，往往只是1或2只电池组 存在容量落后，而某只容量落后的电池组，往往只是某个单格容量落后。即使在市场服务终 端发现明知可能只是某个单格容量落后，但是，由于是6格连体的内串联结构，很难在现场 拆卸密封盖维护处理，因此，对单格容量落后的电池，仍需远程运回专业厂家处理，耗费大 量人力财力。除电动自行车应用领域外，在UPS及其它应用领域，多格连体内串联电池组在使 用中的某单格容量落后拖累整组电池的问题，同样成为行业公知的一个技术问题。
实用新型内容本实用新型的目的在于为克服现有电动自行车用的常规多格连体内串联电池组 的缺点，从而提供一种基于铅蓄电池单体外串联组合的电动自行车电池组，尝试改配用单 体电体，所谓单体电池，即铅蓄电池最基础的2V单电池，这种产品的制造最简单，不会引致 气体串格和多格连体电池组的容量不均衡等常见问题，直接用2V单体电池组装出6V或6V 以上规格产品，方便电池均衡配组及单体电压外部测量的基本需求，使电池组中的某电池 更换拆卸方便，有效降低电池供应商的市场退货率。本实用新型为应用单体电池提供一种市场及技术可行的解决方案，工艺容易实 现，以利于解决常规多格连体内串联电池组出现的诸多问题。因为2V单体电池非国家技术 标准配电动自行车的产品，市场推广碰到了极大的产品配套衔接问题，在国标未制订电动 自行车单体电池技术标准之前，单体电体作为非标产品配车很难有市场作为。同时，如果在 技术上直接采用2V单体电池作为配车产品，对于电动自行车惯常使用的36V或48V电池 组，需在电池箱内固定18或24只单体电池，也会带来固定众多单体电池的新的技术问题。为实现上述目的，本实用新型提供了 一种基于铅蓄电池单体外串联组合的电动自 行车电池组，包括若干单体电池，其特征在于所述的若干单体铅电池1通过外置的带孔 组合板3或/和若干连体紧固件4机械固连为一体，若干单体电池1之间通过其正、负两极 端子2形成外连接电串联，所述的外串联电池组的单体电池的数量为三只或三只以上。作为上述技术方案的一种改进，所述的带孔组合板3为由硬质绝缘材料制成的带 孔组合板3a或腐铜线路板制成的带孔组合板3b，其上设置有若干孔5，用于固定若干单体电池1的正、负两极端子2。孔的大小以穿过端子2或固位螺丝6为宜，形状不限。作为上述技术方案的再一种改进，所述的若干单体电池1的两极端子2穿入绝缘 的带孔组合板3a的孔5固定，端子2之间采用普通导线加锡固焊，实现外连接电串联；或通 过金属导片7两端加金属螺丝6紧固端子2，实现外连接电串联；所述的金属导片7的两端 设置有导片孔8，用于穿过金属螺丝6以紧固端子2。作为上述技术方案的再一种改进，所述的若干单体电池1通过腐铜线路板制成的 带孔组合板3b实现外连接电串联，若干单体电池1通过两极端子2分别穿过孔5与腐铜线 路板3b的铜面部位焊接固定。作为上述技术方案的又一种改进，所述的连体紧固件4为采用软性材料制作的收 缩膜、弹性橡胶圈、环型网，或采用硬质材料制作的固位嵌合环型框、U型框、紧固勾条。所 述的连体紧固件4为1个或1个以上。本实用新型将单体电池视为组合成常规多格连体电池组的基础部件，单体电池外 壳制作成与多体连体规格产品中的一格类同，再通过组合若干单体电池的连体装置，使若 干单体电池通过连体装置机械组合成一体，电串联改为外部连接，形成多个单体电池外观 连体的外串联电池组，单体电池的组合数可以是三只或三只以上。本实用新型的优点在于电池组的基础部件及结构简单，机械组合及电串联外固 连方便，成本低，工艺容易实现，除适合于电动自行车配车使用外，同样适用于UPS及所有 对多格内串联电池组均衡维护及更换有较高技术要求的应用领域。多个单体电池机械组合 为电池组的技术方案，有助于解决一些长期困扰业界的多格连体电池组的技术问题，例如 电动自行车业内公知6MDZ14的使用寿命远低于6MDZ10的原因，是6MDZ14的极板过高，常 规竖放使用容易引致电池内部电解质分层，当极板卧放时可减缓电池内部电解质的分层， 有利于使用寿命，但在6*1格连体内串联结构的6MDZ14电池使用时较难实施极板卧放；当 采用本实用新型所述的用单体电池作基础部件机械组合连体时，可带来6只单体电池连体 组合的多种方案，单体电池完全可卧放组合成所需电压的外串联电池组。尤其是对电动自行车市场服务业，本实用新型提供了 一种十分方便操作的技术手 段，因电池组的每只单体电池都是外串联连接，可供测量实时电压，使电池组中每只电池存 在的电压及容量不均衡问题变为显态，当发现问题时，拆卸更换和重新组合单体电池都很 方便，更换成本理论上只及常规六连体12V电池的1/6。而且当某只单体电池(相当于6格 连体电池的某1格)出现故障时，只需拆卸更换该只单体电池，而不必象12V电池那样必须 整只(6格)拆卸更换，从而大大降低了电池维修的成本及往返运输费用。较之现电动自行 车行业惯用的六连体跨桥内串联连接的12V电池组，具有安全可靠、拆卸维修更换方便、运 行成本低的优势。本实用新型较之常规的各种内串联多格连体电池组，具有电压组合方便及可拆卸 更换的优势，可有效提高电池的生产配组率及维修率，减少电池使用的废弃。
图1是本实用新型所述的单体电池的常规外观结构示意图；图2是采用组合板固定若干单体电池的侧面结构示意图；图3是采用腐铜线路板固定6个单体电池的俯视结构示意4[0019]图4a是采用一个连体紧固件固定若干单体电池的侧面结构示意图；图4b是图4a的俯视示意图；图5是采用两个连体紧固件固定若干单体电池的结构示意图；图6a是采用U型框从底部固定若干单体电池的结构示意图；图6b是图6a的仰视示意图；图7是采用组合板和连体紧固件固连单体电池的侧面结构示意图；图8是电串联固连单体电池端子的金属导片的结构示意图。附图标识1、单体电池2、正、负两极端子3、带孔组合板3a、硬质绝缘材料制作的组合板 3b、高强度腐铜线路板4、连体紧固件5、组合板设置的孔6、紧固螺丝7、金属导片8、金属导片两端设置的孔9、铜面10、腐蚀面
具体实施方式
以下结合附图和实施例进一步对本实用新型进行详细说明。如图1所示，单体电池1包括正、负两极端子2，实际应用中，首先要选择合适的单 体电池，单体电池的外观不一定拘泥于连体系列规格的单格尺寸，可以变形组合，但从电池 极板采购方便而言，所选择的单体电池外形与连体电池的单格尺寸相同为宜，这样生产上 可沿用现有市场行业通用的电池极板。用带孔组合板3组合η个单体电池1形成2nV电池组的基本结构，如图2所示，η 为》3的正整数，采用组合板3可使若干单体电池1带端子2的上部位得到有效组合机械 固定。组合板3优选腐铜线路板3b，为常规镀铜板通过常规腐蚀方式而形成铜面9与腐蚀 面10间隔组合的线路，铜面9用于电固连若干单体电池1，其机械固连若干单体电池1及电 串联连接结构如图3所示，电连接方式优选在铜面9加锡与单体电池的两极端子2固焊，除 工艺简单外，可利用腐铜板的线路结构实施电串联固连，加强单体电池之间串联导电的可 靠性。对于电池使用时配置有专用电池箱的场合，例如电动自行车应用的电池箱，因电 池组放置在腔体箱内，箱内空隙易加填充物辅助固定，一般使用高强度组合板3固定若干 单体电池端子2的机械强度己足够；或分别优选或组合运用若干机械连体紧固件4，固定若 干单体电池1组合连体的上部、中部或下部位，如图4a、图4b、图5、图6a、图6b所示。当若 干单体电池的组合机械强度要求较高时，可将上述两类机械连体组合的技术方案并用，采 用组合板固连3个单体电池并施加环形收缩膜的一种组合电池组，如图7所示。本实用新型的机械连体紧固件4还可衍生很多种技术变形，例如用美观的弹性材 料绳将若干个单体电池捆绑为一体，只要若干单体电池实现稳固的机械连体组合，电串联 外固连，即可实现本实用新型方案的基本技术目标。当若干单体电池仅使用若干机械连体紧固件4固定电池组，或使用绝缘组合板3a 实施外串联电连接时，优选用特制金属导片7，两端设置有导片孔8，供金属螺丝6穿孔8紧 固端子2，如图8所示。[0038]铅蓄电池制造业公知，2V单体电池从质量一致性控制、产品配组、更换维修都具有 较大优势，本实用新型采用2V单体电池作为基础部件，使一体化电池组制造变得简单，其 应用可解决现市场碰到的不少问题，优选例仅为推荐。电动自行车配车36V或48V电池组的工作不正常，无非是组合电池组中的若干单 体电池有问题，由于单体电池是外接串联，稍有电工基础知识的人都可通过外部测量电压 发现有问题的电池，拆卸更换电池很方便，不象12V六连体内串联电池组那样明知某单格 有问题也无法开密封盖拆卸更换。运用本实用新型可有效降低电动自行车电池的市场退货 率，通过简单的测量拆卸更换，同质量条件下的理论退货率将大大下降，需远程运回专业厂 家处理的2V单体电池只有12V六连体电池组的1/6，从而节省大量人力财力。对铅蓄电池制造工艺方法较深入了解的普通专业人士，都不难在本实用新型所述 的方案基础上，举一反三地变形实施本实用新型内容。本实用新型所述的采用2V单体电池 作电池组基础部件和固定若干单体电池的技术方案，以及本实用新型方案衍生的技术变形 实施，均应被列入本实用新型的保护范围。实施例实施例1、对3只铅极板制作的单体电池1采用1*3同向排列组合，端子2位于同一个平面 以便于实现机械固连及电连接串联，极板竖放，施加一块高强度腐铜组合线路板3b，组合板 上有6个与单体电池两极端子2对应的孔5，腐铜板上腐蚀为3只单体电池电串联导通的线 路。端子2设计为凸型结构，3只单体电池的6个端子穿过6个组合板孔5与孔周边的铜面 9加锡固焊，连接成3只单体电池1机械组合连体的外串联6V电池组。实施例2、对实施例1实施技术变形，单体电池1的端子2设计为螺母结构，3只单体电池的 6个端子，通过导电螺丝6穿过6个组合板孔5与端子2机械固连兼电固连，连接成3只单 体电池1机械组合连体的外串联6V电池组。实施例3、对4只单体铅电池1采用2*2同向排列组合，端子2位于同一个平面以便于实现 机械固连及电连接串联，极板竖放，施加软性材料制作的环形收缩膜4，通过收缩膜4加热 处理将4只单体电池机械组合固连为一个整体。单体电池端子2为凹型螺母结构，电串联 导线为两端带孔8的薄铜片7，用螺丝6穿过薄铜片7的孔8将铜片与端子2紧密固连，4 只单体电池电串联连接，连接成4只单体电池1机械组合连体的外串联8V电池组。实施例4、将6只单体铅电池1*6同向排列组合，端子2位于同一个平面，极板竖放，施加一 块高强度ABS组合板3a，组合板上有12个与单体电池两极端子2对应的孔5。端子设计为 凹型螺母结构，6只单体电池的12个端子不穿孔，电串联导线为两端带孔8的薄铜片7，用 导电金属螺丝6穿过12个组合板孔5及薄铜片7的孔8，使组合板3a与端子2及电串联薄 铜片7—一紧固。6只单体电池同向排列组合的周边，中上部及中下部分别施加两个弹性橡 胶圈4，使6只同向排列组合的单体电池得到进一步加固，嵌合成6只单体电池1机械组合 连体的外串联12V电池组。实施例5、[0051]对实施例4的电池组实施技术变形，6只铅单体电池1同向排列方式改为2*3组 合，极板横放，本实施例对于高极板制造的单体电池，因极板横放有利于减缓电池内部电解 质的分层，有利于电池使用寿命。实施例6、对实施例1的外串联电池组，在3只单体电池1连成一体的底部，施加一块硬质材 料制作的U型框4，U型框与3只单体电池接合的外径紧密嵌合，本U型框可使实施例1所 述的电池组得到进一步的机械连体加固。最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管 参照实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本实用新 型的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均 应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
权利要求一种基于铅蓄电池单体外串联组合的电动自行车电池组，包括若干单体电池，其特征在于所述的若干单体铅电池(1)通过外置的带孔组合板(3)或/和若干连体紧固件(4)机械固连为一体，若干单体电池(1)之间通过其正、负两极端子(2)形成外连接电串联，所述的外串联电池组的单体电池的数量为三只或三只以上。
2.根据权利要求1所述的基于铅蓄电池单体外串联组合的电动自行车电池组，其特征 在于所述的带孔组合板(3)为由硬质绝缘材料制成的带孔组合板(3a)或腐铜线路板制成的带孔组合板(3b)，其上设置有若干孔(5)，用于固定若干单体电池(1)的正、负两极端子 ⑵。
3.根据权利要求2所述的基于铅蓄电池单体外串联组合的电动自行车电池组，其特征 在于所述的若干单体电池(1)的两极端子(2)穿过绝缘组合板(3a)的孔(5)固定，端子 (2)之间采用普通导线加锡固焊，实现外连接电串联；或通过金属导片(7)两端加金属螺丝 (6)紧固端子(2)，实现外连接电串联；所述的金属导片(7)的两端设置有导片孔(8)，用于穿过金属螺丝(6)以紧固端子⑵。
4.根据权利要求2所述的基于铅蓄电池单体外串联组合的电动自行车电池组，其特征 在于所述的若干单体电池(1)通过腐铜线路板制成的带孔组合板(3b)实现机械固连及外 连接电串联，若干单体电池(1)通过两极端子(2)分别穿过孔(5)与腐铜线路板(3b)的铜 部位焊接固定。
5.根据权利要求1所述的基于铅蓄电池单体外串联组合的电动自行车电池组，其特征 在于所述的连体紧固件(4)为采用软性材料制作的收缩膜、弹性橡胶圈、环型网，或采用 硬质材料制作的固位嵌合环型框、U型框、紧固勾条。
6.根据权利要求5所述的基于铅蓄电池单体外串联组合的电动自行车电池组，其特征 在于所述的连体紧固件⑷为1个或1个以上。
专利摘要本实用新型涉及一种基于铅蓄电池单体外串联组合的电动自行车电池组，包括若干单体电池，其特征在于所述的若干单体铅电池(1)通过外置的带孔组合板(3)或/和若干连体紧固件(4)机械固连为一体，若干单体电池(1)之间通过其正、负两极端子(2)形成外连接电串联，所述的外串联电池组的单体电池的数量为三只或三只以上；所述的带孔组合板(3)为由硬质绝缘材料制成的带孔组合板(3a)或腐铜线路板制成的带孔组合板(3b)，其上设置有若干孔(5)，用于固定单体电池(1)的正、负两极端子(2)。较之常规多格连体内串联电池组，具有电压组合方便及可拆卸更换单体的优势，有效提高电池的生产配组率及维修率，减少电池使用的废弃。
文档编号H01M2/28GK201732825SQ20102024734
公开日2011年2月2日 申请日期2010年6月23日 优先权日2010年6月23日
发明者刘粤荣 申请人:刘粤荣