专利名称：带有密封薄膜的工具电池的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种带有密封薄膜的工具电池。
背景技术：
已经建议了一种具有至少一个电池单体单元(Akkuzelleneinheit)的工具电池。
发明内容
本发明着眼于一种具有至少一个电池单体单元的工具电池。建议，工具电池具有密封薄膜，密封薄膜至少防尘和/或防水地封闭电池单体单元的电气设备容纳区域。对“电池单体单元”理解为工具电池的一个部件，其存储电能并且提供给手持工具供电的电功·率。电池单体单元在至少一个运行状态下提供至少5瓦、最好至少25瓦并且特别优选至少100瓦。电池单体单元特别提供至少2. 5瓦时、特别有益地提供至少5瓦时、特别有益地提供至少10瓦时。对密封薄膜特别理解为一种薄膜，其设置用于无孔封闭一个区域。密封薄膜厚度特别小于500 μ m，优选小于ΙΟΟμπι，并且特别优选小于50 μ m。密封薄膜在密封薄膜两个区域之间的接合处和/或过度区域最好材料融合地(stoffschlilssig)密封。密封薄膜最好形成为模压薄膜。对“设置”应当理解为特殊的程序化、设计和/或布置。对“电气设备容纳区域”理解为至少一个这样区域，在该区域内在至少一个提供的状态下布置电池单体单元的至少一个电池和电池的至少一个电接触。最好在电气设备容纳区域内此外布置工具电池的电池电路。电气设备容纳区域最好延伸直到工具电池的电池夹具内侧。电气设备容纳区域最好包含一个无元件区域，其处于电池单体单元的两个电池相交的直线上。对短语“至少防尘和/或防水”应当如此理解，既密封薄膜在至少一个运行状态下防止水和/或灰尘侵入电气设备容纳区域。密封薄膜最好根据标准IEC60529至少以保护等级IP55、最好IP67、特别优选IP68保护电气设备容纳区域。对“封闭”应当如此理解，即密封薄膜布置在一个如此区域内，在没有密封薄膜的情况下水和/或灰尘通过该区域可以侵入电气设备容纳区域。通过工具电池的本发明结构工具电池可以独立于水分和/或灰尘的冲击使用。电气设备容纳区域也可以在工具电池的外壳损坏的情况下保持防尘和/或防水。可以降低电池和工具电池的电子元件的接触腐蚀。特别可以防止在金属加工时金属粉末的侵入。此外通过浸入水中能够冷却工具电池。此外有益防护的工具电池向外散热仍然良好。在另一个结构中建议，电池单体单元具有一个电池夹具，其设置用于把电池单体单元的至少一个电池固定在电气设备容纳区域内，由此可以实现较高的机械稳定性。对“电池夹具”应当理解为一个这样的元件，其在至少一个运行状态下在电池上产生一个固定力。电池夹具最好把电池固定在工具电池的电池外壳上。电池夹具和电池外壳是至少部分、最好完全分离形成的部件。电池夹具形状匹配地(formschliissig)和/或传力地(kraftschliissig)固定电池。电池夹具最好如此地设置，即多个相同的电池彼此不相对移动地固定。特别是对“电池”理解为一个元件，其设置用于把存储的化学能量转换为电能。电池最好具有一个阳极、一个阴极、电解质和电池外壳。电池单体单元的多个电池最好导电地连接。此外建议，电池单体单元具有一个电池电路，其把电池夹具固定在一个由密封薄膜保护的区域内、特别是固定在电气设备容纳区域内，由此可以实现以较低费用有益地保护电池电路。对“电池电路”特别应当理解为电池的一个电路,其至少防止电池过度放电和/或过充电。该电路最好防止电池过载和/或过热。该电池电路最好具有至少一个晶体管、特别优选至少一个微处理器。电池电路在一个特别的感应充电过程中与充电设备进行通信。对“由密封薄膜保护的区域”应当特别理解为一个这样的区域，在该区域内密封薄膜至少防止灰尘和/或水的侵入。此外建议，密封薄膜形成为多层，由此可以实现较高的机械稳定性和较高的可靠性。对“多层”特别应当如此理解，即密封薄膜在两个薄膜面之间具有至少两个由不同机械特性的不同材料形成的层。最好一个层具有较高的抗裂强度并且另一层具有比各自不同层更高的弹性。例如抗裂材料可以具有纺织物。面对电池单体单元的层最好具有比另外层更高的温度稳定性。此外建议，密封薄膜至少部分由透水蒸气的膜形成，由此渗入电气设备容纳区域内的水分特别在进行能量交换而加热电池时从电气设备容纳区域中挥发掉。对“透水蒸气的膜”应当理解为一个层元件，对于水蒸汽比液体水更容易渗透过该层。该膜根据标准EN20811:1992最好具有至少5000mm水柱高。该膜最好形成为亲水膜、特别是形成为聚乙醚酯膜(Polyetherester-Membran)。该膜也可以有选择地形成为聚四氟乙烯膜。此外建议，密封薄膜封闭电池夹具的开放的侧面，由此能够结构简单地以少量密封薄膜有益地密封。对短语“封闭电池夹具的开放的侧面”应当如此理解，即除了开放的侧面外，电池夹具完全环绕电气设备容纳区域并且密封薄膜密封开放的侧面。电池夹具和密封薄膜最好完全密封整个电气设备容纳区域。电池单体单元最好特别具有电池单体单元的电池夹具、密封的电缆引出孔。电缆引出孔最好至少部分布置在密封薄膜上。在本发明的一个有 益改进中建议，密封薄膜至少部分材料融合地与电池夹具连接，由此能够特别可靠地密封电气设备容纳区域。对“材料融合连接”应当如此理解，即密封薄膜和电池夹具通过原子力或分子力结合在一起，比如焊接、熔接、粘合和/或硫化。在另一个设计方案中建议，工具电池包含一个电池外壳，其至少具有一个通气孔。对“电池外壳”应当特别理解为一个部件，其防止电池单体单元受到外部机械影响。电池外壳最好具有一个用于与手持工具电和/或至少机械耦合的耦合装置。对“通气孔”应当理解为由电池外壳限定的区域，通过该区域至少空气可以进入电池外壳的内部区域。通过通气孔最好至少空气在电池夹具的外侧和/或有益地在密封薄膜的外侧向前推进。通风孔特别为此设置，即从电气设备容纳区域中排出通过膜溢出的水蒸汽。通过通气孔可以最小化在电气设备容纳区内的冷凝并因此最小化腐蚀。此外建议，密封薄膜至少部分在收缩过程中紧贴在电池单体单元上，由此可以实现良好的机械稳定性。对“收缩过程”特别应当理解一个这样的过程在该过程中密封薄膜收紧。最好通过加热和/或冷却密封薄膜引起收缩过程。对短语“紧贴在电池单体单元上”应当如此理解，即密封薄膜在收缩过程之后具有与电池单体单元的力啮合和/或形状相符。
此外建议，密封薄膜至少部分通过低压紧贴在电池单体单元上，由此可以实现良好的机械稳定性。对“低压”特别应当如此理解，即在密封薄膜保护的区域内的气压低于在该区域外部气压。此外建议，特别在长方体形状的电池单体单元的情况下密封薄膜非常精确地限定电气设备容纳区域的四个侧面，由此可以使用袋状密封薄膜，这导致特别低的结构费用。对概念“限定”应当如此理解，即密封薄膜形成电气设备容纳区域的侧壁。在一个具有至少一个三角形作为底面的电池单体单元中密封薄膜特别精确地限定电气设备容纳区域的三个侧面。因此除了两个侧面外密封薄膜完全限定电气设备容纳区域。此外建议，电池夹具特别精确地限定电气设备容纳区域的两个彼此相对的侧面，由此结构是特别稳定的。在本发明的一个有益的改进中建议，电池夹具具有至少一个第一电池夹具部分和一个与第一电池夹具部分分离形成的第二电池夹具部分，由此在较低结构费用的情况下可以实现较低重量。对“电池夹具部分”特别应当理解为电池夹具的这样一部分，其在至少一个运行状态下在电池单体单元的至少一个电池上产生一个固定力。有益地在电池夹具部分之间夹紧至少一个电池。对“分离形成的部件”理解为可以单独制造的部件。电池夹具部分不是整体形成。此外建议，密封薄膜使第一电池夹具部分和第二电池夹具部分连接在一起，由此可以有益地放弃另外使电池夹具部分连接的部件。密封薄膜最好防止两个电池夹具部分的分离移动。此外建议，电池夹具拥有至少一个薄膜固定边缘，由此能够特别稳定地固定密封薄膜。对薄膜固定边缘应当理解为一个如此的边缘，其设置用于抵制密封薄膜从电池夹具上滑落
此外本发明涉及一个具有手持工具和一个根据上述要求之一的本发明的工具电池的系统。对“手持工具理解为本领域技术人员认为合理的工具，可以有益地理解为电钻、冲击钻、电锤、电锯、电刨、螺钉机、铣床、磨床、角磨机、园艺工具、工地测量设备和/或多功能工具。
从下面的
中给出另外的优点。在附图中示出了本发明的四个实施例。附图、说明和权利要求包含了众多组合特征。本领域技术人员可以适当地单独考虑这些特征并且适当地归纳成另外组合。图1具有电池单体单元和完全密封电池单体单元的密封薄膜的本发明工具电池的第一剖面图，
图2示出图1工具电池的第二剖面图，其垂直于第一剖面，
图3示出图1工具电池的一个可选实施例的剖面图，其中密封薄膜封闭电池单体单元的开孔，
图4以透视图的形式示出了图3的电池单体单元，
图5具有电池外壳的、图1工具电池的一个可选实施例的剖面图，其中密封薄膜与电池外壳连接，图6示出具有一个带有能量传输线圈的电池单体单元的、图1工具电池的一个可选实施例的剖面图，
图7以透视密封薄膜示出了图1工具电池的一个可选实施例的部分剖面的分解图，
图8示出了图7的工具电池的部分剖面图。
具体实施例方式图1和2不出了一个具有工具电池IOa和没有详细不出的手持工具的一个系统的工具电池10a。工具电池IOa具有一个耦合装置30a，其在一个可使用的状态下与手持工具机械并且电稱合。此外工具电池IOa具有一个电池单体单兀12a、密封薄膜14a和电池外壳26a。电池单体单元12a包含一个电气设备容纳区域16a、电池夹具18a、多个电池20a和电池电路22a。电池夹具18a将电池20a和电池电路22a固定在电气设备容纳区域16a内。此外电池夹具18a在这个方向上限定电气设备容纳区域16a,该方向垂直于电池20a在电池夹具18a中的安装方向。电池夹具18a由两部分形成。电池20a和电池电路22a应在电池夹具18a的第一部分32a中。紧接着通过电池夹具18a的第二部分34a大部分覆盖电池夹据18a的电气设备容纳区域16a。因此电池夹具18a把电气设备容纳区域16a划分为多个区域。密封薄膜14a完全包封电池单体单元12a。密封薄膜14a的两个区域的没有示出的叠加和密封薄膜14a的两个区域的没有示出的结合处彼此粘合在一起。因此密封薄膜14a防尘并且防水地封闭电池单体单元12a的电气设备容纳区域16a。电池夹具18a把电池20a和电池电路22a固定在由密封薄膜14a保护的区域内。电池单体单元12a具有一个电缆引出孔36a。通过该电缆引出孔36a引出工具电池IOa的电缆38a，该电缆使电池单体单元12a与耦合装置30a 连接。密封薄膜14a形成为双层。其具有一个由较高抗裂强度的聚酰胺形成的柔软层和由较高弹性的聚乙烯形成的一个层。密封薄膜14a通过低压紧贴在电池单体单元12a上。这是通过在小于O. 9巴压力的情况下封闭密封薄膜14a实现的。电池外壳26a防止外部机械影响电池单体单元12a和密封薄膜14a。电池外壳26a由热塑性塑料形成。其围绕电池单体单元12a和密封薄膜14a。电池外壳26a具有多个通气孔28a,通过通气孔空气可以在密封薄膜14a上绕流。由此电池外壳26a可以把侵入的水分从电池外壳26a排出。电池外壳26a即使受到机械损坏也不会导致水分侵入电池外壳26a，可是不再漏出。在图3至6中示出了本发明另外的三个实施例。下面的描述和
主要限制在实施例间的区别，其中有关的相同标记的元件、特别是关于具有相同附图标记的原件基本上可以参阅另外实施例的、特别是图1和2的
和/或描述。为了区别实施例字母a向后调整了图1和2的实施例的附图标记。在图3至6的实施例中用字母b至d替换字母a。图2和4示出了一个具有电池单体单元12b、密封薄膜14b和电池外壳26b的工具电池10b。电池单体单元12b包含一个电池夹具18b和多个电池20b。密封薄膜14b防尘并且防水地封闭电池单体单元12b的电气设备容纳区域16b。电池夹具18b把电池20b固定在电气设备容纳区域16b中。电池20b插入电池夹具18b中。电池夹具18b具有两个开放的侧面24b，其垂直于插入方向。电池20b在开放的侧面上彼此导电连接。密封薄膜14b材料融合地与电池夹具18b连接。而且密封薄膜14b与邻接在开放的侧面24b上的区域40b连接。区域40b分别包封开放的侧面24b之一。因此密封薄膜14b防尘并且防水地封闭电池夹具18b的开放的侧面24b。图5示出了一个具有电池单体单元12c、密封薄膜14c和电池外壳26c的工具电池10c。电池单体单元12c包含一个电池夹具18c和多个电池20c。电池夹具18c把电池20c固定在电气设备容纳区域16c中。电池20c插入电池夹具18c中。电池外壳26c具有一个第一外壳部分42c和一个第二外壳部分44c。外壳部分42c、44c在一个可使用的状态下以一种装配方法彼此连接在一起。工具电池IOc的耦合装置30c布置在第一外壳部分42c上。材料融合地密封耦合装置30c。密封薄膜14c防尘并且防水地封闭电池单体单元12c的电气设备容纳区域16c。第一外壳部分42c和密封薄膜14c材料融合地连接。在安装时电池单体单元12c装入由密封薄膜14c形成的袋子中。紧接着密封薄膜14c与第一外壳部分42c粘合,并且在区域46c中、其邻接外壳部分42c、44c在一个可使用的状态中相互撞击的区域。对此电池夹具18c把密封薄膜14c向着外壳部分42c挤压。接下来密封薄膜14c在收缩过程中紧贴在电池单体单元12c上。对此密封薄膜14c把电池单体单元12c固定在电池外壳26c上。在一个可使用的状态下在电气设备容纳区域16c内充满过压，其防止水分和灰尘进入电气设备容纳区域。通过由密封薄膜14c包围的区域的体积变化在设置密封薄膜14c时产生过压。图6示出了具有电池单体单元12d、密封薄膜14d和电池外壳26d的工具电池IOcL电池单体单元12d包含一个电池夹具18d、多个电池20d和能量传输线圈48d。电池夹具18d固定电池20d。电池20d插入电池夹具18d中。能量传输线圈48d在充电过程中并且在手持工具工作过程中感应传输能量。密封薄膜14d防尘并且防水地封闭电池单体单元12d的电气设备容纳区域16d。密封薄膜14d形成为三层。在此没有详细示出的密封薄膜14d由透水蒸气的膜和两个纺织层形成。纺织层在两个侧面上胶合在透水蒸气的膜上。因此纺织层防止透水蒸气的膜受到机械伤害。密封薄膜14d完全包封电池单体单元12d。密封薄膜14d没有电缆引出孔。电池外壳26d的耦合装置30d仅仅与手持工具机械耦合。
图7和8不出了一个具有电池单体单兀12e、密封薄膜14e、电池外壳26e和一个耦合装置30e的工具电池IOe。电池单体单元12e包含一个电池夹具18e、四个电池20e和一个电池电路22e。电池夹具18e把电池单体单元12e的电池20e固定在电气设备容纳区域16e中。电池夹具18e包含一个第一电池夹具部分52e和一个与第一电池夹具52e分离形成的第二电池夹具部分54e。这两个电池夹具部分52e、54e在两个彼此相对的侧面上限定电气设备容纳区域16e。第一电池夹具部分52e与电池外壳26e的第一外壳部分42e形成一个整体。第一电池夹具部分52e固定电池电路22e。电池电路22e劈开进入第一电池夹具部分52e的空隙中。工具电池IOe的耦合装置30e布置在第一外壳部分42e上。大致板状地形成第二电池夹具部分54e。密封薄膜14e防尘并且防水地封闭电池单体单元12e的电气设备容纳区域16e。为此密封薄膜14e把电气设备容纳区域16限定在四个侧面，其没有限定电池夹具部分52e、54e。密封薄膜14e把电气设备容纳区域限定在这个侧面上，其垂直于限定第一电池夹具部分52e的侧面。第一电池夹具部分52e具有一个薄膜固定边缘56e。该薄膜固定边缘56e是槽的一部分。薄膜固定边缘56e环绕第一电池夹具部分52e。第二电池夹具部分54e同样具有一个薄膜固定边缘58e。第二电池夹具部分54e的薄膜固定边缘58e为板状。密封薄膜He的边缘在收缩 过程中分别围绕薄膜固定边缘56e、58e之一。因此密封薄膜14e使第一电池夹具部分52e和第二电池夹具部分54e彼此连接在一起。
权利要求
1.一种具有至少一个电池单体单元(12a_e)的工具电池，其特征在于，该工具电池具有密封薄膜(14a_e)，该密封薄膜(14a_e)至少防尘和/或防水地封闭所述电池单体单元(12a-e)的至少一个电气设备容纳区域(16a_e)。
2.根据权利要求1所述的工具电池，其特征在于，所述电池单体单元(12a_e)具有电池夹具(18a_e)，该电池夹具(18a_e)设置用于把电池单体单元(12a_e)的至少一个电池(20a-e)固定在所述电气设备容纳区域(16a_e)中。
3.根据权利要求2所述的工具电池，其特征在于，所述电池单体单元(12a_e)具有电池电路(22 a-e)，该电池电路(22 a_e)把所述电池夹具(18 a_e)固定在由密封薄膜(14 a_e)保护的区域中。
4.根据上述权利要求中任一项所述的工具电池，其特征在于，该密封薄膜(14a-e)形成为多层。
5.根据上述权利要求中任一项所述的工具电池，其特征在于，该密封薄膜(14d)至少部分由透水蒸气的膜形成。
6.至少根据权利要求2的工具电池，其特征在于，该密封薄膜(14b)封闭电池夹具(18b)的开放的侧面(24b)。
7.至少根据权利要求2的工具电池，其特征在于，该密封薄膜(14b)至少部分材料融合地与所述电池夹具(18b )连接。
8.根据上述权利要求中任一项所述的工具电池，其特征在于，该工具电池具有电池外壳(26a_d),该电池外壳(26a_d)至少具有一个通气孔(28a_d)。
9.至少根据权利要求2的工具电池，其特征在于，该密封薄膜(14d-e)至少部分在收缩过程中紧贴在电池单体单元(12d_e)上。
10.至少根据权利要求2的工具电池，其特征在于，该密封薄膜(14a)至少部分通过低压紧贴在电池单体单元(12a)上。
11.至少根据权利要求2的工具电池，其特征在于，该密封薄膜(14e)限定所述电气设备容纳区域(16e)的四个侧面。
12.至少根据权利要求2的工具电池，其特征在于，该电池夹具(18e)特别精确地限定电气设备容纳区域(16e)的两个彼此相对的侧面。
13.至少根据权利要求2的工具电池，其特征在于，该电池夹具(18e)至少具有一个第一电池夹具部分(52e)和一个与第一电池夹具部分(52e)分离形成的第二电池夹具部分(54e)。
14.根据权利要求13的工具电池，其特征在于，该密封薄膜(14e)使该第一电池夹具部分(52e )与第二电池夹具部分(54e )相互连接在一起。
15.至少根据权利要求2的工具电池，其特征在于，该电池夹具(18e)具有至少一个薄膜固定边缘(56e、58e)。
16.一种系统，该系统具有手持工具和根据上述权利要求之一的工具电池。
17.—种系统,该系统具有电动自行车和根据权利要求1至15之一的工具电池的系统。
全文摘要
本发明涉及一种具有至少一个电池单体单元(12a-d)的工具电池。建议，该工具电池具有密封薄膜(14a-d)，其至少防尘和/或防水地封闭电池(12a-d)的至少一个电气设备容纳区域(16a-d)。
文档编号H01M2/08GK103050648SQ20121038566
公开日2013年4月17日 申请日期2012年10月12日 优先权日2011年10月14日
发明者M.雷杰曼, W.马蒂亚斯 申请人:罗伯特·博世有限公司