專(zhuān)利名稱(chēng)：儲(chǔ)能組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種按照權(quán)利要求1前序部分所述的儲(chǔ)能組件，尤其是用于手動(dòng)工具機(jī)的蓄電池組的形式。
現(xiàn)代的手動(dòng)工具機(jī)，例如象手動(dòng)鉆機(jī)或蓄電池旋具常常用蓄電池組供電，其中蓄電池組由多個(gè)電池組成，它們相互電連接并且例如通過(guò)一個(gè)塑料外罩相互組合起來(lái)。
然而在這種蓄電池組工作時(shí)無(wú)論在充電還是放電時(shí)在電池里都產(chǎn)生很大的熱損耗，這就造成電池溫度升高并因此使電池提前老化。
除此之外這樣的蓄電池組在放電之后由于同時(shí)產(chǎn)生的熱損耗大多具有高的溫度，因而不能立即開(kāi)始充電。確切地說(shuō)為此設(shè)計(jì)的充電器必須先等待，一直到蓄電池組的溫度又降下來(lái)，因而充電過(guò)程發(fā)生了遲后。
此外這樣一個(gè)蓄電池組的各個(gè)電池在運(yùn)行時(shí)具有很大的溫度差，這是因?yàn)槲挥谕饷娴碾姵氐膿p耗熱能良好地傳出，而相反在蓄電池組的中心大多形成一種熱積聚。
另外熟知有一種馬開(kāi)塔公司(Makita)銷(xiāo)售的電池組，它在充電時(shí)進(jìn)行冷卻，其方法是使冷風(fēng)流吹過(guò)電池組。不足之處首先在于冷卻只是在充電時(shí)進(jìn)行，而相反在放電時(shí)電池組就不冷卻。其次這種熟知的蓄電池組的內(nèi)部會(huì)受到冷風(fēng)流的污染。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明包含著設(shè)計(jì)一種散熱器的通常的使在電池里所產(chǎn)生的熱向外排出的技術(shù)理論，其中散熱器由一種導(dǎo)熱材料制成并與電池?zé)徇B接。
散熱器最好有一個(gè)大的表面，以便使從散熱器至周?chē)諝獾臒醾鲗?dǎo)更容易。為此散熱器例如可以具有散熱片、冷卻槽或類(lèi)似的元件，它們都加大了散熱器的表面。然而也可以使散熱器的表面形成構(gòu)造用以加大有效的表面，這例如可以通過(guò)一種波紋狀表面來(lái)達(dá)到。
作為散熱器用的材料最好是輕金屬，例如鋁，在同樣重量下它的具有良好的導(dǎo)熱能力。
散熱器與電池的熱連接例如可以通過(guò)一種直接的接觸來(lái)實(shí)現(xiàn)，因而從電池至散熱體的熱傳導(dǎo)優(yōu)先通過(guò)導(dǎo)熱進(jìn)行。
但在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施形式中，為此至少設(shè)有一個(gè)導(dǎo)熱元件，它由一種能導(dǎo)熱的材料組成，并且繼續(xù)將電池里所產(chǎn)生的熱傳導(dǎo)給散熱器。這是合理的，因?yàn)樯崞髦饕贾迷趦?chǔ)能組件的外側(cè)面上，而電池部分地也位于蓄電池組的里面，因此直接的接觸一般只可能達(dá)到靠近邊緣的電池。
按照本發(fā)明的儲(chǔ)能組件最好有至少兩個(gè)電池，它們通過(guò)一個(gè)熱量平衡元件相互熱連接；其中熱平衡元件由一種能導(dǎo)熱的材料制成。
這種熱平衡元件一方面其任務(wù)是平衡各個(gè)電池之間的強(qiáng)度差，以便減小儲(chǔ)能部件之內(nèi)的最高溫度。這熱平衡元件因此由一種具有良好導(dǎo)熱能力的材料制成，例如銅或鋁。
另一方面這熱平衡元件主要也用作為緩沖元件，以及平衡放熱隨時(shí)間的波動(dòng)。這尤其在儲(chǔ)能組件的負(fù)載為短時(shí)的或者脈沖狀時(shí)是有利的，因?yàn)榧虞d時(shí)間可能太短，從而不可能將電池里所產(chǎn)生的熱量向外輸出。相反這熱平衡元件可以在發(fā)熱處進(jìn)行局部冷卻，其方法是使熱量從電池傳導(dǎo)到熱平衡元件上，這樣就使電池相應(yīng)冷卻。因此熱平衡元件主要由一種具有大比熱容的材料制成，以便能從電池吸收盡可能多的熱量。
在這優(yōu)選的實(shí)施形式中在熱平衡元件和電池之間通過(guò)一種直接的接觸而實(shí)現(xiàn)熱連接，直接接觸的方法是使電池表面貼在熱平衡元件上。
為了改善從電池至熱平衡元件的熱傳導(dǎo)使熱平衡元件的形狀最好適配于電池的造型，以便在電池和熱平衡元件之間實(shí)現(xiàn)盡可能大的接觸面積。
對(duì)于圓柱形電池來(lái)說(shuō)熱平衡元件例如可以具有凹形的承接表面，其曲率半徑等于電池的半徑，從而使電池的外表面全面貼靠在承接表面上。這里可以將熱平衡元件推入到相鄰電池之間的中間腔里，因此熱平衡元件不再需要單獨(dú)加以機(jī)械固定。
為了實(shí)現(xiàn)良好的從電池至熱平衡元件的熱傳導(dǎo)這熱平衡元件也可以由一種柔性的材料制成，這種材料適配于電池的外形并因此形成了緊密的接觸。
除此之外在電池和熱平衡元件之間的中間腔至少可以局部地充填一種能導(dǎo)熱的物質(zhì)，以便改善從電池至熱平衡元件的熱傳導(dǎo)。
熱平衡元件最好通過(guò)至少一個(gè)導(dǎo)熱元件與散熱器相連，從而在散熱器和熱平衡元件之間就不再需要直接的接觸了。
在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施形式中這導(dǎo)熱元件由一種柔性材料制成，因此導(dǎo)熱元件能夠適配于蓄電池組之內(nèi)的空間情況。
例如導(dǎo)熱元件可以是帶狀的或者纜索狀的，這為導(dǎo)熱元件在蓄電池組之內(nèi)的導(dǎo)向移動(dòng)開(kāi)辟了大的結(jié)構(gòu)方面的間隙。
在電池、熱平衡元件、導(dǎo)熱元件和散熱器之間的連接要保證盡可能良好的熱傳導(dǎo)。對(duì)此所適合的例如有釬焊連接或者熔焊連接，但也可以是可松開(kāi)的連接類(lèi)型。
此外本發(fā)明也涉及一種具有這種儲(chǔ)能組件的電器，例如一種充電器或一種手動(dòng)工具機(jī)，尤其如一種手鉆具、一種蓄電池旋具或者一種砂輪器具。電器此處可以有一個(gè)風(fēng)扇用于進(jìn)行主動(dòng)冷卻，風(fēng)扇將環(huán)境空氣吹向散熱器。


其它的優(yōu)點(diǎn)見(jiàn)以下對(duì)附圖的說(shuō)明。附圖中表示了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例。附圖、說(shuō)明和權(quán)利要求書(shū)包含了許多特征的組合。
專(zhuān)業(yè)人士也可單個(gè)地對(duì)特征進(jìn)行考察并綜合為合理的其它的組合。所示為圖1一種按照本發(fā)明的用于手持工具機(jī)的蓄電池組在部分裝配狀態(tài)下的一種立體視圖；圖2圖1所示的裝配完好狀態(tài)下的蓄電池組的一個(gè)立體視圖；圖3圖2所示的蓄電池組的另外一個(gè)立體視圖；圖4圖2所示的蓄電池組的一個(gè)立體視圖。
具體實(shí)施例方式
圖1-4的立體視圖表示了一種用于手持式工具機(jī)，例如一種手持鉆機(jī)的一種蓄電池組10形式的儲(chǔ)能組件，其中在圖2和3中是正視圖，以便使蓄電池組10的內(nèi)部構(gòu)造看得更清楚。
蓄電池組10具有十五個(gè)長(zhǎng)圓柱狀電池12用于存儲(chǔ)電能，它們各自通過(guò)一種紙外殼或塑料外殼實(shí)現(xiàn)電絕緣。在它們正面上電池12具有電接點(diǎn)，這些電接點(diǎn)通過(guò)金屬板14電連接在一起，以便使蓄電池組10達(dá)到所希望的輸出電壓和容量。
電池連接成一個(gè)節(jié)省空間位置的組件，其中各有三個(gè)相鄰的電池12相互緊靠著。在加工時(shí)將鋁制成的異形件16推入在各個(gè)電池12之間的中間腔里，其中異形件16在裝配狀態(tài)時(shí)大面積地貼靠在鄰接的電池12上，這樣在電池12和異形件16之間就形成了良好的熱接觸。異形件16的橫斷面因此適配于在相鄰電池1 2之間的中間腔，以便在電池12和異形件16之間達(dá)到盡可能大的有效的接觸面積。在所示的實(shí)施例中各有三個(gè)緊鄰的電池12，因此異形件16在其外側(cè)面上各有凹形的槽，它們布置在縱向方向上并分別接納一個(gè)電池12。
異形件16此處形成了平衡在相鄰電池12之間的溫度差的熱平衡元件，其方法是使熱量從較熱的電池12經(jīng)過(guò)異形件16傳導(dǎo)到較冷的電池上。
因此削平了蓄電池組10之內(nèi)的局部溫度峰值，這就阻止了過(guò)熱。
此外異形件16也起到一種熱緩沖元件的作用，這種元件吸收了一部分由電池12所產(chǎn)生的熱并因而使電池12的溫度下降。這在短時(shí)的充電或放電運(yùn)行時(shí)是特別有利的，因?yàn)榧虞d時(shí)間則更可能不夠?qū)⑺a(chǎn)生的熱量向外排出，因此必須盡可能地在產(chǎn)生部位附近將熱量排出。制造異形件16采用鋁是有利的，這是因?yàn)殇X具有相對(duì)較大的比熱容，因而異形件16就能從電池12吸收相對(duì)更多的熱量，而不會(huì)發(fā)生過(guò)熱。
為了使蓄電池組10機(jī)械固定在一個(gè)手持工具機(jī)或者一個(gè)充電器里，蓄電池組10在其上邊有一個(gè)導(dǎo)向件，它主要由兩個(gè)相互平行的導(dǎo)向軌道18.1，18.2組成。這兩個(gè)導(dǎo)向軌18.1，18.2在機(jī)具運(yùn)行時(shí)嵌入充電器或手持工具機(jī)里相應(yīng)的導(dǎo)向軌道里，這樣使蓄電池組10固定。
在兩個(gè)導(dǎo)向軌18.1，18.2之間設(shè)有一個(gè)由鋁制成的散熱器20，以便將由電池12所產(chǎn)生的熱傳出至周?chē)諝?。為了改善至周?chē)諝獾臒醾鲗?dǎo)這散熱器20具有多個(gè)散熱片，它們加大了散熱器20的有效表面。
除此之外在兩個(gè)導(dǎo)向軌18.1，18.2之間也布置了蓄電池組10的電連接觸點(diǎn)，因此導(dǎo)向就可以使蓄電池組10實(shí)現(xiàn)電的、熱的和機(jī)械的接通。
散熱器20與各個(gè)電池12的熱連接通過(guò)多個(gè)纜索狀的、由一種能導(dǎo)熱的、柔性材料制成的導(dǎo)熱元件22來(lái)進(jìn)行，這些元件使散熱器20與各個(gè)異形件16相連接，尤其如由圖3可見(jiàn)的那樣。此處每個(gè)異形件16各有一個(gè)導(dǎo)熱元件22，因此每個(gè)異形件16分開(kāi)地與散熱器20相連接。由電池12所產(chǎn)生的熱量首先傳導(dǎo)至異形件16，然后異形件將其熱量經(jīng)過(guò)導(dǎo)熱元件22傳出至散熱器20。
導(dǎo)熱元件22的彈性可以有利地在導(dǎo)熱元件22在蓄電池組10里移動(dòng)時(shí)形成一個(gè)大的結(jié)構(gòu)上的間隙，這是因?yàn)榭梢岳眯〉闹虚g腔。
導(dǎo)熱元件22與異形件16的連接此處分別在蓄電池組10的正面上進(jìn)行，其方法是使導(dǎo)熱元件22焊在異形件16的正面上。
本發(fā)明并不局限于上面所述的優(yōu)選的實(shí)施例。相反可以有許多變型方案和修改形式，它同樣利用了本發(fā)明的思想，因此歸入保護(hù)范圍內(nèi)。
10 蓄電池組12 電池14 金屬板16 異形件18.1，18.2 導(dǎo)向軌道20 散熱器22 導(dǎo)熱元件
權(quán)利要求
1.儲(chǔ)能組件(10)，尤其是用于給一種手持工具機(jī)供電的蓄電池組，它有至少一個(gè)電池(12)用于儲(chǔ)能，其特征在于，為了向外排出熱量至少設(shè)有一個(gè)散熱器(20)，它由一種能導(dǎo)熱的材料制成，其中散熱器(20)與電池(12)熱連接。
2.按權(quán)利要求1所述的儲(chǔ)能組件(10)，其特征在于，為使散熱器(20)與電池(12)熱連接，至少設(shè)有一個(gè)由能導(dǎo)熱的材料制成的導(dǎo)熱元件(22)。
3.按權(quán)利要求1所述的儲(chǔ)能組件(10)，其特征在于，設(shè)有至少兩個(gè)電池(12)，它們通過(guò)至少一個(gè)由能導(dǎo)熱的材料制成的熱平衡元件(16)相互熱連接。
4.按權(quán)利要求3所述的儲(chǔ)能組件(10)，其特征在于，熱平衡元件(16)通過(guò)導(dǎo)熱元件(22)與散熱器(20)熱連接。
5.按權(quán)利要求3和/或4所述的儲(chǔ)能組件(10)，其特征在于，設(shè)有至少兩個(gè)熱平衡元件(16)，它們各通過(guò)一個(gè)導(dǎo)熱元件(22)與散熱器(20)熱連接。
6.按上述權(quán)利要求2至5中至少一項(xiàng)所述的儲(chǔ)能組件(10)，其特征在于，導(dǎo)熱元件(22)由一種柔性材料制成。
7.按權(quán)利要求6所述的儲(chǔ)能組件(10)，其特征在于，導(dǎo)熱元件(22)成帶狀或纜索狀。
8.按上述權(quán)利要求之一所述的儲(chǔ)能組件(10)，其特征在于，為了機(jī)械固定在一個(gè)充電器里或者一個(gè)電器里，設(shè)置了一個(gè)導(dǎo)向件(18.1，18.2)，其中散熱器(20)布置在導(dǎo)向件(18.1，18.2)的部位里。
9.按上述權(quán)利要求之一所述的儲(chǔ)能組件(10)，其特征在于，散熱器(20)具有至少一個(gè)散熱片。
10.具有至少一個(gè)按上述權(quán)利要求中至少一項(xiàng)所述的儲(chǔ)能組件(10)的電器。
11.按權(quán)利要求10所述的電器，其特征在于，至少設(shè)有一個(gè)風(fēng)扇用于吹向散熱器(20)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種儲(chǔ)能組件(10)，尤其是用于一種手動(dòng)工具機(jī)的蓄電池組的形式，它具有至少一個(gè)電池(12)用于儲(chǔ)能。建議至少設(shè)有一個(gè)由一種能導(dǎo)熱的材料制成的散熱器(20)用于向外傳熱，其中散熱器(20)與電池(12)熱連接。
文檔編號(hào)H01M2/10GK1703800SQ03807399
公開(kāi)日2005年11月30日 申請(qǐng)日期2003年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2002年3月30日
發(fā)明者R·格勞寧 申請(qǐng)人:羅伯特-博希股份公司