背包式電源的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種容納用于給動(dòng)力工具提供電能的可充電電池的背包式電源。
【背景技術(shù)】
[0002]馬達(dá)驅(qū)動(dòng)動(dòng)力工具等通常被連接到商業(yè)交流電源、直流恒壓電源等，但是現(xiàn)在越來(lái)越多的動(dòng)力工具配備有二次電池。使用二次電池的動(dòng)力工具也被稱(chēng)作無(wú)線動(dòng)力工具。由于這些動(dòng)力工具在形式和應(yīng)用上不斷地?cái)U(kuò)展，更大電池容量的需求增加了。雖然用于為動(dòng)力工具供電的電池組傳統(tǒng)上直接安裝在工具的體內(nèi)，但腰帶式電源已被提出。該電源在能穿戴于使用者腰部的腰帶中容納可充電電池(例如，參見(jiàn)日本實(shí)用新型申請(qǐng)第H07-3983號(hào)公報(bào))。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]技術(shù)問(wèn)題
[0004]然而，腰帶式電源在其能容納可充電電池的數(shù)量上具有限制。為此需要用于動(dòng)力工具等的、具有比腰帶式電源更大容量的便攜式電源，并且其具有商業(yè)可行性。其中一個(gè)便攜式電源為背包式電源。因?yàn)楸嘲鈿つ苋菁{大量的二次單元電池(例如，可充電鋰離子電池)，因此，背包或相似形式的電源能擁有比腰帶式電源更大的電池容量。進(jìn)一步，具有低內(nèi)部電阻的二次單元電池必須使用在需要大電流輸出的技術(shù)領(lǐng)域以便減少由該內(nèi)部電阻產(chǎn)生的熱量。
[0005]將上述單元電池的布置用于背在使用者背部的大容量電源，每個(gè)電池單元的溫度可能比在具有小容量的傳統(tǒng)電池單元中更不規(guī)則。進(jìn)一步，因?yàn)殡娫摧敵龈蟮碾娏髑夷茉诟L(zhǎng)的時(shí)間段連續(xù)使用，所以大容量背包式電源的可充電電池產(chǎn)生的熱量可能更大。此夕卜，電源使用得越長(zhǎng)，組成高容量電源的單個(gè)電池單元的特性中的任何細(xì)微不同就越趨向于被擴(kuò)大。
[0006]進(jìn)一步，使用于該技術(shù)領(lǐng)域的二次電池在其充電或放電時(shí)趨向于升溫。通常地，可充電電池中的活性材料的化學(xué)轉(zhuǎn)化在溫度增加時(shí)進(jìn)行，且增加了輸出電流。溫度和輸出電流在放電時(shí)溫度升高的二次單元電池中具有正相關(guān)性。因此，如果單元電池之間存在溫度差，該溫度差有可能增大。
[0007]二次單元電池間溫度的此種不規(guī)則性會(huì)導(dǎo)致電池單元間的使用壽命不規(guī)則。結(jié)果，擁有產(chǎn)熱最多且具有最短使用壽命的單元電池的電池單元限制了大容量電源的整個(gè)儲(chǔ)存容量。
[0008]因此，組成高容量電源的二次單元電池間的不規(guī)則溫度，隨著電源中的單元電池的數(shù)量或電源的容量的增加，成為更加嚴(yán)重的問(wèn)題。必須采取足夠的措施以便獲得用于給動(dòng)力工具供電的可行的大容量便攜式電源。
[0009]進(jìn)一步，由于大容量電源具有大量單元電池，檢查和維修需要更多的時(shí)間和精力。
[0010]問(wèn)題的解決方案
[0011]在上文觀點(diǎn)中，本發(fā)明的目的是提供一種背包式電源，其能夠使得二次單元電池之間的溫度均勻地分布，并且能夠便于檢查和維修二次單元電池。
[0012]為了實(shí)現(xiàn)上述和其他目的，本發(fā)明提供背包式電源包括:多個(gè)電池單元，殼體和背帶。每個(gè)電池單元由多個(gè)二次單元電池串聯(lián)連接構(gòu)成。殼體構(gòu)成為在其內(nèi)部容納多個(gè)電池單元，所述殼體具有分別電連接到多個(gè)電池單元中的每一個(gè)的第一觸點(diǎn)和第二觸點(diǎn)。背帶附接于所述殼體且適用于穿戴在使用者的背部。所述背包式電源進(jìn)一步包括第一和第二連接裝置。第一連接裝置用于電連接第一觸點(diǎn)和每個(gè)電池單元的正極端，以在它們之間形成第一電氣路徑，每個(gè)第一電氣路徑均具有第一電阻。第二連接裝置用于電連接第二觸點(diǎn)和每個(gè)電池單元的負(fù)極端，以在它們之間形成第二電氣路徑，每個(gè)第二電氣路徑均具有第二電阻，對(duì)于每個(gè)電池單元，每個(gè)第一電氣路徑和每個(gè)第二電氣路徑形成總電氣路徑，總電氣路徑具有總電阻，調(diào)節(jié)每個(gè)總電氣路徑的總電阻，以使所述殼體中的多個(gè)電池單元上的熱分布大體一致。
[0013]優(yōu)選的是，所述多個(gè)電池單元的每個(gè)總電氣路徑的總電阻大體地互相相等。
[0014]該結(jié)構(gòu)能使從每個(gè)電池單元輸出的電流量相等，從而在電池單元間得到更一致的熱分布。因此，能在二次單元電池間獲得更一致的溫度熱分布，且背包式電源的性能能夠持續(xù)較長(zhǎng)一段時(shí)間。
[0015]進(jìn)一步，即使當(dāng)僅僅一些二次單元電池經(jīng)歷退化時(shí)，僅擁有退化二次單元電池的電池單元需要被替換，而不是背包式電源中的所有二次單元電池都需要被替換。通過(guò)這種方式替換電池單元的二次單元電池，方便了背包式電源的維修和檢查，并且減少替換所需的花費(fèi)。
[0016]優(yōu)選的是，在所述多個(gè)電池單元間的第一電阻大體地互相相等，并且在所述多個(gè)電池單元間的第二電阻大體地互相相等。
[0017]優(yōu)選的是:所述第一連接裝置包括構(gòu)成為并聯(lián)連接多個(gè)電池單元中的每一個(gè)的多個(gè)第一導(dǎo)電片和多個(gè)第一引線，所述第一導(dǎo)電片具有彼此相同的形狀，并且所述第一引線具有彼此相等的長(zhǎng)度，并且第二裝置包括構(gòu)成為并聯(lián)連接多個(gè)電池單元中的每一個(gè)的多個(gè)第二導(dǎo)電片和多個(gè)第二引線，所述第二導(dǎo)電片具有彼此相同的形狀，并且所述第二引線具有彼此相等的長(zhǎng)度。
[0018]通過(guò)所述簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，電池單元能通過(guò)具有大體互相相等的電阻的第一和第二連接裝置互相連接。該結(jié)構(gòu)因此確保從每個(gè)電池單元輸出的電流量相等，從而在電池單元間得到一致的產(chǎn)熱量。
[0019]優(yōu)選的是，背包式電源進(jìn)一步包括:電路板，其構(gòu)成為監(jiān)控多個(gè)電池單元中的過(guò)度放電和過(guò)度充電，以及輸出線，其能夠連接到動(dòng)力工具并且構(gòu)成為將電能從電池單元供應(yīng)給所連接的動(dòng)力工具，所述電路板用作為殼體的第一觸點(diǎn)，并且所述輸出線用作為殼體的第二觸點(diǎn)。
[0020]還優(yōu)選的是:所述電路板進(jìn)一步包括開(kāi)關(guān)元件，所述開(kāi)關(guān)元件構(gòu)成為執(zhí)行來(lái)自電池單元的電能供給和切斷的切換，所述電路板設(shè)置為與多個(gè)電池單元中的一個(gè)相鄰，所述背包式電源進(jìn)一步包括隔熱構(gòu)件，所述隔熱構(gòu)件定位于開(kāi)關(guān)元件和與電路板相鄰的電池單元之間，以防止熱量傳遞給該與電路板相鄰的電池單元。
[0021]該結(jié)構(gòu)能防止開(kāi)關(guān)元件產(chǎn)生的熱量傳遞給電池單元，因此在電池單元間得到更一致的熱分布。
[0022]還優(yōu)選的是，所述多個(gè)電池單元包括第一電池單元和第二電池單元，所述電路板設(shè)置于第一電池單元和第二電池單元之間。
[0023]還優(yōu)選的是，所述電路板包括兩個(gè)電路板，兩個(gè)電路板中的每一個(gè)都設(shè)置為圍繞所述多個(gè)電池單元。
[0024]使用該結(jié)構(gòu)，電路板的熱輻射效果能用以在二次單元電池間更均勻地分散溫度。
[0025]還優(yōu)選的是，所述電路板包括多個(gè)保護(hù)電路板，對(duì)于所述多個(gè)電池單元中的每一個(gè)，均設(shè)置一個(gè)保護(hù)電路板。
[0026]使用該結(jié)構(gòu)，二次單元電池能更精確地被監(jiān)控，致使減小(或制止)了二次單元電池的退化，并且方便二次單元電池的管理。該結(jié)構(gòu)還加強(qiáng)了背包式電源的維修精確度。
[0027]還優(yōu)選的是，每個(gè)所述第一電氣路徑和每個(gè)所述第二電氣路徑都包括用于切斷相應(yīng)的電氣路徑的開(kāi)關(guān)元件和熔斷器中的至少一個(gè)。
[0028]還優(yōu)選的是:所述多個(gè)電池單元包括第一電池單元和第二電池單元，所述第一電池單元設(shè)置于所述第二電池單元上方，并且第一電池單元的總電氣路徑的總電阻比第二電池單元的總電氣路徑的總電阻大。
[0029]還優(yōu)選的是:所述多個(gè)電池單元包括在第一方向并列的第一電池單元、第二電池單元和第三電池單元，所述第二電池單元沿第一方向設(shè)置在第一和第三電池單元之間，并且第二電池單元的總電氣路徑的總電阻比第一電池單元的總電氣路徑的總電阻更大，且比第三電池單元的總電氣路徑的總電阻更大。
[0030]使用該結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生較高熱量的電池單元的電阻值能設(shè)為相對(duì)的較大，以便從高溫電池單元輸出的電流值能減小，從而在電池單元間得到更一致的熱量分布。
[0031]還優(yōu)選的是，背包式電源進(jìn)一步包括熱擴(kuò)散構(gòu)件，其構(gòu)成為在電池單元間分散熱量，所述熱擴(kuò)散構(gòu)件設(shè)置為覆蓋至少電池單元的一部分。
[0032]優(yōu)選的是，熱擴(kuò)散構(gòu)件為熱傳導(dǎo)片。
[0033]該結(jié)構(gòu)能在電池單元間實(shí)現(xiàn)一致的熱量分布。
[0034]優(yōu)選的是，所述殼體具有熱傳導(dǎo)部分，所述熱傳導(dǎo)部分由熱傳導(dǎo)性高于背帶的熱傳導(dǎo)性的材料制成，從所述多個(gè)電池單元產(chǎn)生的熱量構(gòu)成為傳遞給所述熱傳導(dǎo)部分。
[0035]使用該結(jié)構(gòu)，從電池單元產(chǎn)生的熱量能釋放到殼體的熱傳導(dǎo)部分，從而在電池單元間得到一致的熱量分布。
[0036]優(yōu)選的是，殼體包括第一部分以及第二部分，所述第一部分構(gòu)成為與使用者的背部相對(duì)，所述第二部分與第一部分結(jié)合，所述多個(gè)電池單元容納于第一部分和第二部分中的一個(gè)部分中。
[0037]還優(yōu)選的是，所述第一部分設(shè)置有多個(gè)第一連接片，所述多個(gè)第一連接片能夠電連接到所述多個(gè)電池單元，并且所述第二部分設(shè)置有多個(gè)第二連接片，所述多個(gè)第二連接片能夠電連接到所述多個(gè)電池單元，當(dāng)?shù)谝徊糠趾偷诙糠窒嗷ソY(jié)合時(shí)，所述多個(gè)電池單元通過(guò)第一連接片和第二連接片互相電連接。
[0038]優(yōu)選的是，當(dāng)?shù)谝徊糠趾偷诙糠窒嗷ソY(jié)合時(shí)，所述多個(gè)電池單元通過(guò)第一連接片和第二連接片并聯(lián)電連接。
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