АККУМУЛЯТОРНЫЕ БАТАРЕИ
ACCUMULATOR BATTERIES

[0000] По настоящей заявке испрашивается приоритет японской заявки на патент №2008-323654, содержание которой включено путем ссылки.
Область техники
[0001] Настоящее изобретение относится к аккумуляторным батареям, и более конкретно к аккумуляторным батареям для электроинструмента, включающим в себя держатель элементов батареи, для размещения множества элементов батареи, разрядные клеммы для подключения элементов батареи к электроинструменту или зарядные клеммы для подключения к зарядному устройству, а также контроллер для отслеживания состояния зарядки или разрядки элементов батареи на основе сигналов от элементов батареи.
Предшествующий уровень техники
[0002] В японской выложенной патентной публикации №2000-188091 раскрывается известная аккумуляторная батарея, имеющая держатель элементов батареи и корпус. Держатель элементов батареи удерживает множество вертикально ориентированных элементов батареи и размещается в корпусе вместе с элементами батареи.
[0003] В аккумуляторных батареях известных конструкций, по меньшей мере, часть держателя элементов батареи соприкасается с внутренней стенкой корпуса. Поэтому в случае, например, ударного воздействия, приложенного к корпусу с внешней стороны, это ударное воздействие может действовать без достаточной амортизации на размещенные внутри элементы батареи и держатель элементов батареи. В результате, есть вероятность нанесения повреждений элементам батареи и неправильного замыкания контактов клемм элементов батареи.
[0004] Следовательно, существует потребность в современной аккумуляторной батарее для электроинструмента, которая могла бы ослаблять или поглощать потенциальные удары или толчки, способные воздействовать на аккумуляторную батарею и держатель элементов батареи, расположенные в корпусе.
КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩЕСТВА ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0005] Одним аспектом настоящего изобретения является создание аккумуляторной батареи и амортизирующего демпфирующего устройства, размещенного между держателем элементов батареи и корпусом и способного предотвращать непосредственное соприкосновение держателя элементов батареи и самих элементов батареи с внутренней поверхностью корпуса.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
В дальнейшем изобретение поясняется описанием предпочтительного варианта воплощения со ссылками на сопроводительные чертежи, на которых:
[0006] фиг.1 изображает общий вид аккумуляторной батареи в разобранном виде, согласно варианту воплощения настоящего изобретения, и показывает крышку, снятую с корпуса аккумуляторной батареи;
фиг.2(A) - общий вид крышки на виде с обратной стороны;
фиг.2(B) - вид в увеличенном масштабе участка, указанного стрелкой В на фиг.2(A);
фиг.3(A) - общий вид держателя элементов батареи на виде сзади;
фиг.3(B) - вид в увеличенном масштабе участка, указанного стрелкой В на фиг.3(A);
фиг.4 - вид сбоку держателя элементов батареи;
фиг.5 - общий вид держателя элементов батареи на виде спереди;
фиг.6 - общий вид (в разобранном виде) держателя элементов батареи;
фиг.7(A) - вид в разрезе по вертикали держателя элементов батареи;
фиг.7(B) - вид в увеличенном масштабе участка, указанного стрелкой В на фиг.7(A);
фиг.8(A) - общий вид правой детали держателя элементов батареи на виде с внешней стороны;
фиг.8(B) - общий вид правой детали держателя на виде с внутренней стороны;
фиг.8(C) - вид в увеличенном масштабе участка, указанного стрелкой С на фиг.8(A);
фиг.8(D) - вид в увеличенном масштабе участка, указанного стрелкой D на фиг.8(B);
фиг.9 - общий вид узла элементов батареи и его сопутствующих компонентов;
фиг.10 - общий вид в разборе узла элементов батареи и их сопутствующих компонентов, показанных на фиг.9;
фиг.11(A) - конфигурация схемы электрических соединений между элементами батареи;
фиг.11(B) - схема конфигурации, показанной на фиг.11(A);
фиг.12(A), 12(B) и 13 - общие виды выводных пластин;
фиг.14 - общий вид основной гибкой пластины.
ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ВОПЛОЩЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0007] Каждый из отличительных признаков изобретения, раскрытых выше и ниже, может быть использован отдельно или в сочетании с другими признаками изобретения для получения усовершенствованных аккумуляторных батарей для электроинструмента. Далее со ссылкой на прилагаемые чертежи более подробно описаны типовые примеры настоящего изобретения, в которых используются многие из этих отличительных признаков и идей изобретения как отдельно, так и в сочетании друг с другом. Данное подробное описание предназначено на ознакомление специалистов в данной области техники с дополнительными деталями для практического использования предпочтительных вариантов изобретения и не ограничивает объема изобретения. Объем предлагаемого изобретения определяется только формулой изобретения. Таким образом, сочетания особенностей и этапов, раскрываемых в нижеследующем подробном описании, могут не понадобиться для практического использования изобретения в самом широком смысле, и приводятся только для особо подробного описания типичных примеров настоящего изобретения. Кроме того, различные сочетания особенностей типичных примеров и дополнительные пункты формулы изобретения могут не нумероваться отдельно для обеспечения дополнительных полезных вариантов воплощения настоящего изобретения.
[0008] В одном варианте воплощения настоящего изобретения аккумуляторная батарея включает в себя корпус, держатель элементов батареи, сконфигурированный для удержания множества элементов батареи, клеммы, включающие в себя разрядные клеммы для подключения элементов батареи к электроинструменту или зарядные клеммы для подключения элементов батареи к зарядному устройству, устройство управления для управления процессом зарядки или разрядки элементов батареи, и амортизирующее устройство (или демпфирующее устройство), размещенное между держателем элементов батареи и корпусом и способное предотвращать непосредственное соприкосновение держателя элементов батареи и элементов батареи с внутренней поверхностью корпуса.
[0009] При такой компоновке потенциальные удары или толчки, воздействующие на корпус, могут быть эффективно смягчены или поглощены амортизирующим устройством. Таким образом, удары или толчки, воздействующие на элементы батареи и держатель элементов батареи, могут быть снижены или сведены к минимуму. В результате становится возможным предотвратить повреждение элементов батареи от ударов или толчков, а также предотвратить неправильное электрическое соединение клемм.
[0010] Амортизирующее устройство может включать в себя первое амортизирующее устройство, содержащее четыре амортизирующих блока, установленные в четырех верхних углах держателя элементов батареи соответственно. Поэтому становится возможным эффективное поглощение возможных ударов и толчков при использовании минимального объема амортизирующего материала.
[0011] Амортизирующие блоки могут включать в себя подшипники, через которые проходят валы держателя элементов батареи. Такая компоновка позволяет надежно зафиксировать амортизирующие блоки на своих местах.
[0012] Амортизирующее устройство может дополнительно включать в себя второе амортизирующее устройство, содержащее амортизирующий слой, уложенный на дне корпуса и предназначенный для поддержания, по меньшей мере, нижних углов держателя элементов батареи. Такая компоновка позволяет эффективно поглощать удары или толчки, приложенные в вертикальном направлении.
[0013] Устройство управления может включать в себя левую плату схемы управления и правую плату схемы управления, установленные на левой и правой стороне держателя элементов батареи, соответственно. На основной пластине клеммы, размещенной на верхней стороне держателя элементов батареи, расположены клеммы.
[0014] Платы схемы управления могут быть электрически связаны с клеммами посредством электропроводящей гибкой пластины. Такая компоновка позволяет минимизировать необходимое для электрических схем пространство по сравнению с конструкцией корпуса, при которой основная пластина клеммы подключается к платам схемы управления посредством нескольких проводов.
[0015] Гибкая пластина может быть выполнена с возможностью расширения и сжатия. Такая форма гибкой пластины обеспечивает электрическое соединение гибкой пластины с платами схемы управления и основной пластиной клеммы.
[0016] Основная пластина клеммы может перемещаться относительно держателя элементов батареи.
[0017] Амортизирующее устройство может включать в себя третье амортизирующее устройство, размещенное между верхней поверхностью держателя элементов батареи и основной пластиной клеммы.
[0018] Держатель элементов батареи может быть сконфигурирован для размещения горизонтально ориентированных элементов батареи. Держатель элементов батареи может разделяться на первую деталь держателя и вторую деталь держателя, которые могут соединяться друг с другом. При такой компоновке держателя элементы батареи легко устанавливаются в держателе элементов батареи.
[0019] Как первая деталь держателя, так и вторая деталь держателя могут быть выполнены в виде футляра, имеющего дно с одной стороны и отверстие, образуемое открытой кромкой, с другой стороны, размещенной напротив первой, а также боковую стенку. Открытые кромки первой и второй детали держателя могут соприкасаться друг с другом. Боковая стенка как первой, так и второй деталей держателя выполнена волнообразной формы, вогнутые и выпуклые участки которой соответствуют внешней периферийной конфигурации элементов батареи. Открытые кромки первой и второй детали держателя могут соединяться друг с другом с помощью крепежных элементов на вогнутых участках боковых стенок. При такой компоновке крепежные элементы, такие как винты, могут не выступать из боковой стенки держателя элементов батареи. Вследствие чего становится возможным минимизировать размеры держателя элементов батареи.
[0020] Аккумуляторная батарея может дополнительно включать в себя первый электроизоляционный слой и второй электроизоляционный слой. Первый электроизоляционный слой обладает упругостью и размещается между внутренней нижней поверхностью днища первой детали держателя и первыми торцевыми поверхностями элементов батареи. Второй электроизоляционный слой также обладает упругостью и размещается между внутренней нижней поверхностью днища второй детали держателя и вторыми торцевыми поверхностями напротив первых поверхностей элементов батареи. Вследствие этого становится возможным надежное предотвращение электрического замыкания элементов батареи. Кроме того, становится возможным предотвращение произвольного перемещения элементов батареи в держателе элементов батареи.
[0021] На поверхность как первого, так и второго электроизоляционного слоя может быть нанесена электроизоляционная бумага для дополнительного улучшения электроизоляционных свойств.
[0022] Первый вариант воплощения настоящего изобретения описан со ссылкой на фиг.1-14. Данный вариант воплощения изобретения относится к аккумуляторной батарее, которая может использоваться для крупногабаритного электроинструмента и перезаряжаться с помощью зарядного устройства.
Общая конструкция аккумуляторной батареи
[0023] Согласно фиг.1, аккумуляторная батарея 10 в соответствии с данным вариантом воплощения изобретения включает в себя корпус 12, имеющий верхнее отверстие и крышку 14, служащую для закрывания отверстия. В горизонтальной проекции корпус 12 и крышка 14 имеют прямоугольную форму. Крышка 14 может крепиться к корпусу 12 в восьми местах по окружности с помощью винтов (не показано). В данном варианте воплощения изобретения корпус 12 и крышка 14 составляют корпус аккумуляторной батареи.
[0024] На внутренней нижней поверхности 12b корпуса 12 устанавливается слой 15 резины. Держатель 30 элементов батареи, который удерживает множество элементов Se батареи, размещается в корпусе 12. В данном варианте воплощения изобретения, как показано на фиг.9 и 10, двадцать цилиндрических элементов Se батареи (с №1 по №20 элементов Se батареи) пакетируются в три яруса. Как показано на фиг.11(A) и 11(B), каждые два из двадцати элементов Se батареи соединены параллельно друг с другом. Десять комплектов, каждый из которых состоит из двух элементов Se батареи, соединенных параллельно друг с другом, соединены друг с другом последовательно. Положительно заряженная сторона (сторона "+" на фиг.11(A) и 11(B)) комплекта из двадцати электрически соединенных элементов Se батареи электрически соединена с положительно заряженной стороной клеммы Pt зарядки и разрядки через положительный вывод провода P и предохранитель F. Отрицательно заряженная сторона (сторона "-" на фиг.11(A) и 11(B)) комплекта элементов Se батареи электрически соединена с отрицательно заряженной стороной клеммы Nt зарядки и разрядки через отрицательный вывод провода N. Положительно заряженная сторона и отрицательно заряженная сторона клемм Pt и Nt зарядки и разрядки могут подключаться к положительной и отрицательно заряженной стороне пластинчатых клемм зарядного устройства (не показано), соответственно, и/или к положительно и отрицательно заряженной стороне пластинчатых клемм электроинструмента (не показано).
[0025] Как показано на фиг.1, 3(A) и 3(B), положительно заряженная сторона и отрицательно заряженная сторона клемм Pt и Nt зарядки и разрядки установлены на участках правой и левой стороны основной пластины 22 клеммы соответственно. Основная пластина 22 клеммы проходит горизонтально на заднем участке верхней поверхности держателя 30 элементов батареи. Выходной разъем 23 схемы управления для управления процессом зарядки и/или разрядки элементов Se батареи установлен на основной пластине 22 клеммы и занимает положение между положительно заряженной стороной и отрицательно заряженной стороной клемм Pt и Nt зарядки и разрядки. Схема управления не описывается подробно, поскольку такие схемы управления, служащие для управления процессом зарядки и/или разрядки элементов батареи, известны из уровня техники. Выходной разъем 23 сформирован с передним размещением, так чтобы соответствующий разъем зарядного устройства или электроинструмента мог подключаться к выходному разъему 23 с передней стороны. Как показано на фиг.4, основная пластина 22 клеммы размещена на заднем участке верхней поверхности держателя 30 элементов батареи с прокладкой из слоя 31 резины между основной пластиной 22 клеммы и верхней поверхностью держателя 30 элементов батареи, так чтобы основная пластина 22 клеммы могла перемещаться горизонтально на нужное расстояние относительно держателя 30 элементов батареи. Слой 31 резины служит в качестве амортизирующего элемента (или демпфера), как будет показано далее.
[0026] Как показано на фиг.1, на верхней поверхности крышки 14 аккумуляторной батареи 10 размещены левые и правые параллельные направляющие рельсы 16, проходящие в переднем и заднем направлении. Каждый из направляющих рельсов 16 включает в себя корпус 16m рельса и линейный выступ 16t, проходящий в направлении по ширине на определенное расстояние от верхней поверхности корпуса 16m рельса. На заднем конце участка корпуса 16m рельса находится стопорный участок 16u.
[0027] Соединительный участок (не показан), предусмотренный на зарядном устройстве или электроинструменте, может быть установлен по левой и правой направляющим рельсам 16 крышки 14 с передней стороны и может скользить по направляющим рельсам 16 (поддерживая установленное состояние с помощью направляющих рельсов 16) до тех пор, пока соединительный участок не упрется в стопорный участок 16u.
[0028] С внутренней стороны по отношению к направлению по ширине от левой и правой направляющих рельсов 16 в верхней поверхности крышки 14 находятся левая и правая направляющие прорези 17, служащие для обеспечения направленного движения пластинчатых клемм зарядного устройства или электроинструмента к положительно заряженной стороне и отрицательно заряженной стороне клемм Pt и Nt зарядки и разрядки соответственно. Кроме того, в верхней поверхности крышки 14 в положении между левой и правой направляющей прорезями 17 находится отверстие 14x, через которое на внешнюю сторону проходит выходной разъем 23 схемы управления.
[0029] При такой компоновке соединительный участок зарядного устройства или электроинструмента может устанавливаться в направляющие рельсы 16 крышки 14 с передней стороны и может скользить по направлению к задней части до тех пор, пока не упрется в стопорный участок 16u, так чтобы пластинчатые клеммы зарядного устройства или электроинструмента могли электрически подключиться к клеммам Pt и Nt зарядки и разрядки аккумуляторной батареи 10, соответственно, а разъем зарядного устройства или электроинструмента также мог электрически подключиться к выходному разъему 23 аккумуляторной батареи 10.
Держатель элементов батареи
[0030] Как показано на фиг.6, держатель 30 элементов батареи включает в себя пластину 40 для направления потока, левую и правую электроизоляционные пластины 51, множество электропроводящих выводных пластин от 101 до 120, левый и правый электроизоляционные слои 52, а также левую и правую детали 33 и 34 держателя. Пластина 40 для направления потока может удерживать комплект расположенных в три яруса горизонтально ориентированных элементов Se батареи и может обеспечивать равномерный поток воздуха вокруг комплекта элементов батареи Se. Левая изоляционная пластинка 51 по окружности облегает электроды, выступающие из левых торцевых поверхностей элементов Se батареи. Аналогичным образом правая изоляционная пластинка 51 по окружности облегает электроды, выступающие из правых торцевых поверхностей элементов Se батареи. Выводные пластины от 101 до 120 изготовлены из электропроводящего материала и могут осуществлять электрическое соединение элементов Se батареи способом, аналогичным вышеописанному, с левой и правой стороны. Левый изоляционный слой 52 покрывает левые торцевые поверхности элементов Se батареи с внешней стороны соответствующих выводных пластин от 101 до 110. Аналогичным образом правый изоляционный слой 52 покрывает правые торцевые поверхности элементов Se батареи с внешней стороны соответствующих выводных пластинок от 111 до 120. Левая деталь 33 держателя и правая деталь 34 держателя охватывают левую и правую половину комплекта элементов Se батареи соответственно.
Пластина для направления потока
[0031] Как показано на фиг.9 и 10, пластина 40 для направления потока включает в себя первый участок 41 пластины, второй участок 42 пластины и третий участок 43 пластины. Первый участок 41 пластины покрывает верхнюю сторону элементов Se батареи с №14 по №20, расположенных на верхнем ярусе комплекта элементов батареи.
Второй участок 42 пластины проложен между элементами Se батареи с №14 по №20 и элементами Se батареи с №8 по №13, установленными в среднем ярусе комплекта элементов батареи. Третий участок 43 пластины проложен между элементами Se батареи с №8 по №13, установленными в среднем ярусе и элементами Se батареи с №1 по №7, установленными в нижнем ярусе. Верхние поверхности задних участков левой и правой детали 33 и 34 держателя включают в себя участки, которые при соединении образуют воздухозаборник 35 (смотрите фиг.6). Первый участок 41 пластины служит для ускоренного распространения воздуха, поступающего через воздухозаборник 35. Более конкретно, первый участок 41 пластины имеет ширину, которая постепенно увеличивается в переднем направлении и имеет волнообразную форму, проходящую вдоль верхних участков внешних периферийных поверхностей элементов Se батареи с №14 по №20, установленных в верхнем ярусе. Как показано на фиг.10, на левом и правом реберных участках первого участка пластины 41 размещены левая и правая направляющие стенки 41w соответственно, служащие для направления потока воздуха в переднем и заднем направлениях. В первом участке 41 пластины в нужных местах сформированы прорези 41a, 41b и 41c, проходящие через него в переднем и заднем направлениях, что позволяет осуществлять прохождение воздуха вниз через прорези 41a, 41b и 41c.
[0032] Второй участок 42 пластины имеет прямоугольную конфигурацию в горизонтальной проекции и волнообразную форму, проходящую вдоль нижних участков внешних окружностей элементов Se батареи с №14 по №20 и верхних участков внешних окружностей элементов Se батареи с №8 по №13. Третий участок 43 пластины также имеет прямоугольную конфигурацию в горизонтальной проекции и волнообразную форму, проходящую вдоль нижних участков внешних окружностей элементов Se батареи с №8 по №13 и верхних участков внешних окружностей элементов батареи Se с №1 по №7. Второй участок 42 пластины имеет несколько прорезей 42h и несколько разделителей 42s. Прорези 42h проходят через второй участок 42 пластины и позволяют осуществлять его автоматический обдув в вертикальном направлении. Разделители 42s служат для направления воздушного потока в переднем и заднем направлении. Аналогичным образом третий участок 43 пластины имеет несколько прорезей 43h и несколько разделителей 43s. Прорези 43h проходят через третий участок 43 пластины и позволяют осуществлять его обдув в вертикальном направлении. Разделители 43s служат для обеспечения воздушного потока в переднем и заднем направлении.
Выводные пластины
[0033] Как показано на фиг.11(A), выводные пластинки с 101 по 120 подразделяются на восемнадцать промежуточных выводных пластин (выводные пластины с 102 по 105 и с 107 по 120), осуществляющих электрическое соединение двадцати элементов Se батареи между собой, одну положительно заряженную выводную пластину (выводную пластину 101) и одну отрицательно заряженную выводную пластину (выводную пластину 106) из комплекта из двадцати элементов Se батареи.
[0034] Поскольку восемнадцать промежуточных выводных пластин с 102 по 105 и с 107 по 120 имеют одинаковую форму, будет описана только форма выводной пластины 102. Как показано на фиг.6, 9 и 11(A), выводная пластина 102 осуществляет связь между отрицательным электродом элемента Se батареи №2, размещенным в нижнем ярусе, и положительным электродом элемента Se батареи №9, размещенным в промежуточном ярусе. Выводная пластина 102 сконфигурирована для пропускания через нее сигнала напряжения, который должен поступить в схему управления, включающую в себя участки схемы, предусмотренные на левой и правой монтажных платах 26, что будет объяснено ниже. Как показано на фиг.12(A), выводная пластина 102 включает в себя корпус 102m выводной пластины и лентовидную сигнальную клемму 102s, соединенную с участком схемы соответствующей платы 26 схемы управления для передачи сигнала напряжения.
[0035] Сигнальная клемма 102s имеет основной концевой участок, включающий в себя первый изогнутый участок 102u и второй изогнутый участок 102v, которые ступенчатообразно изогнуты один относительно другого. Сигнальная клемма 102s дополнительно изогнута на третьем изогнутом участке 102w, размещенном на стороне выводного концевого участка, ведущего по направлению от основного концевого участка. Таким образом, участок сигнальной клеммы 102s, проходящий дополнительно от третьего изогнутого участка 102w по направлению от основного концевого участка, размещен под прямым углом относительно корпуса 102m выводной пластинки. Выводной концевой участок сигнальной клеммы 102s меняет направление на участке 102x разворота для подключения к участку схемы соответствующей платы 26 схемы управления. На граничной области между сигнальной клеммой 102s и корпусом 102m выводной пластинки по бокам основного концевого участка сигнальной клеммы 102s имеются полукруглые вырезы 102. Вследствие чего становится возможным рассеивание потенциальной нагрузки, которая может воздействовать на граничную область. Кроме того, поскольку сигнальная клемма 102s за счет первого, второго и третьего изогнутых участков 102u, 102v и 102w принимает зигзагообразную форму, становится возможным поглощение потенциальных ударов или толчков, воздействующих на сигнальную клемму 102s посредством этих изогнутых участков.
[0036] При альтернативной компоновке, показанной на фиг.12(B), сигнальная клемма 102s изогнута так, что имеет преимущественно полукруговую арочную форму вместо зигзагообразной.
[0037] Конфигурации положительно заряженной выводной пластины 101 и отрицательно заряженной основной пластины 106 аналогичны. По этой причине в качестве типичной будет описана только конфигурация положительно заряженной выводной пластины 101. Как показано на фиг.6, 9 и 11(A), положительно заряженная выводная пластина 101 изготовлена из электропроводящего материала и осуществляет электрическое соединение между положительным электродом элемента Se батареи №1, установленным на нижнем ярусе, и положительным электродом элемента Se батареи №8, установленным на промежуточном ярусе. Положительно заряженная выводная пластина 101 осуществляет дополнительное электрическое соединение между положительными электродами элементов Se батареи №1 и №8 и положительным выводом провода P.
[0038] Как показано на фиг.13, положительно заряженная выводная пластина 101 включает в себя корпус 101m выводной пластинки и пару клемм 101р источника питания. Корпус выводной пластины 101m осуществляет соединение между положительными электродами элементов Se батареи №1 и №8. Каждая из клемм 101p источника питания может использоваться для подключения положительного вывода провода P. Таким образом, за счет обеспечения двух клемм 101p источника питания становится возможным уменьшить ширину каждой клеммы 101p источника питания, что позволяет без труда выполнить припаивание положительного вывода P к положительно заряженной выводной пластине 101.
[0039] Опорный концевой участок каждой из клемм 101p источника питания сформирован из дугообразного изогнутого участка 101r таким образом, чтобы участок клеммы 101p источника питания, проходящий из изогнутого участка 101r по направлению от основного концевого участка, располагался под прямым углом относительно корпуса 101m выводной пластины. Кроме того, выводной концевой участок каждой из клемм 101p источника питания развернут в обратную сторону на разворотном участке 101x для подключения положительной стороны провода P. На граничной области между каждой из клемм 101p источника питания и корпусом 101m выводной пластины, по обе стороны опорного концевого участка каждой из клемм 101р источника питания имеются полукруглые вырезы 101c. Вследствие чего становится возможным рассеяние потенциальной нагрузки, которая может воздействовать на граничные области. Кроме того, поскольку основной концевой участок каждой из клемм 101p источника питания имеет дугообразную форму, становится возможным поглощение потенциальных ударов или толчков, воздействующих на клеммы 101р источника питания.
Изоляционные слои
[0040] Как показано на фиг.6, в положении, когда промежуточные выводные пластины с 102 по 105 и с 107 по 120, положительно заряженная выводная пластина 101 и отрицательно заряженная выводная пластина 106 размещены напротив левых торцевых поверхностей и правых торцевых поверхностей элементов Se батареи с №1 по №20, выводные пластины с 101 по 120 покрыты изоляционными слоями 52. Левый изоляционный слой 52 размещается между нижней поверхностью левой детали 33 держателя и левыми торцевыми поверхностями элементов Se батареи с №1 по №20. Правый изоляционный слой 52 размещается между нижней поверхностью правой детали 34 держателя и правыми торцевыми поверхностями элементов Se батареи с №1 по №20. Изоляционные слои 52 служат для предотвращения возможного смещения элементов Se батареи между левой и правой деталями 33 и 34 держателя и предотвращения возможного короткого замыкания между выводными пластинами с 101 по 120.
[0041] Каждый изоляционный слой 52 имеет отверстия 52h, проделанные напротив сигнальных клемм 102s и клемм 101p источника питания выводных пластин с 101 по 120. Сигнальные клеммы 102s и клеммы 101р источника питания должны пропускаться через эти отверстия.
Детали держателя
[0042] Как показано на фиг.3(A) и 5, левая и правая детали 33 и 34 держателя вместе составляют корпус держателя 30 элементов батареи. Левая и правая детали 33 и 34 держателя сконфигурированы для симметричного расположения одна относительно другой. Как показано на фиг.7(A), открытая кромка 33e левой детали 33 держателя и открытая кромка 34e правой детали 34 держателя могут соприкасаться друг с другом с левой и правой стороны. В этой связи множество установочных выступов 33p (один из них показан на фиг.7(A)), размещенных на открытой кромке 33e левой детали 33 держателя, могут вставляться во множество установочных пазов 34h, сформированных в открытой кромке 34e правой детали 34 держателя. При такой компоновке становится возможным соединение друг с другом открытой кромки 33e левой детали 33 держателя и открытой кромки 34e правой детали 34 держателя всегда в заранее определенном взаимном расположении. Таким образом, левая деталь 33 держателя и правая деталь 34 держателя служат в качестве первой детали держателя и второй детали держателя соответственно, что и составляет держатель 30 элементов батареи.
[0043] Левая деталь 33 держателя и правая деталь 34 держателя сконфигурированы для симметричного расположения одна относительно другой, за исключением установочных выступов 33p и установочных пазов 34. Таким образом, подробности конструкции левой и правой деталей 33 и 34 держателя будут объяснены только на примере правой детали 34 держателя.
[0044] Как показано на фиг.6, правая деталь 34 держателя сконфигурирована в виде футляра с открытым торцом и закрытым торцом, расположенным напротив открытого. Правая деталь 34 держателя служит для размещения правой половины комплекта элементов Se батареи с №1 по №20, удерживаемого в три яруса с помощью пластины 40 для направления потока. Как показано на фиг.8(A) и 8(B), правая деталь 34 держателя состоит из нижней пластины 340 и боковой пластины 345, волнистая форма которой соответствует форме внешних периферийных поверхностей элементов батареи Se и верхней поверхности пластины 40 для направления потока. Боковая пластина 345 имеет впускной участок 35a, представляющий собой правую половину воздухозаборника 35 и размещенную в задней части участка боковой пластины 345, образующей левую часть верхней поверхности держателя 30 элементов батареи. Кроме того, на боковой стенке 345 имеется вставной зубец 346, размещенный спереди от впускного половинного участка 35a и предназначенный для установки во входное отверстие 22h (фиг.3(A)), в основной пластине 22 клеммы, так чтобы основная пластина 22 клеммы могла удерживаться напротив держателя 30 элементов батареи. В данном варианте воплощения изобретения размеры входного отверстия 22h подбираются так, чтобы обеспечить движение основной пластины 22 клеммы как в правом, так и левом направлениях, а также вперед и назад в состоянии, когда вставной зубец 346 вставлен во входное отверстие 22h.
[0045] Нижняя пластина 340 правой детали 34 держателя сконфигурирована для ее покрытия левым изоляционным слоем 52 и снабжена отверстиями 343, сформированными в местах, соответствующих отверстиям 52h левого изоляционного слоя 52. Отверстия 343 сконфигурированы для обеспечения пропускания через них сигнальных клемм 102s и клемм 101p источника питания выводных пластин с 101 по 120, при этом каждое из которых имеет кромку по окружности, выступающую на небольшое расстояние на передней поверхности нижней пластины 340, как показано на фиг.8(C). С другой стороны, обратная сторона кромок, выполненных по окружности каждого из отверстий 343, запрессована в задней поверхности нижней пластины 340 и образует четырехгранный паз 343k в виде призмы, как показано на фиг.8(D). Поэтому когда правая половина комплекта элементов Se батареи с №1 по №20 вставляется в правую деталь 34 держателя, сигнальные клеммы 102s и клеммы 101p источника питания выводных пластин с 101 по 120 могут легко пройти через соответствующие отверстия 343 нижней пластины 340.
[0046] Как показано на фиг.6, 8(A) и 8(B), на открытой кромке 34e правой детали держателя 34 имеются проушины 347, снабженные отверстиями для вставки винтов, куда вставляются стержни винтов. Проушины проделаны в местах, соответствующих нижним точкам вогнутых участков волнообразной боковой пластины 345. Винты могут вставляться в резьбовые отверстия участков для вставки винтов, проделанные на открытой кромке 33e правой детали 33 держателя, так чтобы открытая кромка 34e правой детали 34 держателя и открытая кромка 33e левой детали 33 держателя могли соединиться друг с другом с помощью винтов. В данном варианте воплощения изобретения суммарная глубина правой детали 34 держателя и левой детали 33 держателя должна быть немного меньше, нежели расстояние между внешней поверхностью (левой поверхностью) левого изоляционного слоя 52, покрывающего левые торцевые поверхности элементов Se батареи, и внешней поверхностью (правой поверхностью) правого изоляционного слоя 52, покрывающего правые торцевые поверхности элементов Se батареи. Таким образом, при установке комплекта элементов Se батареи в правую деталь 34 держателя и левую деталь 33 держателя открытая кромка 34e правой детали 34 держателя и открытая кромка 33e левой детали 33 держателя соединяются друг с другом с помощью затягиваемых винтов, а левый и правый изоляционный слои 52 сжимаются по толщине за счет упругой деформации. В результате, становится возможным предотвращение смещения элементов Se батареи относительно левой и правой деталей 33 и 34 держателя.
Платы схемы управления
[0047] Как показано на фиг.1 и 3, правые и левые платы 26 схемы управления устройства управления установлены на внешней поверхности (правой поверхности) нижней пластины 340 правой детали 34 держателя и внешней поверхности (левой поверхности) нижней пластины 330 левой детали 33 держателя. Иными словами, платы 26 схемы управления установлены с правой и левой стороны от держателя 30 элементов батареи. Схема управления, служащая для управления процессом зарядки и/или процессом разрядки элементов Se батареи на основе напряжений на элементах Se батареи, состоит из участка схемы на правой плате 26 схемы управления и участка схемы на левой плате 26 схемы управления.
[0048] Сигнальные клеммы 102s промежуточных выводных пластин с 102 по 105 и с 107 по 110, проходящие через отверстия 333 левой детали 33 держателя (смотрите фиг.6), электрически соединены с левой платой 26 схемы управления (более конкретно, участком схемы управления, соединенным или установленным на левой плате 26 схемы управления). Как показано на фиг.4 и 5, клеммы 101p источника питания положительно заряженной выводной пластины 101 и клеммы 106p источника питания отрицательно заряженной выводной пластины 106, проходящие через отверстия 333 левой детали 33 держателя, пропущены через соответствующие отверстия, сформированные в левой плате 26 схемы управления. Положительная сторона провода P соединена с выступающими торцами клемм 101p источника питания положительно заряженной выводной пластины 101 и отрицательная сторона провода N соединена с выступающими торцами клемм 106p источника питания отрицательно заряженной выводной пластины 106. Клеммы 101p и 106p источника питания электрически изолированы от участка схемы левой платы 26 схемы управления. Как показано на фиг.5, в середине положительной стороны провода P предусмотрен предохранитель F, размещенный на вогнутом участке передней торцевой поверхности держателя 30 элементов батареи.
[0049] Сигнальные клеммы (соответствующие сигнальным клеммам 102s) промежуточных выводных пластин с 111 по 120, проходящие через отверстия 343 правой детали 34 держателя (фиг.8), электрически соединены с правой платой 26 схемы управления (более конкретно, участком схемы управления, установленном на правосторонней плате 26 схемы управления).
Основная гибкая пластина
[0050] Как показано на фиг.1 и 3(A), участки схемы левой и правой плат 26 схемы управления электрически соединены с основной пластиной 22 клеммы, имеющей выходной разъем 23 через основную гибкую пластину 60.
[0051] Как показано на фиг.5 и 14, основная гибкая пластина 60 включает в себя лентообразный корпус 62 основной пластины и множество сигнальных линий (не показано), встроенных в корпус 62 основной пластины. Корпус 62 основной пластины включает в себя главный участок 63 основной пластины и ответвленный участок 64 основной пластины, отходящий от главного участка 63 основной пластины. Главный участок 63 основной пластины размещается на передней стороне основной пластины 22 клеммы и проходит вправо и влево по верхней поверхности держателя 30 элементов батареи. Левый и правый торцы главного участка 63 основной пластины образованы участками 65 разъема, служащими для подключения к участкам схем левой и правой платы 26 схемы соответственно. Выводной конец ответвленного участка 64 основной пластины сформирован из центрального участка 66 разъема для подключения к основной пластине 22 клеммы. В середине главного участка 63 основной пластины находится изогнутый U-образный участок 63u, так что главный участок 63 основной пластины может растягиваться и сжиматься в продольной плоскости (влево и вправо). Кроме того, в середине ответвленного участка 64 основной пластины имеется изогнутый участок 64s S-образной формы, так что ответвленный участок 64 основной пластины может растягиваться и сжиматься в продольной плоскости (влево и вправо).
Амортизирующий механизм
[0052] В двух верхних углах каждой из плат 26 схемы управления установлено по два амортизатора 70, таким образом, в четырех углах держателя 30 элементов батареи установлены четыре амортизатора 70.
[0053] Как показано на фиг.3(A) и 3(B), каждый из амортизаторов 70 включает в себя вал 71 и Г-образную стенку 73, которая надежно крепится к боковой поверхности соответствующей детали держателя (т.е. внешней поверхности нижней пластины 340 правой детали 34 держателя или внешней поверхности нижней пластины 330 левой детали 33 держателя). Вал 71 и Г-образная стенка 73 проходят перпендикулярно к соответствующей плате 26 схемы управления (соответствующей боковой поверхности держателя 30 элементов батареи). Г-образная стенка 73 окружает вал 71 с двух сторон. На валу 71 установлен прямоугольный амортизирующий блок (или демпфирующий блок) 75. Амортизирующий блок 75 может быть изготовлен, например, из резины. Как показано на фиг.3(B), в середине амортизирующего блока 75 расположен участок 75j подшипника, через который пропущен вал 71. Внешняя периферийная поверхность 75r амортизирующего блока 75 сконфигурирована для соприкосновения со множеством линейных выступов 73t, находящихся на внутренней боковой поверхности Г-образной стенки 73. Г-образная стенка 73 выступает за пределы соответствующей платы 26 схемы управления. Кроме того, внешняя торцевая поверхность 75t амортизирующего блока 75 выступает за пределы Г-образной стенки 73 и имеет конусообразную форму по направлению к внешней стороне.
[0054] Как показано на фиг.1, четыре амортизирующих блока 75, установленных в верхних четырех углах держателя 30 элементов батареи, сконфигурированы так, что торцевые поверхности 75t этих амортизирующих блоков 75 вступают в соприкосновение с внутренней боковой поверхностью корпуса 12 при размещении держателя 30 в корпусе 12, как показано на фиг. 1. При этом внешняя боковая поверхность держателя 30 элементов батареи не соприкасается непосредственно с внутренней боковой поверхностью корпуса 12. Кроме того, поскольку между внутренней нижней поверхностью 12b корпуса 12 и нижней поверхностью держателя 30 элементов батареи уложен слой 15 резины, нижняя поверхность держателя 30 элементов батареи не соприкасается непосредственно с внутренней нижней поверхностью 12b корпуса 12. Таким образом, держатель 30 элементов батареи размещается в корпусе 12 плавающим образом с помощью амортизаторов 70 и слоя 15 резины.
[0055] Как показано на фиг.2(A) и 2(B), в четырех углах внутренней поверхности крышки 14 корпуса 12 образуются контактирующие участки 78, вступающие в соприкосновение с амортизирующими блоками 75 амортизаторов 70. Каждый из контактирующих участков 78 включает в себя верхнюю контактную поверхность 78u, вступающую в соприкосновение с соответствующим амортизирующим блоком 75, и боковую контактную поверхность 78y, вступающую в соприкосновение с Г-образной стенкой 73 с передней или с задней стороны. Вследствие чего при установке и фиксации крышки 14 относительно корпуса 12 держатель 30 элементов батареи удерживается в плавающем состоянии также с помощью крышки 14. Таким образом, амортизирующие блоки 75 служат в качестве первого амортизирующего устройства, установленного в верхней стороне держателя 30 элементов батареи, а слой 15 резины служит в качестве второго амортизирующего устройства, установленного в нижней части держателя 30 элементов батареи.
Преимущества аккумуляторной батареи
[0056] В аккумуляторной батарее 10, предлагаемой настоящим вариантом воплощения изобретения, держатель 30 элементов батареи размещается внутри корпуса 12 и оснащается амортизаторами 70 (первым амортизирующим устройством) и слоем 15 резины (вторым амортизирующим устройством), установленными между держателем 30 элементов батареи и корпусом 12, так чтобы держатель 30 элементов батареи не соприкасался непосредственно с внутренней поверхностью корпуса 12. Таким образом, при воздействии извне ударов или толчков на корпус 12 аккумуляторной батареи 10 эти удары или толчки могут поглощаться за счет упругой деформации амортизаторов 70 и слоя 15 резины.
В результате становится возможным смягчение или поглощение возможных ударных воздействий на элементы Se батареи и держатель 30 элементов батареи.
[0057] Кроме того, поскольку амортизаторы 70 расположены в четырех верхних углах держателя 30 элементов батареи, становится возможным эффективное поглощение возможных ударных воздействий с использованием минимального количества амортизаторов и минимального объема материала, требуемого для поглощения ударных воздействий.
[0058] Кроме того, возможные ударные воздействия, приложенные к держателю 30 элементов батареи в вертикальном направлении, могут поглощаться слоем 15 резины, уложенным на внутренней нижней поверхности 12b корпуса 12 и поддерживающем держателе 30 элементов батареи снизу.
[00659] Кроме того, поскольку участки схемы левой и правой платы 26 схемы управления подключены к основной пластине 22 клеммы через основную гибкую пластину 60, становится возможным минимизировать пространство для электрических схем по сравнению с держателем, в котором участки схемы соединялись бы с основной пластиной 22 клеммы посредством множества проводов.
[0060] Кроме того, поскольку гибкая основная пластина 60 может расширяться и сжиматься в продольном направлении, становится возможным надежное предотвращение потенциально неправильного электрического соединения основной гибкой пластины 60 к платам 26 схемы управления и основной 22 пластине клеммы.
[0061] Кроме того, в держателе 30 элементов батареи элементы Se батареи размещаются горизонтально, при этом держатель 30 элементов батареи содержит левую деталь 33 держателя и правую деталь 34 держателя, которые могут разделяться и соединяться друг с другом в горизонтальном направлении. Вследствие чего становится возможным без труда разместить элементы Se батареи в держателе 30 элементов батареи.
[0062] Кроме того, как боковая плата 345 правой детали 34 держателя, так и боковая плата (соответствующая боковой детали 345) левой детали 33 держателя имеет волнообразную форму, проходящую вдоль внешних периферийных поверхностей элементов Se батареи, при этом левая деталь 33 держателя и правая деталь 34 держателя соединяются друг с другом с помощью винтов и проушин 347, расположенных в нижних точках вогнутых участков волнообразной боковой поверхности 345 и боковой платой левой детали 33 держателя. Поэтому винты не выступают из периферийной поверхности держателя 30 элементов батареи. Вследствие чего становится возможным минимизировать размеры держателя 30 элементов батареи.
[0063] Кроме того, между нижней пластиной левой детали 33 держателя и левыми торцевыми поверхностями элементов Se батареи, равно как и между нижней пластиной правой детали 34 держателя и правыми торцевыми поверхностями элементов Se батареи, размещен электроизоляционный слой 52. Вследствие чего становится возможным надежное предотвращение короткого замыкания между элементами Se батареи, а также предотвращение и возможного осевого смещения элементов Se батареи относительно держателя 30 элементов батареи.
[0064] Для улучшения электроизолирующих свойств на поверхность электроизоляционного слоя 52 возможно нанесение электроизоляционной бумаги.
Альтернативные варианты воплощения изобретения
[0065] Настоящее изобретение может не ограничиваться вышеприведенным вариантом воплощения изобретения и может быть усовершенствовано многими способами. Например, хотя аккумуляторная батарея 10 вышеуказанного варианта воплощения изобретения включает в себя двадцать элементов Se батареи, число элементов Se батареи может не ограничиваться двадцатью и может подбираться по потребности.
[0066] Кроме того, хотя амортизатор 70 состоит из вала 71, Г-образной стенки 73 и прямоугольного амортизирующего блока 75, Г-образная стенка 73 может быть заменена стенкой другой формы, а прямоугольный амортизирующий блок 75 может быть также заменен амортизирующим блоком другой формы.
[0067] Кроме того, хотя слой 15 резины уложен между нижней поверхностью держателя 30 элементов батареи и внутренней нижней поверхностью 12b корпуса 12, слой 15 резины может быть заменен резиновыми блоками или иным подобным материалом, размещенным в четырех нижних углах держателя 30 элементов батареи.