專利名稱：電池組和電池模塊以及用于運(yùn)行電池模塊的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有至少兩個(gè)電化學(xué)電池、尤其是鋰離子電池的 電池組，其中，每個(gè)電池具有一在各自的電池體上在端側(cè)設(shè)置的正極 和負(fù)極，其中，這些電池的這些極電串聯(lián)和/或電并聯(lián)。
本發(fā)明還涉及一種用于運(yùn)行具有本發(fā)明的電池組的電池模塊的 方法。
本發(fā)明還涉及一種具有至少一個(gè)本發(fā)明的電池組的電動(dòng)工具機(jī)。
背景技術(shù)：
已知的是，在過放電和在過充電時(shí)，鋰離子蓄電池的壽命受損。
為了不受到損害，這種電池最大應(yīng)充電到4.0-4.5V之間的電壓范圍內(nèi)， 并且其電壓不應(yīng)低于1.0-2.5V。
如果多個(gè)電池以串聯(lián)的形式連接成一個(gè)所謂的電池組，那么監(jiān)控 總的電池組電壓是不足夠的。由于電容和寄生的放電電阻的由制造引 起的漏泄，這些電池處于不同的充電狀態(tài)下，所述充電狀態(tài)隨著時(shí)間 的推移通過充電/放電循環(huán)越來越彼此漂移。不均勻的溫度分布也弓I起 電池電壓的漂移，該溫度分布在運(yùn)行期間在電池組中出現(xiàn)。所以，電 池組的電池在充電時(shí)不同時(shí)達(dá)到其充電最終電壓。這可導(dǎo)致單個(gè)電池 的過充電并且從而導(dǎo)致其損壞。相反在電池組放電時(shí)存在這樣的危 險(xiǎn)，即在達(dá)到電池組的放電最終電壓時(shí)單個(gè)電池放電到其允許的放電 最終電壓以下并且同樣導(dǎo)致?lián)p壞。這可能甚至到這種程度，即在電池 組放電時(shí)一個(gè)電池?fù)Q極(變極)并且毀壞，使得整個(gè)電池組不可使用。 因?yàn)橥ㄟ^充電/放電循環(huán)加強(qiáng)了電池的不平衡，所以在不能預(yù)先估計(jì)次 數(shù)的充電/放電循環(huán)之后發(fā)生單個(gè)電池的變極的情況，這將導(dǎo)致電池組
失效。
為了避免縮短電池組的壽命，已經(jīng)建議，在電池組中置入單個(gè)電 池監(jiān)控裝置。在此監(jiān)控每個(gè)單個(gè)的電池的電壓，并且在達(dá)到下限和上 限的界限值時(shí)使相關(guān)的電池與補(bǔ)償電子電路單元跨接。這可以通過各 種合適的電路實(shí)現(xiàn)。但是在每種情況下必要的是，由每個(gè)電池上將正 極和負(fù)極從電池組中引出。
例如由專利申請(qǐng)GB 2408396 A公開了這種用于電池組電池的補(bǔ) 償電子電路單元。在那兒電池的接線通過分開的導(dǎo)體引導(dǎo)至補(bǔ)償電子 電路單元。該補(bǔ)償電子電路單元與電池組分開地設(shè)置，其結(jié)果是制造 成本高，因?yàn)殡姵亟M和電子電路單元的連接不能自動(dòng)化制造，而是必 需手工制造。在成批生產(chǎn)例如電動(dòng)工具中的電池組時(shí)或者在規(guī)劃的批 量生產(chǎn)例如混合動(dòng)力車輛時(shí)，這種手工的制造步驟由于時(shí)間原因和成 本原因是不希望的。
另外，有問題的是，在對(duì)于電動(dòng)工具機(jī)典型的機(jī)械負(fù)荷的情況下 會(huì)產(chǎn)生電纜斷裂或者觸頭松脫，這一方面會(huì)導(dǎo)致補(bǔ)償電子電路單元的 失效，另一方面會(huì)導(dǎo)致電池組的提前失效，因?yàn)樵撾姵亟M不再能按規(guī) 定進(jìn)行監(jiān)控及充電。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種具有至少兩個(gè)電化學(xué)電池、尤其是鋰離子電池的 電池組，其中，每個(gè)電池具有一個(gè)在各自的電池體上在端側(cè)設(shè)置的正 極和負(fù)極，其中，這些電池的這些極電串聯(lián)和/或電并聯(lián)。
本發(fā)明提出，在至少兩個(gè)電池上在其相對(duì)于在電池組內(nèi)的布置處 于同側(cè)的端側(cè)上設(shè)置一個(gè)用于電連接所述電池的電池連接器，該電池 連接器將所連接的電池的分別一個(gè)極連接起來并且一直延伸到一印 制電路板的接觸區(qū)域，其中，這些電池以其電池體彼此平行地設(shè)置并 且這些電池體的端側(cè)分別處于一個(gè)共同的平面中。這些電池連接器可 以直接與印制電路板接觸接通。由此可以實(shí)現(xiàn)電池連接器的印制電路
板側(cè)的端部和印制電路板的位置的在制造技術(shù)上確定的幾何對(duì)應(yīng)，這 支持和簡(jiǎn)化了自動(dòng)化的制造。這在制造電池組時(shí)允許縮短周期。
通過電池以其電池體彼此平行地設(shè)置，得到一個(gè)緊湊的結(jié)構(gòu)形 式。優(yōu)選各電池電反并聯(lián)地設(shè)置。由此對(duì)于電池連接器得到特別節(jié)省 空間的接線可能性。優(yōu)選這些電池是長形的，尤其是構(gòu)造有圓形橫截 面或者四邊形橫截面。緊湊的結(jié)構(gòu)方式還通過以下方式得到支持，即 電池體的端側(cè)分別位于一個(gè)共同的平面上。因此，在電池組的例如一 個(gè)上側(cè)上的電池連接器可以設(shè)置在一個(gè)平面上，該平面平行于在電池 組的下側(cè)上的平面，那里的電池連接器設(shè)置在后述平面中。這種簡(jiǎn)化 的幾何形狀附加地簡(jiǎn)化了電池組的裝配。這些電池連接器可以在與印 制電路板側(cè)的觸頭連接之后與電池組的下側(cè)和上側(cè)上的電池端側(cè)連 接。裝備有電池連接器的印制電路板可以與電池組連接、例如裝配到 一個(gè)基體中。接著，這些電池連接器可以在電池的端側(cè)上與電池焊接。
優(yōu)選該電池組有一個(gè)電池那么長，也就是說每個(gè)電池在其兩個(gè)端 側(cè)上與電池連接器連接。原則上，在電池組中可以沿電池的電池體前 后相繼地連接兩個(gè)或多個(gè)電池，這些電池然后在所述兩個(gè)和多個(gè)電池 的各自的兩個(gè)外端部上與電池連接器連接。在這種情況下這些電池例
如被成對(duì)地監(jiān)控。
電池連接器優(yōu)選可以制造為沖壓柵格并且在相同的方法步驟中 與印制電路板連接，在該印制電路板上該電池連接器被裝備上優(yōu)選的 電子元件例如扼流元件、溫度監(jiān)控裝置、電池電壓監(jiān)控裝置等。優(yōu)選 的沖壓柵格具有接線，這些接線將電池組的相應(yīng)側(cè)的每個(gè)極引導(dǎo)至印 制電路板，補(bǔ)償電子電路單元位于該印制電路板上。從而能夠保證， 對(duì)每個(gè)電池的每個(gè)極配置一個(gè)位于印制電路板上的電接線面。
通過分別兩個(gè)印制電路板接線面的合適的組合，能以簡(jiǎn)單的方式 實(shí)現(xiàn)單個(gè)電池的電池電壓監(jiān)控。電池連接器(該電池連接器一方面因 此這些電池相互之間的通常的電連接)有利地例如通過接觸片這樣構(gòu)
成，使得所述電池連接器同時(shí)構(gòu)成印制電路板的接觸區(qū)域上的導(dǎo)線并 且允許電勢(shì)分接以便在印制電路板上監(jiān)控單個(gè)電池的電池電壓。為 此，能以簡(jiǎn)單的方式對(duì)通常的電池連接器相應(yīng)地進(jìn)行改型，其方式是， 例如設(shè)置相應(yīng)的延長部或者接觸片。電池連接器經(jīng)常通過沖壓制成， 因此可簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)電池連接器的改型。
對(duì)于緊湊的電池組(該電池組例如尤其是用于電動(dòng)工具機(jī)或者用 于混合動(dòng)力車輛)其優(yōu)點(diǎn)是，補(bǔ)償電子電路單元與電池組緊密地連接 并且設(shè)置一個(gè)盡可能簡(jiǎn)單的且符合制造的布線。通過本發(fā)明的構(gòu)型可 以節(jié)省顯著的布線耗費(fèi)，這縮短了周期、使制造變得廉價(jià)并且避免了 布線錯(cuò)誤。
特別有利的是，這些相對(duì)于電池同側(cè)地設(shè)置的電池連接器可以設(shè) 置在一個(gè)平面中。由此在制造技術(shù)上簡(jiǎn)化了電池連接器與電池極的確 定的對(duì)應(yīng)以及在制造技術(shù)上簡(jiǎn)化了電池連接器在電池上的固定。
如果每個(gè)電池連接器將一個(gè)電池的正極和相鄰該電池的電池負(fù) 極引導(dǎo)至接觸區(qū)域，那么可實(shí)現(xiàn)在電池組的下側(cè)和上側(cè)上的接觸區(qū)域 中的觸頭對(duì)的特別簡(jiǎn)單的對(duì)應(yīng)，以便確定一個(gè)確定的電池的電池電 壓。
有利的是，這些電池設(shè)置在一個(gè)緊密的包裝內(nèi)，這允許特別緊湊 的結(jié)構(gòu)方式。
有利的是，將這些電池置入到一個(gè)電池床中。該電池床可以構(gòu)成 為溫度平衡體、例如構(gòu)成為金屬體或者由一種良好導(dǎo)熱的塑料材料構(gòu) 成或者由一種材料構(gòu)成或者已被置入到這種材料中(該材料在最大允 許的工作溫度以下具有相變，通過其潛熱可以將電池組的溫度恒定的 保持一定的時(shí)間)，該塑料材料例如也可用金屬顆粒填充。溫度平衡 體用于將溫度均勻到電池組的體積上，這保證了均勻的運(yùn)行條件。另 外，電池床可以用作冷卻體，用于將熱從電池組中導(dǎo)出。
有利的是，該電池床與印制電路板上的一個(gè)溫度傳感器熱連接。通過電池組的按本發(fā)明的緊密的結(jié)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)印制電路板和電池的特 別緊密的相鄰，因此在溫度傳感器、例如一個(gè)對(duì)溫度敏感的、集成的 開關(guān)電路與電池床之間可進(jìn)行直接的本體接觸。通過電池床引起的溫 度均勻可以足夠精確地監(jiān)控電池組中的電池溫度。無需外部的溫度傳 感器，該溫度傳感器必需設(shè)置在電池組上，而是它可節(jié)省空間地直接
集成在印制電路板上、例如集成在ASIC中。直接設(shè)置在電池組上的
電子電路單元的保護(hù)電池、避免過熱和平衡電池電壓的作用允許電池 組壽命的倍增。
特別緊湊的是，印制電路板平行于電池體的縱向延伸地設(shè)置。當(dāng) 電池組應(yīng)被置入到一個(gè)電動(dòng)工具機(jī)內(nèi)，在該工具機(jī)中通常對(duì)于電池組 提供盡可能小的結(jié)構(gòu)空間時(shí)，這一點(diǎn)是特別有利的。
有利的是，印制電路板可具有一個(gè)用于平衡電池的充電狀態(tài)的補(bǔ) 償電子電路單元。從而不僅可以監(jiān)控運(yùn)行時(shí)的電池溫度，而且也可以 保護(hù)電池地進(jìn)行充電和放電過程以及避免過熱。該電子電路單元可以 除了可能的不可集成的大功率元器件例如大功率電阻、線圈、電容和
必要時(shí)大功率開關(guān)之外集成在ASIC中(ASIC二專用集成電路一 Application Specific Integrated Circuit) 。 ASIC可以有利地包括一個(gè)用 于探測(cè)電池組的溫度、優(yōu)選電池組的熱負(fù)載最強(qiáng)的電池的溫度的溫度 傳感器。為此，ASIC可以直接通過一個(gè)熱良好的連接裝置與基體連 接或者一一如果不存在這樣的基體的情況下一一與熱負(fù)載最強(qiáng)的電 池連接。另外，印制電路板和/或ASIC除了用于平衡電池電壓的補(bǔ)償 電子電路單元之外優(yōu)選也包括一個(gè)用于給電池組充電的電子電路單 元。然后，為了給電池組充電有利地僅需要一個(gè)從外部輸入的電網(wǎng)電 壓，這允許例如像用電網(wǎng)工具機(jī)那樣用一個(gè)電池驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)工具機(jī)進(jìn) 行工作。當(dāng)不是持續(xù)地需要進(jìn)行與電網(wǎng)無關(guān)的工作時(shí)，這一點(diǎn)是有利 的。電池組的由此可進(jìn)行持續(xù)的再充電允許在不中斷充電的情況下連 續(xù)運(yùn)行，并且如果期望或必要，可以與電網(wǎng)無關(guān)地繼續(xù)工作。設(shè)有補(bǔ)
相鄰的布置的另一優(yōu)點(diǎn)在于，電池組可以與一個(gè)便攜式電動(dòng)工具機(jī)不 可松脫地連接，由此可以避免電池組的無意地松脫和掉下的危險(xiǎn)。電 池組和電動(dòng)機(jī)的持久的連接首先通過如下方式在經(jīng)濟(jì)上有意義，即補(bǔ) 償電子電路單元允許電池組壽命的顯著延長。
電池組中的電池?cái)?shù)量優(yōu)選可以這樣進(jìn)行選擇，使得相應(yīng)的電子元 件、例如扼流裝置、大功率電阻、限流電路、補(bǔ)償電子電路單元可以 用低電壓元器件構(gòu)成，低電壓元器件與高電壓元器件相比顯著地便 宜。尤其當(dāng)電子電路單元集成在一個(gè)ASIC中時(shí)，可以使用標(biāo)準(zhǔn)程序，
這允許成本優(yōu)化的ASIC制造。
有利的是，印制電路板具有一個(gè)用于監(jiān)控電池的電壓的電子電路 單元，和/或該印制電路板可以具有一個(gè)用于平衡電池的電池狀態(tài)的補(bǔ) 償電子電路單元以及一個(gè)借助于外電網(wǎng)電壓對(duì)電池充電的充電電路。
根據(jù)本發(fā)明的另一觀點(diǎn)可以構(gòu)成一個(gè)電池模塊，該電池模塊包括 多個(gè)具有相應(yīng)優(yōu)選的電池連接器的電池組，它們電串聯(lián)和/或電并聯(lián)地 連接。同類電池組的布線允許例如幾百伏高的輸出電壓的構(gòu)成，就像 在混合動(dòng)力車輛或電池車輛或在應(yīng)急發(fā)電設(shè)備中需要的那樣。盡管如 此，每個(gè)電池組的實(shí)際的電池補(bǔ)償電子電路單元仍可用低電壓元器件 構(gòu)成。每個(gè)電池組可以具有一個(gè)電池的長度，但是原則上可考慮的是， 也可前后相繼地設(shè)置至少兩個(gè)電池。
高電壓電池模塊的模塊式結(jié)構(gòu)也允許單個(gè)故障電池組的更換，而 不必在出現(xiàn)電池故障時(shí)更換整個(gè)電池模塊。借助于補(bǔ)償電子電路單元 可允許電池組的單個(gè)電池的診斷并且也允許在電池模塊中定位該電 池組。根據(jù)一種優(yōu)選的方法，為了診斷例如使一個(gè)電池組的單個(gè)電池 電壓的各自的漂移分別根據(jù)充電/放電循環(huán)彼此比較并且在界限值被 超過時(shí)產(chǎn)生一個(gè)信號(hào)，該信號(hào)要求更換相應(yīng)的電池組。
本發(fā)明的電池模塊在混合動(dòng)力車輛中的一種優(yōu)選的應(yīng)用允許在
電網(wǎng)上或例如在停車場(chǎng)、尤其是在公司停車場(chǎng)的用太陽能電池運(yùn)行的 補(bǔ)充充電站上對(duì)電池組進(jìn)行有效的和保護(hù)的補(bǔ)充充電。因?yàn)榇蟛糠值?車輛僅在短時(shí)間運(yùn)行中被使用并且在使用之前長時(shí)間處于相同的位 置上，所以可以實(shí)現(xiàn)并且有意義的是，電池模塊的補(bǔ)充充電尤其是用 優(yōu)選固定的太陽能電池板進(jìn)行，并且在混合動(dòng)力車輛的燃料消耗方面 允許顯著的節(jié)約。
另外，具有電池組的電動(dòng)工具機(jī)也是優(yōu)選的，該電池組與電動(dòng)工 具機(jī)固定地連接。


由下面的

得到其他的優(yōu)點(diǎn)。在附圖中示出本發(fā)明的實(shí)施
例。技術(shù)人員可以合乎目的地單個(gè)考察這些在附圖、說明書和其他申
請(qǐng)文件中組合地公開的特征并且組成有意義的其他組合。 射
圖la、 b示出一個(gè)優(yōu)選的電池組的上側(cè)(圖lb)和下側(cè)(圖la) 的俯視圖，
圖2示意地示出一個(gè)電反并聯(lián)地定向的電池對(duì)， 圖3示出一個(gè)優(yōu)選的電池組的示意性示出的、優(yōu)選的印制電路板 的俯視圖，
圖4示意地示出一個(gè)優(yōu)選的、具有多個(gè)優(yōu)選的電池組的電池模塊， 圖5示出一個(gè)優(yōu)選的、具有固定地裝入的電池組的電動(dòng)工具機(jī)。
具體實(shí)施例方式
在附圖中，相同的或相同類型的部件用相同的附圖標(biāo)記表示。圖 la和lb借助于一個(gè)優(yōu)選的電池組100的上側(cè)(圖la)和下側(cè)(圖lb) 的俯視圖解釋本發(fā)明。電池組100示例性地包括十個(gè)圓柱形的、以六 角形布置的電池10、 ...、 28，該布置允許電池10、 ...、 28的盡可能 緊密的包裝。視需求而定可以設(shè)置或多或少的電池，這些電池的布置
也可根據(jù)需求來選擇。
電池10、 ...、 28優(yōu)選相同形式地構(gòu)成并且彼此反并聯(lián)地設(shè)置， 如示意地借助于在圖3中的兩個(gè)不是單獨(dú)地表示的電池示出的那樣， 使得其中一個(gè)電池體96的縱向延伸98平行于相鄰的電池體96的縱 向延伸98地定向。其中一個(gè)電池96的正電極96a如相鄰的電池96 的負(fù)電極96b那樣朝同側(cè)伸出并且反之亦然。這些極96a、 96b分別在 電池96的端側(cè)54a、 54b上構(gòu)成。
參考圖la和lb，在那兒示出的電池IO、…、28在圖3示出的反 并聯(lián)的布置中插入到電池床50的未詳細(xì)示出的接收部內(nèi)。電池10、...、 28的正極和負(fù)極未單獨(dú)示出。電池床50優(yōu)選構(gòu)成為溫度平衡-和冷卻 體，使得電池床50內(nèi)部的溫度可被均勻化并且同時(shí)可將電池10、...、 28的廢熱朝外排出。尤其在鋰離子電池中，電池組100中的盡可能小 的溫度梯度是值得期望的。另外，在電池床50中還設(shè)置若干個(gè)孔52， 這些孔例如用于固定電池組100。電池床50可以是一種金屬體或也可 以是一種良好導(dǎo)熱的塑料，例如是一個(gè)用金屬填充的塑料材料。取代 該塑料材料也可以使用一種材料或者將這種材料一起置入到該塑料 材料內(nèi)，這種材料在電池組的最大允許的工作溫度以下具有相變，通 過其潛熱可使電池組的溫度在一定時(shí)間上保持恒定。
電池IO、 ...、 28被澆注到具有填料68的接收部內(nèi)，該填料應(yīng)該 固定電池IO、 ...、 28并且該填料用于使電池10、 ...、 28與電池床50 更好地?zé)狁盥?lián)。為了清楚起見，僅用附圖標(biāo)記表示出具有填料68的 區(qū)域中的幾個(gè)。合乎目的的是，填料68同樣良好導(dǎo)熱地構(gòu)成。電池 10、 ...、 28在其外側(cè)上設(shè)有一個(gè)電絕緣部66，該絕緣部一直延伸至 電池IO、 ...、 28的端側(cè)并且搭接各自的電池體的邊緣。電池IO、...、 28的端側(cè)實(shí)際上位于電池組100的上側(cè)或下側(cè)上的一個(gè)平面48或58 中。絕緣部66優(yōu)選由一種收縮膜構(gòu)成，該收縮膜在加熱時(shí)收縮并且 緊緊地包圍電池體。
通過電池10、 ...、 28的六角形的布置，三個(gè)第一電池10、 12、 14位于該布置的最上面的列中、四個(gè)電池16、 18、 20、 22位于中間 的列中及三個(gè)電池24、26、28位于最下面的列中。分別兩個(gè)電池10、...、 28通過一個(gè)共同的電池連接器30連接，所述電池連接器普遍具有附 圖標(biāo)記30。為了清楚起見僅示出這些電池連接器30中的幾個(gè)。電池
連接器30具有連接端32，該連接端使電池IO.....28中的兩個(gè)、例
如電池16和電池24彼此連接并且通入輸出部34，該輸出部一直延伸 到印制電路板40上并且與其連接。輸出部34優(yōu)選分別構(gòu)成為插接觸 頭并且例如延伸穿過印制電路板40并且與其釬焊或焊接。
每個(gè)電池連接器30使一個(gè)電池10、 ...、 28的正極與相鄰的電池
10.....28之一的負(fù)極連接。電池連接器30優(yōu)選構(gòu)成為沖壓柵格
(Stanzgitter)并且因此平坦地并且根據(jù)使用的板厚相對(duì)硬地構(gòu)成，使 得它們?cè)陔姵亟M100的上側(cè)或下側(cè)上實(shí)際上分別位于一個(gè)平面48或 58中。電池10和電池14在電池組100的上側(cè)(平面48)用單獨(dú)的 接觸片36或38聯(lián)接到電池組100的前側(cè)和下側(cè)上的印制電路板40 的接觸區(qū)域70和72上，而不必在該上側(cè)上與其他的電池12、 16、...、 28連接。接觸片36、 38同樣與電池連接器30 —起位于電池組100的 上側(cè)上的平面48中及下側(cè)上的平面58中。
印制電路板40直接與電池床50耦聯(lián)并且平行于電池10、 ...、 28 地延伸。印制電路板40在其背側(cè)44上具有電子元件60和62，所述 電子元件伸入電池組100的空腔56內(nèi)。另外，在其前側(cè)42上設(shè)置一 個(gè)補(bǔ)償電子電路單元64，該補(bǔ)償電子電路單元應(yīng)平衡不同的電池電壓
并且防止電池10.....28的過載和過渡放電。補(bǔ)償電子電路單元64
優(yōu)選用一個(gè)熱觸頭46熱耦聯(lián)到電池床50上并且因此可以傳感電池床 50的溫度。
圖3中的印制電路板40的俯視圖以示意圖的形式示出印制電路 板的結(jié)構(gòu)，該印制電路板40在其兩個(gè)對(duì)置的端部上具有其接觸區(qū)域70、 72。在接觸區(qū)域70中設(shè)置電接線面74、 76、 78、 80、 82和84; 在接觸區(qū)域72中設(shè)置電接線面86、 88、 90、 92和94。在這些接線 面76、 78、 80、 82、 84、 86、 88、 90、 92的每一個(gè)上，電池連接器 30分別與兩個(gè)電池10、 ...、 28的兩個(gè)極連接，而在接觸部74和84 上僅用接觸片36或38連接一個(gè)極，即電池10的負(fù)極連接在接線面 74上并且電池14的正極連接在接線面84上。在示出的布置中，這些 電池從電池10開始一直電串聯(lián)到電池28。
因此，如由圖la可見的那樣，整個(gè)電池組100的所有電池10、...、 28的總電壓可以在觸頭74和84上分接(abgreifen)。每個(gè)單電池 10、 ...、 28的電池電壓可以如下地在接線面74、 ...、 94的合適的配 對(duì)之間確定。電池10的電池電壓可以在接線面74與86之間分接。 電池12的電池電壓可以在接線面80與卯之間分接。電池14的電池 電壓可以在接線面84與94之間分接。電池16的電池電壓可以在接 線面76與86之間分接。電池18的電池電壓可以在接線面78與88 之間分接。電池20的電池電壓可以在接線面80與92之間分接。電 池22的電池電壓可以在接線面82與94之間分接。電池24的電池電 壓可以在接線面76與88之間分接。電池26的電池電壓可以在接線 面78與90之間分接。電池28的電池電壓可以在接線面82與92之 間分接。
在圖4中示意地示出一個(gè)具有多個(gè)電池組100的優(yōu)選的電池模塊 110。在示出的例子中，設(shè)置十個(gè)電池組IOO。因此在串聯(lián)時(shí)在兩個(gè)未 詳細(xì)示出的極上可以分接單個(gè)電池組100的十倍的輸出電壓。電池模 塊110的優(yōu)選的運(yùn)行方式在于補(bǔ)償電子電路單元64允許電池組100 的在此未詳細(xì)示出的單個(gè)電池的診斷并且也允許電池模塊110中的電 池組100的定位。為了診斷，例如電池組100的單個(gè)電池電壓的各自 的漂移可分別根據(jù)充電/放電循環(huán)被彼此比較。在界限值被超過時(shí)，產(chǎn) 生一個(gè)信號(hào)，該信號(hào)要求相應(yīng)的電池組100的更換。
圖5示意地示出一個(gè)優(yōu)選的便攜式電動(dòng)工具機(jī)120，在該電動(dòng)工 具機(jī)中固定地裝入一個(gè)電池組100。該電池組100優(yōu)選具有一個(gè)電子 電路單元，該電子電路單元優(yōu)選設(shè)置在其印制電路板40上，并且該 電子電路單元除了用于平衡電池電壓的補(bǔ)償電子電路單元64 (圖la、 lb)之外還包括一個(gè)用于給電池組100充電的電子電路單元。為了給 電池組100充電可以使用一個(gè)從外部輸入的電網(wǎng)電壓，這允許像用電 網(wǎng)工具機(jī)那樣用該電池驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)工具機(jī)工作并且允許在不中斷充 電的情況下的連續(xù)運(yùn)行?？蛇x擇地，可以用電網(wǎng)連接裝置120或者用 電池組IOO進(jìn)行工作。通過電池組100的按本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)的延長的壽 命，該電池組可以與電動(dòng)工具機(jī)不可松脫地連接，并且避免電池組100 的無意地松脫和掉落的危險(xiǎn)。
權(quán)利要求
1.一種電池組，具有至少兩個(gè)電化學(xué)電池(10、...、28)、尤其是鋰離子電池，其中，每個(gè)電池(10、...、28)具有在各自的電池體(96)上在端側(cè)設(shè)置的正極(96a)和負(fù)極(96b)，其中，這些電池(10、...、28)的這些極(96a、96b)電串聯(lián)和/或電并聯(lián)地連接，其特征在于在至少兩個(gè)電池(10、...、28)上在其相對(duì)于其在電池組(100)中的布置處于同側(cè)的端側(cè)(54a、54b)上設(shè)置一用于電連接所述電池(10、...、28)的電池連接器(30)，該電池連接器將所連接的電池(10、...、28)的分別一個(gè)極(30a、30b)連接起來并且一直延伸到一印制電路板(40)的接觸區(qū)域(70、72)，其中，這些電池(10、...、28)以其電池體(96)彼此平行地設(shè)置并且這些電池體(96)的端側(cè)(54a、54b)分別處于一個(gè)共同的平面(48、58)中。
2. 按權(quán)利要求1所述的電池組，其特征在于所述相對(duì)于這些 電池(10、…、28)同側(cè)地設(shè)置的電池連接器(30)設(shè)置在一個(gè)平面(48、 58)中。
3. 按權(quán)利要求1或2所述的電池組，其特征在于每個(gè)電池連 接器(30)將一個(gè)電池(10、 ...、 28)的正極(96a)和一個(gè)與該電池 相鄰的電池(10.....28)的負(fù)極(96b)引導(dǎo)至接觸區(qū)域(70、 72)。
4. 按上述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的電池組，其特征在于這些電 池(10、 ...、 28)設(shè)置在一個(gè)緊密的包裝中。
5. 按上述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的電池組，其特征在于這些電 池(10、 ...、 28)被置入到一電池床(50)中。
6. 按上述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的電池組，其特征在于該電池 床(50)與印制電路板(40)上的一溫度傳感器熱連接。
7. 按上述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的電池組，其特征在于該印制 電路板(40)平行于電池體(96)的縱向延伸(98)地設(shè)置。
8. 按上述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的電池組，其特征在于該印制電路板(40)具有一用于平衡這些電池(10.....28)的充電狀態(tài)的補(bǔ)償電子電路單元(64)。
9. 按上述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的電池組，其特征在于該印制 電路板(40)具有一用于監(jiān)控這些電池(10、 ...、 28)的電壓的電子 電路單元(64)。
10. 按上述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的電池組，其特征在于該印制 電路板(40)具有一用于平衡這些電池(10、 ...、 28)的電池狀態(tài)的 補(bǔ)償電子電路單元(64)以及一借助于外部的電網(wǎng)電壓對(duì)這些電池(10、 ...、 28)充電的充電電路。
11. 按上述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的電池組，其特征在于該電池 床(50)包括一金屬體和/或一良好導(dǎo)熱的塑料材料和/或一用金屬顆 粒填充的塑料材料和/或一在最大允許的工作溫度以下具有相變的材 料或者被置入到這種材料中，通過其潛熱可將電池組(100)的溫度 在一定時(shí)間上保持恒定。
12. 具有至少一個(gè)按上述權(quán)利要求至少之一所述地構(gòu)成的電池組 (100)的電池模塊，其特征在于多個(gè)電池組(100)電串聯(lián)和/或電并聯(lián)地連接。
13. 用于運(yùn)行電池模塊(110)的方法，該電池模塊具有多個(gè)按 權(quán)利要求1至11至少之一所述地構(gòu)成的電池組(100)，其特征在于 觀察每個(gè)電池組(100)的輸出電壓在時(shí)間上的漂移并且將所述電池 組(100)的漂移彼此比較，其中，在所述漂移的預(yù)給定的界限值被 超過時(shí)給出一個(gè)警報(bào)，該警報(bào)要求更換其漂移超過界限值的電池組(100)。
14. 電動(dòng)工具機(jī)，其特征在于它具有至少一個(gè)按權(quán)利要求1至11至少之一所述地構(gòu)成的并且與該電動(dòng)工具機(jī)固定地連接的電池組(100)。
全文摘要
電池組，具有至少兩個(gè)電化學(xué)電池(10、...、28)、尤其是鋰離子電池，其中，每個(gè)電池具有在各自的電池體(96)上在端側(cè)設(shè)置的正極(96a)和負(fù)極(96b)，其中，這些電池的這些極(96a、96b)電串聯(lián)和/或電并聯(lián)地連接。在至少兩個(gè)電池上在其相對(duì)于其在電池組(100)中的布置處于同側(cè)的端側(cè)(54a、54b)上設(shè)置一用于電連接所述電池的電池連接器(30)，該電池連接器將所連接的電池的分別一個(gè)極(30a、30b)連接起來并且一直延伸到一印制電路板(40)的接觸區(qū)域(70、72)，其中，這些電池以其電池體(96)彼此平行地設(shè)置并且這些電池體(96)的端側(cè)分別處于一個(gè)共同的平面(48、58)中。
文檔編號(hào)H01M2/20GK101207187SQ20071016011
公開日2008年6月25日 申請(qǐng)日期2007年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月22日
發(fā)明者H·塞勒, P·科爾勞施 申請(qǐng)人:羅伯特·博世有限公司