电池包的制作方法

电池包
[技术领域]
[0001]
本发明涉及电动工具技术领域，特别涉及一种用于手持式电动工具的电池包。
[

背景技术：
]
[0002]
目前市面上标称电压高于36v的锂离子电池包多以两组并联为主，如标称电压为50.4v的电池包，其由于数量较多的电芯(28节电芯)，使得其整包的体积比较大。同时，电芯在电池包中的不合理排布，使得电池包在大电流放电的情况下，电芯之间的温度差异较大；长时间使用后，容易导致电芯的一致性不佳，从而造成电池包的放电容量降低，寿命降低。并且，当电池包中电芯的排布超过两排时，内侧电芯四周会围绕有其他电芯；在大功率放电时，外侧电芯均有面接触外侧空气，其散热效果较好，而内侧电芯的散热效果则较差。这样就会造成内侧和外侧电芯之间的温差大，特别是大电流放电时，温升速率快，温差更明显。
[0003]
鉴于此，确有必要提供一种改进的电池包，以克服先前技术存在的缺陷。
[

技术实现要素：
]
[0004]
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种小型化、易组合/扩展的电池包，其具有内部结构稳定牢靠且电芯散热均匀的优点。
[0005]
本发明解决现有技术问题所采用的技术方案是：一种电池包，包括壳体及位于所述壳体内的电池组件，所述电池组件包括数个电芯及连接于所述电芯纵向两端的电芯支架。沿纵向观察，数个所述电芯至少分成两排电芯组，且每一排电芯组中所述电芯的轴心位于同一圆弧的弧线上，其中一排电芯组的相邻两个所述电芯的轴心与另一排电芯组中的一个所述电芯的轴心连线呈三角形设置。
[0006]
进一步改进方案为：数个所述电芯沿垂直于纵向的横向排布成至少两个单排电芯组，至少两个所述单排电芯组在垂直于纵向与横向的竖向上堆叠设置，且每个所述单排电芯组中，所述电芯的轴心在同一圆弧的弧线上。
[0007]
进一步改进方案为：所述电芯支架包括分别位于数个所述电芯纵向两端的第一支架与第二支架，所述第一支架与所述第二支架彼此连接，以固定数个所述电芯。
[0008]
进一步改进方案为：所述电芯支架设有沿纵向贯穿所述第一支架与所述第二支架的数个安装槽，所述电芯的纵向端部容纳于所述安装槽内且露出于所述电芯支架的外端面。
[0009]
进一步改进方案为：所述电池组件还包括位于所述电芯支架纵向两端的数个电极片，所述电极片固定连接于所述电芯支架的外端面且贴合于所述电芯的纵向端部。
[0010]
进一步改进方案为：所述壳体包括相互扣合的第一壳体与第二壳体，所述第一壳体与所述第二壳体相互配合形成容置腔，所述电池组件容纳于所述容置腔内。
[0011]
进一步改进方案为：所述电池包包括至少两个所述电池组件，至少两个所述电池组件沿纵向或横向排布设置于所述壳体内。
[0012]
进一步改进方案为：所述电池包包括位于所述第一壳体上的按钮及位于所述第一
壳体内的光源，所述按钮由透光材料制成且邻近所述光源设置，所述光源发出的光线自所述按钮射出第一壳体外。
[0013]
进一步改进方案为：所述第二壳体设有在垂直于纵向的竖向上相对设置的上壳体与下壳体，所述上壳体与所述下壳体分别设有进风口与出风口，且所述电池组件位于所述进风口与所述出风口之间。
[0014]
本发明解决现有技术问题还采用的技术方案是：一种电池包，包括壳体及位于所述壳体内的电池组件，所述壳体所述壳体包括沿竖向安装的上壳体与下壳体，所述上壳体与所述下壳体分别设有进风口与出风口，所述电池组件位于所述进风口与所述出风口之间，所述电池组件包括数个电芯及连接于所述电芯的纵向两端的电芯支架。沿纵向观察，数个所述电芯分成在竖向上相对的至少两排电芯组，且每一排电芯组中所述电芯的轴心位于同一圆弧的弧线上；相邻两排电芯组中的每个电芯上下相对设置，且上排电芯组的电芯轴心与下排电芯组的对应电芯轴心连线与竖向平行。
[0015]
进一步改进方案为：上排电芯组的电芯轴心与下排电芯组的对应电芯轴心连线以形成电芯列，相邻两个所述电芯列之间具有竖向延伸的间隙，所述间隙连通所述进风口与所述出风口，且所述间隙的尺寸由中间段向外侧段增大。
[0016]
本发明解决现有技术问题还采用的技术方案是：一种电池包，包括壳体及位于所述壳体内的电池组件，所述电池组件包括数个电芯及连接于所述电芯的纵向两端的电芯支架。沿纵向观察，数个所述电芯分成多排电芯组，每一排电芯组中所述电芯的轴心位于同一圆弧的弧线上，且多排电芯组中，位于中间段相邻四个电芯相隔的间隙空间大于位于外侧段对应弧线上的相邻四个电芯相隔的间隙空间。
[0017]
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：沿纵向观察，数个电芯至少分成两排电芯组，且每一排电芯组中电芯的轴心位于同一圆弧的弧线上，其中一排电芯组的相邻两个电芯的轴心与另一排电芯组中的一个电芯的轴心连线呈三角形设置。如此设置，使得电池包内的电芯排布紧凑，整体空间合理利用，以使结构稳定牢靠；同时，呈弧形设置也使得电芯组能够进行堆叠扩展。相邻两个电芯之间的间距由中间段向外侧段逐渐增大，还解决现有的电芯排布中内侧电芯的温度高，温差大的问题，即减小了电芯之间的温差，使得电芯的散热均匀，有利于电池包中电芯的均衡。
[附图说明]
[0018]
下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步详细的说明:
[0019]
图1是本发明较佳实施例的电池包的立体示意图；
[0020]
图2是图1所示的电池包的部分分解图；
[0021]
图3是图2所示的电池包中电池组件的分解示意图；
[0022]
图4是图3所示的电池组件的主视图；
[0023]
图5是图4所示的电池组件中电芯的主视图。
[0024]
图中附图标记的含义：
[0025]
100、电池包 10、壳体 11、第一壳体 12、第二壳体 121、上壳体 122、下壳体 123、后壳体 124、进风口 125、出风口 13、开关组件 131、按钮 132、固定座 14、光源 20、电池组件 21、单排电芯组 22、电极片 30、电芯 40、电芯支架 41、第一支架 42、第二支架 43、
安装槽 50、电路板
[具体实施方式]
[0026]
在本发明中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。例如下述的“上”、“下”、“前”、“后”等指示方位或位置关系的词语仅基于附图所示的方位或位置关系，仅为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置/元件必须具有特定的方位或以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
[0027]
请参阅图1至图5所示为本发明较佳实施例涉及的一种电池包100，所述电池包100通常用于连接至电动工具，尤其是手持式电动工具(未图示)。所述电池包100包括由塑料制成的壳体10及位于壳体10内的电池组件20。本实施方式中，所述电池包100包括至少两个电池组件20，至少两个电池组件20沿纵向或横向排布设置于壳体10内。
[0028]
请参阅图2所示，所述壳体10包括相互扣合的第一壳体11与第二壳体12，所述第一壳体11与第二壳体12相互配合形成容置腔(未图示)，所述电池组件20容纳于容置腔内。所述第一壳体11设置于电池组件20的纵向前端，所述第二壳体12设有在竖向上相对设置的上壳体121与下壳体122及连接于上壳体121与下壳体122纵向后端的后壳体123，所述上壳体121、下壳体122与后壳体123共同形成筒状的第二壳体12。所述上壳体121与下壳体122分别设有进风口124与出风口125，且所述电池组件20位于进风口124与出风口125之间，外部空气从进风口124流入壳体10内，在流经电池组件20的电芯30之间的间隙后从出风口125流出，从而使得所述电池组件20具有更好的散热效果。
[0029]
所述电池包100还包括位于第一壳体11上的开关组件13及位于第一壳体11内的光源14与电路板50，所述光源14为led灯且连接固定于电路板50上。所述开关组件13包括暴露于第一壳体11上的按钮131及连接于按钮131纵向后端的固定座132，所述固定座132固定于光源14的纵向前端，以将按钮131支撑于光源14的前端。所述按钮131由透光材料制成且邻近光源14设置，所述光源14发出的光线自按钮131射出第一壳体11外，以在按钮131上显示电池包100当前所具有的电量。
[0030]
请参阅图3至图4所示，所述电池组件20包括沿纵向延伸的数个电芯30、连接于电芯30纵向两端的电芯支架40及位于电芯支架40纵向两端的数个电极片22。结合图5所示，数个电芯30沿垂直于纵向的横向排布成至少两个单排电芯组21，且至少两个单排电芯组21在竖向上堆叠设置。每个单排电芯组21中，所述电芯30的轴心在同一圆弧的弧线上；即沿纵向观察，至少两个单排电芯组21均呈弧形设置。如此设置，使得电池包100内的电芯30排布紧凑，整体空间合理利用，以使电池组件20的内部结构稳定牢靠；同时，呈弧形设置也使得单排电芯组21能够进行堆叠扩展。
[0031]
本实施方式中，所述单排电芯组21的数量为两个，其中一个单排电芯组21的相邻两个电芯30的轴心与另一个单排电芯组21中一个电芯30的轴心连线呈三角形设置。该三角形的错位设置解决现有的电芯排布中内侧电芯的温度高，温差大的问题，即减小了电芯30之间的温差，使得电芯30的散热均匀，有利于电池包100中电芯30的均衡。
[0032]
所述电芯支架40包括分别位于单排电芯组21纵向两端的第一支架41与第二支架42，所述第一支架41设有朝向第二支架42延伸的销柱，所述第二支架42设有对应销柱的配合部，所述销柱连接于配合部，使得所述第一支架41与第二支架42彼此连接，以固定数个电
芯30，从而将数个电芯30固定以形成稳定的电池组件20。
[0033]
所述电芯支架40设有沿纵向贯穿第一支架41与第二支架42的数个安装槽43及位于第二支架42上的挂钩(未标号)，所述电芯30的纵向端部容纳于安装槽43内且露出于电芯支架40的外端面。所述电池包100还设有位于壳体10且至少连接于两个电池组件20之间的排线(未图示)，以使两个电池组件20串联或并联；进一步地，所述排线还用于连接将其他零部件连接至电路板50。所述电极片22固定连接于电芯支架40的外端面且贴合于电芯30的纵向端部，以使电池组件20中的电芯30串联或并联。所述挂钩44用于卡扣上述排线，以使得所述电池包100内的结构布局整齐。
[0034]
本实施方式中，相邻两个单排电芯组21中的每个电芯30上下相对设置，且上排电芯组的电芯轴心与下排电芯组的对应电芯轴心连线与竖向平行。上排电芯组的电芯轴心与下排电芯组的对应电芯轴心连线以形成沿竖向延伸设置的数个电芯列，相邻两个电芯列之间具有竖向延伸的间隙，且所述间隙的尺寸由中间向两端增大。同时，所述电池组件20位于进风口124与出风口125之间，使得所述间隙连通进风口124与出风口125；外部空气从进风口124流入壳体10内，在流经电池组件20的电芯列之间的间隙后从出风口125流出，从而使得所述电池组件20具有更好的散热效果；由于中间段被包裹，相对于外侧段的电芯30易发生温度较高的现象，通过本发明将电芯30设置的间隙增大排布，更有利于中间段的电芯30散热。
[0035]
进一步地，请再参阅图5所示，上述多排电芯组中，位于中间段相邻四个电芯30相隔的间隙空间大于外侧段对应弧线上的相邻四个电芯30相隔的间隙空间，由此可以使得位于中间段的电芯30更快的进行散热，从而减小温差。假若所述电芯30的编号为01～14，经过实验发现，并通过下表可知，为电池组件20中相应电芯30在25℃环境温度下放电288秒时的温升实验数据结果。
[0036]
其中，单体电芯30的平均温度最高104.588℃，且电芯之间的最大温差4.537℃，从而说明电芯30之间的温度一致性较好，即减小了电芯30之间的温差，使得电芯30的散热均匀，有利于电池包100中电芯30的均衡。通过实验数据可以得出电芯组内的电芯温差不大，说明将电芯设置的间隙增大排布，有利于中间部分电芯散热，防止电池温度过高影响产品使用，且延长了使用寿命；也无需将电芯上裹上散热材料，进一步降低了制造成本。
[0037][0038][0039]
下表为三个单排电芯组21共同形成的电池组件在25℃环境温度下放电500秒时的温升数据表格；其中，最底部的单排电芯组中电芯从左到右的编号依次是01～07，中间的单排电芯组中电芯从左到右的编号依次是08～14，而最顶部的单排电芯组中电芯从左到右的编号依次是15～21。
[0040]
编号温度编号温度编号温度0180.84920884.97791582.70630285.19940988.33951684.21310385.12821087.87601784.43310485.35131187.86671884.39010585.41281288.26081984.40520685.19311388.34882084.21250780.84331485.00092182.7129
[0041]
该电池包中每一排电芯组中相邻两个电芯30之间的间距由中间段向外侧段逐渐增大。现有的电池包中电芯排布超过两排时，如果相邻电芯之间的间距是均匀的，则位于最中心的电芯温度最高，而越靠边缘的电芯温度越低，这对于电池包的散热是极为不利的。本实施方式中，相邻电芯30之间的间距是非均匀的，且位于中间段的电芯30之间的间距较大，而位于外侧段的电芯30之间的间距较小，其有利于热量的散发；由上表的温升数据可以看出，温度最高的电芯30已经不是位于最中心的电芯，而是位于两侧的电芯30(编号9与编号13)的温度最高。是以有效的减小了电芯30之间的温差，使得电芯30的散热均匀，有利于电池包100中电芯30的均衡。
[0042]
本发明中，沿纵向观察，至少两个单排电芯组21均呈弧形设置，且其中一个单排电芯组21的电芯30的轴心与另一个单排电芯组21中相邻两个电芯30的轴心之间呈三角形设置。如此设置，使得电池包100内的电芯30排布紧凑，整体空间合理利用，以使结构稳定牢靠；同时，呈弧形设置也使得单排电芯组21能够进行堆叠扩展。外部空气从进风口124流入壳体10内，在流经电池组件20的电芯列之间的间隙后从出风口125流出，从而使得所述电池组件20具有更好的散热效果。同时，相邻两个电芯30之间的间距由中间段向外侧段逐渐增大，还解决现有的电芯排布中内侧电芯的温度高，温差大的问题，即减小了电芯30之间的温差，使得电芯30的散热均匀，有利于电池包100中电芯30的均衡。
[0043]
本发明不局限于上述具体实施方式。本领域普通技术人员可以很容易地理解到，在不脱离本发明原理和范畴的前提下，本发明的电池包还有很多的替代方案。本发明的保护范围以权利要求书的内容为准。