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TW201806217A - 電池組和組裝電池組的方法 - Google Patents

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Abstract

一種電池組，包括框架和安裝到所述框架的兩個或多個電池單元。該兩個或多個電池單元通過被配置成使得在該兩個或多個電池單元之間產生電連接的可配置連接器互連。其中，所述可配置連接器適於被配置成第一狀態或第二狀態；在第一狀態下，兩個或多個電池單元被電連接；在第二狀態下，兩個或多個電池單元不被電連接。電池組在不插入端子保持器的情況下不是完全可操作的，因此在其被運送到最終使用者之前，在儲存和運輸過程中由於自放電導致的能量損失可被最小化。

Description

電池組和組裝電池組的方法
發明領域 本發明涉及一種電能存儲裝置，以及具體地涉及包含多個電池單元的電池組。
發明背景 電池組通常用於可擕式電氣設備和工具等，因此這些設備和工具可在沒有可用固定電源的環境中使用。例如，電動工具製造商通常生產通用電源組，其可兼容地用於不同類型的無繩電動工具中，諸如電鑽，錘子，螺絲刀，角磨機等。電池組通常包括容納在整體殼體中的多個電池單元，而使用者可容易地將整個電池組安裝到電動工具中，或者經由配置在所述電池組殼體上的閂鎖機構將整個電池組從電動工具移除。
然而，傳統的電池組通常在工廠中製造為可隨時使用的狀態，這意味著電池組在出廠以便運輸或銷售之前，就要進行完全組裝和成為可操作狀態。最終使用者在收到電池組時可立即將電池組插入到電氣設備中以開始使用電氣設備。毫無疑問，以這種方式製造的電池組方便使用者，因為在使用者方面，在開始使用電池組之前不需要額外的設置步驟。另一方面，這種電池組存在的問題在於一旦在工廠製造完成，電池組就將產生自動放電，其最終導致電池組中的電力的能量損失，並減短電池壽命。
發明概要 鑒於上述背景，本發明的一個目的在於提供替代的電池組，以及提供製造電池組以及準備使用的電池組的方法，這消除或至少減輕上述技術問題。
上述目的通過主要申請專利範圍的特徵的組合來實現；附屬請求項公開本發明的其它有利實施例。
本領域內的技術人員將從以下描述中得出本發明的其它目的。因此，前述的目的陳述不是詳盡無遺的並且僅僅是用於為了說明本發明的許多目的中的一些。
因此，在一方面，本發明是一種電池組，包括框架和安裝到所述框架的兩個或多個電池單元。該兩個或多個電池單元通過被配置成使得在該兩個或多個電池單元之間產生電連接的可配置連接器互連。其中，所述可配置連接器適於被配置成第一狀態或第二狀態；在第一狀態下，兩個或多個電池單元被電連接；在第二狀態下，兩個或多個電池單元不被電連接。
優選地，可配置連接器還包括兩個端子，所述兩個端子彼此分離並且分別連接到所述兩個或多個電池單元中的一個。兩個端子之間沒有電連接，因此可配置的連接器處於第二狀態下；除非兩個端子通過中間導體而連接，此時可配置連接器處於第一狀態下。
更優選地，電池組還包括中間導體，其可拆卸地連接到可配置連接器的兩個端子。
在一個實施方式中，兩個端子是佈置成彼此平行的金屬夾。中間導體包括可拆卸地插入在兩個金屬夾之間的金屬銷，從而使得兩個端子電連接以及可配置連接器變成為處於第一狀態下。
在一個變型中，電池組包括兩個或多個可配置的連接器。兩個或多個可配置連接器的中間導體固定地連接在一起。
在另一變型中，電池組還包括虛設連接器，其可拆卸地連接到兩個端子並使兩個端子電絕緣。
在另一變型中，中間連接器是雙用途連接器，其適於電連接可配置連接器的兩個端子，或者不使兩個端子電連接。
優選地，所述雙用途連接器包括導電構件和絕緣構件，它們分別在所述雙用途連接器的兩端上對稱地配置。
在又一變型中，電池組包括兩個或多個可配置的連接器。電池組還包括固定地連接在一起的兩個或多個虛設連接器。
根據一個變型，電池組包括電路板，可配置連接器的兩個端子固定到所述電路板。
根據另一變型，電池組還包括用於控制所述電池組的電路的開關。此外，中間導體與適於觸發開關的致動構件連接。當中間導體連接兩個端子或從兩個端子斷開時，開關相應地接通或關斷。
優選地，開關是按鈕。
更優選地，電池組還包括電路板，電路在電路板上佈置。開關以表面貼裝方式安裝在電路板上。
根據又一變型，電池組還包括容納所述框架和所述兩個或多個電池單元的殼體。殼體還包括保護可配置連接器的兩個端子免於與外部物體意外接觸的部分。殼體的該部分形成有開口，其允許通過中間導體與兩個端子接觸。
根據本發明的另一方面，提供一種製造電池組的方法，其包括下述步驟：通過將兩個或多個電池單元安裝到框架來組裝電池組；以及通過可配置連接器連接所述兩個或多個電池單元。可配置連接器還包括彼此分開的兩個端子。兩個端子不進行電連接並且可配置連接器被關斷，使得兩個或多個電池單元不進行電連接。
優選地，兩個端子適於通過外部中間導體而連接，從而可配置連接器變成為接通。
更優選地，兩個端子是平行定位的兩個金屬夾。中間導體包括金屬銷，所述金屬銷適於當插入到兩個金屬夾之間時由兩個金屬夾接收，使得兩個端子變成為電連接。
在一個變型中，兩個端子適於接收插入其間的虛設連接器，這不會導致兩個端子電連接。
在另一變型中，電池組還包括電路板，兩個端子固定到所述電路板。
在另一變型中，中間連接器是雙用途連接器，其適於電連接可配置連接器的兩個端子，或者不使兩個端子電連接。
優選地，雙用途連接器包括導電構件和絕緣構件，它們分別在所述雙用途連接器的兩端上對稱地配置。
在另一變型中，電池組還包括容納所述框架和所述兩個或多個電池單元的殼體。殼體還包括覆蓋可配置連接器的兩個端子免予與外部物體意外接觸的部分。殼體的該部分形成有開口，其允許通過中間導體與兩個端子接觸。
根據本發明的另一方面，提供一種用於使電池組工作的方法，其包括下述步驟：準備電池組，其包括框架和安裝到框架的兩個或多個電池單元。兩個或多個電池單元通過可配置的連接器互連，其進一步包括彼此分開且不存在電連接的兩個端子，使得所述兩個或多個電池單元不進行電連接。該方法進一步包括通過中間導體連接導電連接器的兩個端子的步驟，從而可配置連接器變為接通，以及兩個或多個電池單元變成為相互之間電連接。
優選地，兩個端子是平行定位的金屬夾。中間導體包括可拆卸地插入到兩個金屬夾之間的金屬銷，使得兩個端子變成為電連接的。
在一個實施方式中，電池組還包括虛設連接器，其可拆卸地連接到兩個端子並使兩個端子電絕緣。該方法還包括在連接步驟之前將虛設連接器從可配置連接器斷開的步驟。
在另一變型中，中間連接器是雙用途連接器，其適於電連接可配置連接器的兩個端子，或者不使兩個端子電連接。
優選地，雙用途連接器包括導電構件和絕緣構件，它們分別在所述雙用途連接器的兩端上對稱地配置。
在一個變型中，電池組還包括電路板，兩個端子固定到所述電路板。
在另一變型中，電池組還包括用於控制電池組的電路的開關。中間導體進一步與適於觸發開關的致動構件連接。開關在連接步驟中當中間導體連接到所述兩個端子時接通。
優選地，開關是按鈕。
更優選地，電池組還包括電路板，電路在所述電路板上佈置；所述開關以表面貼裝安裝在所述電路板上。
在另一變型中，電池組還包括容納所述框架和所述兩個或多個電池單元的殼體。殼體還包括覆蓋可配置連接器的兩個端子免於與外部物體意外接觸的部分。殼體的該部分形成有開口，其允許通過中間導體與兩個端子接觸。
本發明有許多優點。根據本發明的電池組在工廠中製造完成後，其並不是完全可用的。這種非功能狀態在存儲、運輸、銷售電池組期間繼續，並且甚至直到消費者不論是同時購買電池組或分開購買了旨在與電動工具一起使用的電池組後，將電池組存放在他的場所而不拆開包裝。電池組變為可操作狀態的時刻，是當使用者將導電端子保持器插入到相應的端子內時。這導致電池組內的電路的閉合，於是電池組變成為準備好使用的狀態。因此，在安裝端子保持器之前，電池組中的電路實際上並沒有完成，或者說沒有“閉合”，並且以這種方式將會使得由於內部電路將所述多個電池單元連接在一起而產生的自放電效應大幅減少。另一方面，對於使用者而言是容易和方便地來準備電池組以供使用的，因為他/她只需要簡單地將端子保持器插入到端子的金屬夾之間即可，其不會對普通使用者造成任何難題。
本發明的另一個優點是有一內壁配置在在外部環境和電路板上的金屬夾之間，其功能是用於保護金屬夾不受外部環境的影響，因此消除由於兩個或多個端子由外部物體(諸如使用者的手指)意外連接而導致的短路或安全問題。如果要操作可配置的連接器，只有專用的端子保持器能夠通過其金屬銷被插入到內壁中。為了進一步防止對使用者發生短路或造成傷害，使用虛設保持器來代替端子保持器，其有助於使得可配置連接器的兩個金屬夾絕緣。此外，為了進一步防止電池組電路的意外啟動，開關按鈕設置成使得僅具有致動構件的專用的端子保持器能夠觸發開關，以便啟用電池組中的電路。
較佳實施例之詳細說明 在隨後的申請專利範圍和本發明的前面的描述中，除非上下文要求，否則由於表達語言或必要的含義，詞語“包括(comprise)”或諸如“包括(comprises)”或“包括(comprising)”的變體以包括性的意義使用，即指定所述特徵的存在，而不排除在本發明的各種實施例中存在或添加另外的特徵。
如本文和申請專利範圍中所使用的那樣，“耦聯(couple)”或“連接(connect)”是指直接地或經由一個或多個電氣器件間接地連接的電耦聯或電連接，除非另有說明。
諸如“水平的”，“垂直的”，“向上”，“向下”，“上方”，“下方”和類似的術語是用於在其正常使用的取向上描述本發明的目的，而並不旨在將本發明限制為任何特定取向。
現在參考圖1和圖2，本發明的第一實施例是電池組，其可用在包括電動園林工具的戶外電動工具中。電池組包括殼體20，殼體20容納電池組的內部元件，其包括多個電池單元(未示出)，支撐這些電池單元的電池框架，以及電池組的控制電路板(未示出)。殼體20呈現出特殊形狀，其根據在上述電動工具上的電池容座(未示出)的尺寸製備，如本領域內的那些技術人員將理解到的那樣。圖1示出電池組的前側，其中指示22示出在殼體上進行的正確的電池插入方向。還有設置在殼體20上的凹部24，用於使使用者容易地移動電池以從電池容座滑入或滑出。
圖2示出電池組的背面，電池引腳26和用於將電池組固定在電動工具的電池容座中的閂鎖機構位於該處。電池引腳26隱藏在電池殼體20的突出部分28的下方，使得當電池組插入到電動工具或充電器的電池容座中時，電池引腳26只能通過充電器或電動工具上的相應端子(未示出)物理接觸。閂鎖機構包括解鎖桿，所述解鎖桿在其一端部上形成有按壓區域30以及在其另一端部上形成有柱34。解鎖桿通常由彈性裝置(未示出)偏壓，使得柱34延伸超過突出部分28的表面。因此，一旦柱34被安裝，則柱34就將電池組保持在電池容座中，其中柱34卡扣配合到電池容座中的相應凹入結構(未示出)內。為了將電池組從電池容座中取出，使用者在按壓區域30上進行按壓，並且因此柱34後退回到突出部分28中，從而電池組解鎖。
在突出部分28上，還存在端子保持器32，其用於啟用/禁用電池組的內部電路。稍後將更詳細地介紹端子保持器32的電連接。端子保持器32的端板50當安裝在電池組中時與殼體20的突出部分28的表面平齊。此外，端子保持器32被製成為獨立於電池組殼體20的單獨部件，使得端子保持器32能夠從電池組殼體20移除。在端子保持器32的端部處具有卡扣配合接頭36，以使使用者從突出部分28的表面提起端子保持器32，然後移除端子保持器32。
圖3示出殼體20的突出部分28，其中端子保持器被移除，以及將被端子保持器佔據的凹部33被暴露。當端子保持器安裝在電池組上時，在端子保持器下方存在內壁42。內壁42與突出部分28以及又與電池殼體20製成為單件。內壁42低於突出部分28的周圍表面，從而形成凹部33。內壁42被配置成保護可配置連接器中的端子，並且實際上保護電池組內部的電路板(均未示出)免受外部環境影響。類似使用者手指等的物體不能在內壁42存在的情況下接觸到電路板。然而，在內壁42上存在若干開口，包括三個細長槽44(在圖3中僅示出兩個)和圓形孔口46。槽44對應於三個可配置連接器的位置，以及孔口46對應於電路板上的以表面貼裝方式(surface-mounted)安裝的開關(未示出)的位置。通過這些細長槽44和圓形孔口46，即使內壁存在的話，中間導體和端子保持器上的致動構件也能夠物理地接觸可配置的連接器和表面安裝的開關。下面將更詳細地描述端子保持器的結構及其安裝過程。
現在參考圖4-6，示出上述電池組，其中其殼體被移除以暴露電池組的框架40和電路板38。在這些圖中還示出端子保持器32已經安裝到電路板38上。電池組中有四個框架40，單個的電池單元42連接到所述框架。四個框架40基本上以頭對尾的方式對準，其一起形成電池組的細長形狀。每個框架40包括多個通孔45，其中每個這樣的通孔45用於容納一個電池單元42。電池單元42具有圓柱形形狀。在同一框架40中的多個電池單元42通過金屬條帶47連接，以並聯地連接電池單元42。此外，橫跨不同框架40的電池單元42通過沿著框架40的外表面延伸的連接條48連接。連接條48由薄金屬條帶製成，所述薄金屬條帶具有的形狀緊密配合連接條48沿其延伸的框架40部分的外部形狀。每個連接條48從框架40的一端延伸到電路板38，其中不同框架40中的電池單元42在電路板38處彼此電連接，但這受制於可配置連接器的狀態。可以看到一些連接條48具有彎曲形狀。上述電池引腳26放置在電路板38上並電連接到電路板38。在四個電池引腳26中，存在正引腳、負引腳、第一信號引腳，和第二信號引腳。
如下面將解釋的那樣，可配置的連接器可在第一狀態和第二狀態之間切換，其最終控制於不同電池單元42之間的電連接。第一狀態是當可配置連接器接通時，以及第二狀態是當可配置連接器關斷時。
現在將描述端子保持器32和可配置連接器在電路板38上的結構。端子保持器32具有如上所述的端板50，其頂表面設計成與電池殼體的外部形狀平齊以形成平滑的外觀。在端板50的另一側上，有三個中間導體52和致動構件54，它們大體上連接到端板50的四個拐角位置。因此當安裝端子保持器32時，中間導體52和致動構件54從端板50延伸到電路板38。中間導體52是薄板形狀的金屬銷。中間導體52的形狀允許其插入到電路板38上的每個可配置連接器的兩個金屬夾58之間。致動構件54是桿狀的具剛性元件，其用於致動電路板上的以表面貼裝方式安裝的開關56。由於端板50，所有三個中間導體52和致動構件54固定地連接。以表面貼裝方式安裝的開關56是電池組的內部電路的一部分並控制電路的接通/關斷。
圖7和圖8更詳細地示出可配置連接器的金屬夾58。在兩幅圖中還示出以表面貼裝方式安裝的開關56。在附圖中，圖7示出金屬夾58，中間連接器52插入到其中(雖然未示出端子保持器的端板)，以及圖8示出金屬夾58，而沒有中間連接器插入到其內。對於每個可配置的連接器而言，兩個金屬夾58被對準以彼此平行，並且兩者都從電路板38向上延伸。金屬夾58也被稱為每個可配置連接器的端子。每個金屬夾58彎曲成具有彎曲端部64和平坦端部66的鉤形。金屬夾58的彎曲端部64用於與中間導體52物理接觸，並且由於金屬夾58由薄金屬製成，因此金屬夾58的彎曲端部是彈性的，其在不對中間體導體52施加外力的情況下允許中間導體52擠壓但不容易脫落。在每個金屬夾58的平坦端部66上，形成有突片60，其被製成與電路板38的表面平行。每個突片60用於連接到連接條(未示出)的帶狀部62。帶狀部62焊接到相應的突片60，從而使得能夠從金屬夾58電連接到其突片60、帶狀部62、以及依次電連接到電池組的電路。
現在轉到圖9a和圖9b，電池組中的所有電池單元42以組的方式連接以便形成總共十個電池組。每個電池組68包括通過金屬條帶47並聯連接的三個電池單元42。因此，理想地圖9a和圖9b中每個電池組68提供與單個電池單元42的電壓相同的輸出電壓，但是由電池組68輸出的電流是由單個電池單元42輸出的電流的三倍。在圖9a中，示出存在五個這樣的電池組68，以及如圖9b中示出存在另外五個這樣的電池組68。對於可配置連接器中的每個金屬夾58而言，其連接到一個電池組68。例如，在圖9a中，最左側的電池組68連接到最左側的金屬夾58。對於該電池組68而言，金屬條帶47具有端部，上述帶狀部62形成於所述端部上，然後帶狀部62連接到相應的金屬夾58的突片60。由於只有三對金屬夾58，但是有十個電池組68，這將意味著不是每個電池組68都直接連接到可配置連接器。
可選地，上述電池組還包括虛設保持器150，其具有類似於端子保持器50的形狀但不包括中間導體。虛設保持器150旨在作為與電池組一起使用的單獨件的元件。虛設保持器150在圖10中示出，其包括三個虛設連接器152，所述虛設連接器152用於插入到可配置連接器(未示出)的金屬夾中以在兩個相鄰的金屬夾之間提供電絕緣，因為虛設連接器152由絕緣材料製成。虛設保持器150可插入到電池殼體的突出部分28的凹部33中。三個虛設連接器152連接到虛設保持器150的端板132。端板132也在虛設保持器150的端部處形成有卡扣配合接頭136，用於使用者從突出部分28的表面提起端子保持器150，然後移除虛設保持器150。注意不同於上述端子保持器，在虛設保持器中沒有用於觸發以表面貼裝方式安裝的開關的致動構件，因為在使用虛設保持器件時的任何情況中都不預計要觸發開關。
因此，上述可配置連接器可在第一狀態和第二狀態之間切換，這取決於插入端子保持器還是插入虛設保持器或其它物件。在可配置連接器的第一狀態下，端子保持器插入到可配置連接器內，使得金屬插頭通過端子保持器的中間導體電連接，並且可配置連接器被接通。包含可配置連接器的電路部段然後閉合並電連接。在另一方面，在可配置連接器的第二狀態下，虛設保持器插入到可配置連接器中，或者實際上沒有物件插入到可配置連接器中，使得金屬插頭不進行電連接。可配置連接器被關斷。包含可配置連接器的電路部段然後被打開並且不進行電連接。
圖11中的簡化示意圖依次示出十個電池組168可如何與用於圖1-9b中所示類似的電池組的三個可配置連接器170電連接。在示意圖中，所有電池組168有效地被串聯連接，儘管在電池組168之間的一些連接中存在可配置連接器170。每個可配置連接器170包括兩個端子158，諸如如前所述的金屬夾，和中間導體152。三個可配置連接器170在電路圖中設計成為跳線JP1，JP2和JP3，以及十個電池組168分別設計為電池組CL1至CL10。兩個電池引腳172是電池組的輸出，所述電池組給外部裝置(諸如電動工具，或電池充電器)提供電力或外部裝置(諸如電動工具，或電池充電器)接收電力。
現在轉到上述電池組的製造和組裝方法，圖12示出根據本發明的電池組可在運輸和交付給最終使用者之前如何在工廠中製造。與現有技術相比，這種製造方法的最重要的特徵是一旦電池組被製造，它還沒有準備好正常操作，因為可配置連接器不處於接通狀態。只有當使用者通過將所述端子保持器插入到所述電池組中而將所述可配置連接器變為接通狀態時，電池組才會變成可操作的。將圖1-9b中所示的電池組作為示例，製造方法開始於步驟172，其中準備要組裝在電池組中的電池單元，並且在圖1-9b中的該示例中，所需的電池單元的數量將是30個。接下來，在步驟174中，電池單元被組裝到類似於上述那些的電池框架中。三個電池單元在一列中形成一個電池組，並且這些電池單元在該步驟中也通過金屬條帶在它們的電極上連接。然後，在步驟176中，四個電池框架通過焊接組裝在一起。在組裝電池框架之後，電路板連接到電池框架並且必要的連接條沿著電池組的外表面實施以將電池組連接到彼此並且還連接到電路板。連接條有時被焊接在一起以便從一個電池組延伸到另一個電池組或者改變它延伸的方向(例如彎曲形狀)。此外，對於一些連接條而言，它們的端部將電連接到可配置連接器中的金屬夾，類似於如上所述的那些。直到該步驟，電池組的芯部被製造並且其內部電路被組裝。在步驟180中，電池殼體將組裝使得整個電池組被製成其最終外觀。雖然電池殼體提供如上所述的內壁以保護可配置連接器的金屬端子免於對使用者的意外短路或安全問題，但是在步驟182中，插入虛設保持器作為附加的保護裝置，並且該虛設保持器將把可配置連接器中的兩個金屬端子從彼此以及也從外部環境完全絕緣。然後在步驟184中完成電池組的製造過程，並且其準備就緒以便運送和銷售給最終使用者。
當最終使用者購買或以其它方式收到電池組時，他/她僅僅需要執行簡單的設置過程以使電池組成為可操作的。如圖13中所示，在步驟186中，使用者首先需要移除跟隨電池組一起運輸的虛設保持器。移除虛設保持器並不立即使得電池組可以準備好使用，而是在步驟188中使用者仍需要將端子保持器插入到電池組內，其電連接所有可配置的連接器並且啟動電池組的電路板上的開關按鈕。步驟190中，一旦端子保持器插入，則電池組中的電路完全閉合並且電池組準備好使用。
圖14示出如何將端子保持器32插入到電池組的突出部分28內以便在上述步驟188中啟動電池組內部電路。端子保持器32沒有沿著直線方向插入到突出部分28的凹部33中。相反，端子保持器32的端板50的端部首先壓靠凹部33的相應端部。在中間連接器52插入到可配置連接器的它們相應的金屬夾58中的過程中，端子保持器32然後圍繞該端部旋轉(在圖14中的逆時針方向)，並且致動構件54接合以表面貼裝方式安裝的開關56。由於卡扣配合接頭36的彈性當卡扣配合接頭36最終進入凹部並鎖定端子保持器32時，端子保持器32最終安裝在電池組中。
圖15a和圖15b示出根據本發明另一實施例的具有單個雙用途端子保持器的電池組。不同於如圖4-5和圖10中所示那些的分別用於啟動和非啟動電池組的內部電路的端子保持器和虛設保持器，在該實施例中，單個元件可同時用作啟動電池電路的端子保持器和作為使電池電路去啟動並防止其意外短路的虛設保持器。圖15a和圖15b示出了電池組，其具有適於插入到形成在電池殼體220的突出部分228上的凹部233中的雙用途端子保持器250。雙用途端子保持器250類似於上述的端子保持器和虛設保持器，但是被製成為單一的部件，其可從電池殼體移除。雙用途端子保持器250在其兩個端部上具有基本上對稱的形狀，在該兩個端部上設置有虛設連接器252b和中間連接器252a。雙用途端子保持器250的兩端形成有卡扣配合接頭236。中間連接器252a由諸如金屬材料的導體製成，以及虛設連接器252b由諸如塑膠的絕緣材料製成。當雙用途的端子保持器250以其如圖15a中所示的取向插入到凹部233中時，虛設連接器252b插入到電池組中的每個可配置連接器(未示出)的金屬夾中，而中間連接器252a插入到形成在電池殼體220上的一些其它孔中，它們不連接到任何其它元件。以這種方式，雙用途端子保持器250被用作安全保護裝置，其將把可配置連接器中的兩個金屬端子彼此之間，以及與從外部環境完全絕緣。然而，當雙用途端子保持器250以其如圖15b 中所示的取向插入到凹部233內時，則虛設連接器252b和中間連接器252a的位置被交換。中間連接器252a現在插入到電子組中的每個可配置連接器(未示出)的金屬夾中，而虛設連接器252b插入到形成在電池殼體220上的一些其它孔內，其不連接到任何其它元件。以這種方式，雙用途端子保持器250就剛好像類似於前面提到的端子保持器一樣使用，其將閉合電池組的內部電路並且使得電池組能夠進入準備好操作的狀態。
因此完整地描述了本發明的示例性實施例。雖然描述涉及特定實施例，但是對於本領域內的技術人員而言將清楚的可通過這些具體細節的變化來實施本發明。因此，本發明不應被解釋為限於本文闡述的實施例。
雖然在附圖和前面的描述中已經詳細地示出和描述了本發明，但是這些被認為是說明性的而非限制性的，應當理解的是，僅示出和描述了示例性實施例，並且不以任何方式限制本發明的範圍。可以理解但是本文描述的任何特徵可與任何實施例一起使用。說明性實施例不排除彼此或在本文中未提出的其它實施例。因此，本發明還提供包括上述一個或多個說明性實施例的組合的實施例。可以在不偏離其精神和範圍的情況下對如本文所闡述的本發明進行修改和變化，並且因此，只有這樣的限制才應當被強加，如由所附申請專利範圍所指示的那樣。
應當理解的是，如果本文提及任何現有技術出版物，則在澳大利亞或任何其它國家並不承認這種引用構成該出版物構成本領域公知常識的一部分。
例如，圖1-9b中所述的電池組中的電池單元被容納在電池框架中的通孔中。但是，很明顯也可以根據使用者安裝以及固定電池單元的偏好，來使用其它結構和機構，包括但不限於非環繞的電池架，熱收縮管等。
此外，電池組內部電路在圖11中示例為串聯連接的十個電池組。如圖9a和圖9b中實例形式出的那樣在每個電池組中三個電池單元並聯連接。本領域內的那些技術人員應當認識到根據本發明的電池組中的電池連接不限於此。電池單元可並聯、串聯或混合配置以形成電池組，並且電池組也可以並聯、串聯或混合配置。
在圖1-9b和圖11中所示的示例中，存在設置在電池組的內部電路中的三個可配置連接器，其被用作電池組之間的某些點處的斷路器。但是，應該理解的是任何數量的可配置連接器可用於電池組中，只要它們是用於中斷電池組中電路的目的即可，除非通過插入端子連接器來解除中斷。
此外，在圖1-9a中所示的可配置連接器中，端子保持器被配置為可以自由地拆卸或附接到電池組的單獨元件。然而，在其它實施方式中，也可以製造具有不同的結構的端子保持器。僅作為示例，端子保持器可使用彈性帶附接到電池組殼體。
在圖12的流程圖中，具體的製造過程作為用於根據本發明的電池組的示例示出，其包括按順序安裝電池單元和框架的某些步驟。但是，應該理解的是這些步驟不限於此，並且它們的順序也可以改變。本發明的關鍵點落在可配置連接器的使用上，並且電池單元的佈置或它們的組裝方法可以按照需要根據特殊應用來改變。
以上電池組的示例使用就位的虛設連接器，其中電池組不意旨被投入使用。如前所述，虛設連接器是完全任選的，並且甚至在沒有這種虛設連接器的情況下，電池殼體的內壁將在一定程度上用於避免短路或用於可配置連接器中的金屬端子的安全問題的目的。
20‧‧‧電池殼體
22‧‧‧指示
24‧‧‧凹部
26‧‧‧電池引腳
28‧‧‧突出部分
30‧‧‧按壓區域
32‧‧‧端子保持器
33‧‧‧凹部
34‧‧‧柱
36‧‧‧卡扣配合接頭
38‧‧‧電路板
40‧‧‧框架
42‧‧‧內壁；電池單元
44‧‧‧細長槽
45‧‧‧通孔
46‧‧‧圓形孔口
47‧‧‧金屬條帶
48‧‧‧連接條
50‧‧‧端板
52‧‧‧中間導體
54‧‧‧致動構件
56‧‧‧開關
58‧‧‧金屬夾
60‧‧‧突片
62‧‧‧帶狀部
64‧‧‧彎曲端部
66‧‧‧平坦端部
68‧‧‧電池組
132‧‧‧端板
136‧‧‧接頭
150‧‧‧虛設保持器
152‧‧‧虛設連接器；中間導體
158‧‧‧兩個端子
168‧‧‧電池組
170‧‧‧連接器
172‧‧‧電池引腳
174~190‧‧‧步驟
220‧‧‧電池殼體
228‧‧‧突出部分
233‧‧‧凹部
236‧‧‧有卡扣配合接頭
250‧‧‧雙用途端子保持器
252b‧‧‧虛設連接器
252a‧‧‧中間連接器
CL1至CL10‧‧‧電池組
圖1示出根據本發明第一實施例的電池組的整體外觀。
圖2是圖1中電池組從另一個視角觀察的透視圖。
圖3示出圖1中電池組的殼體的突出部分，其中在電池組中沒有插入端子保持器或虛設保持器。
圖4示出圖1中的電池組，其中電池殼體被移除以便暴露電路板和電池框架。
圖5是圖4中的電池組從另一視角觀察的透視圖。
圖6是圖1中的電池組的部分分解視圖，其中四個框架中的兩個框架從其它元件移開，包括它們所包括的電池單元。
圖7示出圖1電池組中的電路板的表面，其中端子保持器的金屬銷插入到可配置連接器的金屬夾之間。
圖8還示出圖1電池組中的電路板的表面，但在可配置連接器的金屬夾之間沒有插入任何物件。
圖9a是圖1中電池組的第一半部的橫截面視圖，其中電池殼體被移除，其示出電池組及其到金屬夾的連接。
圖9b是圖1中電池組的第二半部的橫截面視圖，其中電池殼體被移除，其示出電池組及其到金屬夾的連接。
圖10示出虛設連接器，其適於插入到圖1中電池組的電池殼體上的凹部內。
圖11是根據本發明一個實施例的電池組內部的電路的示意圖。
圖12是根據本發明一個實施例的示出製造電池組的步驟的流程圖。
圖13是根據本發明的另一個實施例的示出使電池組工作的步驟的流程圖。
圖14示出中間連接器，其將要被安裝就位到圖1中電池組的電池殼體上的凹部內。
圖15a示出根據本發明另一個實施例的與在工作方向上取向的雙用途端子保持器一起的電池組。
圖15b示出圖15a中的與雙用途端子保持器一起的電池組，但是雙用途端子保持器被處於非啟動的放置方向上。
在附圖中，相同的附圖標記表示在本文所述若干實施例中的相同部件。
26‧‧‧電池引腳
32‧‧‧端子保持器
38‧‧‧電路板
40‧‧‧框架
47‧‧‧金屬條帶
48‧‧‧連接條
50‧‧‧端板
52‧‧‧中間導體
54‧‧‧致動構件
56‧‧‧開關
58‧‧‧金屬夾

Claims (32)

  1. 一種電池組，其包括： a)框架；和 b)安裝到所述框架的兩個或多個電池單元；該兩個或多個電池單元通過被配置成使得在該兩個或多個電池單元之間產生電連接的可配置連接器互連； 其中，所述可配置連接器適於被配置成第一狀態或第二狀態；在第一狀態下，兩個或多個電池單元被電連接；在第二狀態下，兩個或多個電池單元不被電連接。
  2. 如請求項1所述的電池組，其中所述可配置連接器還包括兩個端子，所述兩個端子彼此分離並且分別連接到所述兩個或多個電池單元中的一個；該兩個端子之間不存在電連接，因此所述可配置的連接器處於第二狀態下，除非該兩個端子通過中間導體而連接，此時所述可配置連接器處於第一狀態下。
  3. 如請求項2所述的電池組，其中所述電池組還包括中間導體，其可拆卸地連接到所述可配置連接器的兩個端子。
  4. 如請求項3所述的電池組，其中所述兩個端子是佈置成彼此平行的金屬夾；所述中間導體包括可拆卸地插入在兩個金屬夾之間的金屬銷，使得兩個端子電連接以及可配置連接器變成為處於第一狀態下。
  5. 如請求項3所述的電池組，其中所述電池組還包括兩個或多個可配置的連接器；該兩個或多個可配置連接器的所述中間導體固定地連接在一起。
  6. 如請求項2所述的電池組，其中所述電池組還包括虛設連接器，其可拆卸地連接到所述兩個端子並使兩個端子電絕緣。
  7. 如請求項6所述的電池組，其中所述電池組還包括兩個或多個可配置的連接器；所述電池組還包括固定地連接在一起的兩個或多個虛設連接器。
  8. 如請求項2所述的電池組，還包括電路板；所述可配置連接器的兩個端子固定到該電路板。
  9. 如請求項2所述的電池組，其中所述電池組還包括用於控制所述電池組的電路的開關；所述中間導體還與適於觸發開關的致動構件連接；當中間導體連接兩個端子或從兩個端子斷開時，所述開關相應地接通或關斷。
  10. 如請求項9所述的電池組，其中所述開關是按鈕。
  11. 如請求項10所述的電池組，其中所述電池組還包括電路板，所述電路在該電路板上佈置；所述開關以表面貼裝的方式安裝在電路板上。
  12. 如請求項2所述的電池組，其中所述電池組還包括容納所述框架和所述兩個或多個電池單元的殼體；該殼體還包括保護可配置連接器的兩個端子免於與外部物體意外接觸的部分；所述殼體的該部分形成有開口，其允許通過所述中間導體與兩個端子接觸。
  13. 如請求項2所述的電池組，其中所述中間連接器是雙用途連接器，其適於電連接所述可配置連接器的所述兩個端子，或者不使這兩個端子電連接。
  14. 如請求項13所述的電池組，其中所述雙用途連接器包括導電構件和絕緣構件，它們分別在所述雙用途連接器的兩個端部上對稱地配置。
  15. 一種製造電池組的方法，其包括下述步驟： a)通過將兩個或多個電池單元安裝到框架來組裝電池組；以及 b)通過可配置連接器連接所述兩個或多個電池單元；可配置連接器還包括彼此分開的兩個端子；兩個端子之間不存在電連接並且可配置連接器被關斷，使得兩個或多個電池單元不進行電連接。
  16. 如請求項15所述的方法，其中所述兩個端子適於通過外部中間導體而連接，從而所述可配置連接器變為接通狀態。
  17. 如請求項16所述的方法，其中所述兩個端子是平行定位的兩個金屬夾；所述中間導體包括金屬銷；該兩個金屬夾適於接收插入到兩個金屬夾之間時的所述金屬銷，使得所述兩個端子變成為電連接。
  18. 如請求項16所述的方法，其中所述中間連接器是雙用途連接器，其適於電連接所述可配置連接器的兩個端子，或者不使兩個端子電連接。
  19. 如請求項18所述的方法，其中所述雙用途連接器包括導電構件和絕緣構件，它們分別在所述雙用途連接器的兩端上對稱地配置。
  20. 如請求項15所述的方法，其中所述兩個端子適於接收插入到其間的虛設連接器，其不會導致所述兩個端子電連接。
  21. 如請求項15所述的方法，其中所述電池組還包括兩個端子固定到其的電路板。
  22. 如請求項15所述的方法，其中所述電池組還包括容納所述框架和所述兩個或多個電池單元的殼體；所述殼體進一步包括覆蓋可配置連接器的兩個端子免於與外部物體意外接觸的部分；所述殼體的該部分形成有允許通過中間導體與兩個端子接觸的開口。
  23. 一種用於使電池組工作的方法，其包括下述步驟： a) 準備電池組，所述電池組包括： i) 框架；和 ii) 安裝到框架的兩個或多個電池單元；兩個或多個電池單元通過可配置的連接器互連；所述了配置的連接器進一步包括彼此分開且不存在電連接的兩個端子，從而使得所述兩個或多個電池單元之間不存在電連接； b) 通過中間導體連接導電連接器的兩個端子，從而可配置連接器變為接通狀態，以及兩個或多個電池單元之間被電連接。
  24. 如請求項23所述的方法，其中所述兩個端子是平行定位的金屬夾；所述中間導體包括可拆卸地插入到兩個金屬夾之間的金屬銷，使得兩個端子變成為電連接的。
  25. 如請求項23所述的方法，其中所述電池組還包括虛設連接器，其可拆卸地連接到所述兩個端子並使兩個端子電絕緣；所述方法還包括在連接步驟之前將虛設連接器從可配置連接器斷開的步驟。
  26. 如請求項23所述的方法，其中所述電池組還包括電路板，所述兩個端子固定到所述電路板。
  27. 如請求項23所述的方法，其中所述電池組還包括用於控制電池組的電路的開關；所述中間導體進一步與適於觸發開關的致動構件連接；所述開關在連接步驟中當中間導體連接到所述兩個端子時接通。
  28. 如請求項27所述的方法，其中所述開關是按鈕。
  29. 如請求項28所述的方法，其中所述電池組還包括電路板，電路在所述電路板上佈置；所述開關以表面貼裝的方式安裝在所述電路板上。
  30. 如請求項27所述的方法，其中所述電池組還包括容納所述框架和所述兩個或多個電池單元的殼體；該殼體還包括覆蓋可配置連接器的兩個端子免於與外部物體意外接觸的部分；所述殼體的該部分形成有開口，其允許通過中間導體與兩個端子接觸。
  31. 如請求項23所述的方法，其中所述中間連接器是雙用途連接器，其適於電連接所述可配置連接器的兩個端子，或者不使兩個端子電連接。
  32. 如請求項31所述的方法，其中所述雙用途連接器包導電構件和絕緣構件，它們分別在雙用途連接器的兩個端部上對稱地配置。
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