[实用新型]用于无塞绳电动工具的电池组

说明书

技术领域

一般而言，本实用新型涉及一种被构造成用于向无塞绳电动工具系统的工具供电、壳体内具有内部部件配置的电池组(bateery pack)，本实用新型还涉及用于电池组的内部部件配置以及在电池组内配置所述内部部件的工艺。

本申请根据35 U.S.C.§119(e)要求享有以下美国临时专利申请的优先权，这些临时申请是：Daniel J.White等人于2005年10月31日提交的流水号为60/731,269、名称为“BATTERY PACK FOR CORDLESS POWER TOOLS”；Steven J.Phillips等人于2005年10月31日提交的流水号为60/731,486、名称为“BATTERY PACK INTERNAL COMPONENT ARRANGEMENT”；和StevenJ.Phillips等人提交的流水号为60/836,396、名称为“WELD STRAPIMPROVEMENTS FOR BATTERY CELLS”。它们中的每一件申请的全部内容都作为参考被结合于本申请中。

背景技术

利用可再充电电池的无塞绳产品或装置广泛应用于工厂和家用。可再充电电池可用于从计算机产品和/或家庭用品到电动工具的多种装置上。镍-镉、镍-金属-氢电池和/或锂-离子电池可以用于这些装置中。由于这些装置使用多个单电池(bateery cells)，因此通常将这些单电池封装成电池组。可将这些电池组与无塞绳装置耦连因而将电池组固定到装置上。例如，也可从无塞绳装置上取下电池组，并在电池充电器中对其进行充电或者在无塞绳装置本身中对其进行充电。

随着电池技术的日益发展，越来越需要智能化的电池组以用于如能自监测的无塞绳电动工具之类的无塞绳装置。这种自监测的特点必须要将电子器件和传感器设置在电池组内。目前的电池组设计、如针对无塞绳电动工具以及无塞绳电动工具系统配套的充电器的设计通常未能提供合适的支撑结构/壳体以机械地保持所有这类部件和单电池。

例如，在多个电池的电池组内，需要将各电池彼此电连接。这通常通过在电池之间焊接导电的电池连接带来实现。这些形成在电池罐和导电连接带之间的焊接点对于电池组的工作和性能是至关重要的。由于这类焊接的重要性，必须对生产过程进行严格控制。

不良焊接可能导致用线路测试器的一端检测出的开路电池组或者被废弃或者需对其进行返工，这势必增加生产成本。边缘焊接可能损坏这些区域，或者形成开路的电池组，或者形成高阻抗的电池组。使用者往往发现要么电池组丧失功能要么性能下降。

对制造单个电池组时所需的多个连接带进行定位和限制的生产过程非常困难，需要附加的固定件和额外费用。通常，在焊接过程中，生产者利用夹具使电池定位并用另外的固定件{或覆盖件(mark)}使连接带相对于电池固定定位。一旦焊接完成，则撤去掩饰件和夹具并将获得的“核心组件(core pack)”(例如，由它们的焊接的电池连接带固定在一起的电池)插入其壳体内。

这种制造工艺可能在焊接点上产生残余应力。电池被限制在某一位置同时处于加工夹具内。对处于加工夹具内同时被限定在某一位置的电池进行焊接。然后撤去夹具，于是电池可以自由移动。之后将电池插入电池组壳体中，迫使电池处于不同位置或朝向。换句话说，电池在电池组壳体内的位置不一定正好就是电池被焊接时的位置，因此在连接带-罐界面处的焊接点上产生应力。当这样的电池组在系统中工作时，比如将其与无塞绳电动工具连结时，一旦操作时引起震动和/或工具意外掉落，这些焊接接头很容易因为电池组壳体内的内部部件装配时所产生的残余应力而出现故障。

此外，新式的电池组通常整个电池组需要多根信号-电平导线。这些导线将关于电池组的状态的信息传送到电池组内的如微处理器或微控制器之类的控制单元。由于此信息是从电池组内不同位置采集到的，因此这些导线的布线(wire-up)对制造商来说也是一种挑战。

举例来说，在能进行自监测的新式电池组中，各电池的电压由电池组内的如微处理器、微控制器之类的控制器分开监控。这就要求将每一电池连线到控制器上。由于这些信号本身的电流很小，因此可用占用电池组内较少空间的细测量线(gage wire)作为信号-电平导线。然而使用细测量线对于电动工具的场合是一种挑战。在操作中电动工具电池组可能经受极强的震动(比如在无塞绳往复式电锯的操作中)以及剧烈的机械冲击(比如使用者的工具从高楼上掉落)。在这些情况下，被焊接或超声波焊接(或其它刚性连结)到电池上的细测量线都很可能出现故障。

实用新型内容