Соединение аккумуляторных батарей
Изобретение относится к области электротехники и предназначено для соединения аккумуляторных батарей. Аккумуляторная батарея (1) разъемно соединена с несколькими однотипными аккумуляторными батареями (1a, 1b) для питания электрических устройств с разной потребляемой мощностью, причем аккумуляторная батарея содержит, по меньшей мере, четыре присоединительных полюса (5, 6; 15, 16), из которых соответственно два присоединительных полюса (5, 6), которые соответствуют двум соответственно расположенным ответным присоединительным полюсам (15, 16) смежной аккумуляторной батареи. При этом существенное значение имеет то, что разъемное соединение смежных аккумуляторных батарей обеспечивается, по меньшей мере, одной поворотной опорой (4/14), что, по меньшей мере, в определенном положении аккумуляторных батарей (1a, 1b) относительно друг друга после поворота обеспечивает возможность их вставки в поворотную опору (4/14) или их высвобождение из нее, в то время как в других пределах поворота аккумуляторные батареи удерживаются в поворотной опоре (4/14). Повышение надежности и высокой степени устойчивости контактов смежных аккумуляторных батарей, при быстром и простом разъеме, является техническим результатом изобретения. 12 з.п. ф-лы, 14 ил.
Изобретение относится к аккумуляторной батарее, разъемно соединяемой с несколькими однотипными аккумуляторными батареями для питания электрических устройств с разной потребляемой мощностью, причем аккумуляторная батарея содержит, по меньшей мере, четыре присоединительных полюса, из которых соответственно два присоединительных полюса соответствуют двум другим соответственно расположенным ответным присоединительным полюсам.
Под понятием «аккумуляторная батарея» подразумевается в данном описании совокупность вырабатывающих ток электрохимических аккумуляторов вместе с корпусом. При этом корпус может быть соединен неразъемно с расположенным внутри его электрохимическим аккумулятором или аккумуляторами. Однако может применяться и отдельный корпус, в котором электрохимический аккумулятор или аккумуляторы размещаются при необходимости с возможностью извлечения. В соответствии с этим ниже будет также применяться понятие «аккумуляторная батарея» в том случае, когда подразумевается ее корпус.
Изобретение исходит из необходимости соединения одинаковых аккумуляторных батарей для устройств с разной потребляемой мощностью, в частности, с разным потребным напряжением, причем аккумуляторные батареи соединяются друг с другом по выбору в том количестве, которое необходимо для потребляемой мощности подключенного электрического устройства. В специальном случае требуется аккумулятор такой концепции, при которой он мог бы по выбору обеспечить привод для газонокосилки, садовых ножниц, струнной косильной головки или других устройств для садовых работ, с использованием для этого однотипных аккумуляторных батарей, но в разном количестве и при необходимости также при разном подключении в соответствии с потребляемой мощностью соответствующего устройства.
Уже известны разные варианты разъемного соединения последовательно расположенных однотипных аккумуляторных батарей. Так, например, в DE 102005042169 описаны аккумуляторные батареи, один полюс которых выполнен в виде выступа, а другой полюс имеет вид ответного углубления, в результате чего несколько аккумуляторных батарей могут быть последовательно состыкованы в виде штекерного соединения положительного полюса с отрицательным. Правда такое зажимное соединение последовательно расположенных аккумуляторных батарей является относительно нестойким. Для надежного крепления аккумуляторных батарей требуется дополнительная фиксация или наличие охватывающего их корпуса.
Это относится и к документу ЕР 553093, у которого заимствована ограничительная часть пункта 1 формулы изобретения. В этом описании аккумуляторные батареи содержат, по меньшей мере, четыре присоединительных полюса и соединены между собой с помощью цилиндрических или конусных полюсов.
Наконец из DE 494929 известно также соединение смежных аккумуляторных батарей с геометрическим замыканием. При этом соединение обеспечивается байонетным затвором или винтовой резьбой. В результате создается относительно устойчивое соединение, но ограничивающееся соответственно одним полюсом соединяемых аккумуляторных батарей.
На основе приведенного выше известного уровня техники в основу изобретения была положена задача создания аккумуляторной батареи, пригодной для универсальной аккумуляторной концепции и для соединения с однотипными аккумуляторная батареями в зависимости от потребляемой мощности подключаемых электрических устройств. При этом соединение смежных аккумуляторных батарей должно гарантировать существенно лучшее пользование по сравнению с известными конструкциями и обеспечивать быстрый и простой разъем соединения несмотря на высокую степень устойчивости и надежности контактов. Не в последнюю очередь изобретение должно отличаться надежным и недорогостоящим конструктивным выполнением.
Поставленная задача решается согласно изобретению в результате того, что соединение смежных аккумуляторных батарей обеспечивается посредством, по меньшей мере, одной поворотной опоры, которая в определенном положении аккумуляторных батарей относительно друг друга после поворота обеспечивает их вставление в поворотную опору или высвобождение из нее, в то время как при других пределах поворота аккумуляторные батареи удерживаются в поворотной опоре.
Благодаря поворотной опоре согласно изобретению аккумуляторные батареи удерживаются друг возле друга при геометрическом замыкании при повороте на большой угол. Следовательно, подобно звеньям цепи они должны подвижно располагаться в ряд друг с другом и пользователь может носить их, например, как часть пояса и тому подобное. Для высвобождения аккумуляторных батарей из поворотной опоры их необходимо только повернуть с приведением на угловой участок, находящийся за пределами нормального применения, на котором они затем могут быть извлечены из поворотной опоры без применения дополнительных инструментов, т.е. могут быть разобщены.
Целесообразно, чтобы пределы поворота, в которых аккумуляторные батареи удерживаются на поворотной опоре, составляли около 80° в обоих направлениях, если при этом исходить от двух прямолинейно расположенных друг за другом аккумуляторных батарей. Напротив, положение после поворота, в котором возможно извлечение аккумуляторных батарей из поворотной опоры, достигается лишь при более значительном повороте, т.е., например, только при повороте на угол около 90°. Непреднамеренное отсоединение аккумуляторных батарей от поворотной опоры при этом практически исключается.
Дополнительно также возможно локально увеличить сопротивление вращению в поворотной опоре до достижения угла поворота, необходимого для отсоединения аккумуляторных батарей, например, с помощью стопорных пружин и тому подобного.
Особо оптимальный вариант развития изобретения состоит в том, что присоединительные полюсы встроены непосредственно в, по меньшей мере, одну поворотную опору, причем, например, некоторые из присоединительных полюсов выполнены в виде неполных колец, расположенных при разном радиусе концентрически относительно оси поворотной опоры. Благодаря этому возможны многополюсные соединения в одной и той же поворотной опоре. Таким образом аккумуляторные батареи могут быть соединены не только последовательно, но также и параллельно, и при необходимости могут быть также предусмотрены присоединительные полюсы для дополнительного провода цепи управления и тому подобного.
В отношении конструктивного выполнения поворотной опоры рекомендуется, чтобы она состояла из двух соответствующих друг другу опорных элементов, из которых один опорный элемент располагается на одной аккумуляторной батарее, а другой, ответный относительно первого, опорный элемент - на другой аккумуляторной батарее. Оба опорных элемента расположены предпочтительно цельными на их соответствующих аккумуляторных батареях. Поскольку каждая аккумуляторная батарея должна быть соединена своими обоими концами со следующей аккумуляторной батареей, то, следовательно, каждая аккумуляторная батарея содержит на одном конце опорный элемент и на другом конце ответный опорный элемент.
Выше упоминалось о том, что соединение смежных аккумуляторных батарей производится соответственно только через поворотную опору. Однако для особо надежного поворотного соединения, а также для высокой контактной надежности особо оптимально, чтобы соединение смежных аккумуляторных батарей осуществлялось через две поворотные опоры, расположенные на удалении друг от друга по одной воображаемой оси поворота. В этом случае каждая аккумуляторная батарея будет иметь вблизи одного своего конца два соосных опорных элемента и вблизи своего другого конца - два соосных ответных опорных элементов. Такое разделение поворотной опоры на две соосные, разнесенные между собой поворотные опоры обеспечивает значительно лучшее восприятие силы и повышает соответственно прочность соединения смежных аккумуляторных батарей.
Для надежной передачи тока между смежными аккумуляторными батареями предпочтительно, чтобы в каждый опорный элемент были встроены, по меньшей мере, два присоединительных полюса. Эти присоединительные полюсы предпочтительно устанавливаются с разным радиусом относительно оси поворота. При этом не имеет значения, будут ли смежные аккумуляторные батареи соединены между собой зеркально. Кроме того, увеличивается контактная площадь, необходимая для передачи тока.
Особо оптимально, чтобы каждый опорный элемент дополнительно содержал, по меньшей мере, один вывод для провода цепи управления. Этот провод цепи управления может быть использован для того, чтобы можно было снять заданное напряжение и/или заданную силу тока подключенного электрического устройства и подать его в электронную схему, встроенную в батарею. Для определения заданного напряжения подключенного электрического устройства рекомендуется, чтобы электрические устройства, предусмотренные для подключения к аккумуляторная батареям согласно изобретению, были снабжены блоком памяти, которым заданное напряжение и/или необходимая сила тока электрического устройства передавались бы на упомянутую электронную схему. В этом случае электронная схема следит за тем, чтобы соединенные между собой аккумуляторные батареи были правильно подключены, т.е. параллельно и/или последовательно, и чтобы, в частности, при питании не образовались слишком большая сила тока и/или слишком высокое напряжение, превышающее заданное напряжение подключенного электрического устройства.
Кроме того, в электронную схему может быть встроен выключатель защиты от перенапряжения и/или сверхтока. Этим защищается прежде всего подключенное электрическое устройство, однако одновременно также и аккумуляторная батарея, которая, например, при слишком большом разрядном токе может нежелательно нагреваться.
Кроме того, электронная схема может использоваться для индикации степени заряженности аккумуляторной батареи.
В этой связи может быть целесообразным, чтобы электронная схема содержала сигнальные элементы для индикации возможного перенапряжения и/или пониженного напряжения соединенных между собой аккумуляторных батарей против заданного потребляемого тока подключенного устройства. В результате пользователь будет информирован при известных условиях, например, о необходимости подключения дополнительных аккумуляторных батарей или изъятия аккумуляторной батареи из поворотного соединения.
Также в рамках изобретения возможно в качестве альтернативы, чтобы электронная схема для определения заданного напряжения подключенного электрического устройства, а также для приведения в соответствие напряжения, образуемого несколькими соединенными между собой аккумуляторными батареями, с заданным напряжением была расположена не на аккумуляторных батареях, а на электрическом устройстве. В том случае, когда электронная схема предназначена для использования в разных электрических устройствах, например, в струнной косильной головке с низким потреблением напряжения или в газонокосилке с большим потреблением напряжения, рекомендуется, чтобы она обладала возможностью определения напряжения и, следовательно, благодаря этому регистрировала заданное напряжение устройства и выбирала подходящий канал подачи напряжения, например, 24 В, 36 В или 48 В. При этом определение напряжения и выбор подходящего канала подачи напряжения требуются только при первом подключении электронной схемы к электрическому устройству. После этого канал подачи напряжения может быть заведен в память и храниться в ней до тех пор, пока электронная схема не будет подключена к другому электрическому устройству с, при необходимости, другой потребляемой мощностью; и лишь после этого следует новая фаза определения напряжения и его адаптация.
Разумеется, электронная схема может быть отрегулирована на задаваемое значение электрического устройства уже изготовителем. В обоих случаях выявленное или заданное значение напряжения может быть использовано для приведения в соответствие напряжения, создаваемого соединенными между собой аккумуляторными батареями, с заданным напряжением.
Конечно, электронная схема может содержать и в этом случае выключатель защиты от перенапряжения и/или сверхтока, так как индицируются возможное перенапряжение и/или пониженное напряжение соединенных между собой аккумуляторных батарей по сравнению с заданной потребляемой мощностью подключенного устройства и состояние заряженности подключаемых аккумуляторных батарей.
Кроме того, присутствует оптимальная возможность оборудовать подключаемые электрические устройства несколькими выводами для соединения с аккумуляторными батареями с учетом потребляемой мощности. Такие выводы для подключения к аккумуляторным батареям целесообразно соединить параллельно, так как таким простым способом становится возможным двух- или трехкратное повышение напряжения аккумуляторных батарей.
Соответствие между мощностью аккумуляторных батарей и продолжительностью работы необходимого электрического устройства или его потребляемой мощностью можно в этом случае обеспечить за счет подключения дополнительных аккумуляторных батарей через поворотное соединение, т.е. последовательным соединением.
Подключение аккумуляторных батарей к электрическому устройству может производиться обычным кабелем, однако целесообразно использовать для этого описанные опорные элементы. Т. е. аккумуляторные батареи соединяют через их опорные элементы с ответными опорными элементами электрического устройства в определенном угловом положении, затем поворачивают в их рабочее положение и в этом положении, при необходимости, зажимают.
Другие признаки и преимущества изобретения приведены в нижеследующем описании примеров выполнения и на чертеже. При этом изображено:
фиг.1a, 1b - два вида под углом на аккумуляторную батарею;
фиг.2-5 - две однотипные аккумуляторные батареи, вставленные в поворотную опору;
фиг.6а, 6b - несколько соединенных вместе аккумуляторных батарей;
фиг.7а, 7b - поворотные опоры на обоих концах аккумуляторной батареи в увеличенном изображении;
фиг.8 - аккумуляторная батарея в поперечном разрезе;
фиг.9 - аккумуляторная батарея в продольном разрезе по В-В на фиг.8;
фиг.10 - вилочное наружное расположение контактных элементов в разрезе по D-D на фиг.9;
фиг.11 - ответные, расположенные внутри контактные элементы на участках I и J на фиг.9;
фиг.12 - раскрытая аккумуляторная батарея с вложенными в нее аккумуляторами;
фиг.13 - раскрытая аккумуляторная батарея на фиг.12, но при ином расположении в ней аккумуляторов;
фиг.14 - схема включения для приведения в соответствие мощности аккумуляторных батарей с потребляемой мощностью подключенного электрического устройства.
На фиг.1 показана аккумуляторная батарея 1 согласно изобретению, которая выполнена на своих обеих продольных сторонах с возможностью ее поворотного соединения с однотипными аккумуляторная батареями. Для этого она выполнена на своем переднем, изображенном на фиг.1 конце приблизительно вилочной формы, а именно с двумя ориентированными в продольном направлении выступами 2, 3. Эти выступы содержат на своих внутренних сторонах соответственно опорный элемент 4 в виде выступающего в поперечном направлении бруска. На внутренней стороне опорного элемента 4 расположены присоединительные полюсы, в частности, в виде трех сегментов 5, 6, 7, расположенных концентрически относительно друг друга.
На другом своем конце аккумуляторная батарея выполнена несколько зауженной и содержит по обеим боковым стенкам опорные элементы 14 с концентрически расположенными присоединительными полюсами 15, 16, 17 в виде дуги окружности. Существенное значение при этом имеет то, что опорные элементы 14 вместе с присоединительными полюсами 15, 16, 17 выполнены ответными по отношению к опорным элементам 4 с присоединительными полюсами 5, 6, 7 и расположены так, что опорные элементы 4 могут вставляться в опорные элементы 14 смежной аккумуляторной батареи для образования общей поворотной опоры. Для такого вставления опорные элементы 4 содержат открытую в радиальном направлении наружу прорезь 14′, в которую может вставляться опорный элемент 4 в том случае, когда обе соединяемые аккумуляторные батареи находятся под необходимым углом относительно друг друга.
Такое соединение вставлением показано на фиг.2-5. На них можно видеть две аккумуляторные батареи 1a, 1b, выполненные одинаковыми с батареей 1 на фиг.1. Для соединения шарнирных элементов 4b и 14а обе аккумуляторные батареи размещают в положении под углом около 90°. В этом положении находящиеся на вилочных выступах 2b опорные элементы 4b могут вставляться в ответные концевые открытые продольные прорези 14а′ обоих опорных элементов 14а.
На фиг. 3, 4 показаны обе аккумуляторные батареи 1а, 1b в состоянии, в котором частично произведено движение для соединения вставлением. При этом можно видеть, что вильчатые выступы 2b аккумуляторной батареи 1b могут быть надеты соосно на продольные стороны аккумуляторные батареи 1а, причем опорные элементы 4b утапливаются в продольных прорезях 14а′ аккумуляторной батареи 1а. Это движение утапливания ограничивается длиной брусковых опорных элементов 4b или упорами таким образом, что присоединительные полюсы 5b, 6b, 7b располагаются соосно с присоединительными полюсами 15а, 16а, 17а аккумуляторной батареи 1а, однако они смещены радиально настолько, что присоединительные полюсы 5b, 6b, 7b могут при повороте зайти внутрь промежуточных пространств между соответствующими присоединительными полюсами 5а, 6а, 7а.
И только в том случае, когда аккумуляторная батарея 1b с ее опорными элементами будет полностью вставлена в ответные опорные элементы аккумуляторной батареи 1a, как показано на фиг.5, она может быть выведена поворотом из ее 90°-го углового положения, в результате чего присоединительные полюсы на обеих сторонах войдут между собой в зацепление с геометрическим замыканием. Тогда обе аккумуляторные батареи будут шарнирно соединены друг с другом при пределах поворота около 180°. Одновременно с этим создается электрическое соединение между тремя присоединительными полюсами одной аккумуляторной батареи и тремя присоединительными полюсами другой аккумуляторной батареи, причем, точнее говоря, создаются два соединения, а именно по продольным сторонам аккумуляторных батарей. Благодаря этому существенно повышается надежность электрических контактов, поскольку присутствует избыточность. Присоединительные полюсы 5-7 и 15-17 соединены известным способом с электрохимическими аккумуляторами внутри батареи.
Аккумуляторные батареи могут быть снова разобщены, как только они будут приведены в положение под углом 90°.
Поскольку аккумуляторные батареи содержат на обоих продольных концах опорные элементы 4 и ответные опорные элементы 14, то описанным способом может быть соединено между собой путем поворота любое количество аккумуляторных батарей, благодаря чему в зависимости от потребляемой мощности эксплуатируемого электрического устройства в ряд может быть последовательно расположено необходимое количество аккумуляторных батарей.
В частности, при использовании двух или более аккумуляторных батарей представляется превосходная возможность для их размещения на ременной системе, носимой пользователем, например, на поясе или через плечо, и от которой в этом случае электрическое устройство будет питаться током через гибкий электрический соединительный провод.
На фиг. 6а, 6b показано такое применение аккумуляторных батарей на поясе. Для этого в поворотные опорные элементы 4, 14 вставлены наконечники 24, 34. На своих обоих торцах эти наконечники содержат аналогичные опорные элементы, что и аккумуляторные батареи, благодаря чему они таким же способом могут вставляться в концевые поворотные опоры аккумуляторных батарей, что и описанный выше способ. В качестве альтернативы наконечники могут фиксироваться на аккумуляторных батареях с помощью защелки или зажима. Существенно, чтобы наконечники содержали соответственно прорезь, через которую может быть пропущен ремень, будь то поясной или наплечный. На чертеже можно видеть выполненную на одном из наконечников 24 такую сквозную прорезь 24а.
На фиг. 6а, 6b показано последовательное соединение нескольких аккумуляторных батарей. Правда, при этом также возможно и параллельное включение с помощью внутренней схемы. На практике это осуществимо легче в результате того, что предусмотрен носитель, например, в виде пояса или тому подобного, содержащий несколько параллельно соединенных выводов для соединения с аккумуляторными батареями. Тогда к этим выводам подключается соответственно аккумуляторная батарея через поворотную опору, в результате чего возможно двух-, трех- или четырехкратное увеличение напряжения аккумуляторной батареи.
На фиг. 7а, 7b показаны в увеличении предназначенные для поворотного соединения опорные элементы 4, 14 с соответствующими присоединительными полюсами 5-7, 15-17. В частности, на фиг.7а можно видеть прорезь 14а′, служащую для вставления соответствующего опорного элемента 4 в том случае, когда соединяемые аккумуляторные батареи располагаются под углом около 90°.
На фиг. 8, 9 можно видеть разрезы, выполненные по аккумуляторной батарее 1, и виды на нее. При этом разрез на фиг.9 показывает, что на своем одном конце аккумуляторная батарея выполнена вильчатой и за счет этого более широкой, что необходимо для образования на нем брусковых опорных элементов 4. Зато на своем другом конце аккумуляторная батарея выполнена с сужением для образования опорных элементов 14, являющихся ответными по отношению к опорным элементам 4, вследствие чего на обоих концах каждой аккумуляторной батареи могут быть образованы поворотные соединения для подключения следующей аккумуляторной батареи.
Также на фиг.9 можно видеть, что опорные элементы 4 расположены соосно друг другу, в результате чего они образуют воображаемую ось поворота аналогично тому, как это имеет место в случае с опорными элементами 14.
На поперечном разрезе на фиг.8 можно видеть, что наряду с повторно заряжаемыми аккумуляторными элементами 10 батарея содержит также электронную схему 11. С помощью этой электронной схемы автоматически определяется потребляемая мощность, в частности, напряжение подключенного к аккумуляторной батарее электрического устройства. Кроме того, электронная схема может последовательно и/или параллельно соединять в соответствии с потребляемой мощностью подключенного электрического устройства соединенные между собой аккумуляторные батареи таким образом, что создаваемые аккумуляторными батареями напряжение и сила тока будут оптимально соответствовать потребляемой мощности подключенного устройства.
Кроме того, электронная схема может содержать выключатель защиты от перенапряжения и/или сверхтока и/или обеспечивать оптическое или акустическое извещение в том случае, когда создаваемая соединенными вместе аккумуляторными батареями мощность не соответствует потребляемой мощности подключенного электрического устройства.
На фиг.10 показан с увеличением разрез по обоим опорным элементам 4 на вилочном конце аккумуляторной батареи. Здесь можно видеть оба выступа 2, 3, содержащие на своих обращенных друг к другу сторонах оба брусковых опорных элемента 4, а также можно видеть присоединительные полюсы 5, 6, 7, расположенные в опорных элементах 4. Присоединительные полюсы проходят вертикально к плоскости чертежа в виде концентрических сегментов, как это показано на фиг. 1-3.
В верхней части фиг.10 показаны присоединительные полюсы, выполненные смещаемыми в поперечном направлении и находящиеся под действием нажимной пружины 8. Она обеспечивает опирание присоединительных полюсов своими свободными концами на ответные присоединительные полюсы соседней аккумуляторной батареи. Таким образом эти присоединительные полюсы могут быть жестко закреплены в их соответствующем опорном элементе 14.
Соответственно в нижней половине фиг.10 показаны жестко встроенные присоединительные полюсы 5, 6, 7. Такая альтернатива учитывается в том случае, когда ответные присоединительные полюсы в опорном элементе 14 испытывают со своей стороны обеспечивающее контакт прижимное действие и когда электрический контакт требуется обеспечить в меньшей степени через концевые торцы присоединительных полюсов 5, 6, 7 и в большей степени через их периферийные поверхности.
На фиг.11 показаны соответственно присоединительные полюсы на участке опорных элементов 14. В верхней половине изображения представлена альтернатива, при которой присоединительные полюсы 15, 16, 17 выполнены с возможностью перпендикулярного смещения относительно корпуса аккумуляторной батареи и нагружены нажимной пружиной 18 наружу. Благодаря этому в случае соединения со смежной батареей они прижимаются к ответным присоединительным полюсам 5, 6, 7, обеспечивая при этом надежные условия контактирования.
На нижней половине фиг.10 представлена другая альтернатива образования присоединительных полюсов 15, 16, 17. При этом отказались от пружины 18 и вместо нее выполнили упругими присоединительные полюсы 15, 16, 17, снабдив их угловыми изгибами на их боковых сторонах, перпендикулярных к корпусу батареи.
Существенное значение в изображении присоединительных полюсов на фиг. 10 и 11 имеет то, что смежные присоединительные полюсы выполнены изолированными между собой, т.е., хотя противолежащие присоединительные полюсы 4 и соединены друг с другом, как и противолежащие присоединительные полюсы 5, 6, однако между присоединительными полюсами 5, 6 электрическая связь отсутствует, так же как и между присоединительными полюсами 6, 7. Так же и противолежащие присоединительные полюсы 15 в опорных элементах 14 соединены между собой, как и противолежащие присоединительные полюсы 16 и противолежащие присоединительные полюсы 17, в то время как между радиально смежными присоединительными полюсами 15, 16, 17 соединение отсутствует. В результате, например, наружные присоединительные полюсы 5 и 15 соединены с положительным полюсом аккумуляторной батареи, присоединительные полюсы 6 и 16 - с отрицательным полюсом аккумуляторной батареи, присоединительные полюсы 7 и 17 - с проводом цепи управления.
На фиг. 12, 13 показана аккумуляторная батарея в раскрытом состоянии. Здесь можно видеть, что в данном примере выполнения аккумуляторная батарея 1 содержит собственный корпус. Он состоит из двух ответных половин 101, 101′, во внутреннем пространстве которых находится множество электрохимических элементов в виде цилиндрических аккумуляторов 102. По соображениям стоимости ими служат стандартные, повторно заряжаемые аккумуляторы, электрически соединенные между собой известным способом и подключенные к положительным или отрицательным присоединительным полюсам в корпусе аккумуляторной батареи.
Если на фиг.12 аккумуляторы располагаются друг возле друга и друг на друге перпендикулярно продольному направлению аккумуляторной батареи, то на фиг.13 они расположены частично и в продольном направлении корпуса аккумуляторной батареи в целях более полного использования объема корпуса.
Ответные между собой половины 101, 101′ корпуса (см. также фиг.8) выполнены разделением аккумуляторной батареи по ее продольной плоскости и содержат по своему периметру соответствующие друг другу выступы и углубления, благодаря чему обе половины корпуса точно заходят одна в другую и затем прочно соединяются между собой. При этом благодаря соответствующим поверхностям электрических контактов, приходящих в соприкосновение между собой при соединении обеих половин корпуса, обеспечивается соединение присоединительных полюсов обеих половин корпуса с электрическими аккумуляторами.
На фиг.14 схематически показано в ее верхней части электрическое соединение аккумуляторных батарей с соответствующими электронными компонентами. Существенное значение при этом имеет то, что так называемая контрольная плата принимает заданное напряжение, при необходимости также и ток заданной силы подключенного электрического устройства и управляет соответственно ограничением тока и напряжения. Кроме того, контрольная плата соединена дополнительно с электронным компонентом для выравнивания напряжения, которым обеспечивается выравнивание напряжения между отдельными аккумуляторами.
В нижней части фиг.14 можно видеть подключенное электрическое устройство. Оно содержит встроенный или разъемно подключенный электронный блок, который определяет заданное напряжение устройства и передает значение напряжения, с одной стороны, на упомянутую выше контрольную плату соединенных между собой аккумуляторных батарей и, с другой стороны, также и на дополнительно подключенный микроконтроллер, которым задается определенный канал для подачи напряжения при питании током электрического устройства, а именно, например, канал для напряжения 24 В, или 36 В, или 48 В.
В заключение следует отметить, что аккумуляторная батарея согласно изобретению обеспечивает то преимущество, что она может быть соединена с помощью поворотного соединения с геометрическим замыканием своими обоими концами с несколькими однотипными аккумуляторными батареями для получения необходимой приводной мощности, что аккумуляторные батареи обладают значительным свободным пространством в отношении своих пределов поворота, не создавая при этом опасности для электрического соединения, и что не в последнюю очередь благодаря электронной схеме возможны определение напряжения подключенного электрического устройства и вытекающее отсюда автоматическое или ручное внутреннее соединение аккумуляторных батарей для приведения их в оптимальное соответствие с потребляемой мощностью подключенного электроприемника.
1. Аккумуляторная батарея (1), разъёмно соединяемая с несколькими однотипными аккумуляторными батареями (1a, 1b) для питания электрических устройств с разной потребляемой мощностью, причем аккумуляторная батарея содержит, по меньшей мере, четыре присоединительных полюса (5, 6; 15, 16), из которых соответственно два присоединительных полюса (5, 6) соответствуют двум соответственно расположенным ответным присоединительным полюсам (15, 16) смежной аккумуляторной батареи, отличающаяся тем, что разъемное соединение смежных аккумуляторных батарей обеспечивается, по меньшей мере, одной поворотной опорой (4/14), что, по меньшей мере, в определенном положении аккумуляторных батарей (1a, 1b) относительно друг друга после поворота возможно их вставление в поворотную опору (4/14) или их отсоединение от нее, в то время как в других пределах поворота аккумуляторные батареи удерживаются в поворотной опоре (4/14).
2. Аккумуляторная батарея по п.1, отличающаяся тем, что смежные аккумуляторные батареи (1a, 1b) могут вставляться в поворотную опору или извлекаться из нее в том случае, когда угол между этими аккумуляторными батареями составляет <140°, в частности <120°, предпочтительно <100°.
3. Аккумуляторная батарея по п.1, отличающаяся тем, что присоединительные полюсы (5, 6; 15, 16) встроены, по меньшей мере, в одну поворотную опору (4/14).
4. Аккумуляторная батарея по п.1, отличающаяся тем, что, по меньшей мере, некоторые из присоединительных полюсов (5, 6; 15, 16) выполнены в виде неполных колец, которые при разном радиусе расположены концентрически относительно оси поворотной опоры.
5. Аккумуляторная батарея по п.1, отличающаяся тем, что поворотная опора (4, 5) состоит из двух соответствующих друг другу опорных элементов (4/14), из которых один опорный элемент (14а) расположен на одной аккумуляторной батарее (1a), a другой, ответный ему опорный элемент (4b) - на другой аккумуляторной батарее (1b).
6. Аккумуляторная батарея по п.1, отличающаяся тем, что смежные аккумуляторные батареи (1а, 1b) соединены с помощью двух поворотных опор (4/14), удаленных одна от другой и расположенных по одной воображаемой оси поворота.
7. Аккумуляторная батарея по п.1, отличающаяся тем, что каждая аккумуляторная батарея содержит вблизи своего конца два соосных опорных элемента (4) и вблизи своего другого конца - два соосных ответных опорных элемента (14).
8. Аккумуляторная батарея по п.7, отличающаяся тем, что в каждый опорный элемент (4, 14) встроены, по меньшей мере, два присоединительных полюса (5, 6) или (15, 16) и что, в частности, в каждый опорный элемент (4, 14) встроен, по меньшей мере, один дополнительный вывод (7, 17), по меньшей мере, для одного провода цепи управления.
9. Аккумуляторная батарея по п.1, отличающаяся тем, что опорные элементы (4, 14) пригодны для расположения на них наконечников (24, 34) для размещения нескольких соединенных между собой аккумуляторных батарей (1) на поясе или в рюкзаке.
10. Аккумуляторная батарея по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что, по меньшей мере, одна из разъемно соединенных аккумуляторных батарей содержит электронную схему (11) для определения заданной мощности подключенного электрического устройства.
11. Аккумуляторная батарея по п.10, отличающаяся тем, что электронная схема (11) обеспечивает последовательное и/или параллельное включение соединенных между собой аккумуляторных батарей в соответствии с заданной мощностью подключенного электрического устройства.
12. Аккумуляторная батарея по п.10, отличающаяся тем, что электронная схема (11) содержит сигнальные элементы для индикации несоответствующего значения мощности, в частности, возможного перенапряжения и/или пониженного напряжения соединенных между собой аккумуляторных батарей по сравнению с потребляемой мощностью подключенного электрического устройства.
13. Аккумуляторная батарея по п.1, отличающаяся тем, что она содержит собственный корпус (101, 101′), на котором расположена поворотная опора (4, 14).
