專利名稱：一種用于高電流應(yīng)用的組合電連接器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及電連接器，尤其是涉及用于高電流應(yīng)用的具有增大的熱輻射性能的電連接器。更具體地說，本實用新型是涉及用于電池單元之間和電池之間電聯(lián)接的尤其是用于高電流環(huán)境的熱擴散電連接器，當然，本實用新型并不局限于此。此外，本實用新型還涉及利用下面所描述的連接器的電池、電池組或其它蓄電裝置。
發(fā)明背景在許多電氣設(shè)備、裝置和系統(tǒng)中，必須采用電連接器使電路相互連接，從而形成完整的電源電路。在許多電器中，例如電車，在電車中需要供給一高電流，為了滿足電流額定值的要求，需要把電連接器與許多電源連接在一起以便提供足夠的電流。
在最近二十年期間，由于普遍認為電動車輛比礦物燃料動力車輛更有利于環(huán)保，因此電車的發(fā)展已成為一個重要的研究項目。電車通常由可重復利用的能源提供動力，例如用蓄電池，蓄電器或“超級”電容來提供動力，它們在每次使用之后還能被充電。為了向驅(qū)動馬達提供足夠的電力，電車通常需要能提供幾百安培額定電流的電源。例如，這種電源可包括許多串聯(lián)的鎳-金屬-氫化物或鎳鎘電池。此外，為了提供足夠的電壓和電流額定值，電池或成組的電池通常用低內(nèi)阻的連接器相互連接起來。
為了提供必要的電力，通常用導電的金屬元件把電池、功率電容、超級電容、蓄電池、成組的電池、蓄電器或超級電容連接在一起，其中的導電的金屬元件可由例如銅、銅合金、鋁、鋁合金、鎳、鎳合金、低碳鋼或類似材料制成。例如，通過把許多蓄電池并聯(lián)和/或串聯(lián)起來形成常用的蓄電器，此時需要相應(yīng)數(shù)目的電連接器來把相鄰的電池連接起來以形成這種蓄電器。
這種電連接器通常為一金屬條，它具有第一端和第二端，并在這些端之間具有均勻的厚度或斷面。電連接器的斷面積通常是根據(jù)電力工程中所建立起來的原則并參照額定電流來設(shè)計的，從而使得額定電流能連續(xù)地流過連接器，而不會產(chǎn)生過大的電阻熱。
熱量通過是由于連接器的內(nèi)阻而產(chǎn)生的，并且該熱量與電流的平方乘以內(nèi)阻成正比。由于已經(jīng)知道，對于給定的導體而言，導體的內(nèi)阻通常與導體的斷面積成反比，因此，似乎顯然的解決辦法是采用具有大斷面積的連接器來作為高電流應(yīng)用中的連接器，以便減小熱擴散。然而，斷面積越大，意味著連接器的重量越重，成本越高，這些都是不利的，甚至在許多應(yīng)用中是不可接受的。
此外，由于好的電連接器通常也是好的熱連接器，從電路的其它部件所產(chǎn)生的熱量例如從電池或蓄電池內(nèi)部所產(chǎn)生的熱量也會被傳到這些連接器上。因此，對于高電流應(yīng)用，把對這些不需要的熱量進行散發(fā)的能力就成為確定電連接器性能的一個重要的標準。
正如在前面所提到的那樣，用于高電流應(yīng)用的一種典型的連接器包括一剛性金屬條，它具有用于連接相應(yīng)的電接端的第一端和第二端。事實上，對于電池間的連接，這種類型的剛性條連接器幾乎是一種標準的選擇。為了減輕火災(zāi)和其它的災(zāi)害，通常要使連接器保持在一個安裝溫度以下。此外，過高的溫度會使剛性連接器膨脹，從而導致變形，甚至會損壞所連接的連接端或其它元件。
因此，希望提供一種改進的電連接器，這種電連接器能用于高電流和低電流應(yīng)用，并且可以減輕傳統(tǒng)的電連接器所具有的熱擴散問題。另一方面，由于為了提供足夠的電力，通常許多連接器被一起使用，因此，單個連接器的重量和成本也必定被減小了，這是由于這些連接器的反作用會被累加。
因此，如果這種改進的連接器能基本上減輕傳統(tǒng)的高電流連接器的缺點，同時能滿足成本低和重量輕的一般要求，或至少與傳統(tǒng)連接器的成本及重量相差不大，那么將是非常有利的。
如果這種改進的連接器基本上滿足前面所述的要求，同時具有緊湊和簡單的結(jié)構(gòu)，并且能提供改進的散熱性能，減慢熱量的積聚，那么將會更為有利。換句話說，提供一種改進的點連接器，該電連接器簡單，并且具有增強的散熱、熱輻射或熱擴散，是有利的。
鑒于傳統(tǒng)的電連接器具有前面所提到的缺點，因此，應(yīng)當知道，長期以來一直需要改進的電連接器，這種電連接器能減輕傳統(tǒng)連接器的一些缺點，同時能基本滿足前面所述的要求。在這方面，希望能提高具有某一斷面積的電連接器的散熱特性，以便能提供一種改進的電連接器。這種電連接器的成本和重量沒有增加或只有很小的增加。

發(fā)明內(nèi)容
考慮到上面所述的情況，因此本實用新型的目的是提供改進的電連接器，這種電連接器具有改進的散熱性能，從而能減慢不利熱量的積累，同時使得這種連接器的成本、重量、體積只有很小的微乎其微的增加甚至不增加。簡單地說，本實用新型的目的是提供改進的電連接器，這種電連接器結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低、制造方法簡單，同時具有改進的散熱性能。從最小方面來說，本實用新型的目的是向公眾提供對改進的電連接器的一種選擇，這種改進的電連接器能被用于高電流應(yīng)用。
根據(jù)本實用新型，提供了一種電連接器，這種電連接器包括第一導電端部和第二導電端部，其中，所述的這些導電端部由許多基本剛性的細長的導電帶相連接，其中至少在一些相鄰的導電帶之間設(shè)置一些開口。
根據(jù)本實用新型的另一方面，提供了一種電力存儲裝置，它包括由許多連接器連接起來的電池，其中所述的導體包括第一導電端部和第二導電端部，所述的這些端部由許多基本剛性和細長的導電帶相連，其中開口至少設(shè)置在相鄰的導電帶之間。
優(yōu)選地是，至少一些相鄰的細長導電帶由這些細長的開口分開，這些開口大致平行于連接所述端部的直線。
優(yōu)選地是，至少一些相鄰的細長導電帶大致平行于連接所述端部的直線。
優(yōu)選地是，至少一些所述的細長的導電帶在兩個所述的端部之間呈一弧形。
優(yōu)選地是，開口基本上是細長的，并在所述的端部之間延伸，并把細長的導電帶分開。
優(yōu)選地是，這些端部和所述的細長導電帶是由單一的導電元件整體形成的。
優(yōu)選地是，至少一些所述的導電帶在垂直于連接所述端部的直線的方向上被分開。
優(yōu)選地是，連接器是被用于連接一電力存儲裝置，例如蓄電器、電池或電容。
優(yōu)選地是，一些所述的細長導電帶在所述端部之間形成一條弧，并且相鄰的細長的導電帶形成不同弧度的弧。
優(yōu)選地是，連接器是由銅、銅合金、鋁、鋁合金、鎳、鎳合金、低碳鋼和類似材料制成的。
優(yōu)選地是，至少一些所述的細長開口大致平行于連接所述端部的直線。
優(yōu)選地是，所述細長開口的至少一個縱向側(cè)面具有一彎曲的邊緣。
優(yōu)選地是，細長的開口是從一整體塊導電元件通過把許多所述的細長的導電帶分開而形成的。
優(yōu)選地是，所述開口的彎曲邊緣形成遠離連接所述端部的直線的凸面彎曲。
優(yōu)選地是，邊緣被升高到相鄰的導電帶上部。
優(yōu)選地是，在至少一些相鄰的細長導電帶之間形成一另外的開口，該另外的開口大致垂直于所述的開口。
在上面連接中，電力存儲裝置最好包括連接在一起的一些電池單元，一蓄電器，一電容或一超級電容。


下面將通過舉例的方式并參照附圖對本實用新型的優(yōu)選實施例進行詳細描述，在這些附圖中圖1是表示本實用新型的改進的電連接器的一優(yōu)選實施例的立體示意圖；圖2是圖1中的連接器的俯視圖；圖3是圖2中的連接器沿線A-A的剖面圖；圖4是圖1中的連接器實際樣品圖；圖5是本實用新型的改進的連接器的第二優(yōu)選實施的頂視圖；圖6是圖5中的連接器沿線B-B的剖面圖；圖7是本實用新型的第三優(yōu)選實施例的連接器的剖面圖；圖8是表示用于制作本實用新型的連接器的起始材料的導電元件的第一個例子；圖9是表示用于制作本實用新型的連接器的起始材料的導電元件的第二個例子；圖10是表示用于制作本實用新型的連接器的導電元件的第三個例子。
具體實施方式
參照圖1-4，圖中表示出了本實用新型改進的電連接器10的第一實施例。該連接器包括由許多細長的導電帶13相互連接的一第一導電端部11和一第二導電端部12，如圖2和圖3所示。至少許多細長的導電帶13大致平行于電流的大致方向，該電流的大致方向基本上等同于連接兩端部11、12的直線方向。在每個連接器端部上設(shè)有一開口14、15或氣隙，用于與相鄰電路的對應(yīng)端部連接，或在蓄電器的情況中，與相鄰的電池連接。大致平行的細長的導電帶被這些氣槽、開口或氣隙16、161分開。
至少一些氣槽或氣隙161也平行于兩個端部的連線。通過提供與周圍冷卻空氣接觸附加的表面區(qū)域，細長的氣隙或氣槽16、161提供了沿著導電路徑的附加的通風表面或散熱表面。為了進一步提高通風效率或散熱效率，以便發(fā)揮導電帶13的作用，一些細長的導電帶還至少具有被升高到端部平面之上的一部分，如圖2和圖3的剖面圖所示。
參照圖3，應(yīng)當知道，一些導電帶被設(shè)置成使得交錯的導電帶被設(shè)置在不同的高度水平上。這種結(jié)構(gòu)進一步提高了散熱效率，這是由于一些單個導電帶的相鄰的側(cè)面不再直接面對，并且由只允許少量的空氣流過的一小間隙分開。相反，采用這種交錯上升的帶結(jié)構(gòu)和排列，使得分開直接面對的側(cè)面的空間體積顯著增加了，從而提供附加體積的冷卻空氣，提高了散熱效率。
為了進一步提高散熱效率，通過增大相鄰導電帶之間的分隔間隙，從而提供附加的分隔空隙。例如，使最外的導電帶在它的中部向外推或向外彎曲，從而使得最外導電帶與相鄰帶之間的氣隙呈弧狀，從而導致分隔空間全面增大。在這個優(yōu)選實施例中，可以看到，最外的導電帶朝上方和朝側(cè)向彎曲，從而其中一個形成邊緣的氣隙也橫向的從相鄰的導電帶大致呈弧形或凸面形。盡管在這個具體實施例中，只有最外的導電帶向外彎曲；但是，應(yīng)當知道，一些設(shè)置在兩個最外導電帶之間的導電帶在橫向方面上也能被作成弧形，使得這些導電帶的橫向弧度從最內(nèi)的導電帶到最外的導電帶逐漸增大。
在圖5和圖6所示的第二優(yōu)選實施例中，連接器20包括由細長的氣隙分開的一些細長的導電帶21。這些氣隙大致平行于導電帶。這些細長帶被做成使得交錯的帶21的大部分被升高到不同的高度。導電帶能沿其長度被做成弧形，或簡單地被做成在不同部分被升高。
在圖7的剖面圖中所表示的第三實施例中，連接器30包括許多導電帶31，除了這些帶被設(shè)置在基本相同的豎直高度以外，這些導電帶與第二實施例中的導電帶基本相同。在本實施例中，導電帶由平行的氣隙分開。
現(xiàn)在來描述這種優(yōu)選的連接器的制造。這種改進的電連接器能由沿長度方向厚度均勻的一金屬元件來制造。圖8至圖10表示出了可采用的導電元件的一些適合的形狀的一些例子。為了提供低內(nèi)阻來進行電流傳導，這種導電元件最好由銅、銅合金或其它適當?shù)膶щ姴牧蟻碇谱鳌．斎?，這種導電元件還可被覆蓋一層鎳、鉻或其它表面涂敷劑，以便改善它的外觀或耐用性。首先，把一塊適當?shù)膶щ娫旁谝簤簤毫C或其它適當?shù)脑O(shè)備內(nèi)，以便對導電元件進行沖切，形成細長的氣隙。然后對導電元件進行加工，以形成弧形的導電帶，至少一些相鄰的導電帶被做成具有不同的豎直高度。然后，向外擠推最外導電帶和其它導電帶，從而使它們向外凸，以便進一步增大氣隙間距。
盡管上面的步驟被描述成單獨的步驟，但是，通過適當設(shè)計的模具或工具，這些步驟當然可以在一個單一步驟中完成。此外，盡管上述步驟是用于制造第一優(yōu)選實施例中的連接器，但是，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以作出適當?shù)恼{(diào)整或改變，使上述步驟可以制造其它實施例中的連接器，這并沒有離開本實用新型的一般原理。
應(yīng)當知道，為了提供必要的電力，前面所提到的電連接器可由例如銅、銅合金、鋁、鋁合金、鎳、鎳合金、低碳鋼和類似材料來制造。此外，這些電連接器可以被用于高電流的應(yīng)用環(huán)境，對電池、蓄電器、電容、超級電容或其它高低電流裝置和系統(tǒng)進行連接。
此外，盡管通過上面所描述的優(yōu)選實施例對本實用新型進行了解釋，但是，應(yīng)當知道，采用本實用新型的原理、構(gòu)思或思想，可以對本實用新型的設(shè)計進行一些小的改變或變化，但這都未脫離本實用新型的范圍和實質(zhì)。這些優(yōu)選的實施例只是用于描述一些可能的實施例和一些變化，應(yīng)當知道，根據(jù)公知常識，本實用新型還可以用真它方式或其它方法來實現(xiàn)，這并沒有脫離本實用新型的一般原理。
權(quán)利要求1.一種電連接器，包括一第一導電端部和一第二導電端部，其特征在于所述的這些端部由許多基本剛性的細長的導電帶相連接，其中在至少一些相鄰的導電帶之間設(shè)置一些開口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電連接器，其特征在于至少一些相鄰的細長的導電帶被細長開口分開，所述的開口大致平行于連接所述端部的連線。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電連接器，其特征在于至少一些所述的細長導電帶大致平行于連接所述端部的連線。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電連接器，其特征在于至少一些所述的導電帶在兩個所述的端部之間呈弧形。
5.根據(jù)權(quán)利要求2至4中任一項所述的電連接器，其特征在于所述的端部和所述的細長導電帶是由一個單一的導電元件整體形成的。
6.根據(jù)權(quán)利要求2至4中任一項所述的電連接器，其特征在于至少一些所述的導電帶在垂直于所述端部的連線的方向上被分開。
7.根據(jù)權(quán)利要求2至4中任一項所述的電連接器，其特征在于所述的連接器是用于連接諸如蓄電器、電池或電容的電力存儲裝置。
8.根據(jù)權(quán)利要求2至4中任一項所述的電連接器，其特征在于一些所述的細長導電帶在所述的端部之間呈弧形，并且相鄰的細長導電帶形成不同的弧度。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電連接器，其特征在于所述的開口是大致細長的，并在所述端部之間延伸，并把細長的導電帶分開。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電連接器，其特征在于所述的連接器是由銅、銅合金、鋁、鋁合金、鎳、鎳合金、低碳鋼和類似材料制造的。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電連接器，其特征在于至少一些所述細長的開口大致平行于連接所述端部的連線。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電連接器，其特征在于至少所述的細長開口的縱向側(cè)面的一個具有一彎曲邊緣。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電連接器，其特征在于所述的細長開口是通過從一整塊導電元件分離出多個所述的細長導電帶而形成的。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的電連接器，其特征在于所述開口的彎曲邊緣形成離開連接所述端部的連線的凸面彎曲。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的電連接器，其特征在于所述邊緣被升高到相鄰導電帶之上。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電連接器，其特征在于在至少一些相鄰的細長導電帶之間形成垂直于所述開口的附加開口。
17.一種包括權(quán)利要求1所述連接器的電力存儲裝置，包括由許多連接器連接起來的一些電池，其特征在于所述的連接器包括一第一導電端部和一第二導電端部，其中所述的這些端部由許多基本剛性的和細長的導電帶相連，在至少一些相鄰導電帶之間設(shè)置一些開口。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的電力存儲裝置，其特征在于所述的電力存儲裝置包括連接在一起的一些電池單元、一蓄電器、一電容或一超級電容。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的電力存儲裝置，其特征在于至少一些相鄰的細長導電帶被基本平行于連接所述端部的連線的細長開口分開。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的電力存儲裝置，其特征在于至少一些所述的細長導電帶基本平行于連接所述端部的連線。
21.根據(jù)權(quán)利要求18所述的電力存儲裝置，其特征在于至少一些所述的細長導電帶在兩個端部之間呈弧形。
22.根據(jù)權(quán)利要求19至21中任一項所述的電力存儲裝置，其特征在于所述的端部和所述的細長導電帶是從一個單一的導電元件整體形成的。
23.根據(jù)權(quán)利要求19至21中任一項所述的電力存儲裝置，其特征在于至少一些所述的導電帶在垂直于連接所述端部的連線的方向上被分開。
23.根據(jù)權(quán)利要求19至21中任一項所述的電力存儲裝置，其特征在于至少一些所述的導電帶在垂直于連接所述端部的連線的方向上被分開。
24.根據(jù)權(quán)利要求19至21中任一項所述的電力存儲裝置，其特征在于所述的連接器是用于連接諸如蓄電器、電池或電容的電源存儲裝置。
25.根據(jù)權(quán)利要求19至21中任一項所述的電力存儲裝置，其特征在于一些所述的細長導電帶在所述的端部之間呈弧形，相鄰細長導電帶形成不同弧度的弧。
26.根據(jù)權(quán)利要求18所述的電力存儲裝置，其特征在于所述的開口基本上是細長的，并在所述的端部之間延伸，并把細長的導電帶分開。
27.根據(jù)權(quán)利要求22所述的電力存儲裝置，其特征在于所述的連接器是由銅、銅合金、鋁、鋁合金、鎳、鎳合金、低碳鋼和類似材料制成的。
專利摘要一種可用于高電流和低電流的電連接器，包括一第一導電端部和一第二導電端部，其中這些端部由許多基本剛性的細長的導電帶相連，并在至少一些相鄰的導電帶之間設(shè)置一些開口或間隙。這種連接器提高了散熱性能，并在高電流應(yīng)用環(huán)境中尤其有用，例如，連接用于電動車輛或其它用途的電池、蓄電器、超級電容和類似的存儲電力裝置。
文檔編號H01R11/00GK2539298SQ0220475
公開日2003年3月5日 申請日期2002年1月24日 優(yōu)先權(quán)日2001年10月9日
發(fā)明者凌沛錚, 湯耀成 申請人:凌沛錚