可弯曲折叠式电池盖的制作方法
可弯曲折叠式电池盖的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型大体上涉及一种车辆电池盖。
【背景技术】
[0002]汽车和船舶电池传统上包含阳极板、阴极板和处于电池外壳内部的分隔板，并且常常是铅酸电池。通过发电机使电池所带电荷达到一定临界值，并且随着汽车功率需求量增加而放电。这类化学操作在整个电池寿命内重复。电池组件的温度对这些重复循环可能具有较大作用，因此影响所述组件的效率和耐久性。
【实用新型内容】
[0003]当电池暴露于可能在机动车引擎或排气系统附近存在的极高温中时，电池寿命减少。本实用新型描述一种可弯曲并可折叠的电池盖，其除其它益处外，减少向电池组件的热传递。本文的揭示内容可以提供具有成本效益、轻型并且在美观性上合意的电池盖。此外，本文所揭示的电池盖可折叠为折叠形状，所述折叠形状允许容易并具有成本效益的运输，并且可以回弹为打开形状以用于安装。
[0004]可弯曲电池盖的一个实施例包含形成为沿一侧形成有开口的实质上矩形盒子形状的单一材料薄片。所述盖子被配置成能够折叠成扁平形状以用于运输。所述材料包括一层热塑性聚合物树脂和一层聚合物薄膜。所述电池盖的厚度使得当所述电池盖展开时，所述材料实质上保持所述矩形盒子形状，并且当所述电池盖折叠成所述扁平形状时，所述材料保持弹力以使得除非加以约束，否则所述电池盖将展开成所述矩形盒子形状。在所述材料中，所述电池盖的每一个折叠线可以包含一系列穿孔。
[0005]在另一实施例中，一种可弯曲折叠式电池盖，其特征在于其包含:形成为沿一侧形成有开口的实质上矩形盒子形状的单一材料薄片，所述矩形盒子形状能够折叠成扁平形状以用于运输并且所述材料包括至少一层合成纤维与一个聚合薄膜层的可弯曲层合物，所述材料的厚度使得:当所述电池盖展开时，所述材料实质上保持所述矩形盒子形状；并且当所述电池盖折叠成所述扁平形状时，所述材料保持弹力以使得除非加以约束，否则所述电池盖将展开成所述矩形盒子形状。
[0006]本文还描述一种制造根据本实用新型的可弯曲并可折叠电池盖的方法。根据一种方法，材料由单一薄片切割得到，其中所述材料包括一层合成纤维与一层聚合物薄膜的可弯曲层合物。单一切割的材料薄片形成沿一侧形成有开口的实质上矩形盒子形状。所述材料的厚度使得当所述电池盖展开时，所述材料实质上保持所述矩形盒子形状，并且当所述电池盖折叠成所述扁平形状时，所述材料保持弹力。所述弹力在折叠时使得除非加以约束，否则所述电池盖将展开成所述矩形盒子形状。
[0007]下文将更详细描述本实用新型这些方面和其它方面中的变化。
【附图说明】
[0008]本文的描述参考附图，其中类似参考标号在整个若干视图中是指类似部分，并且其中:
[0009]图1是典型机动车引擎舱和电池位置的透视图；
[0010]图2是代表性安装位置中所示的具有根据本文教示的一个实施方案的电池盖的电池的等距视图；
[0011]图3是根据本文教示的一个实施方案电池盖的等距视图；
[0012]图4是图3电池盖的侧视图；
[0013]图5是用于构建图3电池盖的起始薄片的俯视图；
[0014]图6是如实质上从图2的线6A-6A所见的电池盖一侧的部分截面视图；
[0015]图7A是处于展开状态的电池盖的等距视图；
[0016]图7B是处于部分折叠状态的电池盖的等距视图；
[0017]图7C是处于折叠状态的电池盖的等距视图；和
[0018]图8是一种制造根据本文教示的一个实施方案的电池盖的方法的流程图。
【具体实施方式】
[0019]首先参看图1，展示代表性车辆10的引擎舱12。引擎14(和相关引擎组件)展示在引擎舱12的大约中心处。电池20展示在引擎舱12中，位于引擎14附近。如所示，电池20包含正电极22和负电极24。正极端子连接器26和负极端子连接器28与正电极和负电极22、24连接以输送待分配到汽车中所需处的电流。虽然图1中展示电池20与引擎14极接近，但预期电池20的位置可以取决于特定应用而变化，所述位置包括引擎舱12内的区域、乘客厢或车辆行李箱。因为电池20在车辆中所处位置的极端环境条件，所以如进一步所描述的电池盖30可以帮助隔离和保护电池20。
[0020]图2展示安装在电池20上方的电池盖30，其中电池盖30定位在电池20上方和电池20上，以使得电池盖30的四壁和顶部与电池20的四壁和顶部极接近或接触。因此，电池盖30形成为具有开放表面(此处是底表面)的实质上矩形盒子形状。如在图2中显而易见的，电池盖30可以界定末端开口 32以暴露电池20的正电极和负电极22、24。这允许在电池盖30处于安装位置的同时连接和移除端子连接器26和28。虽然将末端开口 32描绘为正方形形状并且位于电池盖30顶部的两个拐角处，但涵盖其它形状、大小和位置。举例来说，末端开口 32可以位于长的前部或后部外围表面上以对应于安装在电池20类似外围表面上的正电极和负电极22、24。末端开口 32也可以位于电池盖30的不同表面上以对应于电池20的正电极和负电极22、24的布局。
[0021]在电池盖30的开放表面附近可以存在槽57或其它形状的切口，以允许在将电池20和电池盖30安装在车辆10中时清理其它车辆组件。此外，展示电池盖30在处于安装位置时延伸穿过电池20的底部，但预期由于安装或清除问题，任何或所有前壁、背壁或侧壁可以在电池20底表面上方的位置处终止。虽然将电池盖30描绘为在底部具有开放表面，但所述开放表面可以是满足以下条件的电池盖30任何表面:允许电池盖30在电池上方滑动，同时允许下文所描述的折叠以及使末端开口 32与正电极和负电极22、24对应。
[0022]图3和4展示处于展开的完全构建状态的电池盖30。这是其中电池盖30将安装在电池(例如电池20)上的状态。如图所示的电池盖30具有有开放底表面的实质上矩形盒子形状。矩形盒子形状也可以被称作五边矩形盒子形状或有一个表面由开口代替的矩形盒子形状。电池盖30包括前壁36、与前壁36相对的背壁37、顶壁34以及左侧壁和右侧壁42。虽然图3和4中仅展示右侧壁42，但其相对左侧壁42是右侧壁42的镜像，包括位于其上的所有元件。进一步参考图3，电池盖30可以在顶部壁34上包括标签35以为车辆的终端用户提供有帮助的说明或警告。电池盖30不限于矩形盒子形状并且可以包含大致立方盒子形状。
[0023]电池盖30可以包括多个穿孔。穿孔宜位于其中电池盖30折叠成矩形盒子形状或待折叠成其折叠配置的所有位置处。拐角穿孔52位于沿完全构建电池盖30的拐角处。拐角穿孔52允许电池盖30在如稍后所描述由一片材料构建时在前壁、背壁、顶部壁和侧壁36、37、34和42相接处具有大约直角。折叠用穿孔50a、50b位于前侧36和侧壁42上，并且与拐角穿孔52 —起允许电池盖30被操控成折叠配置，其中电池盖30在货运集装箱中可以占用较少体积。侧壁42上的折叠用穿孔50b充当允许侧壁42在折叠期间向内收缩的折叶。前壁36中的折叠用穿孔50a将前壁36分隔成位于顶部壁34与折叠用穿孔50a之间的第一前壁部分38和位于折叠用穿孔50a与电池盖30开放底表面之间的第二前壁部分40。当处于折叠配置(参见图7)时，前壁36和侧壁42沿折叠用穿孔50a、50b起折痕，并且顶部壁、前壁、背壁和侧壁34、36、37和42可以相对于彼此沿拐角穿孔52旋转。
[0024]如所提及的，需要由一片材料构建电池盖30。参看图5，电池盖30展示为一个平坦材料薄片的非构建状态，随后操控所述材料以形成图2-4中所示的其构建状态。预期电池盖30可以使用模切工艺由分层材料薄片切割得到，但可以使用其它切割或修整所述材料的方法。继续参考图5，穿孔50a、50b、52可以在电池盖30仍处于实质上平坦或非构建状态的同时使用模切或冲压工艺来产生。穿孔50a、50b、52可以作为切割工艺的一部分或作为先前或后续步骤产生。模具可以包括修整电池盖30外部边缘的切割结构，并且其可以具有被配置成用于压缩或切割穿过电池盖30材料的穿孔结构。拐角穿孔52和折叠用穿孔50如本文所描述可以产生为大小和深度类似，但预期电池盖30的穿孔可以在大小和深度方面变化。应注意，根据本文教示，有可能由超过一片的材料构建电池盖30。然而，这添加用以形成电池盖30的加工步骤，并且可能由于需要接合独立材料段而使得电池盖30在处于其折叠配置时更庞大。这与使用单一材料薄片相比较不合乎需要。
[0025]一旦切割电池盖30并制得穿孔50a、50b、52，电池盖30可以沿拐角穿孔52折弯以产生所构建电池盖的所需形状。如图4和5中所示，侧壁42可以包含第一侧部分44、第二侧部分46和第三侧部分48。第一、第二和第三侧部分44、46、48中的每一者固定地附接到其它两个侧部分上以使电池盖30保持构建状态。三个侧部分可以通过将顶部壁34的第一部分耳片54重叠在侧壁42的第二侧部分46和第三侧部分48上方并且通过将前壁36的第二部分耳片58重叠在侧壁42的第三侧部分48上方来连接。耳片54、58可以通过超声波焊接工艺以及其它常规固定方式(例如粘合剂、夹子、订书钉等)附接到侧部分46、48上。在超声波焊接工艺中，在压力下向材料局部施加大约20到30千赫兹(kHz)的超声波振动以产生固态焊接。不需要连接螺钉、钉焊(nails soldering)材料或粘合剂，节省成本和重量。返回参看图3和4，在侧壁42上展示焊接点56，其中超声波焊接局部化并且在两个分层材料薄片之间产生焊接粘结。在每一个侧壁42上描绘总共六个焊接点56，但预期焊接点的大小和数目可以随应用而变化。虽然本文所描述的实施例在矩形盒子形状的相对短边上具有材料的附接和重叠部分，但预期材料可以使得附接位于矩形盒子形状的其它相对壁上(例如前壁36和背壁37)的方式切割。
[0026]转向图6，进一步 描述电池盖30材料的内部组成。图6是如实质上从图2的线6A-6A所查看的前壁36的部分截面视图。如先前所提及的，电池盖30优选地可由层合薄片材料构建。在此实施方案中，电池盖30的层合薄片材料包含至少两种层合在一起的不同材料。内层60是与所构建电池盖30的内部最接近的材料层，并且包括内表面66，所述内表面在电池盖30处于图2安装位置时接触电池20或与电池20极接近定位。内层60可以包含合成纤维材料，并且尤其聚对苯二甲酸乙二酯(PET)纤维材料。为了提供完全可再循环制成品的目标，可以使用其它聚合物纤维，例如聚酯或聚丙烯。内层60提供热传导穿过许多堆积纤维发生的相对不佳路径，并且因此是良好绝热体。
[0027]内层60的厚度可以取决于应用而变化，但预期PET纤维内层的厚度tl可以小于Imm厚。类似地，内层60的密度可以基于应用而变化。在某些实施例中，可以使用面密度或纸张密度为每平方米355克(355gsm)的PET纤维。
[0028]电池盖30进一步包括薄膜层62，其直接位于内层60外部。薄膜层62的材料可以是聚合薄膜，并且更具体来说是聚乙烯(PE)薄膜。薄膜层62的厚度t2可以变化，但可以小于1mm。薄膜层62的PE薄膜的密度可以是大约145gsm。薄膜层62的多孔性比内层60的PET纤维低，并且可以通过限制或防止气流(例如来自散热器)通过电池盖30来提供保护免于对流性热传递。
[0029]电池盖30可以任选地包括外层64，其位于内层60和薄膜层62的更外部。外层64包括电池盖30的外表面68。类似于内层60，外层64可以包含合成纤维材料，并且尤其PET纤维。纤维外层64可以为电池20添加另外的热和物理保护，以及提供在美观性上合意的外表面68。外层64厚度也可以取决于应用而变化，但预期PET纤维外层的厚度在其中不需要外层64用于热保护的实施方案中可以是最多1mm。外层64的面密度可以是大约lOOgsm，但涵盖PET纤维的其它密度。
[0030]与薄膜层62的PE薄膜耦接的内层60和外层64的PET纤维可以提供热保护以限制通过电池盖30的传导性和对流性热传递两者。电池盖30的PET纤维可以具有疏水特征，其中内层60和外层64具有防水性和抗流体性。这减少或消除由于水吸收所致的任何重量增加并且减少电池盖30的干燥时间。另外，PET纤维和PE薄膜可以添加针对碎片撞击电池20的保护。
[0031]可以参考图6进一步解释电池盖30的穿孔。穿孔展示为电池盖30中具有深度距离d的凹痕。如上文所提及的，这可以通过冲压工艺来实现，其中模具将包括一系列经设计以沿穿孔线压缩某些区域或沿穿孔线切开材料(部分或完全穿过所述材料)的突出结构。如果材料在沿穿孔线的区域中压缩，那么这可能得到如图6中所示的直接处于折叠用穿孔50a内部的压缩内部70、压缩薄膜部分72和压缩外部部分74。如果模具沿穿孔线切割穿过材料，那么将存在对应系列的材料间隙或空隙，例如对图6中拐角穿孔52所展示的系列。
[0032]预期材料层的最佳组成和厚度以及穿孔线的所需属性可以使用电脑辅助或现实测试来测定。举例来说，电池20位置中热传递的电脑建模可以帮助测定用于充分保护的材料类型和材料量。
[0033]图7A-7C展示电池盖30从图7A中的非折叠状态操控为图7C中的折叠状态的能力。通过折叠电池盖30，允许更有效地储存和装运电池盖30。折叠电池盖占用较少空间，以使得可以在货运集装箱中折叠和放置较高体积的电池盖。如在图7B和7C中说明情楚的，电池盖可以沿前壁36和侧壁42两者中的折叠用穿孔50a、50b折叠。在折叠工艺期间，由侧壁42中的折叠用穿孔50b形成的折叶允许壁42的中点沿朝向电池盖30内部的方向行进。第一前壁部分38和第二前壁部分40相对于彼此沿折叠用穿孔50a折叠。另外，前壁、背壁、顶部壁和侧壁36、37、34和42中的每一者均可以相对于彼此沿拐角穿孔52折叠。在图7C的折叠位置中，顶部壁34、第一前壁部分38、第二前壁部分40和背壁37全部处于实质上平行的位置。
[0034]由于构成电池盖30的材料的厚度、回弹性和其它特性的组合，电池盖30保持弹力以使所述电池盖30偏向于图7A的展开的矩形盒子形状。也就是说，在电池盖30处于展开状态的同时，材料实质上保持展开矩形盒子形状，并且当电池盖30处于折叠状态时，除非约束在折叠位置，否则电池盖30将展开以形成矩形盒子形状。此弹簧效果使电池盖30在移除任何约束(例如将其从完整货运或储存集装箱中相邻折叠电池盖之间移出)之后展开成矩形盒子形状。此展开作用可以通过减少安装者所需的操控而节省安装电池盖30的时间。
[0035]可以如下描述一种用于制造电池盖30的方法，并且为解释简单起见，以工艺800形式展示在流程图图8中。然而，根据本实用新型的步骤可以各种次序和/或同时发生。另夕卜，根据本实用新型的步骤可以与本文未呈现和描述的其它步骤一起发生。此外，实施一种根据本实用新型主题的方法可以不需要所有所展示的步骤。
[0036]如步骤802中所示，基于电池20的特定应用和位置选择材料特性。在步骤804中，将大到足够以一个连续片形式提供电池盖30切出部分的所选定层合材料空白薄片切割成所需的大小和形状。如所描述的，切割工艺可以使用模切或冲压工艺来实现。在步骤806中将穿孔冲压(die stamp)到薄片中，并且如上文所提及的，可以在模切工艺的同时冲压(stamp)穿孔。为了产生穿孔，模具可以压缩或切割穿过电池盖30的材料。
[0037]在步骤808中，将电池盖30构建成上述矩形盒子形状。在实现此过程中，将电池盖30在任何两个壁相接的拐角穿孔52处弯曲成大约直角。通过将第一侧部分44、第二侧部分46和第三侧部分48每一个与其它两个重叠来构建侧壁42。在步骤810中，侧部分中每一者的重叠部分如上文所描述与彼此超声波焊接。
[0038]应注意，电池盖30可以多种方式附接到电池20和/或车辆10上。电池盖30可以安装在电池20上方，并且用摩擦力和重力或用另外的紧固构件来保持在合适的位置。还预期末端接头和/或配线可以辅助保持电池盖30。
[0039]虽然本文所描述的实施例具有电池盖30的总共三个独特子层，但其进一步涵盖利用仅一层PET纤维。举例来说，外层64可以省略，并且电池盖30可以包含内层60和薄膜层62。
[0040]虽然已经与某些实施例结合描述本实用新型，但应理解本实用新型不限于所揭示的实施例而与之相反地打算涵盖包括所附权利要求书范围内的各种修改和等效安排，所述权利要求书的范围符合最广泛的解释以涵盖如法律所允许的所有这类修改和等效结构。
【主权项】
1.一种可弯曲折叠式电池盖，其特征在于其包含: 形成为沿一侧形成有开口的实质上矩形盒子形状的单一材料薄片，所述矩形盒子形状能够折叠成扁平形状以用于运输并且所述材料包括至少一层合成纤维与一个聚合薄膜层的可弯曲层合物，所述材料的厚度使得: 当所述电池盖展开时，所述材料实质上保持所述矩形盒子形状；并且 当所述电池盖折叠成所述扁平形状时，所述材料保持弹力以使得除非加以约束，否则所述电池盖将展开成所述矩形盒子形状。2.根据权利要求1所述的可弯曲折叠式电池盖，其特征在于其进一步包含在所述矩形盒子形状的相对末端表面上的折叶，其中所述折叶包含多个折叠线。3.根据权利要求2所述的可弯曲折叠式电池盖，其特征在于其中在所述材料中，所述多个折叠线的每一个折叠线均包含一系列穿孔。4.根据权利要求1所述的可弯曲折叠式电池盖，其特征在于其进一步包含: 与所述开口相对穿过所述电池盖表面的两个电极开口，所述两个电极开口中的每一者均位于沿所述表面长边的相对拐角处。5.根据权利要求2所述的可弯曲折叠式电池盖，其特征在于其中所述相对末端表面位于沿所述矩形形状的短边处并且包含所述单一薄片的重叠段。6.根据权利要求5所述的可弯曲折叠式电池盖，其特征在于其中所述重叠段彼此超声波焊接。7.根据权利要求1所述的可弯曲折叠式电池盖，其特征在于其安装在电池上，其中所述开口处于所述矩形盒子形状的底表面处，并且从所述矩形棱柱形状顶表面到所述底表面的高度比所述电池的高度短。8.根据权利要求4所述的可弯曲折叠式电池盖，其特征在于其中所述电池的末端延伸到所述矩形盒子形状表面中的相应电极开口外部。9.根据权利要求1所述的可弯曲折叠式电池盖，其特征在于其中所述合成纤维是聚对苯二甲酸乙二酯。10.根据权利要求1所述的可弯曲折叠式电池盖，其特征在于其中所述聚合薄膜层是聚乙烯薄膜层。11.根据权利要求9所述的可弯曲折叠式电池盖，其特征在于其中所述聚对苯二甲酸乙二酯的面密度是每平方米335克。12.根据权利要求10所述的可弯曲折叠式电池盖，其特征在于其中所述聚乙烯的面密度是每平方米145克。
【专利摘要】本实用新型涉及可弯曲折叠式电池盖。本文所描述的一种电池盖包括形成为沿一侧形成有开口的实质上矩形盒子形状的单一材料薄片，所述矩形盒子形状能够折叠成扁平形状以用于运输并且所述材料包括至少一层合成纤维与一个聚合薄膜层的可弯曲层合物。所述材料的厚度和其它特性使得当所述电池盖展开时，所述材料实质上保持所述矩形盒子形状，并且当所述电池盖折叠成所述扁平形状时，所述材料保持弹力以使得除非加以约束，否则所述电池盖将展开成所述矩形盒子形状。
【IPC分类】H01M2/10
【公开号】CN204696171
【申请号】CN201520042099
【发明人】赖纳·克纳普, 杰拉尔德·菲茨杰拉德, 阿克塞尔·博梅, 格雷顿·斯塔基, 托尼·拉斯根, 卢塞罗·古茨曼·盖坦, 埃里克·斯塔基
【申请人】卡库堤克斯科技咨询有限公司
【公开日】2015年10月7日
【申请日】2015年1月21日
【公告号】CA2843668A1, CN104821378A, DE202014100783U1, US20150221899
【技术领域】
[0001]本实用新型大体上涉及一种车辆电池盖。
【背景技术】
[0002]汽车和船舶电池传统上包含阳极板、阴极板和处于电池外壳内部的分隔板，并且常常是铅酸电池。通过发电机使电池所带电荷达到一定临界值，并且随着汽车功率需求量增加而放电。这类化学操作在整个电池寿命内重复。电池组件的温度对这些重复循环可能具有较大作用，因此影响所述组件的效率和耐久性。
【实用新型内容】
[0003]当电池暴露于可能在机动车引擎或排气系统附近存在的极高温中时，电池寿命减少。本实用新型描述一种可弯曲并可折叠的电池盖，其除其它益处外，减少向电池组件的热传递。本文的揭示内容可以提供具有成本效益、轻型并且在美观性上合意的电池盖。此外，本文所揭示的电池盖可折叠为折叠形状，所述折叠形状允许容易并具有成本效益的运输，并且可以回弹为打开形状以用于安装。
[0004]可弯曲电池盖的一个实施例包含形成为沿一侧形成有开口的实质上矩形盒子形状的单一材料薄片。所述盖子被配置成能够折叠成扁平形状以用于运输。所述材料包括一层热塑性聚合物树脂和一层聚合物薄膜。所述电池盖的厚度使得当所述电池盖展开时，所述材料实质上保持所述矩形盒子形状，并且当所述电池盖折叠成所述扁平形状时，所述材料保持弹力以使得除非加以约束，否则所述电池盖将展开成所述矩形盒子形状。在所述材料中，所述电池盖的每一个折叠线可以包含一系列穿孔。
[0005]在另一实施例中，一种可弯曲折叠式电池盖，其特征在于其包含:形成为沿一侧形成有开口的实质上矩形盒子形状的单一材料薄片，所述矩形盒子形状能够折叠成扁平形状以用于运输并且所述材料包括至少一层合成纤维与一个聚合薄膜层的可弯曲层合物，所述材料的厚度使得:当所述电池盖展开时，所述材料实质上保持所述矩形盒子形状；并且当所述电池盖折叠成所述扁平形状时，所述材料保持弹力以使得除非加以约束，否则所述电池盖将展开成所述矩形盒子形状。
[0006]本文还描述一种制造根据本实用新型的可弯曲并可折叠电池盖的方法。根据一种方法，材料由单一薄片切割得到，其中所述材料包括一层合成纤维与一层聚合物薄膜的可弯曲层合物。单一切割的材料薄片形成沿一侧形成有开口的实质上矩形盒子形状。所述材料的厚度使得当所述电池盖展开时，所述材料实质上保持所述矩形盒子形状，并且当所述电池盖折叠成所述扁平形状时，所述材料保持弹力。所述弹力在折叠时使得除非加以约束，否则所述电池盖将展开成所述矩形盒子形状。
[0007]下文将更详细描述本实用新型这些方面和其它方面中的变化。
【附图说明】
[0008]本文的描述参考附图，其中类似参考标号在整个若干视图中是指类似部分，并且其中:
[0009]图1是典型机动车引擎舱和电池位置的透视图；
[0010]图2是代表性安装位置中所示的具有根据本文教示的一个实施方案的电池盖的电池的等距视图；
[0011]图3是根据本文教示的一个实施方案电池盖的等距视图；
[0012]图4是图3电池盖的侧视图；
[0013]图5是用于构建图3电池盖的起始薄片的俯视图；
[0014]图6是如实质上从图2的线6A-6A所见的电池盖一侧的部分截面视图；
[0015]图7A是处于展开状态的电池盖的等距视图；
[0016]图7B是处于部分折叠状态的电池盖的等距视图；
[0017]图7C是处于折叠状态的电池盖的等距视图；和
[0018]图8是一种制造根据本文教示的一个实施方案的电池盖的方法的流程图。
【具体实施方式】
[0019]首先参看图1，展示代表性车辆10的引擎舱12。引擎14(和相关引擎组件)展示在引擎舱12的大约中心处。电池20展示在引擎舱12中，位于引擎14附近。如所示，电池20包含正电极22和负电极24。正极端子连接器26和负极端子连接器28与正电极和负电极22、24连接以输送待分配到汽车中所需处的电流。虽然图1中展示电池20与引擎14极接近，但预期电池20的位置可以取决于特定应用而变化，所述位置包括引擎舱12内的区域、乘客厢或车辆行李箱。因为电池20在车辆中所处位置的极端环境条件，所以如进一步所描述的电池盖30可以帮助隔离和保护电池20。
[0020]图2展示安装在电池20上方的电池盖30，其中电池盖30定位在电池20上方和电池20上，以使得电池盖30的四壁和顶部与电池20的四壁和顶部极接近或接触。因此，电池盖30形成为具有开放表面(此处是底表面)的实质上矩形盒子形状。如在图2中显而易见的，电池盖30可以界定末端开口 32以暴露电池20的正电极和负电极22、24。这允许在电池盖30处于安装位置的同时连接和移除端子连接器26和28。虽然将末端开口 32描绘为正方形形状并且位于电池盖30顶部的两个拐角处，但涵盖其它形状、大小和位置。举例来说，末端开口 32可以位于长的前部或后部外围表面上以对应于安装在电池20类似外围表面上的正电极和负电极22、24。末端开口 32也可以位于电池盖30的不同表面上以对应于电池20的正电极和负电极22、24的布局。
[0021]在电池盖30的开放表面附近可以存在槽57或其它形状的切口，以允许在将电池20和电池盖30安装在车辆10中时清理其它车辆组件。此外，展示电池盖30在处于安装位置时延伸穿过电池20的底部，但预期由于安装或清除问题，任何或所有前壁、背壁或侧壁可以在电池20底表面上方的位置处终止。虽然将电池盖30描绘为在底部具有开放表面，但所述开放表面可以是满足以下条件的电池盖30任何表面:允许电池盖30在电池上方滑动，同时允许下文所描述的折叠以及使末端开口 32与正电极和负电极22、24对应。
[0022]图3和4展示处于展开的完全构建状态的电池盖30。这是其中电池盖30将安装在电池(例如电池20)上的状态。如图所示的电池盖30具有有开放底表面的实质上矩形盒子形状。矩形盒子形状也可以被称作五边矩形盒子形状或有一个表面由开口代替的矩形盒子形状。电池盖30包括前壁36、与前壁36相对的背壁37、顶壁34以及左侧壁和右侧壁42。虽然图3和4中仅展示右侧壁42，但其相对左侧壁42是右侧壁42的镜像，包括位于其上的所有元件。进一步参考图3，电池盖30可以在顶部壁34上包括标签35以为车辆的终端用户提供有帮助的说明或警告。电池盖30不限于矩形盒子形状并且可以包含大致立方盒子形状。
[0023]电池盖30可以包括多个穿孔。穿孔宜位于其中电池盖30折叠成矩形盒子形状或待折叠成其折叠配置的所有位置处。拐角穿孔52位于沿完全构建电池盖30的拐角处。拐角穿孔52允许电池盖30在如稍后所描述由一片材料构建时在前壁、背壁、顶部壁和侧壁36、37、34和42相接处具有大约直角。折叠用穿孔50a、50b位于前侧36和侧壁42上，并且与拐角穿孔52 —起允许电池盖30被操控成折叠配置，其中电池盖30在货运集装箱中可以占用较少体积。侧壁42上的折叠用穿孔50b充当允许侧壁42在折叠期间向内收缩的折叶。前壁36中的折叠用穿孔50a将前壁36分隔成位于顶部壁34与折叠用穿孔50a之间的第一前壁部分38和位于折叠用穿孔50a与电池盖30开放底表面之间的第二前壁部分40。当处于折叠配置(参见图7)时，前壁36和侧壁42沿折叠用穿孔50a、50b起折痕，并且顶部壁、前壁、背壁和侧壁34、36、37和42可以相对于彼此沿拐角穿孔52旋转。
[0024]如所提及的，需要由一片材料构建电池盖30。参看图5，电池盖30展示为一个平坦材料薄片的非构建状态，随后操控所述材料以形成图2-4中所示的其构建状态。预期电池盖30可以使用模切工艺由分层材料薄片切割得到，但可以使用其它切割或修整所述材料的方法。继续参考图5，穿孔50a、50b、52可以在电池盖30仍处于实质上平坦或非构建状态的同时使用模切或冲压工艺来产生。穿孔50a、50b、52可以作为切割工艺的一部分或作为先前或后续步骤产生。模具可以包括修整电池盖30外部边缘的切割结构，并且其可以具有被配置成用于压缩或切割穿过电池盖30材料的穿孔结构。拐角穿孔52和折叠用穿孔50如本文所描述可以产生为大小和深度类似，但预期电池盖30的穿孔可以在大小和深度方面变化。应注意，根据本文教示，有可能由超过一片的材料构建电池盖30。然而，这添加用以形成电池盖30的加工步骤，并且可能由于需要接合独立材料段而使得电池盖30在处于其折叠配置时更庞大。这与使用单一材料薄片相比较不合乎需要。
[0025]一旦切割电池盖30并制得穿孔50a、50b、52，电池盖30可以沿拐角穿孔52折弯以产生所构建电池盖的所需形状。如图4和5中所示，侧壁42可以包含第一侧部分44、第二侧部分46和第三侧部分48。第一、第二和第三侧部分44、46、48中的每一者固定地附接到其它两个侧部分上以使电池盖30保持构建状态。三个侧部分可以通过将顶部壁34的第一部分耳片54重叠在侧壁42的第二侧部分46和第三侧部分48上方并且通过将前壁36的第二部分耳片58重叠在侧壁42的第三侧部分48上方来连接。耳片54、58可以通过超声波焊接工艺以及其它常规固定方式(例如粘合剂、夹子、订书钉等)附接到侧部分46、48上。在超声波焊接工艺中，在压力下向材料局部施加大约20到30千赫兹(kHz)的超声波振动以产生固态焊接。不需要连接螺钉、钉焊(nails soldering)材料或粘合剂，节省成本和重量。返回参看图3和4，在侧壁42上展示焊接点56，其中超声波焊接局部化并且在两个分层材料薄片之间产生焊接粘结。在每一个侧壁42上描绘总共六个焊接点56，但预期焊接点的大小和数目可以随应用而变化。虽然本文所描述的实施例在矩形盒子形状的相对短边上具有材料的附接和重叠部分，但预期材料可以使得附接位于矩形盒子形状的其它相对壁上(例如前壁36和背壁37)的方式切割。
[0026]转向图6，进一步 描述电池盖30材料的内部组成。图6是如实质上从图2的线6A-6A所查看的前壁36的部分截面视图。如先前所提及的，电池盖30优选地可由层合薄片材料构建。在此实施方案中，电池盖30的层合薄片材料包含至少两种层合在一起的不同材料。内层60是与所构建电池盖30的内部最接近的材料层，并且包括内表面66，所述内表面在电池盖30处于图2安装位置时接触电池20或与电池20极接近定位。内层60可以包含合成纤维材料，并且尤其聚对苯二甲酸乙二酯(PET)纤维材料。为了提供完全可再循环制成品的目标，可以使用其它聚合物纤维，例如聚酯或聚丙烯。内层60提供热传导穿过许多堆积纤维发生的相对不佳路径，并且因此是良好绝热体。
[0027]内层60的厚度可以取决于应用而变化，但预期PET纤维内层的厚度tl可以小于Imm厚。类似地，内层60的密度可以基于应用而变化。在某些实施例中，可以使用面密度或纸张密度为每平方米355克(355gsm)的PET纤维。
[0028]电池盖30进一步包括薄膜层62，其直接位于内层60外部。薄膜层62的材料可以是聚合薄膜，并且更具体来说是聚乙烯(PE)薄膜。薄膜层62的厚度t2可以变化，但可以小于1mm。薄膜层62的PE薄膜的密度可以是大约145gsm。薄膜层62的多孔性比内层60的PET纤维低，并且可以通过限制或防止气流(例如来自散热器)通过电池盖30来提供保护免于对流性热传递。
[0029]电池盖30可以任选地包括外层64，其位于内层60和薄膜层62的更外部。外层64包括电池盖30的外表面68。类似于内层60，外层64可以包含合成纤维材料，并且尤其PET纤维。纤维外层64可以为电池20添加另外的热和物理保护，以及提供在美观性上合意的外表面68。外层64厚度也可以取决于应用而变化，但预期PET纤维外层的厚度在其中不需要外层64用于热保护的实施方案中可以是最多1mm。外层64的面密度可以是大约lOOgsm，但涵盖PET纤维的其它密度。
[0030]与薄膜层62的PE薄膜耦接的内层60和外层64的PET纤维可以提供热保护以限制通过电池盖30的传导性和对流性热传递两者。电池盖30的PET纤维可以具有疏水特征，其中内层60和外层64具有防水性和抗流体性。这减少或消除由于水吸收所致的任何重量增加并且减少电池盖30的干燥时间。另外，PET纤维和PE薄膜可以添加针对碎片撞击电池20的保护。
[0031]可以参考图6进一步解释电池盖30的穿孔。穿孔展示为电池盖30中具有深度距离d的凹痕。如上文所提及的，这可以通过冲压工艺来实现，其中模具将包括一系列经设计以沿穿孔线压缩某些区域或沿穿孔线切开材料(部分或完全穿过所述材料)的突出结构。如果材料在沿穿孔线的区域中压缩，那么这可能得到如图6中所示的直接处于折叠用穿孔50a内部的压缩内部70、压缩薄膜部分72和压缩外部部分74。如果模具沿穿孔线切割穿过材料，那么将存在对应系列的材料间隙或空隙，例如对图6中拐角穿孔52所展示的系列。
[0032]预期材料层的最佳组成和厚度以及穿孔线的所需属性可以使用电脑辅助或现实测试来测定。举例来说，电池20位置中热传递的电脑建模可以帮助测定用于充分保护的材料类型和材料量。
[0033]图7A-7C展示电池盖30从图7A中的非折叠状态操控为图7C中的折叠状态的能力。通过折叠电池盖30，允许更有效地储存和装运电池盖30。折叠电池盖占用较少空间，以使得可以在货运集装箱中折叠和放置较高体积的电池盖。如在图7B和7C中说明情楚的，电池盖可以沿前壁36和侧壁42两者中的折叠用穿孔50a、50b折叠。在折叠工艺期间，由侧壁42中的折叠用穿孔50b形成的折叶允许壁42的中点沿朝向电池盖30内部的方向行进。第一前壁部分38和第二前壁部分40相对于彼此沿折叠用穿孔50a折叠。另外，前壁、背壁、顶部壁和侧壁36、37、34和42中的每一者均可以相对于彼此沿拐角穿孔52折叠。在图7C的折叠位置中，顶部壁34、第一前壁部分38、第二前壁部分40和背壁37全部处于实质上平行的位置。
[0034]由于构成电池盖30的材料的厚度、回弹性和其它特性的组合，电池盖30保持弹力以使所述电池盖30偏向于图7A的展开的矩形盒子形状。也就是说，在电池盖30处于展开状态的同时，材料实质上保持展开矩形盒子形状，并且当电池盖30处于折叠状态时，除非约束在折叠位置，否则电池盖30将展开以形成矩形盒子形状。此弹簧效果使电池盖30在移除任何约束(例如将其从完整货运或储存集装箱中相邻折叠电池盖之间移出)之后展开成矩形盒子形状。此展开作用可以通过减少安装者所需的操控而节省安装电池盖30的时间。
[0035]可以如下描述一种用于制造电池盖30的方法，并且为解释简单起见，以工艺800形式展示在流程图图8中。然而，根据本实用新型的步骤可以各种次序和/或同时发生。另夕卜，根据本实用新型的步骤可以与本文未呈现和描述的其它步骤一起发生。此外，实施一种根据本实用新型主题的方法可以不需要所有所展示的步骤。
[0036]如步骤802中所示，基于电池20的特定应用和位置选择材料特性。在步骤804中，将大到足够以一个连续片形式提供电池盖30切出部分的所选定层合材料空白薄片切割成所需的大小和形状。如所描述的，切割工艺可以使用模切或冲压工艺来实现。在步骤806中将穿孔冲压(die stamp)到薄片中，并且如上文所提及的，可以在模切工艺的同时冲压(stamp)穿孔。为了产生穿孔，模具可以压缩或切割穿过电池盖30的材料。
[0037]在步骤808中，将电池盖30构建成上述矩形盒子形状。在实现此过程中，将电池盖30在任何两个壁相接的拐角穿孔52处弯曲成大约直角。通过将第一侧部分44、第二侧部分46和第三侧部分48每一个与其它两个重叠来构建侧壁42。在步骤810中，侧部分中每一者的重叠部分如上文所描述与彼此超声波焊接。
[0038]应注意，电池盖30可以多种方式附接到电池20和/或车辆10上。电池盖30可以安装在电池20上方，并且用摩擦力和重力或用另外的紧固构件来保持在合适的位置。还预期末端接头和/或配线可以辅助保持电池盖30。
[0039]虽然本文所描述的实施例具有电池盖30的总共三个独特子层，但其进一步涵盖利用仅一层PET纤维。举例来说，外层64可以省略，并且电池盖30可以包含内层60和薄膜层62。
[0040]虽然已经与某些实施例结合描述本实用新型，但应理解本实用新型不限于所揭示的实施例而与之相反地打算涵盖包括所附权利要求书范围内的各种修改和等效安排，所述权利要求书的范围符合最广泛的解释以涵盖如法律所允许的所有这类修改和等效结构。
【主权项】
1.一种可弯曲折叠式电池盖，其特征在于其包含: 形成为沿一侧形成有开口的实质上矩形盒子形状的单一材料薄片，所述矩形盒子形状能够折叠成扁平形状以用于运输并且所述材料包括至少一层合成纤维与一个聚合薄膜层的可弯曲层合物，所述材料的厚度使得: 当所述电池盖展开时，所述材料实质上保持所述矩形盒子形状；并且 当所述电池盖折叠成所述扁平形状时，所述材料保持弹力以使得除非加以约束，否则所述电池盖将展开成所述矩形盒子形状。2.根据权利要求1所述的可弯曲折叠式电池盖，其特征在于其进一步包含在所述矩形盒子形状的相对末端表面上的折叶，其中所述折叶包含多个折叠线。3.根据权利要求2所述的可弯曲折叠式电池盖，其特征在于其中在所述材料中，所述多个折叠线的每一个折叠线均包含一系列穿孔。4.根据权利要求1所述的可弯曲折叠式电池盖，其特征在于其进一步包含: 与所述开口相对穿过所述电池盖表面的两个电极开口，所述两个电极开口中的每一者均位于沿所述表面长边的相对拐角处。5.根据权利要求2所述的可弯曲折叠式电池盖，其特征在于其中所述相对末端表面位于沿所述矩形形状的短边处并且包含所述单一薄片的重叠段。6.根据权利要求5所述的可弯曲折叠式电池盖，其特征在于其中所述重叠段彼此超声波焊接。7.根据权利要求1所述的可弯曲折叠式电池盖，其特征在于其安装在电池上，其中所述开口处于所述矩形盒子形状的底表面处，并且从所述矩形棱柱形状顶表面到所述底表面的高度比所述电池的高度短。8.根据权利要求4所述的可弯曲折叠式电池盖，其特征在于其中所述电池的末端延伸到所述矩形盒子形状表面中的相应电极开口外部。9.根据权利要求1所述的可弯曲折叠式电池盖，其特征在于其中所述合成纤维是聚对苯二甲酸乙二酯。10.根据权利要求1所述的可弯曲折叠式电池盖，其特征在于其中所述聚合薄膜层是聚乙烯薄膜层。11.根据权利要求9所述的可弯曲折叠式电池盖，其特征在于其中所述聚对苯二甲酸乙二酯的面密度是每平方米335克。12.根据权利要求10所述的可弯曲折叠式电池盖，其特征在于其中所述聚乙烯的面密度是每平方米145克。
【专利摘要】本实用新型涉及可弯曲折叠式电池盖。本文所描述的一种电池盖包括形成为沿一侧形成有开口的实质上矩形盒子形状的单一材料薄片，所述矩形盒子形状能够折叠成扁平形状以用于运输并且所述材料包括至少一层合成纤维与一个聚合薄膜层的可弯曲层合物。所述材料的厚度和其它特性使得当所述电池盖展开时，所述材料实质上保持所述矩形盒子形状，并且当所述电池盖折叠成所述扁平形状时，所述材料保持弹力以使得除非加以约束，否则所述电池盖将展开成所述矩形盒子形状。
【IPC分类】H01M2/10
【公开号】CN204696171
【申请号】CN201520042099
【发明人】赖纳·克纳普, 杰拉尔德·菲茨杰拉德, 阿克塞尔·博梅, 格雷顿·斯塔基, 托尼·拉斯根, 卢塞罗·古茨曼·盖坦, 埃里克·斯塔基
【申请人】卡库堤克斯科技咨询有限公司
【公开日】2015年10月7日
【申请日】2015年1月21日
【公告号】CA2843668A1, CN104821378A, DE202014100783U1, US20150221899
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