БАТАРЕЯ Российский патент 2003 года по МПК H01M10/06 H01M2/02 H01M2/26 

Изобретение относится к области электротехники и может использоваться в устройствах электропитания, а более конкретно в батареях на основе химических источников тока.

Известна батарея, содержащая расположенные вдоль одной оси и электрически соединенные последовательно химические источники тока цилиндрической формы, размещенные в корпусе, на передней рабочей грани которого закреплен выводной контакт положительной полярности, а на задней рабочей грани - выводной контакт отрицательной полярности, электрически соединенные с соответствующими выводами первого и последнего химических источников тока (ЕР 0768724 А2, 1997).

Такая батарея имеет низкую эксплуатационную надежность, поскольку при ее неправильной установке в отсек электропитания ("перепутывание" полярности) возможен выход из строя как самой батареи, так и аппарата, требующего электропитания.

Из известных устройств наиболее близкой к заявленной является батарея, содержащая соединенные между собой химические источники тока, размещенные в корпусе, имеющем параллельные переднюю и заднюю рабочие грани, и два, закрепленных на рабочих гранях корпуса, основных выводных контакта, каждый из которых электрически соединен посредством расположенных внутри корпуса соединительных проводников с выводами химических источников тока соответствующей полярности, а, по крайней мере, один из основных выводных контактов размещен на передней рабочей грани корпуса (РСТ 01/67529 А1, 2001). Пара основных выводных контактов положительной и отрицательной полярности, выполненные в виде фигурных борнов, в этой батарее расположены преимущественно на передней рабочей грани корпуса, который имеет правильную геометрическую форму. Основным выводным контактом отрицательной полярности может служить и боковая поверхность корпуса, выполненного металлическим. Рабочими гранями батарея закрепляется в отсеке электропитания аппарата, для питания которого она предназначена.

Такая батарея также имеет недостаточно высокую эксплуатационную надежность. При установке батареи в отсек электропитания аппарата, например при замене истощенной или дефектной батареи, требуется внимание со стороны пользователя, чтобы не перепутать полярность подключения. Наличие "человеческого фактора", особенно в экстремальных ситуациях, приводит к ошибкам, которые могут повлечь к выходу из строя как самой батареи, так и аппарата, в который она устанавливается. Меры же конструктивного характера по недопущению неправильной установки батареи (выполнение корпуса несимметричной формы, введение элементов - ключей и др.) не всегда возможны и, по меньшей мере, усложняют, удорожают батарею и снижают ее универсальность.

Задача, решаемая изобретением, состоит в создании батареи, лишенной недостатков прототипа. Технический результат, обеспечиваемый изобретением, заключается в повышении эксплуатационной надежности батареи.

Это достигается тем, что в батарею, содержащую соединенные между собой химические источники тока, размещенные в корпусе, имеющем параллельные переднюю и заднюю рабочие грани, и два, закрепленных на рабочих гранях корпуса, основных выводных контакта, каждый из которых электрически соединен посредством расположенных внутри корпуса соединительных проводников с выводами химических источников тока соответствующей полярности, а, по крайней мере, один из основных выводных контактов размещен на передней рабочей грани корпуса, введены два дополнительных выводных контакта, каждый из которых электрически соединен с одним из основных выводных контактов и закреплен на передней или задней рабочей грани корпуса симметрично основному выводному контакту той же полярности вдоль одной оси, параллельной продольной оси корпуса. Топология выводных контактов на передней и задней рабочих гранях корпуса может быть выбрана из условия непересечения фигур вращения, образуемых траекториями движения разнополярных выводных контактов при произвольном повороте корпуса вокруг его продольной оси.

Указанный выше технический результат обеспечивается всей совокупностью существенных признаков.

На фиг. 1 показана конструкция варианта батареи с размещением основных выводных контактов на передней рабочей грани корпуса; на фиг.2 - конструкция варианта батареи с размещением одного из основных выводных контактов на передней рабочей грани, а другого - на задней рабочей грани корпуса; на фиг.3, фиг.4 - варианты конструкции выводных контактов.

Батарея содержит корпус 1 и размещенные в ней химические источники тока 2, соединенные между собой. В предельном случае химический источник тока 2 может быть и один. В одном из конструктивных вариантов выполнения на передней рабочей грани 3 корпуса 1, выполненного, например, из диэлектрического материала, закреплена пара основных выводных контактов 4, 5, а на задней рабочей грани 6 - пара дополнительных выводных контактов 7, 8 (фиг.1). При этом симметрично (напротив и вдоль одной оси, параллельной продольной оси корпуса 1) основному выводному контакту 4, например положительной полярности, расположен дополнительный выводной контакт 7 той же полярности, а симметрично выводному контакту 5 отрицательной полярности аналогично расположен дополнительный выводной контакт 8 той же отрицательной полярности. Выводные контакты 4, 5, 7, 8 электрически соединены с выводами 9, 10 химических источников тока 2 соответствующей полярности посредством размещенных в корпусе 1 соединительных проводников 11. Например, вывод 9 положительной полярности соединен с выводными контактами 4 и 7, а вывод 10 отрицательной полярности соединен с выводными контактами 5 и 8. В другом конструктивном варианте (фиг. 2) на передней рабочей грани 3 корпуса 1, преимущественно цилиндрической формы из металла или диэлектрического материала, закреплены один из основных выводных контактов 4, например в центре передней рабочей грани 3, и противоположный ему по полярности дополнительный выводной контакт 8, например в виде кольца или кольцевого буртика металлического футляра 1, а на задней рабочей грани 6 аналогичным образом закреплены основной выводной контакт 5 и дополнительный выводной контакт 7, который в данном случае находится с основным выводным контактом 4 на продольной оси корпуса 1. При этом металлический футляр 1 изолирован посредством диэлектрических прокладок (на чертеже не показаны) от выводных контактов 4, 7. Топология (расположение, размеры и форма) выводных контактов 4, 5, 7, 8 выбрана преимущественно из условия непересечения фигур вращения, образуемых траекториями движения разнополярных выводных контактов 4, 5, 7, 8 при произвольном повороте корпуса 1 вокруг его продольной оси (на фиг.3 траектории показаны прерывистыми линиями). Конструкция выводных контактов 4, 5, 7, 8 может в этих условиях быть разнообразной и представлять собой, например, цилиндрические "пятачки" 4, 5 (и 7, 8), как показано на фиг.3, или фигурные борны, плоские лепестки и др. Они могут быть выполнены в виде центрального "пятачка" 4 и кольца 8 (и соответственно 7 и 5), как показано на фиг.4. Корпус 1 выполнен преимущественно в форме симметричного относительно своей продольной оси тела (в виде правильной фигуры) - цилиндра, эллипсоида, прямоугольной призмы и др. Его сечение параллельно продольной оси представляет собой прямоугольник.

При необходимости установки батареи в аппарат, электропитание которого она обеспечивает, достаточно установить ее в отсек электропитания, не обращая внимания, какой именно рабочей гранью корпуса 1, передней 3 или задней 6, она ориентирована относительно входных контактов отсека электропитания. Это особенно важно в экстремальных условиях, например в темноте. При этом может быть повышена надежность электрического контактирования входных контактов отсека электропитания и выводных контактов 4, 5, 7, 8 батареи, если входные контакты продублированы, т. е. в отсеке электропитания размещены дополнительные входные контакты напротив (симметрично) основных входных контактов соответствующей полярности. В случае, когда соблюдено условие непересечения фигур вращения, образуемых траекториями движения разнополярных выводных контактов 4, 5, 7, 8 на соответствующей рабочей грани 3 или 6 корпуса 1 при его повороте вокруг продольной оси, батарея может быть при установке в отсек электропитания произвольно ориентирована (повернута) вокруг своей продольной оси. Это создает дополнительные удобства в эксплуатации батареи, особенно в экстремальных ситуациях. Если указанное выше условие не соблюдено, для предотвращения неправильной установки батареи при ее произвольной ориентации вокруг продольной оси, обычно предусматривается выполнение дополнительных конструктивных элементов - проточек, выступов и др. в корпусе 1 (на чертежах не показаны) с соответствующими ответными элементами в отсеке электропитания.

Пример реализации. Батарея выполнена на основе восьми последовательно соединенных химических источников тока 2 типа Д-0,55С, размещенных в цилиндрическом корпусе 1 диаметром 36 и длиной 90 мм. Выводные контакты 4 и 7 положительной полярности выполнены в виде цилиндрических "пятачков" диаметром 10 мм, размещенных в центре соответствующей рабочей грани 3 и 6 концентрично относительно продольной оси корпуса 1. Выводные контакты 5 и 8 отрицательной полярности выполнены в виде колец с внутренним диаметром 30 мм и внешним диаметром 35 мм, также размещенных на соответствующей рабочей грани 3 и 6 концентрично относительно продольной оси корпуса 1.

Батарея, выполненная в соответствии с изобретением, имеет высокую эксплуатационную надежность, она удобна для пользователя при установке в отсек электропитания питаемого аппарата.

Изобретение относится к электротехнике. Технический результат, обеспечиваемый изобретением, заключается в повышении эксплуатационной надежности батареи. Батарея содержит наряду с основными выводными контактами дополнительные выводные контакты, каждый из которых электрически соединен с одним из основных выводных контактов и закреплен на передней или задней рабочей грани корпуса симметрично основному выводному контакту той же полярности. Дополнительный выводной контакт или расположен напротив соответствующего выводного контакта, или вдоль одной оси, параллельной продольной оси корпуса (или на этой оси). Это позволяет пользователю не обращать внимание на то, какой рабочей гранью ориентирован корпус батареи при ее установке в отсек питания питаемого аппарата, а в большинстве случаев - и на то, как повернут корпус батареи вокруг своей продольной оси. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Батарея, содержащая соединенные между собой химические источники тока, размещенные в корпусе, имеющем параллельные переднюю и заднюю рабочие грани, на каждой из которых закреплена пара разнополярных выводных контактов, соединенных с выводами химических источников тока соответствующей полярности, причем однополярные выводные контакты расположены симметрично один относительно другого вдоль оси, параллельной продольной оси корпуса, отличающаяся тем, что топология пар выводных контактов на передней и задней рабочих гранях корпуса выбрана из условия непересечения фигур вращения, образуемых траекториями движения разнополярных выводных контактов при произвольном повороте корпуса вокруг его продольной оси. 2. Батарея по п.1, отличающаяся тем, что соединение выводных контактов с выводами химических источников тока выполнено посредством соединительных проводников, размещенных внутри корпуса.