模块化支架电池系统.pdf

包括大量可串联和以垂直堆叠结构布置的电池的设备。每一个电池包括相对的第一和第二侧面以及与第一侧面相邻的正极端子和负极端子。每一个第一和第二侧面在其上具有嵌套外形。第一基本垂直定向的侧板在其上具有嵌套外形，所述侧板被构造以容纳电池第一侧面的嵌套外形以及连接到一个电池正极端子和相邻电池负极端子上的电连接器。第二基本垂直定向的侧板具有嵌套外形，所述侧板被构造以容纳电池第二面的嵌套外形。

1.  一种用于堆叠和连接电池的设备，该设备包括：
可串联和以垂直堆叠结构布置的多个电池，每个电池包括相对的第一和第二侧面、正极端子和负极端子，所述端子与第一侧面相邻，每个第一和第二侧面具有在其上的嵌套外形；
其上具有嵌套外形的第一基本垂直定向侧板，所述侧板构造用于容纳电池第一侧面的嵌套外形以及连接到电池正极端子和相邻电池负极端子上的电连接器；以及
具有嵌套外形的第二基本垂直定向侧板，所述侧板构造用于容纳电池第二测面的嵌套外形。

2.  如权利要求1所述的设备，其中电池第一侧面的嵌套外形包括肋和槽中的一个，其中第一侧板的嵌套外形包括肋和槽中的另一个。

3.  如权利要求1所述的设备，其中电池第一侧面的嵌套外形包括基本水平延伸的肋。

4.  如权利要求1所述的设备，还包括与至少一个电池相连的把手。

5.  如权利要求4所述的设备，其中把手被构造以提供对电池的至少一个正极端子和负极端子的保护。

6.  如权利要求1所述的设备，还包括用于安装第一和第二测板的一组第一和第二伸长的垂直延伸构件。

7.  如权利要求1所述的设备，电连接器包括适合容纳连接部件的孔，该连接构件将正极和负极端子连接到电连接器上。

8.  如权利要求1所述的设备，电连接器包括适合容纳辅助配线的孔。

9.  如权利要求1所述的设备，还包括一组用于传送电力的第一和第二导电电缆，第一导电电缆可连接到一个电池的正极端子，第二导电电缆可连接到另一个电池的负极端子。

10.  如权利要求1所述的设备，其中电池合起来构成48v的备用电源。

11.  如权利要求1所述的设备，其中电池合起来构成24v的备用电源。

12.  如权利要求1所述的设备，其中每一个电池是12v的电池。

13.  如权利要求1所述的设备，其中每一个电池的垂向尺寸为成倍的或部分的模块单元(HU/U)尺寸。

14.  如权利要求1所述的设备，其中每一个电池具有适合19英寸支架结构的水平尺寸。

15.  如权利要求1所述的设备，其中每一个电池具有适合23英寸支架结构的水平尺寸。

16.  一种电池，包括：
一具有相对的侧面的基本呈矩形的壳体、一正极端子和一负极端子，所述端子与第一侧面相邻、每个第一和第二侧面具有基本水平设置的槽和肋中的一个，所述槽和肋适合安装在互补侧板上并与之嵌套。

17.  权利要求16所述的电池，其中该电池是一个12v的电池。

18.  权利要求16所述的电池，其中电池具有适合19英寸支架结构的水平尺寸。

19.  权利要求16所述的电池，其中电池具有适合23英寸支架结构的水平尺寸。

20.  如权利要求16所述的电池，其中电池的垂向尺寸为成倍的或部分的模块单元尺寸。

21.  如权利要求16所述的电池，还包含一组交替的含铅的正、负电极板和在壳体内的电解质溶液。

模块化支架电池系统
技术领域
本发明主要涉及电池，更具体涉及用于连接和堆叠电池的设备。
背景技术
安装在架上的电源电池，包括用于电信的安装在架上的电源电池，一般具有非模块化设计。通常，普通具有矩形形状的电池常常垂直安装在水平配置的支架上。在所有的电池放置到位以后进行电连接。
由于从电池到钢制机柜之间缺乏空间以及存在电池之间接触连接和电连接短路的危险，在这样的装置中进行电连接是困难的。此外，水平布置的电池可以在下面的支架上产生重负荷，从而导致支架显著弯曲。
发明概述
考虑到上述论述，提供用于堆叠和连接电池的设备。在某一实施例中，该设备包括可串联连接和布置成垂直堆叠结构的多个电池。每一个电池包括相对的第一和第二侧面以及与第一侧面邻近的正极端子和负极端子。每一个第一和第二侧面具有在其上的嵌套外形。第一基本垂直定向的侧板在其上具有嵌套外形，所述侧板被构造以容纳电池第一面的嵌套外形以及连接到一电池正极端子和相邻电池负极端子上的电连接器。第二基本垂直定向的侧板具有嵌套外形，所述侧板被构造以容纳电池第二面的嵌套外形。
在其他实施例中，电池设有具有相对的横向侧面、正极端子和负极端子的基本呈矩形的壳，端子邻近第一面设置，第一和第二面的每一个具有适合于安装在互补的侧板上并与互补的侧板相嵌套的基本水平设置的槽和肋中的一个。
附图说明
图1是根据本发明实施例的设备的局部透视图，其外侧板已被移去。
图2是图1中的设备的正视图，其显示了两侧板。
具体实施方式
在下文中将参考附图更详细描述本发明，附图中示出的是本发明的优选实施例。然而，本发明可以用许多不同的方式实现，并不局限于在这里描述的实施例；相反地，提供这些实施例使得这里的公开彻底和完全，以及将本发明的范围充分地传达给本领域的技术人员。在附图中，相同的数字始终表示相同的元件。清楚起见，许多元件的厚度和尺寸可以被夸大。
本发明涉及安装在架上的电池，包括但不局限于用于电信的备用电源或不中断电源。根据本发明实施例的安装在架上的电池可以以更快的速度和比现有构造难度小的方式进行安装并彼此连接。
典型的电池大小可以包括24v或48v的配置，以及电池的大小可以根据采用的具体机柜结构选定。这可以包括19或23英寸安装系统或根据欧洲电信标准(ETSI)公布的设计要求来限定和建造的其他各种支架和机柜结构。虽然可以使用本领域技术人员所熟知的其他类型的电池，包括锌-碳电池、碱性电池、镍-镉电池、镍-金属氢化物电池、锂-离子电池、锌-空气电池、锌-汞氧化物电池、银-锌电池、以及金属-氯化物电池，但是该电池可以是阀门调节的铅酸(VRLA)电池。典型的VRLA电池包括在硫酸电解质和水溶液中的交替的铅和铅氧化物板。电解质溶液导致产生电子的化学反应，该电子收集在电池的负极端子上，从而产生通过附属设备从正极端子流向负极端子的电流。为了进一步详细描述，参考美国专利申请No.09/623,959，该申请被全部引用在其中作为参考。
图1示出了12v、100Ah的电池5，该电池能与一个或多个电池相串联。例如，电池5能与总共4个12v、100Ah(安培小时)单元电池相串联以形成48V、100Ah的电原。电池5与侧板3相连接。所示侧板3适合用在具有400mm深度的标准19英寸的支架机柜中。电池5分别包括正极和负极端子10和11。也可以使用其他尺寸和数量的电池。例如，两个12v电池或三个8v电池能被用来形成24v的电源。也可以使用不同尺寸的侧板和支架机柜。
侧板3安装在两垂直延伸的支撑部件1和2之间，其被设置在壳柜(未示出)中。第二侧板3′(在图2中示出)可被安装在单元电池堆的相对端上的第二对垂直延伸支撑部件之间(前部件1在图2中示出)。侧板3、3′包括以有规则地垂直间距水平设置的槽9。
每一个单元电池5在它的垂直边13上设有肋8，垂直边13被构造以在设置在侧板3中的凹槽9内滑动。槽9和肋8引导并固定在侧板3之间的单元电池。因此，电池5相互间以固定距离间隔开进行装配，形成垂直堆叠构造。
本领域的技术人员将认识到不同于这里所示的另一种可选的堆叠机构的实施例也是适合的。例如，槽9和肋8可以由节、柱、一系列不连接的槽和肋或其他防止在电池5和侧板3之间产生相对移动的嵌套外形来代替。当然，槽9和肋8可以颠倒(例如，肋设置在侧板上和槽设置在电池上)，同样也可以是用于嵌套外形其他实例的情况。
单元电池5可以包括一个或多个旋转把手6以助于将电池5定位在侧板3之间。折页把手6在延伸的打开位置和关闭位置之间是可移动的。当位于关闭位置时，折页把手6能够提供对于交互电池的正极和负极端子10和11的防护以防止发生短路。
侧板3包括垂直前边14，电导体连接器7安装在该垂直前边14上。除了在电池堆顶部和底部的电池5外，放置连接器7使得它们在一个单元电池5的顶部和以上相邻单元电池5的底部之间延伸。一个单元电池5的正极或负极端子10或11通过连接器7电连接到相邻单元电池5的反向极性的端子上，以使得所有的电池5串联起来。连接器7包括用于辅助配线16的开口15，该辅助配线能够在相对电池5的连接器7的侧边上连接。例如，开口15能够连接测试线，该测试线电连接到连接器7上以检测电池5的电性能或当前电量水平。
在图1和2所示的实施例中，正极和负极电池端子10和11以及连接器7都包括孔，该孔排成一排以容纳固定螺钉12，该螺钉利用保持在连接器7上的螺纹套管将端子10和11电连接到连接器7上。可以使用本领域技术人员知道的其他固定机构，例如螺杆或插销，同样可以使用其它电连接技术。当所示的设备位于机柜内适当位置时，优选固定螺母和螺钉12从机柜的前面是最容易接近的。
顶部连接器7T和底部连接器(未示出)电连接至顶部和底部单元电池5上的反向极性端子(例如端子10和11)上。顶部连接器7T和底部连接器连接至一对导电电缆4中的一个上，该电缆将电池电能传送到设备外。
侧板3和3′能安装在机柜内，例如，在机柜的垂直支撑构件1和2上。机柜可具有600mm宽、400mm深和1600mm高。能够构造侧板3和3′以补充或者以其他方式连接支撑构件1和2。例如，两支撑构件1、2的任一个或全部可以具有脊21，且侧板3和3′可以具有用于容纳脊21的互补凹口25。该脊21可凸出远离该支撑构件1，2并包括孔23。凹口25可以包括对应的孔(未示出)以使得侧板3和3′能通过孔23和凹口25上对应的孔拧紧于支撑构件1和2上。
在示出的实施例中，一侧板3包含电池连接器7而相反面的侧板3′(在图2所示)却不包含电池连接器。侧板3和3′能适合于带有接收电池5的装备的模块式机柜装置，所述电池按用户需要设计。可以使用各种尺寸的电池5，包括具有成倍或部分模块单元(HU/U)尺寸的电池，例如2、2.5或3倍HU/U的高度。一个模块单元(HU/U)等于1.75英寸(44.45mm)，且其是安装在架上的电气设备的国际标准。通常，侧板3和3′的高度在大约14到21英寸之间，以及连接至那里的连接器7将具有大约2.5到3英寸之间的高度。
在其它实施例中，可以布置电池5，使得相反极性的端子10和11位于电池5的相对端。在该实施例中，两侧板3可以包括电池连接器7，该连接器允许多个电池5以串联或并联结构连接。
侧板3可在安装电池5之前以电导线的形式连接至输入和输出电缆4和任何所需的附加连接。作为在电池安装前的空间增加的结果，该连接可以更容易地被实现。电池5然后能滑入适当位置处并固定到连接器7上。在该过程中连接器7可以避免接地。
上面所述的是本发明的举例且不应理解为是对本发明的限定。虽然已对本发明的一些典型实施例进行了描述，但是在不偏离本发明的新的教导和优点的情况下在典型实施例中的许多变型对于本领域的技术人员是容易理解的。因此，所有这些变型旨在被包括在如权利要求书所限定的本发明的范围内。因此，可以理解前面描述的是本发明的举例并不应理解为限于所公开的具体实施例，以及所公开实施例的变型和其他实施例旨在被包括在所附权利要求书的范围内。本发明通过所附的权利要求书，其中包括等效的权利要求书进行限定。