CN101980399A - 电池检知系统及其电池模块 - Google Patents

Abstract

一种电池模块，包括壳体、隔板、多个检知杆、滑块以及绝缘弹性组件。隔板是配置于壳体内而在壳体内隔出第一容置空间与第二容置空间，并具有连通第一容置空间与第二容置空间的气孔。各检知杆分别穿设壳体，并具有第一导电端面与第二导电端面，其中第一导电端面位于第一容置空间内并对应至隔板的气孔，第二导电端面则是位于壳体外。滑块配置于第一容置空间内，并位于气孔上方而适于在隔板与检知杆之间移动。而且，滑块具有相对检知杆的第一导电端面的导电表面。绝缘弹性组件则是配置于滑块与壳体之间。

Description

电池检知系统及其电池模块

技术领域

本发明涉及一种检知系统，且特别涉及一种能够实时通报异常状况的电池检知系统及其电池模块。

背景技术

从环保和节能的角度看，发展清洁无污染的电动汽车已经成为各国汽车工业的一个突破口。电动汽车具有传统燃油汽车无可比拟的优点，例如低噪声、高效能及多样化能源。除此之外，电动汽车与传统燃油汽车相较之下，不但污染物排放可以减少97％，能量利用率也可从10.3％提升至17.8％，可节省大约40％的石油，因而使得电动汽车成为21世纪最有潜力的交通工具。

电动汽车应用上正在发展的电源主要有钠硫电池、镍氢电池、锂离子电池、金属(Zn或Al)空气电池、燃料电池及飞轮电池等，这些新型电源的应用，为电动汽车的发展开辟了广阔的前景。目前，已经在电动汽车上应用的新型电池主要分为镍氢电池和锂离子电池，其中锂离子电池以其高电压、高能量密度、无记忆效应而成为目前的市场主流。

然而，锂离子电池有时会因短路或在异常条件下进行充、放电而在电池内产生大量的气体。在此情况下，必须将电池内的气体快速排出，以避免电池因内外压差过大而爆炸。

为此，如图1所示，现有提出一种电池模块100，其包括壳体110、泄压阀120以及电池芯130，且壳体110内具有泄压容纳室112、泄气孔114、排气孔116以及容置空间118，其中泄气孔114是连通泄压容纳室112与容置空间118，排气孔116则是位于泄压容纳室112顶部而与外界相通。

泄压阀120配置于泄压容纳室112内，且其是由阀体122、弹簧124及座圈126所构成。阀体122是利用弹簧124施压于泄气孔114上方的座圈126，以于平常维持在气密状态。弹簧124则是用以控制阀体122开启的压力值。当电池芯130发生异常而在容置空间118内生成气体时，气体会经由泄气孔114向上流动而推开阀体122，进而经过泄压容纳室112以及排气孔116而排至外界。

然而，虽然电池模块100可借由泄压阀120达到防爆的效果，但由于泄压阀120的机构复杂，构件众多，制作程序繁复，因此成本相对较高。

此外，由于大型动力机具需要使用多个电池模块100来供应运作所需的电源，为了避免这些电池模块100突然发生异常状况而无法正常供电给机具，进而影响机具的运作，相关人员必须在机具因供应电源不足而突然停止运作之前，先主动暂停机具的运作，并针对异常的电池芯130进行更换。由此可知，如何在电池模块100发生异常状况的第一时间内通知相关人员，实为本技术领域的相关人员目前所关注的议题之一。

发明内容

本发明的目的就是在于提供一种电池模块，其可于电池芯发生异常的第一时间提供信号给相关人员。

本发明的再一目的是提供一种电池检知系统，以大幅节省找出损坏的电池模块所需花费的时间。

为了实现上述目的，本发明提出一种电池模块，包括壳体、隔板、多个检知杆、滑块以及绝缘弹性组件。隔板是配置于壳体内而在壳体内隔出第一容置空间与第二容置空间，且隔板具有连通第一容置空间与第二容置空间的气孔。各检知杆分别穿设壳体，并具有第一导电端面与第二导电端面，其中第一导电端面位于第一容置空间内并对应至隔板的气孔，第二导电端面则是位于壳体外。滑块配置于第一容置空间内，并位于气孔上方而适于在隔板与上述这些检知杆之间移动。而且，滑块具有相对检知杆的第一导电端面的导电表面。绝缘弹性组件则是配置于滑块与壳体之间。

在本发明的一实施例中，上述的电池模块还包括电池芯，配置于第二容置空间内。

在本发明的一实施例中，上述的滑块的材质包括导电材料。

在本发明的一实施例中，上述的滑块包括本体及导电膜，其中导电膜配置于本体上而构成上述的导电表面。

在本发明的一实施例中，上述的电池模块还包括支撑轴，固定于隔板与壳体之间，并位于上述的第一容置空间内。而且，支撑轴是穿设于滑块，而使滑块适于沿支撑轴移动。

在本发明的一实施例中，上述的绝缘弹性组件可以包括压缩弹簧以及绝缘膜，其中绝缘膜包覆压缩弹簧。而且，上述这些检知杆的第一导电端面可以位于压缩弹簧内。

在本发明的一实施例中，上述的壳体还具有泄压阀，连通至第一容置空间。

为了实现上述目的，本发明还提出一种电池检知系统，包括多个电池模块、继电模块、电源供应模块以及管理模块。电池模块包括壳体、隔板、多个检知杆、滑块以及绝缘弹性组件。隔板是配置于壳体内而在壳体内隔出第一容置空间与第二容置空间，且隔板具有连通第一容置空间与第二容置空间的气孔。各检知杆分别穿设壳体，并具有第一导电端面与第二导电端面，其中第一导电端面位于第一容置空间内并对应至隔板的气孔，第二导电端面则是位于壳体外。而且，这些检知杆其中之一电性连接至接地端，用以接收接地信号。滑块配置于第一容置空间内，并位于气孔上方而适于在隔板与上述这些检知杆之间移动。而且，滑块具有相对检知杆的第一导电端面的导电表面。绝缘弹性组件则是配置于滑块与壳体之间。

承上述，继电模块包括多个继电单元，且各继电单元具有第一输入端、第二输入端以及输出端，其中各第一输入端分别与对应的电池模块的检知杆其中的另一电性连接。电源供应模块是电性连接至这些继电单元的第二输入端。管理模块则是连接至继电单元的输出端，并且在上述这些继电单元其中之一的第一输入端接收到接地信号时，与此继电单元的输出端电性导通。

在本发明的一实施例中，上述的管理模块包括警示单元以及断电单元。

在本发明的电池模块中，可于电池芯发生异常状况而生成气体时，借由此气体推动具有导电表面的滑块，以将多支检知杆彼此导通。而本发明的电池检知系统即是借由继电模块来辨别电池模块中的检知杆是否彼此导通，并且在各电池模块中的检知杆彼此导通时，电性导通电池模块与管理模块之间的电路，而将信号传送至管理模块，以通知相关人员处理问题。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1为现有电池模块的剖面示意图；

图2A为本发明的一实施例中的电池模块在正常状态下的剖面示意图；

图2B为本发明的一实施例中的电池模块发生异常情况时的剖面示意图；

图3为本发明的另一实施例中的电池模块在正常状态下的剖面示意图；

图4为图2A的弹性组件沿I-I’线的剖面示意图；

图5为本发明的一实施例中的电池检知系统的电路方框示意图。

其中，附图标记

100、200：电池模块

112：泄压容纳室

114：泄气孔

116：排气孔

118：容置空间

120、290：泄压阀

122：阀体

124：弹簧

126：座圈

130、260：电池芯

212：第一容置空间

214：第二容置空间

220：隔板

222：气孔

230：检知杆

232：第一导电端面

234：第二导电端面

240：滑块

242：导电表面

241：本体

243：导电膜

250：绝缘弹性组件

252：压缩弹簧

254：绝缘膜

270：支撑轴

400：电池检知系统

410：继电模块

412：继电单元

412a：第一输入端

412b：第二输入端

412c：输出端

420：电源供应模块

430：管理模块

432：警示单元

434：断电单元

G：接地端

P：接点

具体实施方式

下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述：

图2A为本发明的一实施例中的电池模块在正常状态下的剖面示意图。请参照图2A，电池模块200包括壳体210、隔板220、多个检知杆230、滑块240以及绝缘弹性组件250。隔板220是配置于壳体210内而在壳体210内隔出第一容置空间212与第二容置空间214，且隔板220具有连通第一容置空间212与第二容置空间214的气孔222。在本实施例中，第二容置空间214即是用以容纳电池芯260。

本实施例的电池模块200例如是具有两支检知杆230，但本发明不以此为限。各个检知杆230分别具有第一导电端面232与第二导电端面234，其中第二导电端面234是位于壳体210外，第一导电端面232则是穿过壳体210而位于第一容置空间212内，并对应至隔板220的气孔222。滑块240配置于第一容置空间212内，并位于气孔222上方而适于在隔板220与检知杆230之间移动。具体来说，本实施例的电池模块200还包括有支撑轴270，其固定于隔板220与壳体210之间，并位于第一容置空间212内，并穿设滑块240，以使滑块240可以沿着支撑轴270而在隔板220与检知杆230之间移动。

特别的是，滑块240具有相对检知杆230的第一导电端面232的导电表面242。在本实施例中，滑块240是由导电材料所制成，如金属或其它导电材料，但本发明不以此为限。在其它实施例中，滑块240也可以包括以非导电材料所制成的本体241以及配置在本体241上的有导电膜243，如图3所示。此时导电膜243的表面即为滑块240的导电表面242。

请再次参照图2A，绝缘弹性组件250是配置于滑块240与壳体210之间，且本实施例的绝缘弹性组件250例如是由压缩弹簧252与绝缘膜254所构成。更进一步说，本实施例的压缩弹簧252例如螺旋弹簧。由于压缩弹簧252一般来说是由金属材料所制成，因此为避免压缩弹簧252造成滑块240与检知杆230之间的短路，本实施例是利用绝缘膜254包覆住压缩弹簧252，如图4所示。

承上述，检知杆230的第一导电端面232则是穿设于绝缘弹性组件250内。当电池模块200处于正常运作的状态时，滑块240借由绝缘弹性组件250而抵靠于隔板220上并盖住气孔222。

请参照图2B，当电池芯260因过度充、放电或发生短路而生成气体时，气体会从第二容置空间214经由气孔222往第一容置空间212流动，并同时推动滑块240沿支撑轴270朝向检知杆230移动而挤压绝缘弹性组件250，使得滑块240的导电表面242同时接触至两支检知杆230的第一导电端面232，进而使得两支检知杆230通过滑块240的导电表面242而彼此电性导通。除此之外，本实施例的壳体210也可以具有泄压阀290，连通至第一容置空间212，以便于在气体通过气孔222流至第一容置空间212后，令其通过泄压阀290流至壳体外，进而避免壳体210因内部压力过大而爆炸。本领域技术人员可以了解泄压阀290的详细结构，此处不再赘述。

由上述可知，当电池芯260发生异常状况时，两支检知杆230借由滑块240的导电表面242而相互导通，因此只要在检知杆230的第二导电端面234接上适当的电路例如导通检测电路，本发明的实施例是连结至继电模块(稍后详述)，即可在电池芯260发生异常的第一时间通知相关人员。以下将举实施例配合图式说明如何在上述的电池模块发生异常时实时通报相关人员，其中标号与前述实施例相同者，其所代表的组件亦与前述实施例相同或相似。

图5为本发明的一实施例中的电池检知系统的电路方框示意图。请同时参照图2A及参照图5，电池检知系统400包括多个电池模块200、继电模块410、电源供应模块420以及管理模块430。继电模块410包括多个继电单元412，且各继电单元412具有第一输入端412a、第二输入端412b以及输出端412c，其中各个继电单元412的第一输入端412a是分别与对应的电池模块200的一支检知杆230电性连接。而在各个电池模块200中，未与继电单元412电性连接的另一支检知杆230则是电性连接至接地端G，用以接收接地信号。

请继续参照图5，电源供应模块420是电性连接至这些继电单元412的第二输入端412b，管理模块430则是连接至继电单元412的输出端412c。具体来说，管理模块430例如是具有多个接点P，而各继电单元412即是分别连接至对应的接点P。

本实施例的继电单元412例如是在第一输入端412a与第二输入端412b所接收到的信号具有电压差的情况下才会导通。也就是说，当继电模块410的任一继电单元412的第一输入端412a接收到接地信号时，此继电单元412的输出端412c会与其所连接的管理模块430电性导通。

请参照图2B及图5，当任一电池模块200中的电池芯260发生异常而生成气体，且此气体推动滑块240朝检知杆230移动，使得滑块240的导电表面242导通两支检知杆230时，从接地端G所输出的接地信号会经由两支检知杆230传送至其所对应的继电单元412。此时，由于继电单元412不但从第二输入端412b接收到电源供应模块420所输出的信号，还同时从第一输入端412a接收到接地信号，因而导通其与管理模块430之间的电路，以传送信号至管理模块430。

承上述，本实施例的管理模块430可以包括警示单元432以及断电单元434，因此当管理模块430接收到由继电模块410所输出的信号后，可借由警示单元432通报相关人员，并且通过断电单元434切断电池模块200与机具之间的电路(图未示)，以暂停机具的运作。举例来说，警示单元432可以是警示灯，也可以是能够因被触发而自动发送短信或电子邮件的程序。

综上所述，在本发明的电池模块中，可于电池芯发生异常状况而生成气体时，借由此气体推动具有导电表面的滑块，以将多支检知杆彼此导通。如此一来，只要设计能够判断各电池模块中的多支检知杆是否彼此导通的电路，即可得知电池模块是否发生异常状况。据此，本发明的电池检知系统即是在电池模块与管理模块之间配置继电模块，以便于在各电池模块中的检知杆彼此导通时，电性导通电池模块与管理模块之间的电路，而将信号传送至管理模块，以通知相关人员处理问题。

而且，在本发明的电池检知系统中，由于每一个电池模块均相对应地连接至一个继电单元，且各继电单元是分别连接至管理模块内的不同接点，因此相关人员可依据管理模块所接收到的信号轻易地辨别出发生异常状况的电池模块，以对其进行适当的处理程序。换言之，本发明的电池检知系统可以大幅节省找出损坏的电池模块所需花费的时间。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (17)

1.一种电池模块，其特征在于，包括：

一壳体；

一隔板，于该壳体内隔出一第一容置空间与一第二容置空间，且该隔板具有一气孔，连通该第一容置空间与该第二容置空间；

多个检知杆，分别具有一第一导电端面与一第二导电端面，其中各该检知杆穿设该壳体，而使该第一导电端面位于该第一容置空间内并对应至该气孔，该第二导电端面位于该壳体外；

一滑块，配置于该第一容置空间内，并位于该气孔上方而适于在该隔板与该些检知杆之间移动，且该滑块具有一导电表面，相对该些第一导电端面；以及

一绝缘弹性组件，配置于该滑块与该壳体之间。

2.根据权利要求1所述的电池模块，其特征在于，还包括一电池芯，配置于该第二容置空间内。

3.根据权利要求1所述的电池模块，其特征在于，该滑块的材质包括导电材料。

4.根据权利要求1所述的电池模块，其特征在于，该滑块包括一本体以及一导电膜，该导电膜配置于该本体上而构成该导电表面。

5.根据权利要求1所述的电池模块，其特征在于，还包括一支撑轴，固定于该隔板与该壳体之间，并位于该第一容置空间内，且该支撑轴是穿设于该滑块，而使该滑块适于沿该支撑轴移动。

6.根据权利要求1所述的电池模块，其特征在于，该绝缘弹性组件包括一压缩弹簧以及一绝缘膜，该绝缘膜包覆该压缩弹簧。

7.根据权利要求6所述的电池模块，其特征在于，该些检知杆的第一导电端面位于该压缩弹簧内。

8.根据权利要求1所述的电池模块，其特征在于，该壳体还具有一泄压阀，连通至该第一容置空间。

9.一种电池检知系统，其特征在于，包括：

多个电池模块，各该电池模块包括：一壳体、一隔板、多个检知杆、一滑块以及一绝缘弹性组件，该隔板于该壳体内隔出一第一容置空间与一第二容置空间，且该隔板具有一气孔，连通该第一容置空间与该第二容置空间；该多个检知杆分别具有一第一导电端面与一第二导电端面，其中各该检知杆穿设该壳体，而使该第一导电端面位于该第一容置空间内并对应至该气孔，该第二导电端面位于该壳体外，且该些检知杆其中之一电性连接至一接地端，适于接收一接地信号；该滑块配置于该第一容置空间内，并位于该气孔上方而适于在该隔板与该些检知杆之间移动，且该滑块具有一导电表面，相对该些第一导电端面；以及一绝缘弹性组件，配置于该滑块与该壳体之间；

一继电模块，包括多个继电单元，各该继电单元具有一第一输入端、一第二输入端以及一输出端，其中各该第一输入端分别与对应的该电池模块的该些检知杆其中的另一电性连接；

一电源供应模块，电性连接至该些继电单元的该些第二输入端；以及

一管理模块，连接至该些继电单元的该输出端，其中当该些继电单元其中之一的该第一输入端接收到该接地信号时，该继电单元的该输出端与该管理模块电性导通。

10.根据权利要求9所述的电池检知系统，其特征在于，该电池模块还包括一电池芯，配置于该第二容置空间内。

11.根据权利要求9所述的电池检知系统，其特征在于，该滑块的材质包括导电材料。

12.根据权利要求9所述的电池检知系统，其特征在于，该滑块包括一本体以及一导电膜，且该导电膜配置于该本体上而构成该导电表面。

13.根据权利要求9所述的电池检知系统，其特征在于，该电池模块还包括一支撑轴，固定于该隔板与该壳体之间，并位于该第一容置空间内，且该支撑轴是穿设于该滑块，而使该滑块适于沿该支撑轴移动。

14.根据权利要求9所述的电池检知系统，其特征在于，该绝缘弹性组件包括一压缩弹簧以及一绝缘膜，该绝缘膜包覆该压缩弹簧。

15.根据权利要求14所述的电池检知系统，其特征在于，该些检知杆的第一导电端面位于该压缩弹簧内。

16.根据权利要求9所述的电池检知系统，其特征在于，该壳体还具有一泄压阀，连通至该第一容置空间。

17.根据权利要求9所述的电池检知系统，其特征在于，该管理模块包括一警示单元以及一断电单元。

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