CN103515554A - 防水、防火、防震、防爆四合一的车用电池及其制造方法 - Google Patents

防水、防火、防震、防爆四合一的车用电池及其制造方法 Download PDF

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Abstract

一种防水、防火、防震、防爆四合一的车用电池及其制造方法，该车用电池包括多个锂铁电池、至少一支架、一电连接组件及一封装体。其中，该多个锂铁电池组装于该支架内，经该电连接组件将该多个锂铁电池作电连接后，最后在一真空环境下利用该封装体完全包覆于该多个锂铁电池、该支架及该电连接组件的外部。本发明利用该封装体系为导热胶体，于该真空环境进行封装后而能彻底填充于缝隙中，而能有防水、防火、防震及防爆四合一的安全功效，且该多个锂铁电池使用时的热量亦能通过该封装体驱散至外界，以确保使用时的安全性及稳定性。

Description

防水、防火、防震、防爆四合一的车用电池及其制造方法
技术领域
本发明涉及车用电池及其制造方法的技术领域，特别涉及一种防水、防火、防震、防爆四合一的车用电池及其制造方法。
背景技术
锂铁电池使用磷酸锂铁(LiFePO4)作为正极材料的充电电池，其具有耐高温、结构安定、无污染、循环寿命长(cycle life)、体积小、放电功率高的优点，尤其具有瞬间(20μ sec)产生大电流的放电能力(150Amp)以及高于铅酸电池0.7Volt以上的工作电压特性，应用于汽车上可达到省油及即时作动的效能，但该锂铁电池的成本高昂，且初始与末段功率差大，而会造成使用上的限制。
通常而言，该种锂铁电池若需较高电压时大多采用串联成24V的电力系统为主，就串联式锂铁电池电力系统而言，由于单元电池数量的增加，连带就须增加组装该些电池的壳体或组件，相对即提高了模具的开发成本；且对车用电池而言，其操作环境恶劣更不在话下，除了空间小、热量无法有效排出，又经常于不平稳的状态下使用，除了固定方式之外，因应各种不同车还会有各种不同规格，如：日系(JIS)、美系(BCI)、欧系(DIN)等三种规格，且其电桩头的位置也有所不同，分为SL型与SR型、SIDE型，自然不适用大量生产，故价格也无法有效降低；加上锂铁电池有寿命长的特性，也会造成消费者顾忌电池无法适用于各种汽车。
目前，有单独使用锂铁电池的车用电池结构，也有结合锂铁电池及铅酸电池等两种电池的车用电池结构，其结构设计都是将该多个锂铁电池放置于塑胶制成的一盒体内，该盒体内部空间经过分割，供以各别放置该每一锂铁电池；或是利用各别包覆于该每一锂铁电池的一电池支架，以利后续组装时的串接。然而，上述的该盒体或该电池支架多是为了防水、防震而设计，且随着使用时间一久，其效果不彰，且无特别针对防火、防爆进行设计，故于使用上仍有安全性的疑虑。
发明内容
有鉴于此，本发明的一目的，旨在提供一种车用电池，利用至少一支架及一封装体以供固定多个锂铁电池，该封装体不但具有防水、防火、防震还有防爆的四合一安全功能外，还能将该多个锂铁电池使用时所产生的热量快速驱散至外界，而提升其使用时的安全性及稳定性。
为达上述目的，本发明的一种防水、防火、防震、防爆四合一的车用电池，其包括：
多个锂铁电池，该每一锂铁电池的两端部分别为一正极及一负极；
至少一支架，其内部设有多个容置部，每一容置部用以包覆该每一锂铁电池，且使该每一锂铁电池的该正极及该负极分别外露该支架的两面；
一电连接组件，包含：
至少一正极连接片，通过多个正极螺丝而分别连接该每一锂铁电池的该正极；
至少一负极连接片，通过多个负极螺丝而分别连接该每一锂铁电池的该负极；
一对连接线，供分别连接该正极连接片及该负极连接片；及
一输出接头，连接设于该对连接线的末端，供以输出该多个锂铁电池的电力；及
一封装体，包覆于该多个锂铁电池、该支架及该电连接组件的外部，该对连接线及该输出接头穿出该封装体外，且该封装体于真空状态下进行封装而形成结构致密的一保护结构。
其中，该支架由能够导热的泡棉或塑胶制成。
其中，该封装体为导热胶体，供以将该多个锂铁电池所产生的热量传导至外界进行驱散。
于一实施例中，本发明的该防水、防火、防震、防爆四合一的车用电池，更具有一外壳体以包覆于该封装体的外部，且该外壳体选自金属材质或塑胶材质其中的一者而制成，而提供该车用电池更好的保护效果。
于一实施例中，本发明的该防水、防火、防震、防爆四合一的车用电池，更具有多个绝缘套，供以包覆设置于该多个正极螺丝上，以防止放电时所产生的火花发生的跳火情况。
本发明的次一目的，旨在提供一种制造所述的防水、防火、防震、防爆四合一的车用电池的方法，据以制得该防水、防火、防震、防爆四合一的车用电池，
为达上述目的，该制造方法包括下列步骤：
提供该多个锂铁电池、该支架及该电连接组件；
安装该每一锂铁电池于该支架的该每一容置部内，供以固定该多个锂铁电池的位置；
使用该电连接组件将该每一锂铁电池的该正极及该负极分别与作电连接；
提供一真空环境；
于该真空环境中，使用该封装体包覆于该多个锂铁电池、该支架及该电连接组件的外部，且使该电连接组件的该对连接线及该输出接头穿出，凝固后而获得该车用电池以完成整个封装的步骤。
其中，于封装完成后，使用该外壳体包覆于该封装体的外部，而提供该车用电池更完善的保护效果。
其中，该封装体于常温常压下凝固而成的矩形块状结构体，故凝固后的材质致密，不易产生气泡。
综上，本发明的该车用电池主要利用该支架及该封装体，提供该多个锂铁电池所需的支撑效果及保护效果，由于该封装体本身的弹性材质微软，且于该真空环境下进行封装，而能彻底防水、防火、防震，且利用其弹性而达到有防爆的四合一安全功能。再者，该支架及该封装体亦为导热泡棉及导热胶体，以将该多个锂铁电池使用时所产生的热量快速驱散至外界，而提升其使用时的安全性及稳定性，对于电池的使用寿命也有所帮助。
附图说明
图1为本发明较佳实施例的立体分解图。
图2为本发明较佳实施例组装后的外观图。
图3为本发明较佳实施例于制造时的步骤流程图。
图4为对应步骤S01的状态示意图。
图5为对应步骤S02的状态示意图。
图6为对应步骤S03的状态示意图。
图7为对应步骤S04及步骤S05的状态示意图。
图8为对应步骤S06的状态示意图。
图9为本发明较佳实施例加上外壳体的一种实施态样。
图10为本发明较佳实施例加上外壳体的另一种实施态样。
附图标记说明：1-车用电池；11-锂铁电池；111-正极；112-负极；12-支架；121-容置部；122-连接槽；123-连接块；13-电连接组件；131-正极连接片；1311-正极螺丝；1312-绝缘套；132-负极连接片；1321-负极螺丝；133-连接线；134-输出接头；14-封装体；15-外壳体；151-正极部；152-负极部；2-模具；S01~S06-步骤。
具体实施方式
为使贵审查员能清楚了解本发明的内容，仅以下列说明搭配附图，敬请参阅。
请参阅图1、图2，为本发明较佳实施例的立体分解图及其组装后的外观图。如图中所示，本发明的车用电池1包括多个锂铁电池11、多个支架12、一电连接组件13及一封装体14，据以在组装后，而能够达到防水、防火、防震、防爆四合一的安全性功效。
其中该多个锂铁电池11，该每一锂铁电池11的两端部分别为一正极111及一负极112。
该多个支架12是由可导热的泡棉或塑胶制成的矩形块状结构体，且该每一支架12的内部设有多个容置部121，该每一容置部121连通两面的一贯穿孔，供以分别包覆该每一锂铁电池11，使该每一锂铁电池11的该正极111及该负极112分别外露该多个支架12的两面，如图中所示，该每一支架12内设有该四个锂铁电池11而形成一个单元体（CELL）。再者，为了增加其扩充组装时的便利性及稳固性，是于该每一支架12的侧面分别设有一连接槽122及一连接块123，供以至少两个该支架12相互串接成一体。
该电连接组件13包含多个正极连接片131、多个负极连接片132、一对连接线133及一输出接头134，该多个正极连接片131及该多个负极连接片132选用可导电的金属板材而制成的片状结构体，且其形状、尺寸依据实际需求而裁切，故不以图中所示的矩形为限。其中该多个正极连接片131通过多个正极螺丝1311而分别连接该每一锂铁电池11的该正极111；因此，如图中所示，前述该每一支架12内设有该四个锂铁电池12而形成的该单元体，通过该正极连接片131以螺纹连接方式将四个正极111连接于其上，而形成并联的型式。而该多个负极连接片132同样通过多个负极螺丝1321分别连接该每一锂铁电池11的该负极112，故该单元体的该每一负极同样利用该每一负极连接片132而完成并联的连接。该对连接线133再分别连接该多个正极连接片131及该多个负极连接片132，形成串联的型式。该输出接头134连接设于该对连接线133的末端，供以输出该多个锂铁电池11的电力。为了进一步提升其使用时的安全性，本发明的该车用电池1，更具有多个绝缘套1312，供以包覆设置于该多个正极螺丝1311上，以防止放电时所产生的火花发生的跳火情况。
该封装体14为一导热胶体，供以包覆于该多个锂铁电池11、该支架12及该电连接组件13的外部，而仅有该对连接线133及该输出接头134穿出该封装体14外，且该封装体14于真空状态下进行封装而形成结构致密的一保护结构，由于该封装体14本身即为导热胶体，因而在使用时，可将该多个锂铁电池11所产生的热量传导至外界进行驱散。
由于该封装体14凝固后仍为软质的特性，故本发明为了进一步提升其保护效果，是于该封装体14的外部包覆设有一外壳体15，该外壳体15对应该封装体14的形状、尺寸，并以金属材质或塑胶材质的其中之一而制成。
请一并参阅图3及图4~图8，为本发明较佳实施例于制造时的步骤流程图，以及对应各步骤的状态示意图。如图中所示，其制造时的步骤如下：
S01：提供该多个锂铁电池11、该支架12及该电连接组件13。如图4所示，该多个锂铁电池11、该支架12及该电连接组件13均呈现未组装的状态。
S02：安装该每一锂铁电池11于该支架12的该每一容置部121内，供以固定该多个锂铁电池11的位置。如图5所示，该每一锂铁电池11以插置的方式，依序安装于该每一容置部121内，而形成该多个单元体，该多个单元体均利用该每一支架12的材质固定该每一锂铁电池11的位置，且提供其所需的支撑力。
S03：使用该电连接组件13将该每一锂铁电池11的该正极111及该负极112分别与作电连接。如图6所示，该电连接组件13的该多个正极连接片131而分别连接该每一锂铁电池11的该正极111，该多个负极连接片132分别连接该每一锂铁电池11的该负极112，再以该对连接线133分别连接该多个正极连接片131及该多个负极连接片132，且该输出接头134连接设于该对连接线133的末端。
S04：提供一真空环境。
S05：于该真空环境中，使用该封装体14包覆于该多个锂铁电池11、该支架12及该电连接组件13的外部，且使该电连接组件13的该对连接线133及该输出接头134穿出，凝固后而获得该车用电池1以完成整个封装的步骤。如图7所示，于该真空环境下设有一模具2，并将该多个锂铁电池11、该支架12及该电连接组件13置入该模具2内，且使该对连接线133及该输出接头134外露，并将呈溶液状态的该封装体14注入该模具2内，使该封装体14于常温常压下凝固而形成对应该模具2的矩形块状结构体。
S06：于封装完成后，使用该外壳体15包覆于该封装体14的外部。如图8所示，该外壳体15对应该封装体14的形状、尺寸而设置，以供完全包覆于该封装体14外部，且使该对连接线133及该输出接头134穿出，据而利用该外壳体15而使该封装体14有更佳的保护效果，且方便进行搬运。
另外，请参阅图9、图10，为本发明较佳实施例加上外壳体的另外两种实施态样。如图中所示，本发明的该外壳体15具有一正极部151及一负极部152，供以分别电连接该对连接线133，以达到电连接该多个锂铁电池11的功效，如图9所示，该外壳体15制成如传统电池的圆柱体形状，该正极部151位于其顶部，该负极部152位于其底部。使用时，如传统电池的安装方式，以将该车用电池1安装于预先设置的一电池槽（图中未显示）内，且欲进行充电时，亦可将其置于特殊设计的一充电器（图中未显示）内进行充电，如传统电池使用的直觉式操作，因而提升其操作时的便利性。或如图10所示，该外壳体15制成如传统电池的矩形块体形状，该正极部151及该负极部152均位于其顶部，且为两片供电连接正极及负极的铁片。
综上，本发明的该车用电池1主要利用该支架12及该封装体14，提供该多个锂铁电池11所需的支撑效果及保护效果，由于该封装体14本身的弹性材质微软，且于该真空环境下进行封装，而能彻底防水、防火、防震，且利用其弹性而达到有防爆的四合一安全功能。再者，该支架12及该封装体14亦为导热泡棉及导热胶体，以将该多个锂铁电池11使用时所产生的热量快速驱散至外界，而提升其使用时的安全性及稳定性，对于电池的使用寿命也有所帮助。
以上所述者，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用以限定本发明实施的范围故该所属技术领域中具有通常知识者，或是熟习此技艺所作出等效或轻易的变化者，在不脱离本发明的精神与范围下所作的均等变化与修饰，皆应涵盖于本发明的专利范围内。
因此，本发明的防水、防火、防震、防爆四合一的车用电池及其制造方法，系具有专利的发明性，及对产业的利用价值；申请人爰依专利法的规定，向钧局提起发明专利的申请。

Claims (10)

1.一种防水、防火、防震、防爆四合一的车用电池，其特征在于，包括：
多个锂铁电池，该每一锂铁电池的两端部分别为一正极及一负极；
至少一支架，其内部设有多个容置部，每一容置部用以包覆该每一锂铁电池，且使该每一锂铁电池的该正极及该负极分别外露该支架的两面；
一电连接组件，包含：
至少一正极连接片，通过多个正极螺丝而分别连接该每一锂铁电池的该正极；
至少一负极连接片，通过多个负极螺丝而分别连接该每一锂铁电池的该负极；
一对连接线，供分别连接该正极连接片及该负极连接片；及
一输出接头，连接设于该对连接线的末端，供以输出该多个锂铁电池的电力；及
一封装体，包覆于该多个锂铁电池、该支架及该电连接组件的外部，该对连接线及该输出接头穿出该封装体外，且该封装体于真空状态下进行封装而形成结构致密的一保护结构。
2.如权利要求1所述的防水、防火、防震、防爆四合一的车用电池，其特征在于，该支架设有一连接槽及一连接块，供以至少两个的该支架相互串接成一体。
3.如权利要求1或2所述的防水、防火、防震、防爆四合一的车用电池，其特征在于，该支架由能够导热的泡棉或塑胶制成。
4.如权利要求1所述的防水、防火、防震、防爆四合一的车用电池，其特征在于，该封装体为导热胶体，供以将该多个锂铁电池所产生的热量传导至外界进行驱散。
5.如权利要求1所述的防水、防火、防震、防爆四合一的车用电池，其特征在于，更具有一外壳体以包覆于该封装体的外部。
6.如权利要求5所述的防水、防火、防震、防爆四合一的车用电池，其特征在于，该外壳体选自金属材质或塑胶材质制成。
7.如权利要求1所述的防水、防火、防震、防爆四合一的车用电池，其特征在于，更具有多个绝缘套，供以包覆设置于该多个正极螺丝上。
8.一种制造如权利要求1所述的防水、防火、防震、防爆四合一的车用电池的方法，其特征在于，包括以下步骤：
提供该多个锂铁电池、该支架及该电连接组件；
安装该每一锂铁电池于该支架的该每一容置部内，供以固定该多个锂铁电池的位置；
使用该电连接组件将该每一锂铁电池的该正极及该负极分别与作电连接；
提供一真空环境；
于该真空环境中，使用该封装体包覆于该多个锂铁电池、该支架及该电连接组件的外部，且使该电连接组件的该对连接线及该输出接头穿出，凝固后而获得该车用电池以完成整个封装的步骤。
9.如权利要求8所述的制造方法，其特征在于，于封装完成后，使用该外壳体包覆于该封装体的外部。
10.如权利要求8所述的制造方法，其特征在于，该封装体于常温常压下凝固而成的矩形块状结构体。
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