CN109309189B - 充电电池 - Google Patents

Abstract

一种充电电池包含一蓄电体及一电池管理组件。蓄电体包含一第一电连接接头及一第二电连接接头。电池管理组件包含一基板、一第三电连接接头及一第四电连接接头。基板具有相对的二设置表面。第三电连接接头与第四电连接接头设置于相异二设置表面。蓄电体的第一电连接接头与第二电连接接头分别插接于第三电连接接头与第四电连接接头。

Description

充电电池

【技术领域】

本发明系关于一种充电电池，特别是一种具有电池管理组件的充电电池。

【背景技术】

电池可分为一次性电池(primary battery)与可充电电池(rechargeablebattery or secondary battery)。一次性电池在电量耗尽后无法再度充电，而可充电电池可以在电量消耗后，再次透过外加电源，将外加电源的电能转化为化学能以储存电量。常见的可充电电池例如有锂离子电池、镍铁电池、铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池等。

由于可充电电池具有记忆效应，其中以镍镉电池最为严重，因此可充电电池如果过度放电或是过度充电皆会对电池造成伤害。为了能够避免可充电电池过度放电或是过度充电的情况发生，电池管理系统(Battery Management System, BMS)便应运而生。电池管理系统透过监控可充电电池的电力状态，控制可充电电池的充放电机制，藉以提高电池的电力效率与使用寿命。

常见充电电池中，电池管理系统通常是平放于电池的外壳中，使得电池管理系统的电路板的形状往往会受限于电池圆筒状的外壳而仅能设计为圆形。由于圆形电路板的外围为弧形，并不利于方形芯片设置，故方形芯片排列于圆形电路板时，往往难以有效利用圆形电路板的外围区域而造成电路板上的设置空间的浪费。

此外，电池管理系统一般需透过焊接的方式与蓄电体电性连接，但因蓄电体无法承受高温而使得电池管理系统与蓄电体的焊接制程并无法采用焊炉进行自动化焊接。也就是说，电池管理系统与蓄电体的焊接制程必须改为透过人工逐一焊接，进而使得充电电池的组装效率降低。因此，如何避免电池管理系统的电路板上的设置空间的浪费与提升电池管理系统与蓄电体间的组装效率，将会是研发人员所需解决的问题之一。

【发明内容】

本发明在于提供一种充电电池，藉以解决先前技术中电池管理系统的电路板上的设置空间浪费以及电池管理系统与蓄电体间组装效率低落的问题。

本发明之一实施例所揭露之充电电池包含一蓄电体及一电池管理组件。蓄电体包含一第一电连接接头及一第二电连接接头。电池管理组件包含一基板、一第三电连接接头及一第四电连接接头。基板竖立于蓄电体，并具有相对的二设置表面。第三电连接接头与第四电连接接头设置于相异二设置表面。蓄电体的第一电连接接头与第二电连接接头分别插接于第三电连接接头与第四电连接接头。

本发明之另一实施例所揭露之充电电池包含一蓄电体及一电池管理组件。蓄电体包含一第一电连接接头及一第二电连接接头。电池管理组件包含一基板、一第三电连接接头及一第四电连接接头。基板竖立于蓄电体。第三电连接接头与第四电连接接头皆设置基板的相同侧。蓄电体的第一电连接接头与第二电连接接头分别插接于第三电连接接头与第四电连接接头。

本发明之另一实施例所揭露之充电电池包含一蓄电体及一电池管理组件。蓄电体包含一第一电连接接头及一第二电连接接头。电池管理组件包含一基板、一第一夹持弹片及一第二夹持弹片。基板竖立于蓄电体，并具有相对的二设置表面。第一夹持弹片与第二夹持弹片设置于基板的相异二设置表面。蓄电体的第一电连接接头与第二电连接接头分别夹设于第一夹持弹片及第二夹持弹片。

根据上述实施例所揭露的充电电池，由于电池管理组件之基板直立地摆放于蓄电体上方，且电池管理组件之基板透过电连接接头快速与与蓄电体电性对接而无需以人工焊接的方式来组装电池管理组件之基板与蓄电体。如此一来，将可以提升充电电池的组装效率。

以上关于本发明内容的说明及以下实施方式的说明系用以示范与解释本发明的原理，并且提供本发明的专利申请范围更进一步的解释。

【附图说明】

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图；

图1为根据本发明第一实施例之充电电池的立体示意图；

图2为图1的充电电池的分解示意图；

图3为图1的充电电池的剖面示意图；

图4为图1的充电电池的另一视角的剖面示意图；

图5为根据本发明第二实施例的充电电池的分解示意图；

【符号说明】

1a、1b、1c 充电电池；

10 导电桶；

10a 第一塑料壳；

10b 第二塑料壳；

11 容置空间；

20 导电盖；

30 蓄电体；

31 第一电连接接头；

32 第二电连接接头；

33、33a 第一导电弹片；

331 穿孔；

331a 套设部；

3311a 穿孔；

332a 延伸部；

333a 负极底部；

40a、40b、40c 电池管理组件；

41 基板；

411 第一设置表面；

412 第二设置表面；

42 第三电连接接头；

43 第四电连接接头；

44 第二导电弹片；

45 第一夹持弹片；

451 第一夹臂；

452 弯折部；

453 第二夹臂；

4531 凹部；

46 第二夹持弹片；

461 第一夹臂；

462 弯折部；

463 第二夹臂；

4631 凹部；

47 充电指示灯；

50 绝缘膜；

A1 插接方向；

A2 法线方向；

A3 法线方向；

A4 中心轴线；

L 边长。

【具体实施方式】

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1至图4。图1为根据本发明第一实施例之充电电池的立体示意图。图2为图1的充电电池的分解示意图。图3为图1的充电电池的剖面示意图。图4为图1的充电电池的另一视角的剖面示意图。一种充电电池1a，包含一导电桶10、一导电盖20、一蓄电体30、一电池管理组件40、一绝缘膜50。在本实施例中，充电电池1a的外型可例如为14500、18650或26650锂电池或AA、AAA干电池的外型。

在本实施例中，导电桶10的外形例如为一圆柱状，并具有圆柱状的一容置空间11。导电盖20罩设于导电桶10。在本实施例中，导电桶10例如为一负极电极部，导电盖20例如为一正极电极部，但并不以此为限。

蓄电体30用以储存电能。蓄电体30位于容置空间11中，并包含一第一电连接接头31、一第二电连接接头32及一第一导电弹片33。第一电连接接头31与第二电连接接头32例如为一杜邦公接头，且第一电连接接头31与第二电连接接头32分别为蓄电体30的负极与正极。第一导电弹片33一端具有一穿孔331。第二电连接接头32穿设于第一导电弹片33之穿孔331，使第一导电弹片33套设于第二电连接接头32。并且第一导电弹片33的另一端则接触电性连接作为充电电池1a负极电极部的导电桶10，以将蓄电体30所储存的电传导至导电桶10。

电池管理组件40a位于容置空间11，并包含一基板41、一第三电连接接头42、一第四电连接接头43及一第二导电弹片44。基板41竖立于蓄电体30并具有相对的一第一设置表面411及一第二设置表面412。此处的竖立系包含基板41垂直于蓄电体30或基板41稍为倾斜而非垂直于蓄电体30两种情况。第三电连接接头42与第四电连接接头43例如为一杜邦母接头，并例如可透过表面黏着技术(Surface-mount technology, SMT)分别设置于第一设置表面411及第二设置表面412。于一个实施例中，第三电连接接头42与第四电连接接头43是错位地设置于基板41，换言之，第三电连接接头42与第四电连接接头43在第一设置表面411上的正投影不完全重迭，但不以此为限。于其它实施例中，第三电连接接头42与第四电连接接头43亦可以是设置于第一设置表面411及第二设置表面412，且于第一设置表面411上的正投影重迭。

第三电连接接头42与第四电连接接头43可沿一插接方向A1插接于蓄电体30的第一电连接接头31与第二电连接接头32。所谓的插接方向A1为第一电连接接头31与第三电连接接头42的组接过程中，第一电连接头31或第三电连接头42的移动方向，即第一电连接接头31由蓄电体30表面突出的凸出方向。此外，在本实施例中，插接方向A1平行于导电桶10的中心轴线A4，如此一来，在组装流程中可直接将电池管理组件40a的第三电连接接头42与第四电连接接头43对准已设置于导电桶10中的蓄电体30的第一电连接接头31与第二电连接接头32，并由上往下施力使两者压接，即完成两者间的组装，因此简化了电池管理组件40a与蓄电体30间的组接流程。

第二导电弹片44之一端例如透过卡榫设置于基板41，并且第二导电弹片44之另一端电性连接导电盖20。此外，第一设置表面411及第二设置表面412上更设置有降压转换芯片、保护电路芯片、充电芯片、电池寿命侦测芯片、电流侦测芯片或其它合适的芯片。

此外，上述实施例中，第一电连接接头31与第二电连接接头32是以杜邦公接头为例，以及第三电连接接头42与第四电连接接头43是以杜邦母接头为例，但并不以此为限。在其它实施例中，也可以改为第一电连接接头与第二电连接接头是杜邦母接头，以及第三电连接接头与第四电连接接头是杜邦公接头。除此之外，在上述实施例中，第一电连接接头31至第四电连接接头43的形式亦并非用以限制本发明。

在本实施例中，绝缘膜50可例如为一塑料材质的包膜。绝缘膜50包覆于部分的导电桶10，且阻隔于导电盖20与导电桶10之间，可用以避免电池自身的正极和负极相接，造成短路。

在本实施例中，因为电池管理组件40a的基板41竖立于蓄电体30，故电池管理组件40a的基板41可以不受限于导电桶10柱状圆筒的外观而可设计成与常见芯片形状相近的矩形，如此一来，可减少基板41上设置空间的浪费。再者，透过直立摆放的方式更可让基板41在导电桶10的中心轴线A4方向上的长度得以延长，进而可增加电池管理组件40a基板41上的设置空间。除此之外，因电池管理组件40a之基板41直立摆放于蓄电体30上方，故得以在电池管理组件40a之基板41上设置可和第一电连接器31与第二电连接接头32对接的第三电连接接头42与第四电连接接头43，故蓄电体30与电池管理组件40a可透过电连接接头对接而不需经由人工焊接的方式进行连接，进而可提升充电电池1a的组装效率。

在本实施例中，第三电连接头42与第四电连接接头43错位设置于基板41，使得方形的基板41正交于导电桶10之中心轴线A4的边长L较大化，即约等于导电桶10的直径。具体来说，蓄电体30上的第一电连接接头31与第二电连接接头32的联机一般会通过导电桶10横切面的圆心，也就是说第一电连接接头31、第二电连接接头32与导电桶10横切面的圆心共线。接着，第三电连接头42与第四电连接接头43错位设置于基板41，使得第三电连接接头42与第四电连接接头43分别对接于第一电连接接头31与第二电连接接头32时，方形的基板41置中地位于导电桶10中央，并穿过导电桶10的中心轴线。因此，方形的基板41正交于导电桶10之中心轴线A4的边长L可约扩大成导电桶10的直径而增加基板41的设置面积。

此外，因第三电连接头42与第四电连接接头43错位设置于基板41，使得基板41的相对两侧分别受到第一电连接接头31与第二电连接接头32的抵靠与支撑，故可提升电池管理组件40a与蓄电体30间的组装强度。

值得注意的是，第三电连接头42与第四电连接接头43错位设置于基板41并非用以限制本发明，在其它实施例中，第三电连接接头与第四电连接接头也可以设置于同一设置表面，如皆设置于第一设置表面。

在上一实施例中，蓄电体30与电池管理组件40a系透过公母电连接接头的方式相组，然而并不以此为限，请参阅图5。图5为根据本发明第二实施例的充电电池的分解示意图。在本实施例中的充电电池1b包含一导电桶10、一导电盖20、一蓄电体30、一电池管理组件40b、一绝缘膜50。

导电盖20罩设于导电桶10上方，绝缘膜50包覆于部分的导电桶10。导电桶10的外形为一圆柱状并具有一圆柱状的容置空间11。蓄电体30以及电池管理组件40b位于容置空间11中。

本实施例的电池管理组件40b以第一夹持弹片45及第二夹持弹片46取代前一实施例中电池管理组件40a上的第三电连接接头42与第四电连接接头43。

第一夹持弹片45包含相连的一第一夹臂451、一弯折部452及一第二夹臂453。第一夹臂451与第二夹臂453连接于弯折部452的两端。第二夹臂453具有一凹部4531。第二夹持弹片46包含相连的一第一夹臂461、一弯折部462及一第二夹臂463。第一夹臂461与第二夹臂463连接于弯折部462的两端。第二夹臂463具有一凹部4631。具体来说，蓄电体30的第一电连接接头31夹设于第一夹持弹片45的凹部4531及第一夹臂451之间，蓄电体30的第二电连接接头32夹设第二夹持弹片46的凹部4631及第一夹臂461之间。在实务上，第一夹持弹片45的凹部4531的外型曲折以与第一电连接接头31匹配、第二夹持弹片46的凹部4631同样外型曲折以与第二电连接接头32匹配。

在前述实施例中，充电电池包含导电盖20及导电桶10，但并不以此为限。在本实施例中，充电电池1c，包含一第一塑料壳10a、一第二塑料壳10b、一蓄电体30及一电池管理组件40c。

第一塑料壳10a与第二塑料壳10b组装而形成容置空间11。蓄电体30与电池管理组件40c位于容置空间11中。本实施例的蓄电体30的第一导电弹片33a包含相连的一套设部331a、一延伸部332a及一负极底部333a。套设部331a具有一穿孔3311a。第二电连接接头32套设于第一导电弹片33a的穿孔3311a，并且第一导电弹片33的负极底部333a位于蓄电体30的底部做为充电电池1c的负极电极部。

于一个实施例中，第一塑料壳10a及第二塑料壳10b例如为透明壳，且电池管理组件40c更包含一充电指示灯47。充电指示灯47例如为一红光LED灯设置于基板41。当电池管理系统40c对蓄电体30进行充电时，充电指示灯47会发光，而让使用者藉由充电指示灯47得知充电电池的充电状态。

根据上述实施例之充电电池，由于电池管理组件之基板改为直立地摆放蓄电体上方，因此，电池管理组件的基板可不受导电桶圆柱形的外观限制而设计为与常见芯片形状相似的矩形，进而可加大基板的尺寸与减少基板上设置空间的浪费。再者，电池管理组件之基板透过电连接接头快速与蓄电体电性对接而无需以人工焊接的方式来组装电池管理组件之基板与蓄电体。如此一来，将可以提升充电电池的组装效率。

虽然本发明以前述之较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习相像技艺者，在不脱离本发明之精神和范围内，当可作些许之更动与润饰，因此本发明之专利保护范围须视本说明书所附之申请专利范围所界定者为准。

Claims (2)

1.一种充电电池，包含：一蓄电体，该蓄电体包含一第一电连接接头及一第二电连接接头；以及一电池管理组件，该电池管理组件包含一基板、一第三电连接接头及一第四电连接接头，该基板竖立于该蓄电体，且该基板具有相对的二设置表面，该第三电连接接头与该第四电连接接头设置于相异二设置表面，该蓄电体的该第一电连接接头与该第二电连接接头分别插接于该第三电连接接头与该第四电连接接头；

更包含一导电桶及一导电盖，该导电盖罩盖该导电桶，且该导电桶具有一容置空间，该蓄电体及该电池管理组件位于该容置空间；

该基板具有相对的一第一设置表面及一第二设置表面，该第三电连接接头与该第四电连接接头透过表面黏着技术分别设置于该第一设置表面及该第二设置表面，该第三电连接接头与该第四电连接接头设置于该第一设置表面及该第二设置表面，且于该第一设置表面上的正投影重迭；

该第三电连接接头与该第四电连接接头沿一插接方向插接于该蓄电体的该第一电连接接头与该第二电连接接头，插接方向为该第一电连接接头与该第三电连接接头的组接过程中，该第一电连接接头或该第三电连接接头的移动方向，即该第一电连接接头由该蓄电体表面突出的凸出方向，插接方向平行于该导电桶的中心轴线，在组装流程中直接将该电池管理组件的该第三电连接接头与该第四电连接接头对准已设置于该导电桶中的该蓄电体的该第一电连接接头与该第二电连接接头，并由上往下施力使两者压接，即完成两者间的组装；

其中该蓄电体更包含一第一导电弹片，该第一导电弹片的一端套设于该第二电连接接头，另一端电性连接该导电桶；

其中该电池管理组件更包含一第二导电弹片，该第二导电弹片设置于该基板，并电性连接该导电盖；

更包含一绝缘膜，该绝缘膜包覆于部分该导电桶；

其中该第一电连接接头及该第二电连接接头为杜邦母接头，该第三电连接接头及该第四电连接接头为杜邦公接头；

或者，该第一电连接接头及该第二电连接接头为杜邦公接头，该第三电连接接头及该第四电连接接头为杜邦母接头。

2.一种充电电池，包含：一蓄电体，该蓄电体包含一第一电连接接头及一第二电连接接头；以及一电池管理组件，该电池管理组件包含一基板、一第三电连接接头及一第四电连接接头，该基板竖立于该蓄电体，该第三电连接接头与该第四电连接接头皆设置于该基板的相同侧，该蓄电体的该第一电连接接头与该第二电连接接头分别插接于该第三电连接接头与该第四电连接接头；

更包含一导电桶及一导电盖，该导电盖罩盖该导电桶，且该导电桶具有一容置空间，该蓄电体及该电池管理组件位于该容置空间；

该第三电连接接头与该第四电连接接头沿一插接方向插接于该蓄电体的该第一电连接接头与该第二电连接接头，插接方向为该第一电连接接头与该第三电连接接头的组接过程中，该第一电连接接头或该第三电连接接头的移动方向，即该第一电连接接头由该蓄电体表面突出的凸出方向，插接方向平行于该导电桶的中心轴线，在组装流程中直接将该电池管理组件的该第三电连接接头与该第四电连接接头对准已设置于该导电桶中的该蓄电体的该第一电连接接头与该第二电连接接头，并由上往下施力使两者压接，即完成两者间的组装；

其中该蓄电体更包含一第一导电弹片，该第一导电弹片的一端套设于该第二电连接接头，另一端电性连接该导电桶；

其中该电池管理组件更包含一第二导电弹片，该第二导电弹片设置于该基板，并电性连接该导电盖；

更包含一绝缘膜，该绝缘膜包覆于部分该导电桶；

其中该第一电连接接头及该第二电连接接头为杜邦母接头，该第三电连接接头及该第四电连接接头为杜邦公接头；

或者，该第一电连接接头及该第二电连接接头为杜邦公接头，该第三电连接接头及该第四电连接接头为杜邦母接头。

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