CN110931668B - 电池单元与电池组 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电池单元，包括二个基座、二个锁附件、多个电池芯以及二个电极片。前述二个基座通过前述二个锁附件固定彼此。这些电池芯与前述二个电极片收容于前述二个基座内。各个电池芯的相对两端分别抵接前述二个电极片。各个基座设有卡凸与卡槽。本发明还提出一种电池组。电池组由多个电池单元组合而成，且这些电池单元由至少一电连接件电性连接彼此。任一个电池单元通过卡凸卡接另一个电池单元的卡槽。

Description

电池单元与电池组

技术领域

本发明涉及一种电池单元与电池组，尤其涉及一种电池单元与应用此电池单元的电池组。

背景技术

随着环保意识的提高，改采电力驱动的交通工具已成为驾驶、骑士或乘客的首选，例如电动汽车、电动机车以及电动自行车等，而提供电动汽车、电动机车以及电动自行车动力的电池组已成为相关厂商积极投入开发的重点项目。

常见的电池组大多是将数个电池芯安装于同一个电池座，基于电池芯的数量，需制造不同尺寸的电池座，以承载特定数量的电池芯，故制造成本极高，特别是模具的制造成本。除此之外，受限现有电池座的结构设计，数个电池组仅能沿着单一方向串接，且电池芯的数量较无法灵活调整，故扩充性不佳。

发明内容

本发明提供一种电池单元与电池组，具有良好的扩充性。

本发明的电池单元包括二个基座、二个锁附件、多个电池芯以及二个电极片。各基座具有第一表面、相对于第一表面的第二表面、连接第一表面的卡凸、连接第一表面的卡槽、贯通第一表面与第二表面的贯孔、位于第二表面的第一锁孔以及位于第二表面的凹槽。前述二个基座以前述二个第二表面相抵贴，且其中一个基座的贯孔对准另一个基座的第一锁孔。前述二个锁附件分别穿设固定于各个贯孔与对应的第一锁孔。前述多个电池芯设置于相对准的前述二个凹槽内。前述二个电极片分别设置于前述二个凹槽内，且各个电池芯的相对两端分别抵接前述二个电极片。各个电极片包括导电延伸部。各个导电延伸部穿过对应的基座并延伸至第一表面。

本发明的电池组包括n个上述的电池单元与n-1个电连接件，其中n为正整数，且大于等于2。任一个电池单元通过卡凸卡接另一个电池单元的卡槽。各个卡槽内设有第二锁孔，且各个卡凸设有第三锁孔。各个卡凸的第三锁孔与对应的卡槽的第二锁孔相对准并由第一定位件穿设固定于其中。电连接件用以电性连接并邻的这些电池单元。电连接件包括相对的第一端部与第二端部，分别设置于并邻的二个第一表面上并用以接触二个导电延伸部。

基于上述，本发明的电池组可视实际需求选定电池单元的数量，以由特定数量的电池单元串接或并接而成，故安装灵活度高。进一步来说，任二个电池单元可通过对应的卡凸与卡槽卡接固定，不仅拆装便利，且易于扩充。再者，用以承载电池芯的基座可由同一模具制造而得，故能大幅降低制作成本。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附附图作详细说明如下。

附图说明

图1A与图1B是本发明一实施例的电池组于两不同视角的示意图。

图2A与图2B是本发明一实施例的电池单元于两不同视角的分解示意图。

图3A与图3B是本发明一实施例的电池组于两不同剖面上的剖面示意图。

图3C是图3A中的区域A至C的放大示意图。

【符号说明】

100：电池组

101：电连接件

102：第一端部

102a：第一组装孔

102b：第一定位孔

102c：第三组装孔

103：第二端部

103a：第二组装孔

103b：第二定位孔

104：熔断部

110～130：定位件

200：电池单元

210a：第一基座

210b：第二基座

211：第一表面

211a：穿槽

211b、212a、213a、214a：锁孔

211c：定位柱

211d：开孔

212：第二表面

212b：凹槽

212c：导引部

212d：导引孔

213：卡凸

214：卡槽

215：贯孔

216：限位部

220：锁附件

230：电池芯

240a：第一电极片

240b：第二电极片

241：让位孔

242：导电延伸部

243：限位孔

A～C：区域

具体实施方式

图1A与图1B是本发明一实施例的电池组于两不同视角的示意图。图2A与图2B是本发明一实施例的电池单元于两不同视角的分解示意图。请参考图1A至图2B，在本实施例中，电池组100是由多个电池单元200卡接固定而成，且每一个电池单元200包括第一基座210a、第二基座210b、二个锁附件220、多个电池芯230、第一电极片240a以及第二电极片240b。其中，第一基座210a与第二基座210b的结构设计相同，且可由同一模具制造而得，故能大幅降低制作成本。

每一个基座(包括第一基座210a与第二基座210b)可为立方体，其具有第一表面211、相对于第一表面211的第二表面212以及连接第一表面211与第二表面212的四个侧壁。此外，每一个基座(包括第一基座210a与第二基座210b)设有卡凸213、卡槽214、贯孔215、锁孔212a以及凹槽212b，其中卡凸213与卡槽214皆连接第一表面211，贯孔215贯通第一表面211与第二表面212，而锁孔212a与凹槽212b皆位于第二表面212。

承接上述，卡凸213的数量为二个，且分别自每一个基座(包括第一基座210a与第二基座210b)的二个侧壁延伸而出。另一方面，卡槽214的数量为二个，且内凹于第一基座210a的另二个侧壁。也就是说，各个卡凸213与各个卡槽214分别位在第一基座210a的不同侧壁上。卡凸213所在的二个侧壁相连接，且大概呈L型。卡槽214所在的另二个侧壁相连接，且大概呈L型。

图3A与图3B是本发明一实施例的电池组于两不同剖面上的剖面示意图。图3C是图3A中的区域A至C的放大示意图。请参考图1A至图3C，在安装第一基座210a与第二基座210b的过程中，是先将第一电极片240a置入第一基座210a的凹槽212b，并将第二电极片240b置入第二基座210b的凹槽212b。接着，将各个电池芯230的其中一端置入第一基座210a或第二基座210b的凹槽212b，以抵接第一电极片240a或第二电极片240b。然后，使第一基座210a的第二表面212面对第二基座210b的第二表面212。为便于安装人员对位，任一基座的第二表面212皆设有导引部212c与导引孔212d，且导引部212c、导引孔212d、锁孔212a以及贯孔215环绕凹槽212b的周围。

导引部212c可为导引柱，其数量与卡凸213的数量相同，且邻近卡凸213所在的侧壁。另一方面，导引孔212d数量与卡槽214的数量相同，且邻近卡槽214所在的侧壁。因此，基于导引部212c与导引孔212d的辅助，安装人员可快速地对准第一基座210a与第二基座210b，在使第一基座210a的导引部212c穿入第二基座210b的导引孔212d，并使第二基座210b的导引部212c穿入第一基座210a的导引孔212d后，第一基座210a与第二基座210b的二个第二表面212相抵贴，且第一基座210a与第二基座210b的二个凹槽212b相对准并连通。在初步安装到定位后，各个电池芯230收容于二个凹槽212b所组成的收容空间内，其中各个电池芯230的正极抵接同一电极片，且各个电池芯230的负极抵接同一电极片。

在第一基座210a与第二基座210b初步安装到定位后，第一基座210a的贯孔215对准第二基座210b的锁孔212a，且第二基座210b的贯孔215对准第一基座210a的锁孔212a。接着，使各个锁附件220(例如螺丝)自对应贯孔215穿入，并进一步锁入对应的锁孔212a。通过锁附件220穿设固定于贯孔215与锁孔212a，第一基座210a与第二基座210b得以被锁附固定。

另一方面，第一基座210a的卡凸213的对侧为第二基座210b的卡槽214，也就是说，电池单元200的任一侧皆设有一个卡凸213与一个卡槽214。在组合任二个电池单元200时，其中一个电池单元200的卡凸213与卡槽214分别卡接于另一个电池单元200的卡槽214与卡凸213，据此所产生的结构干涉能防止相卡接的任二个电池单元200轻易地脱离开来。另一方面，卡凸213设有锁孔213a，而卡槽214内设有锁孔214a，在卡凸213卡入卡槽214后，锁孔213a对准于锁孔214a，并将定位件110(例如螺丝)锁入二个锁孔213a、214a。通过定位件110穿设固定于二个锁孔213a、214a中，卡接的任二个电池单元200得以被以锁附固定。

简言之，安装人员可视实际需求选定电池单元200的数量，以由特定数量的电池单元200组装成电池组100，故安装灵活度高。进一步来说，任二个电池单元200可通过对应的卡凸213与卡槽214卡接固定，不仅拆装便利，且易于扩充。

在本实施例中，每一个基座(包括第一基座210a与第二基座210b)设有限位部216，实质上位于对应的凹槽212b内的中心点。在第一基座210a与第二基座210b初步安装到定位后，第一基座210a与第二基座210b的二个限位部216相对准并抵接收容于二个凹槽212b内的这些电池芯230，以决定这些电池芯230的相对位置，避免这些电池芯230在第一基座210a与第二基座210b内任意移动。

第一电极片240a以及第二电极片240b的结构设计相同，每一个电极片(包括第一电极片240a与第二电极片240b)可在中心点设有让位孔241以及邻接让位孔241的导电延伸部242。每一个电极片(包括第一电极片240a与第二电极片240b)的让位孔241用以供对应的基座(包括第一基座210a与第二基座210b)的限位部216穿过，基于让位孔241与限位部216的配合，可防止每一个电极片(包括第一电极片240a与第二电极片240b)在对应的基座(包括第一基座210a与第二基座210b)内任意移动。另一方面，每一个基座(包括第一基座210a与第二基座210b)还具有位于第一表面211并与凹槽212b相连通的穿槽211a，其中穿槽211a邻近限位部216，且每一个电极片(包括第一电极片240a与第二电极片240b)的导电延伸部242经由对应的穿槽211a穿过对应的基座(包括第一基座210a与第二基座210b)并延伸至第一表面211，以作为相卡接的任二个电池单元200的电性串接点或电性并接点。

请继续参考图1A至图3C，在本实施例中，这些电池单元200是通过电连接件101彼此电性连接。进一步来说，每一个电连接件101包括相对的第一端部102与第二端部103，分别设置于并邻的二个第一基座210a或二个第二基座210b的二个第一表面211上，并用以接触二个导电延伸部242，以电性连接并邻的二个电池单元200。特别说明的是，每一个电池单元200的其中一端部为正极部，而此正极部所邻接的其他电池单元200的端部为负极部。反之，每一个电池单元200的另一端部为负极部，而此负极部所邻接的其他电池单元200的端部为正极部。每一个电连接件101的第一端部102与第二端部103分别用以电性连接并邻的二个电池单元200的正极部与负极部。

在本实施例中，若电池单元200的数量为n个，则电连接件101的数量为n-1个，其中n为正整数，且大于等于2。进一步来说，若电池单元的数量大于等于3个，则由第一基座210a的第一表面211拼接而成的一侧以及由第二基座210b的第一表面211拼接而成的另一侧，分别设有至少一个电连接件101。如图1A与图1B所示，电池单元的数量为4个，由第一基座210a的第一表面211拼接而成的一侧设有二个电连接件101，分别串接位于上排的二个电池单元200与串接位于下排的二个电池单元200。此外，由第二基座210b的第一表面211拼接而成的另一侧设有一个电连接件101用以串接位于上排的一个电池单元与位于下排的一个电池单元200。

请继续参考图1A至图3C，每一个基座(包括第一基座210a与第二基座210b)还具有位于第一表面211的中心点的锁孔211b，且每一个电极片(包括第一电极片240a与第二电极片240b)的导电延伸部242设有限位孔243。在每一个电极片(包括第一电极片240a与第二电极片240b)置入到对应的基座(包括第一基座210a与第二基座210b)的凹槽212b内并安装到定位后，每一个基座(包括第一基座210a与第二基座210b)的锁孔211b对准对应的电极片(包括第一电极片240a与第二电极片240b)的导电延伸部242的限位孔243。

另一方面，电连接件101的第一端部102设有第一组装孔102a，且第二端部103设有第二组装孔103a。第一端部102与第二端部103分别压抵并邻的二个导电延伸部242，第一组装孔102a对准其中一个导电延伸部242的限位孔243与对应于此限位孔243的锁孔211b，后续，将定位件120(例如螺丝)锁入相对准的第一组装孔102a、限位孔243以及锁孔211b，通过定位件120穿设固定于相对准的第一组装孔102a、限位孔243以及锁孔211b中，能够确保第一端部102与导电延伸部242相接触，并防止电连接件101滑落，如图3C的区域A所示。相似地，第二组装孔103a对准另一个导电延伸部242的限位孔243与对应于此限位孔243的锁孔211b，后续，将定位件130(例如螺丝)锁入相对准的第二组装孔103a、限位孔243以及锁孔211b，通过定位件130穿设固定于相对准的第二组装孔103a、限位孔243以及锁孔211b中，能够确保第二端部103与导电延伸部242相接触，并防止电连接件101滑落，如图3C的区域C所示。

每一个基座(包括第一基座210a与第二基座210b)还包括多个定位柱211c，设置于第一表面211上。这些定位柱211c环绕锁孔211b的周围，其中部分定位柱211c位于锁孔211b与卡凸213之间，且另一部分定位柱211c位于锁孔211b与卡槽214之间。为便于安装人员对位，电连接件101的第一端部102与第二端部103分别设有与这些定位柱211c配合的第一定位孔102b与第二定位孔103b，在使第一定位孔102b与第二定位孔103b分别套设于并邻的二个定位柱211c的同时，第一组装孔102a与第二组装孔103a也分别对准并邻的二个导电延伸部242的二个限位孔243。另一方面，电连接件101的第一端部102还设有第三组装孔102c，在使第一定位孔102b与第二定位孔103b分别套设于并邻的二个定位柱211c的同时，第三组装孔102c对准相卡接的卡凸213与卡槽214的二个锁孔213a、214a，而穿设固定于二个锁孔213a、214a中的定位件110也穿过第三组装孔102c，以提高电连接件101安装于并邻的二个第一基座210a或二个第二基座210b上的可靠度，如图3C的区域B所示。因电连接件101是由螺丝锁附固定于并邻的二个第一基座210a或二个第二基座210b上，相当便于安装人员进行拆装、维修或替换。

在本实施例中，电连接件101还包括用以连接第一端部102与第二端部103的熔断部104，且熔断部104的宽度小于第一端部102的宽度与第二端部103的宽度，如图1A所示。基于上述设计，当电池组100的电流负载过大时，熔断部104会因过热而烧断，此安全防护措施能避免造成电池组100损坏或烧毁，并且确保人员安全。

此外，每一个基座还具有位于第一表面211的多个开孔211d，每一个开孔211d与对应的凹槽212b相连通，以暴露出对应的电极片(例如第一电极片240a或第二电极片240b)的局部，如图1A至图2B所示。基于上述设计，电池组100运作时产生的热可经由开孔211d逸散到外界。

综上所述，本发明的电池组可视实际需求选定电池单元的数量，以由特定数量的电池单元串接或并接而成，故安装灵活度高。进一步来说，任二个电池单元可通过对应的卡凸与卡槽卡接固定，不仅拆装便利，且易于扩充。在任二个电池单元卡接固定后，可在任二个电池单元的卡接处锁入定位件(例如螺丝)，藉以防止相卡接的任二个电池单元轻易地脱离开来。再者，用以承载电池芯的基座可由同一模具制造而得，故能大幅降低制作成本。

虽然本发明已以实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更改与润饰，故本发明的保护范围当视权利要求所界定的为准。

Claims (9)

1.一种电池单元，其特征在于，包括：

二个基座，各所述基座具有第一表面、相对于所述第一表面的第二表面、连接所述第一表面的卡凸、连接所述第一表面的卡槽、贯通所述第一表面与所述第二表面的贯孔、位于所述第二表面的第一锁孔以及位于所述第二表面的凹槽，

其中所述二个基座以二个所述第二表面相抵贴，且所述二个基座的其一的所述贯孔对准所述二个基座的另一的所述第一锁孔；

二个锁附件，分别穿设固定于各所述贯孔与对应的所述第一锁孔；

多个电池芯，设置于相对准的二个所述凹槽内；以及

二个电极片，分别设置于二个所述凹槽内，且各所述电池芯的相对两端分别抵接二个所述电极片，

各所述电极片包括导电延伸部，各所述导电延伸部穿过对应的所述基座并延伸至所述第一表面，各所述基座还具有位于所述第一表面并与所述凹槽相连通的穿槽，各所述电极片的所述导电延伸部经由所述穿槽穿过对应的所述基座并延伸至所述第一表面。

2.根据权利要求1所述的电池单元，其特征在于，各所述基座还包括定位柱，设置于所述第一表面上，且位于所述导电延伸部与所述卡凸或所述卡槽之间。

3.根据权利要求1所述的电池单元，其特征在于，各所述基座在对应的所述凹槽内设有限位部，二个所述限位部彼此对准并与所述多个电池芯相抵接，以决定所述多个电池芯之间的相对位置。

4.根据权利要求1所述的电池单元，其特征在于，各所述基座还具有位于所述第二表面的导引部与导引孔，位于所述凹槽的周围，所述二个基座的其一的所述导引部穿入所述二个基座的另一的所述导引孔。

5.一种电池组，其特征在于，包括：

n个如权利要求1所述的电池单元，所述n个电池单元的其一通过所述卡凸卡接所述n个电池单元的另一的所述卡槽，各所述卡槽内设有第二锁孔，且各所述卡凸设有第三锁孔，各所述卡凸的所述第三锁孔与对应的所述卡槽的所述第二锁孔相对准并由第一定位件穿设固定于其中；

n-1个电连接件，用以电性连接并邻的所述n个电池单元，

所述电连接件包括相对的第一端部与第二端部，分别设置于并邻的二个所述第一表面上并用以接触二个所述导电延伸部，

其中n为正整数，且大于等于2。

6.根据权利要求5所述的电池组，其特征在于，各所述基座还具有位于所述第一表面的第四锁孔，各所述导电延伸部设有限位孔，并对准对应的所述基座的所述第四锁孔，所述电连接件的所述第一端部设有第一组装孔，且所述第二端部设有第二组装孔，

所述第一组装孔与一所述导电延伸部的所述限位孔以及一所述基座的所述第四锁孔相对准并由第二定位件穿设固定于其中，

所述第二组装孔与另一所述导电延伸部的所述限位孔以及另一所述基座的所述第四锁孔相对准并由第三定位件穿设固定于其中。

7.根据权利要求6所述的电池组，其特征在于，各所述基座还包括定位柱，设置于所述第一表面上，且位于所述第四锁孔与所述卡凸或所述卡槽之间，所述电连接件的所述第一端部与所述第二端部分别设有第一定位孔与第二定位孔，所述第一定位孔与所述第二定位孔分别套设于二个所述定位柱。

8.根据权利要求6所述的电池组，其特征在于，所述电连接件的所述第一端部还设有第三组装孔，所述第三组装孔与一所述第三锁孔及一所述第二锁孔相对准并由所述第一定位件穿设固定于其中。

9.根据权利要求6所述的电池组，其特征在于，所述电连接件还包括用以连接所述第一端部与所述第二端部的熔断部，且所述熔断部的宽度小于所述第一端部的宽度与所述第二端部的宽度。

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