TW488098B - Battery module - Google Patents

Description

488098 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 —_ B7___五、發明説明（1 ) 〔技術領域〕^ ' * 本發明係有關一種電池模組，更詳細是而言，是因全 體形狀爲U字形狀，而能由單一方向對端子進行連接作業 等，還因模組的剛性也大，故受到振動等外力時，不會引 起損壞，更因固有振動數也很高，故不會對來自外部的振 動產生共鳴，而遭受破壞，例如有關作爲電動車的驅動電 源，是很適合的電池模組。 請 先 背 面 之 注 〔背景技術〕 最近，各種電 驅動電源，均討論 動車就需要1 0 0 因此，通常串 ，並將該複數根電 以利用支持板等予 所預期之輸出電壓 於第1圖表示 串接5個單電池1 棒狀體全體，利用 緣，且提高全體的 致上爲如以下般的 茲根據分解斷 首先，準備一 製作成盤形狀，且 動工具和電動協力車，甚 使用鎳、氫二次電池等。 〜3 0 0V的輸出電壓。 接複數個單電池，予以組 池模組，互相串接，且將 以支持的狀態，收容在容 的封裝構造。 此電池模組之1例。此電 ，使全體成爲1根棒狀體 熱收縮軟管加以被覆，主 強度。然後，各單電池1 構造。 面圖之第2圖，來說明電 具有大徑部與小徑部的段 由導電材料所製成之連接 至電動車等之 此時，例如電 裝成電池模組 該等電池模組 器內，而成爲 池模組A係爲 。再者，將該 要目的在於絕 的連接部2大 池模組。 差構造，予以 構件2 A、和 項 帽 金 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -4 - 488098 A7 B7 五、發明説明（2 ) 製作成環形狀，且由絕緣材料所製成之介裝構件2 B。此 * < 例，連接構件2 A之大徑部的上部開口，係爲可插入能連 接單電池之罐底部1 b的直徑，而在小徑部形成可插入能 連接單電池之正極端子1 a的貫通孔2 a。. 一方面，在介裝構件2 B形成可插入上述連接構件 2A的小徑部之貫通孔2b。 於連接單電池1之際，乃先在單電池1的上面，配置 介裝構件2 B，更在其上配置連接構件2 A。介裝構件 2 B係位於單電池的上部周緣部1 c之上，而單電池的正 極端子1 a係通過貫通孔2 b與貫通孔2 a，而插入連接 構件2 A的小徑部，並突出於此，同時小徑部的底面係與 具備有單電池之正極端子的正極板1d接觸。 再者，小徑部的深度係預先設計成，當取得上述配置 形態時，其底面與上述正極板1 d接觸的尺寸。 接著，在連接構件2 A之小徑部與具備有單電池之正 極端子的正極板1 d之間，施行電阻焊接，將連接構件 2 A固定配置在單電池1之上部時’同時將兩者做電氣連 接。 ' 接著，在連接構件2 A的大徑部中，配置單電池1之 罐底部1 b，且以此狀態，在連接構件2 A之大徑部的側 面與單電池1的罐底部1 b之間，施行電阻焊接’而將單 電池1固定配置在連接構件2 A、的大徑部之同時將兩者做 電氣連接。 如此一來，兩個單電池1，1則介於連接構件2 A ’ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2ΗΓΧ297公釐） · 5 - (請先閲讀背面之注意事項 轉 本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 488098 A7 B7 五、發明説明（3 ) 而互相機械式的連接，同時也會電氣連接。再者，設置介 * - · 裝構件2 B.的目的在於防止，例如對電池模組全體，施加 彎曲等力時，上面的單電池會傾斜，而與下面的單電池接 觸時，發生短路現象。 可是，對第1圖所示之習知電池模組A，則具有如下 的問題。 (1 )首先，因全體爲一種I字狀的棒狀體，而單電 池的連接部2乃如上所述，是利用電阻焊接的點焊構造， 故其強度不太高，因此，對於來自外部的重力，特別是彎 曲的重力而言，會有較弱的問題。 因而，例如將此電池模組A，收容在例如合成樹脂製 等之容器，而予以組成封裝構造時，必須執行不受彎曲的 慎重作業，且對所組合的封裝構造，施行任何外力的場合 ，也會有引起電池模組A折損等事故。 (2 )而此電池模組A的情形，是將串接單電池所形 成的棒狀體之兩端，成爲正極端子與負極端子。因而，將 之收容於容器，並組合爲封裝構造之際，是從兩方向對該 些端子，進行其他構件的連接作業。而以一個人執行該連 接作業時，反而必須移動作業場所。若以兩人進行連接作 業，模組組裝時的生產性會降低。 (3 )甚至，以在容器收容此電池模組A的封裝構造 ，作爲電動車等驅動電源來使用的情況下，由於該電池模 組A的固有振動數低，反而會對電動車本身之振動和對來 自外部的振動等引起共鳴，而引發較大的振動，其結果， 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -6 · (請先閲讀背面之注意事項 本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 488098 A7 B7 五、發明説明（4 ) , 也會引起電池模組A破損等事故。

V 因此，.爲回避上述問題，對電池模組而言，例如針對 汽車搭載的各零件，可藉日本工業規格之汽車零件振動試 驗方法ISD1601) ，將振動數範圍設定在5〜 1 Ο Ο Η z，來進行試驗，但若考慮此情形，就要回避上 述頻率數區域，而固有振動數就須超過100Hz。 本發明之目的在於提一種解決習知電池模組A中之上 述問題，且模組全體之剛性大，還能由單一方向對端子進 行連接作業，更因固有振動數高，而當受到振動時，不會 因共鳴產生破損之新穎構造的電池模組。 〔發明之揭示〕 爲達成上述目的，於本發明中提供一由下述所形成之 電池模組： 分別將複數的單電池，介於連接構件加以串接成的兩 根棒狀體，以令極性互反的做平行配置； 在各棒狀體之其中一端面，形成電氣連接兩棒狀體之 電氣連接構造； 然後，在各棒狀體之間，圍繞一形成在各棒狀體長邊 之同一處的至少1個單電池連接部，來架設作爲連結各棒 狀體的治具（以下稱爲連結治具）。 〔用以實施發明之最佳形態〕 以下，根據圖面詳細地說明本發明之電池模組。第3 * · 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）~了7 - _ (請先閲讀背面之注意事項 本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 48,8098 A7 B7 五、發明説明（5 ) 圖係表示本發明之電池模組之一例B 1之立體圖，第4圖 係爲其平面圖。 該電池模組B1係採用串接5個單電池1而形成之兩 根棒狀體3 A，3B。此場合的各棒狀體中之單電池1的 連接部2之構造，並未特別的加以限定，但此例則作成如 第2圖所示的連接構造。 棒狀體3 A，3 B係以互相在橫邊之間，形成若干間 隙的狀態，或是互將極性成爲相反的狀態，被平行配列。 因而，各棒狀體中的單電池連接部2，係互相在棒狀體 3A，3 B的長邊，而位於略相同處。 然後在各棒狀體的其中一端面，利用形成後述的電氣 連接構造，使棒狀體3 A與棒狀體3 B被串聯成電氣連接 ，且全體成爲U字形狀。 又，在棒狀體3 A與棒狀體3 B中的各個單電池連接 部2中之至少1處（圖爲兩處）的單電池連接部之間，以 圍繞該單電池連接部2的狀態，來架設後述之連結構件5 ，並藉此取得針對棒狀體3 A與棒狀體3 B的補強對策。 因而，此電池模組B 1的情形，是棒狀體3 A的端子 (假設爲正極端子）3a與棒狀體3B的端子（負極端子 )3 b位在同一邊，且能夠由單一方向對端子進行連接作 業。 此例係有關電氣連接構造4之1例，並根據分解斷面 圖之第5圖來說明其組裝方法。 於第5圖中，在棒狀體3 B的單電池1之正極側的端 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） · 8 - (請先閲讀背面之注意事項 本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 488098 A7 __B7_____ 五、發明説明（6 ) 部，將由導電性材料所製成的盤狀治具4 A ’以和正極端 子1 a與具備有該正極端子的正極板1 d接觸的狀態而配 置之。然後，在該盤狀治具4A的中心部，形成與單電池 1之正極端子1 a同形狀的凸部4 a。 再者，此盤狀治具4 A的外徑，是設計成將治具4配 置在單電池1之正極側的端部時，在單電池的上部周緣部 1 c的內壁之間，形成若干間隙的尺寸。 然後，在正極端子1 a、正極板1 d與治具4A之間 ，進行電阻焊接，以使該治具4A固定配置在單電池1的 正極側端部。 接著，由絕緣材料製作而成，內徑爲略大於上述治具 4 A之外形的直徑，而壁厚則略同於前述間隙的寬度，並 且在側部形形成向外突出凸緣部4b的環狀治具4B，是 嵌入前述間隙的狀態而配置的。因而，此治具4 B即成爲 一種利用單電池之上部周緣部1c來支持該凸緣部4b的 狀態，而因其壁部係位於治具4 A與上部周緣部1 c的間 隙之中，用以防止單電池1之間短路。 一方面，準備由銅等導電材料所製成之匯流排構造體 4 C。此匯流排構造體4 C的其中一端部4 c係與治具 4 A的內徑略相同的直徑，並在其中央部形成略與治具 4六之凸部4 3同形狀的凹部4(1，並在另一端部4 0， 利用電阻焊接固定配置一內徑略與棒狀體3 A中之單電池 1的罐底部1 b同徑之盤狀體4 f。 然後藉由分別將此匯流排構造體4 C的端部4 c，嵌 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -9 · (請先閲讀背面之注意事項 本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 488098 A7 B7 五、發明説明（7 ) 入治具4 A之中、\’ 之單電池1.的罐底 棒狀體3 B的電氣 再者，本發明 於上述形態，亦可 設匯流排構造體， 在前述端子3 a， ，則有對黃銅等以 鎳者。 其次，針對架 並在盤狀體4 ί之中，嵌入棒狀體3 A 部1 b，而形成電氣連接棒狀體3 A與 連接構造4。 請 先 .閲 讀 背 之 注 意 事 項 之電池模組中的電氣連接構造，並不限 採用在各棒狀體的端子3a，3b，架 且以螺栓等方式將該匯流排構造體螺固 3 b等形態。而其他能使用的導電材料 銅爲主體的金屬、鋁合金、鐵，施以鍍 設在棒狀體之間的連結構件5做一說明 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 之1例5 A 厚度的塊件 b 〇 b的孔徑， 而貫通孔5 4圖所示之 並以一定間 模組B 1之 ，分別插通 A配置在棒 於第6圖表示連接構件 係在兩側爲曲面形狀之預定 而形成兩個貫通孔5a，5 此例，貫通孔5 a，5 體3 A，3 B的外徑相同， 分5 c，是將各棒狀體與第 體3 B之橫向的間隔相同， 組裝第3圖所示之電池 件5A的貫通孔5a，5b 體3 B。然後將連結構件5 接部2的位置即可。 單電池連接部2是種圍 棒狀體3A，3B架設此連 。此連結構件5 A ，隔著一定間隔， 則略與前述之棒狀 a，5 b之間的部 棒狀體3 a和棒狀 隔配列之間隔部。 際，是先在連結構 棒狀體3 A與棒狀 狀體中的單電池連 繞在貫通孔5a，5b，並在 結構件5 A的狀態’兩棒狀體 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -1〇 - 488098 A7 广 ___B7_ 五、發明説明（8 ) 則是隔著一定間p被保持著。然後，即使對棒狀體施加彎 曲力時，還是能藉由此連結構件5 A，來抑制棒狀體彎曲 ’更能有效防止以電氣連接構造4爲支點的折損。 再者，連結構件5A的厚度，是以略等.於單電池連接 部2的寬度，或是略大於寬度的尺寸爲佳。連結構件5 A 的貫通孔5a，5b只要是完全圍繞著單電池連接部2， 就能保護到單電池連接部2，故而以單電池連接部2互相 連接的雨個單電池之間的位置偏移或彎曲等變形，就能更 進一步有效的抑制。 更於此連結構件5 A中，使其上面5 d與下面5 e成 爲平面爲佳。應用此種連結構件5 A所組裝的電池模組 B1，可在此平面上直接重疊在上述平面，並依序堆上複 數的電池模組。亦即，有須要將第1圖所示之習知電池模 組，收容在合成樹脂製等容器之封裝構造的情形，反而不 需要保持電池模組兼用的支持板（圖未表示），故封裝構 造的組裝很容易.。 又，在此連結構件5 A的上述平面部分，設有互相嵌 合的凹凸，因爲若形成該些凹凸嵌入構造，就能確實地實 現上述電池模組的堆疊和該些支持構造，故很合適。 於第7圖表示另一連結構件5 B。 此連結構件5 B係爲分割成兩個的構造，若分別在上 構件5 Βι與下構件5 B2，將兩者合爲一體，形成兩個略 與棒狀體3 A，3 B之直徑同徑的圓之半圓形曲面。然後 在上構件5 B i，例如形成螺孔5 f ’也在下構件5 B 2與 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）~-11 - (請先閲讀背面之注意事項 本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 488098 A7 B7 五、發明説明（9 ) 上構件同位置，形成螺孔，將兩構件合爲一體後，令該螺 、' v * ♦ 釘通過螺孔.，而將兩者固定。

在將該連結構件5 B架設在棒狀體3 A與棒狀體3 B 之間時，乃如第7圖所示，會在各棒狀體的單電池連接部 的位置，令上構件5 81與下構件5 B2做相對配置，且將 兩者合爲一體，只要讓螺釘通過螺孔5 f，就能將兩者固 定。 棒狀體3 A與棒狀體3 B係圍繞在上構件與下構件所 形成的半圓形曲面之圓形貫通孔，架設一藉由該等上、下 各構件所構成的連結構件5 B，於此組裝第3圖所示的電 池模組B 1。 若採用此種構造的連結構件5 B，就算棒狀體的直徑 與上述貫通孔的孔徑略不相同，而將兩構件合爲二體後， 於螺固作業時，藉由調整螺合方法，以確實圍繞棒狀體之 單電池連接部的狀態，就能將連接構件架設在兩棒狀體之 間，所以浪合適。例如，即使在棒狀體蓋上熱收縮軟管的 情況下，只要是用此連結構件5 B，就能輕易的架設在該 些棒狀體。 又，利用此連結構件5 B的情形下，固定棒狀體的其 他方法，則有取代位於連結構件5 B之中央部的螺釘，以 採用將上構件5 B 1與下構件5 B2合爲一體，予以固定兩 側端的方法，例如有所謂在其中一側端，設置鉸鏈等並予 以固定，且在另一側端的上構件5 Βι或下構件5 B 2之任 一方設置夠，並在另一方懸架夠，而予固定之方法、和在

本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） UT (請先閲讀背面之注意 事項本頁 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 488098 A7 • B7 五、發明説明（10 ) 上構件5 B :或下構件5 B2之任一方的兩側端設置鉤，在 V ' 剩下的另一方懸架該鉤，而予以固定之方法等。 請 先 •閲 讀 背 之 注 意 事 項 再者，若在連結構件5A之貫通孔5a，5b的內側 部分、和連結構件5 B的上構件5 81與下構件5 B2中的 半圓形曲面部分，亦即，面對連接構件的棒狀體的圍繞面 1設置如橡膠的彈性體，此彈性體能確實的塞住連接構件 與棒狀體的間隙，防止架設後的連接構件與棒狀體晃動是 很適合的。 於第8圖表示本發明之另一電池模組B 2。此電池模 組B 2的情形，是直接連接3根單電池1，來構成1根棒 狀體3A，3B，且將各棒狀體，用前述之電氣連接構造 4予以連接，甚至圍繞所有的（此情形爲兩處）單電池連 接部，來架設連結構件5。 此電池模組B 2係爲該所有單電池連接部，以連結構 件5予以固定的狀態，即使相較於電池模組B 1，全體的 剛性還是很大，就耐折損性此點而言，還是具備高可靠性 〇 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 此種本發明之電池模組，是種在棒狀體之間架設連接 構件的U字形狀，不但與端子的連接作業能在單一方向進 行，且連接構件還能確實的保持兩根棒狀體，因此，其是 種例如即使受到來自外部的振動，還是能抑制共振而破損 的構造。 實施例 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） -13 - 4818098 A7 B7 五、發明説明（11 ) 用5根直徑3 2mm、高度5 Omm的單電池，形成 V ' 全長2 7 0. mm的棒狀體3A，3B，更用該等來組合第 3圖所示的電池模組B1。此時，棒狀體3A，3B的相 互間隔爲4 1 m m。 對此電池模組B 1而言，如下所述，加以測定固有振 動數。固有振動數的測定乃如下進行之。 用繩子吊起電池模組B1之電氣連接構造的中央部， 在兩根棒狀體中的任一方之前端部分的單電池，安裝加速 度感應器，於該等兩端自由支持的狀態下，.用錘子敲打電 池模組B 1，將此時的固有振動數，用加速度感應器做一 測定。 再者，爲了比較，就連第1圖所示的習知電池模組A ，也用同樣的條件來測定固有振動。 電池模組B 1的固有振動數爲1 2 Ο Η z，電池模組 Α的固有振動數爲85Hz。 由此結果即可明白，對於電池模組A (比較例）的固 有振動數爲8 5H z而言，本發明的電池模組B 1 (實施 例）之固有振動數是超過100Hz，因此，本發明的電 池模組B 1是種，即不會受到電動車本身振動或來自外部 的振動等而予以共鳴、共振，又不會引起破損之電池模組 〔產業上之利用可能性〕 本發明之電池模組係全體形狀爲U字形狀，故可由單 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） -14 - (請先閲讀背面之注意Ϋ項 本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 488098 A7 B7 五、發明説明（12 ) 一方向對端子等進行連接作業，實際使用時的處理性優， 於連接單電池成爲棒狀體的期間，是以圔繞其單電池連接 部的狀態，來架設連接構件，故單電池連接部可用連接構 件被補強，相對於彎曲力的耐性也很良好，而全體則具備 較大的剛性。 因而，就連振動激烈的使用領域，例如作爲電動車、 電動工具的驅動電源，實際使用的情形，即不會因其振動 而共振，更不會引起折損等事故。 〔圖面之簡單說明〕 第1圖係表示習知電池模組之1例之平面圖； 第2圖係表示單電池之連接部的分解斷面圖； 第3圖係表示本發明之電池模組之1例B 1之立體圖 第4圖係電池模組B 1之平面圖； 第5圖係表示電池模組B1之電氣連接構造之分解斷 面圖； 第6圖係表示連接構件之1例5 A之立體圖； 第7圖係表示其他連結構件5 B之正面圖； 第8圖係表示本發明之另一電池模組B 2之立體圖。 〔符號之說明〕 B 1 : 電池模組 1 : 單電池 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） · 15 · (請先閲讀背面之注意事項 本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 488098 A7 B7 五、發明說明（13) 3 A，3 B : 2 ： 5 : 3 a ： 3b: 4 : 4 A : la · Id: 4 a · 1 c ： 4 b : 4 B ·· 4 C : 4 c : 4 d : 4 e : lb: 4 f : 5 A ： 5 a ，5 b : 5c: 3 B : B 1 : 棒狀體 連接部 連結構件 端子（正極端子） 端子（負極端子） 電氣連接構造 盤狀治具 正極端子 正極板 凸部 上部周緣部 凸緣部 環狀治具 匯流排構造體 端部 凹部 端部 罐底部 盤狀體 連結構件 貫通孔 部分 棒狀體 電池模組 ------------1裝 i . 乂請先聆讀背面之注意事寫本頁： 訂： •線. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 488098 A7 B7 五、發明說明（14) 5 B 1 ： ‘ 上構件 、V 5 B 2 ： 下構件 ϋ H 1 -I ϋ ϋ ·1 ϋ 1_1 ϋ i-i I I · ϋ ϋ t請先閲讀背面之注意事項Ιϋ寫本頁) 訂· --線· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -17-

Claims (1)

1. 488098 A8 Β8 C8 D8 申請專利範圍 • 一種電‘池模組，由下述所形成之電池模組，其特 徵爲 分別將複數單電池，介於連接構件予以串接而成兩根 的棒狀體，是以極性互相相反的被平行配列； 在各棒狀體的其中一端面，形成一以電氣連接兩棒狀 體之電氣連接構造； 然後，在各棒狀體之間，圍繞一形成在各棒狀體長邊 中之同一處的至少1個單電池連接部，來架設作爲連結各 棒狀體之治具。 也― 2 ·如申請專利範圍第1項所述之電池模雖# 爲連結前述各棒狀體的治具，係分割成兩個構造。 •如申請專利範圍第1項或第2項所述之電池模組 fti連結前述各棒狀體的治具，係於圍繞前述單電 池連接部的面，設置彈性體。 _ 4 ·如申請專利範圍第1項所述之電池模組 述電氣連接構造的構成材料，乃對銅、以銅爲主體的金屬 、鋁合金、或鐵，施以鍍鎳》 ί請先閲*讀背面之注意事領本頁) -絮- -ΊΨ . ί 鯓 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 張 纸 適 準 標 家 I釐 9 2