TWI321368B - Foldable battery cartridge and middle or large-sized battery module - Google Patents

Description

1321368 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】

本發明關於一可彎折電池匣及含有此電池匣之一中或 大型電池模組，並且，更進一步，關於電池匣具有至少二 電池設於内，其中該電池匣包含一旋轉部，例如一柩轴， 其形成於一以平板狀結構建造之匣殼，並在該電池匣縱向 方向且/或在該電池匣橫向方向，如此該電池匣能夠以預定 角度在該電池匣縱向方向且/或在該電池匣橫向方向彎 折，及含有相同結構之一中或大型電池模組或電池組。 【先前技術】 近年來，考量環境污染日益增加，一種二次電池，其 能被充電和放電，已吸引關注用於一車輛動力來源以解決 使用石化燃料之現存汽油中和柴油車造成的問題。造成結 果，出現電力車輛(EV)，其藉由一電池操控，和混合電力 車輛(HEV)，其同時使用一電池和一傳統引擎。一些電力 車輛和混合電力車輛已有商業應用。一種鎳氫二次電池已 大量用於電力車輛和混合電力車輛之動力源。近年來，一 種鋰二次電池，其具有高能量密度和高放電電壓，已作為 電力車輛和混合電力車輛之動力源。此種二次電池需要高 輸出和大容量以作為電力車輛和混合電力車輛之動力源。 基於此原因，許多小型之二次電池（電池）彼此串接用預 建造一中或大型之電池集合。 平板電池，其能夠以高集成度堆疊，適合用於電池。 1321368 該平板電池設於額外電池匣，使得該些平板電池之低機械 力能夠得到補嘗，且該電性連接和該些平板電池之堆集易 於完成，藉此一中型或大型電池模組或電池集合被建立。

該些電池匣形成為一六面體外型具有大的長、寬和厚 度之比例（大致為一平板外型）。該些電池匣形成一結構其 中一或多個電池設於不易彎折之匣殼内。因此，該些電池 匣成功地一個接一個堆疊起來，且彼此電性連接，藉此一 中型或大型電池模組或電池集合被製造。 該中型或大型電池模組或電池集合廣泛用於一大型裝 置之動力源，如電力車輛和混合電力車耗。然而，該每一 裝置之内部空間，其中設有該中型或大型電池模組或電池 集合，是受限的。並且，既然該些裝置具有多種大小和形 狀，該些裝置即具有一結構使得該電池模組或該電池集合 不容易安裝入該些裝置之容置空間。 另一方面，一傳統電池匣形狀之改變，其組成一中 型或大型電池模組或電池集合並不可能，因為傳統電池匣 無法彎折的結構。結果，傳統電池匣不適於對應裝置内部 空間之結構改變。因此，必需製造多種電池模組或電池集 合依據該裝置内部空間之結構，然而，大量的修改，如設 計改變，在製造過程是需要的，其並不合適。 【發明内容】 然而，本發明即用以解決上述問題，以及其他尚未解 決之技術問題。 1321368 具體地，本發明之一態樣在於提供一可彎折電池匣使 得包含該電池匣之一電池模組或一電池集合能夠被製造為 多種結構。 本發明之另一態樣在於提供一電池模組或一電池集合 ，藉由上述電池匣其外型能夠改變。

本發明之一態樣，上述和其他目的能夠達成藉由提供 一具有二或多電池安裝於内之電池匣，其中該電池匣包含 至少一旋轉部，其形成於一大致形成一平板狀結構之匣殼 ’在該電池匡之縱向且/或在該電池匡之橫向’使得該電 池匣能夠以一預定角度彎折在該電池匣之縱向且/或在該 電池1£之橫向 於此，該電池匣之縱向代表該電池匣接觸終端延伸之 一方向，且該電池匣之橫向代表一垂直於該電池匣接觸終 端延伸方向之一方向。 因此，本發明之電池匣能夠以一預定角度彎折因為該 旋轉部形成於該電池匣之縱向且/或橫向，並且，本發明 之電池匣和傳統不可彎折之電池匣相比能夠形成多種結構 在一較佳實施例，一旋轉部形成於該電池匣縱向或該 電池匣橫向。依據不同情況，二或多旋轉部能夠形成於該 電池匣之同向。再者，該旋轉部可具有多種結構。舉例而 言，該旋轉部可以一樞紐結構或一彈性匯流條結構。該旋 轉部包含一傳導區，其充許安裝於該電池匣内之電池間之 電性連接。在此例中該旋轉部連同該樞紐結構建構，該枢 丄乂 1368 T旋轉部本身係由一傳導件或包含該傳導件之該枢鈕旋轉 。戸至少一部分所建構。在此例中該旋轉部連同該彈性匯流 條結構建構，另一方面，該匯流條旋轉部本身用作為一電 性傳導件。 依該旋轉部之不同結構使得該旋轉部多種角度能夠在 土1 8 〇度内改變。當該旋轉部改變至丄8 〇度或_丄8 〇

^時，該電池E為完整彎折，並且，該彎折之長度 縮減至該未彎折電池匣長度之一半。 处該E殼能夠包含多種結構和材料。舉例而言，該昆殼 犯夠以開放式框架結構或㈣式盒體結構建造，且該昆崎 =以金屬材料或-絕緣材料製造，例如塑膠樹脂。此;:列 殼係由金屬材料製造，較佳地該£殼以—層狀結構 =，其中該s殼外表面以—絕緣材料塗布或—絕 附該匣殼外表面。 其電性連接該些電池^ 該匣殼外表面設有連接終端 電極終端。 =較佳實關，該岐於其外錢具㈣測元件】 偵：裝設於該匣殼内之該些電池之電壓/ 測，成於該g殼同—側或不同側。 - 兮旋轉或彳Ϊ電池可絲於該電池®右側和左側構件，其) 電池形成騎板狀。 絲魏制只要心 得兮此該^也之電極終端形成於該些電池外側4 付該省終端彼此相對或在該些電池四周彼此垂直。装 1321368 而’當該些電池安裝於該E殼内，每一電池之_ (-陽極)直接賴電㈣之對應連接終端，且每二、^ :-電極終端(一陰極)直接連接該旋連件。當二或雷： =裝在—起於賊要部四周電池陳—側邊構件，铁 電極終端輯至該婦部㈣電池g之連祕端，如z : 述，當該些電池彼此串聯或並聯。 較佳實施财，該旋轉部形成於該電池 ^设橫向方向使得該電池㈣狗於該ϋ殼縱向彎折，^ 二電池’其每—電極終端形成於該些電池之上· 二 =些電池之電極終端彼此相對，安裝於該電“ 電池之電極終端直接連接該旋轉部，且每—電池=二 直接連接該電池£之對應連接端，㈣電 】 接、、=成於縣殼之上端和下端，其相對該旋轉部。連 結構Ϊ可行ΐ迷結構只為一說明例，並且，提供其他多種

入依本發明之另-態樣，提供一中型或大型電 3—或多電池匣具有上述結構。 /械、、且包 電池匣能藉由對應旋轉部彎折， ^結構。舉例而言，該電池模組能夠以 2 ::結構其中該二或多電池£一個:· -或夕電池E分別未彎折；（2)於—結構复怜隹二該 =接一個堆疊當該二或多電池厘分別彎;「8〇夕電 議彼此連接於丄 側邊田該一或多電池匡彎折且/或未彎折。 或（4 1 > _ _ )於一結構其中該二或多電池匣彼此堆養#^ ~二或多電池匣之 Ml Hr - ^ ^ r- —連接於 疋之—側邊當該一或多電池匣之〜妆 且另一些未彎軒。 〜破彎折 本發明之電池模組可依據—安裝該電域級之 义制之内部空間而作形狀改變，且可安裝於 :? 模，内部空間内’因為電池£之可彎折性，其 ：： 才吴組。集备丨而 < 丄 X邊電池 牛例而g，在一例中該裝置之内部空間 不吉， '長：’值 、且—些電池匣以一預定角度彎折，且在該電池匣一— 邊彼此相連，藉此該電池模組被建造。在一例中該聿側 内。卩空間具有—小側剖區域和一大長度，另一方面，：之 :池ϋ可完全彎折成上方第（2)項所述結構，使得= 池匣之側剖面被縮減，且在該電池模組縱向一個垃~ 料’藉此建造該電池馳。 上述之多種變化為本發明電池模組之顯著特徵。 和 表 f此，「電池集合」表示一完整結構其中電性連接電池 操作控制單元設於該電池模組。並且，「電池集人、

、、中型或大型電池系統包含多個電池模组。因此 池模組和該電池集合不可被解釋為不同涵義。 X 更佳地，本發日狀該電池餘朗電池集合係用於電 ^^Εν)、混合電力車輛（HEV)、電動摩拖車和電動 腳踏車之一電力源。 本發明上述及其他目的、特徵和其他優點將由下方詳 盡描述連同附帶圖示被清楚了解。其中： 第一圖為-代表視圖說明本發明一較佳實施例之—電 1321368 池匣； 第二圖為一代表視圖說明顯示於第一圖之電池匣完全 彎折狀態； 第三圖為一代表視圖說明本發明一較佳實施例之一電 池匣，其使用複數電池匣建造，其中之一顯示於第一圖； 且

第四圖為一代表視圖說明本發明另一較佳實施例之一 電池S，其使用複數電池匿建造，其中之一顯示於第一圖。 【實施方式】 現在，本發明之較佳實施例將連同附圖被詳盡描述。 請注意，本發明之範圍並不限於說明之實施例。 第一圖為一代表視圖說明本發明一較佳實施例之一電 池匣；參考第一圖，該電池匣1 0 0包含二平板狀構件 1 1 0和1 2 0，其彼此連接使得該平板狀構件1 1 0和 1 2 0能夠以樞紐旋轉部件2 0 0樞紐旋轉。在每一平板 狀構件1 1 0和1 2 0中分別安裝電池3 1 0和3 2 0， 為了方便描述，平板狀構件1 1 0和1 2 0顯示於一封起 狀態結構。 由該平板狀構件1 1 0和1 2 0上端部分別凸設連接 終端1 1 1和1 2 1。該連接終端1 1 1和1 2 1分別連 接至安裝於平板狀構件110和120之電池310和3 2 0之電極終端（未顯示）。 舉例而言，設置於該第一平板狀構件1 1 0的一電池 11 l0之陰極終端連接至該連接終端工工i，且設置於該 第一平板狀構件1 1 0的電池3 1 ◦之-陽極終端連衫 該樞纪旋轉構件2 Q ◦之—傳導構件。類似的’設置於第 -平板狀構件1 2 0的電池3 2 Q之-陽極終端連接至連 接終端121’且設置於第二平板狀構件12〇的電池3 2 〇之一陰極終端連接至樞紐旋轉構件2 〇 〇之傳導構件 。在上述結構中，電池3 1 0和3 2 0彼此串接。對簡易 電性連接，電池3 1 〇和3 2 0之電極終端突出電池之上 端和下端，當電池31〇和32 0之電極終端彼此相對。 並且，至於二或多電池安裝於各平板狀構件丄丄〇和工2 〇，最終電極終端連接至連接終端和樞紐旋轉元件2 〇 〇 之傳導構件當電池彼此電性連接。 於平板狀構件1 1 〇和1 2 0上端形成偵測元件工工 2和1 2 2用以偵測對應電池之電壓和溫度。偵測元件工 1 2和1 2 2可安裝於平板狀構件1 1 〇和丄2 〇之側邊 ’使得偵測元件1 1 2和1 2 2間和連接終端1 1 ^及工 21間之位置重疊可避免。 平板狀構件1 1 〇和1 2 0之内表面之上端和下端丄 13、114、123和124分別突出於平板狀構件1 1 0和1 2 0。因此，當電池匣1 〇 〇如第二圖所示完全 '考折’平板狀構件1 1 〇和1 2 0之内表面之中間部分 彼此分開。同樣的，平板狀構件1 1 〇和1 2 〇之外表面 之上端和下端1 1 5、1 1 6、1 25和1 26分別突出 於平板狀構件110和120。因此，當平板狀構件1 1 12 1321368 0和1 2 0堆積於其他平板狀構件如第三圖或第四圖所示 ，平板狀構件1 1 〇和1 2 〇之外表面之中間部分和其他 平板狀構件内表面之中間部分分離或和其他平板狀構件外 侧面之中間部分分離。上述「内表面」和上述「外表面」 表示電池匣1 1 〇之内表面和外表面當電池匣i i 〇如第 二圖彎折時。

缺口 1 3 0和1 3 2，其定義於完全彎折電池匣1 〇 0之平板狀構件1 1 〇和i 2 〇内表面之中間部分之間， 以及平板狀構件1 1 〇和1 2 G之外表面之中間部分和相 鄰平板狀構件之對應内表面或相鄰平板狀構件對應之外表 面，其作為冷卻劑（例如空氣）流通用之溝渠，藉此電池在 充電和放電時產生之熱有效地被移除。 參考第一圖，第一平板狀構件i i 0之下端1丄7， 其組成樞紐旋轉元件2 0 0，形成一突出結構，且第二平 板狀構件1 2 0，其對應第一平板狀構件丄丄〇之下端1 1 7，形成一凹下結構。因此，當電池匣一個接一個堆聂 且每-電池®如第四圖完全彎折時，相鄰電錄可順利ς 一個接一個堆疊。 樞紐旋轉元件2 〇 〇本身或該樞紐旋轉元件2 〇 〇之 一連接樞軸2 1 Q係由-傳導構件製造，且樞紐旋轉元件 2 〇 0或樞紐旋轉元件2 〇 〇之連接樞軸2丄〇連接至八 別安裝於平板狀構件i i 〇和i 2 〇之電池之電極終^ 使件完成第-平板狀構件i i Q和第二平板狀構件 間之電性連接。 u 13 1321368 因為枢紐旋轉元件2 〇 〇，第一平板狀構件丄^ ◦和 第二平板狀構件1 2 0彼此能夠以預定角度旋轉。 第二圖為一代表視圖說明第一圖所示電池匣完全彎折 狀態。 參考第二圖，第一平板狀構件1 1 0及第二平板狀構 件1 2 0彼此接觸，使得彎折電池匣i 〇 〇之長度減少至 未考折電池匣1 0 〇長度之一半，然而，亦有可能第—平 t 板狀構件1 1 0和第二平板狀構件i 2 0彼此以不同角产 旋轉。 當電池匣彎折時，連接終端ii和丄2丄及偵測元 件112和122並非定位於同一轴。連接終端111和 : 1 2 1間之電性連接以及偵測元件1 1 2和1 2 2間之電 性連接很容易藉由上述結構達成。 如上所述，當電池匣10 0完全彎折時，間隙丄3 〇 界定於平板狀構件i i 〇和i 2 0之内表面之中間部分且 %因為_1 3 Q ’使得安裝於電池£1 Q Q内之電池之熱 散逸有效達成。 … 第三圖為一代表視圖說明本發明一較佳實施例之一電 池模組，其使用複數電池E建構，其中之一顯示於第一圖 〇 參考第三圖，當各電池〇 1、1 0 2、1 0 3和 .1 0 4如第—圖所示完全展開時，該電池模組3 〇 〇形成 —結構其中複數電池Ε1()1、1Q2、1Q3和1Q4 一個接-個依次堆疊。此種電池模"Q 0之結構實質相 ^21368 同於藉由堆疊傳統不易彎折平板狀電池匣所建構之一模組 如上所述，間隙i 3 2界定於該堆積電池匣i 〇丄、 102、103和104之内表面之中間部分和相鄰電池 ®對應外表面之中間部分，因為間隙丄3 2，使得安裝於 電池E101、1〇2、1〇3和1〇4内之電池之熱散 逸有效達成。

第四圖為一代表視圖說明本發明另一較佳實施例之一 電池模組，其制複數電池賊構，其中之—顯示於第一 圖。 、參考第四圖，該電池模組4〇〇形成一結構其中複數 電池S101、102、103和1〇4一個接一個依次 堆積當電池E1〇1、1〇2、1〇3和1〇4如第二圖 所不分別完全f折時。第四圖之電池模組4 Q q具一寬度 小於第三圖所示之電池模組3 Q 0但具—高度大於第三圖 所示之電池模組3 0 〇。 上所述間隙1 3 2界定於該堆積電池£1 〇丄、 =2 1 〇 3和1 〇 4之外表面之中間部分和相鄰電池 卜表面之令間部分’因為間隙1 3 2使得安裝於電 有效達成t i〇2、1Q3和1G4内之電池之熱散逸 3 0 0和4 0 〇代表利用 模組，僅管電池模組能以 第三圖和第四圖之電池模組 第—圖電池匣100組成之典型 多種形式構成。 15 1321368 工業應用

顯然根據以上描述，該電池匣包含該旋轉部，藉此該 電池匣能夠以一預定角度彎折，因此，該電池匣比起傳統 不易彎折的電池匣可形成不同結構。並且，該電池模組包 含該上述電池匣能夠主動建構使得該電池模組能夠依該電 池模組安裝之裝置之内部空間改變形狀。並且，其不需依 該裝置内部空間之形狀製造額外電池匣或額外電池模組， 並且，該電池匣或該電池模組之設計變更費用大量降低。 雖然上述本發明之較佳實施例已被揭露作為說明之目 的，熟悉此項技術者應認知在不超出申請專利範圍所揭露 本方明之範圍和精神之下，不同的改變、增加和置換是可 行的。 【圖式簡單說明】 第一圖為一代表視圖說明本發明一較佳實施例之一電 池匣。 第二圖為一代表視圖說明顯示於第一圖之電池匣完全 彎折狀態。 第三圖為一代表視圖說明本發明一較佳實施例之一電 池匣，其使用複數電池匣建造，其中之一顯示於第一圖。 第四圖為一代表視圖說明本發明另一較佳實施例之一 電池匣，其使用複數電池匣建造，其中之一顯示於第一圖。 【主要元件符號說明】 16 1321368 10 0· 10 2· 10 4·

12 5 12 7 13 2 2 10 3 10 4 0 0 電池匣 電池匣 電池匣 連接終端 上端 上端 下端 連接終端 下端 下端 下端 缺口 連接樞轴 電池 電池模組 101··電池匣 1 0 3 · ·電池匣 110··平板狀構件 112··偵測元件 114··上端 116··上端 1 2 0 · ·平板狀構件 1 2 2 · ·偵測元件 1 2 4 · ·下端 1 2 6 · ·下端 1 3 0 · ·缺口 2 0 0 ··電池模組 3 0 0 ··電池模組 3 2 0 · ·電池

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Claims (1)

1. —ίΐ .十、申

   請專利範圍·· 種具有至少二電池設於内之電池匿，其中 曰修

   該電池匣包括至少一旋轉部，該旋轉部設置於該電 池匣之縱向且/或橫向形成於一平板狀結構之匣殼，使 得該電池匣能夠以一預定角度在該電池匣之縱向且/或 横向彎折；以及 該旋轉部以樞紐結構或以彈性匯流條結構建造。 2.如申請專利範圍第i項所述之電池匣，其中該至少一旋 轉部包括一或多旋轉部形成於該電池ϋ之縱向或該電^ 匣之橫向。 .如申請專利範圍第1項所述之電池g，其中該旋轉部本 身由=傳導件組成或該旋轉部之至少—部份包括該傳導 件’错此建立設於該電池g之該些電池間之電性連接。 睛專利範圍第丨項所述之電池g，其巾舰殼以開 啟及結構或封閉盒結構製造。 5. ^申料鄉_丨項所狀電池g，其巾雜殼之外 極=有複數連接終端，其電性連接該些電池之複數電 元^ ’和用於❹m些電池之電壓及溫度之複數铺測 申°月專利1&圍第5項所述之電池H，其中該些連接線 =ΓΓ元件形成於該電池£之複數機或複數 二專=物彼此分離’並無設於同-轴心。 複弟1項所述之電池£，其中該些電池之 4形成於該些電池外側，使得該些電極終端 在該些電池附近彼此相對或互相 池設於該匣殼時，各該些電''也h直，藉此，當該些電 電池ϋ之對應連接終端，且各h電極終端直接連接該 接連接該旋轉部。 Μ免池之其他電極終端直 8.如申請專難圍第丨項所述之 成於該電池Μ段於該^ 該旋轉部形 殼之縱向_彎=該電隸於難 電池之複數上端和複數極終端形成於該些 端彼此;-V- 田該些電池之複數電極終 ^彼此相對’該些電池設於該電 之-電極終端直接連接 ：：二甘〉 電極終端直接連接各該些電池之其餘 料L 電匡之對應連接終端，及 和二之該些連接終端形成於該Μ殼之複數上端 硬數下鳊，其和該旋轉部相對。 範電池模組，其包含二或多個如申請專利 項至第8項中任一項所述之電池匣。 H).如申請專利範圍第9項所述之電池模組，其中該電 組如下製造： 、 ⑴當各該電池£未彎折時，該二或多個電池昆依續 一個接一個地堆疊； (2):各該電池匣彎折超過丄8〇度後，該二或多個 電池E依序一個接一個地堆疊； (3 )田該些電池匣彎折且/或未彎折時，該二或多個 電池匣於該些電池匣之複數側向彼此連接；或 (4)田該些電池匣之一些電池匣彎折且另一些電池匣 19 1321368

   未彎折時，該二或多個電池匣一個接一個地堆疊 或於該些電池匣之側向彼此連接。 11.如申請專利範圍第9項所述之電池模組，其中該電池模 組作為電力車輛、混合電力車輛、電力摩拖車和電力腳 踏車之動力源。 20