TWI497797B - 可分離式電池 - Google Patents

Description

可分離式電池

本發明係關於一種電池，尤指一種可分離式電池。

當汽車電瓶老化或電力耗盡而無法啟動引擎時，常用解決方式為透過另一輛汽車，藉救援線兩端之夾體搭接於兩部汽車的電瓶，透過救援車的電瓶來供應電力給待救援汽車啟動。這樣的救援方式，對傳統機械式或採用單純電路控制系統之汽車而言，是一個可行的救援方式。然而，對現今電腦系統普及化的汽車而言，若採取相同的搭接方式進行救援，有可能會因電源突波或其他因素，而對行車電腦產生損害。因此，這樣的救援方式需要冒著損害汽車電力系統的風險，並不是十分理想。

於是，有人提出了可攜式救援電力供應器，其大體上為一種具提把的小型電瓶，並配合適當長度的救援線所組成。其之使用方法同樣是透過夾體搭接於待救援汽車之電瓶以進行救援。然而，上述可攜式救援電力供應器的缺點在於不夠普及，一般車輛使用者並不會隨車攜帶這種可攜式救援電力供應器，因此路上救援的機動性仍然不足。此外，就算有攜帶這種可攜式救援電力供應器，仍會有忘記充電而導致電力不足以救援的困擾發生。抑或者是放在車上其會隨著時間自放電，而導致電力不足的情況發生。

除此之外，無論是使用救援線或者是可攜式救援電力供應器，都會有正負極錯接、或者金屬夾體不小心接觸到車體而產生短路的危險，在使用上仍有諸多不便。

有鑑於此，本發明之目的在於提供一種可分離式電池，其可在該可分離式電池上抽取出一部分電池模組，該部分電池模組具有足夠的電池容量可供他車完成啟動引擎之功能，且另一部份的電池模組可保留在原車持續接收發電機對其充電。

為達成上述目的，本發明提供之可分離式電池包含一第一電池模組及一第二電池模組。該第一電池模組包含一第一殼體、一第一正極接頭與一第一負極接頭。該第一殼體具有一第一端子側，該第一端子側開設有一容置空間。該第一正極接頭與該第一負極接頭設置於該第一殼體的該第一端子側上。該第二電池模組包含一第二殼體、一第二正極接頭與一第二負極接頭。該第二殼體具有一第二端子側，該第二殼體之外型對應於該容置空間。該第二正極接頭與該第二負極接頭設置於該第二殼體的該第二端子側上且分別電性連接於該第一正極接頭與該第一負極接頭。其中該第二電池模組可抽取地裝設於該容置空間中。

在一較佳實施例中，該第一殼體的該第一端子側大致齊平於該第二殼體的該第二端子側。

在一較佳實施例中，該第二電池模組還包含一提把，該提把樞設於第二殼體的該第二端子側上。在另一較佳實施例中，該第二殼體的該第二端子側開設有一凹陷拉提部。

具體而言，該可分離式電池進一步包含一固定該第二電池模組之手段。在一較佳實施例中，該固定該第二電池模組之手段包含一壓條、一鎖合機構、及一防呆機構。該壓條設置在該第一殼體之該第一端子側上，且橫跨該第二殼體之該第二端子側。該鎖合機構用於將該壓條鎖固於該第一殼體之該第一端子側上。該防呆機構用於防止該第一正極接頭電性連接於該第二負極接頭，及防止該第一負極接頭電性連接於該第二正極接頭。

在另一較佳實施例中，該固定該第二電池模組之手段包含一凸肋、一溝槽、及一防呆機構。該凸肋設置於該第二殼體之一側面。該溝槽定義於該第一殼體之鄰接該容置空間之一側壁，其中該凸肋卡置於該溝槽中。該防呆機構用於防止該第一正極接頭電性連接於該第二負極接頭，及防止該第一負極接頭電性連接於該第二正極接頭。另一方面，該凸肋亦可設置於該第一殼體之鄰接該容置空間之一側壁。該溝槽亦可定義於該第二殼體之一側面，其中該凸肋卡置於該溝槽中。

在一較佳實施例中，該第一殼體具有鄰接該容置空間之一側壁，該第二殼體具有複數個側面，該側壁包圍該些側面。

在另一較佳實施例中，該第一殼體具有鄰接該容置空間之一側壁，該第二殼體具有複數個側面，該側壁包圍部分該些側面。

在一較佳實施例中，該第一電池模組還包含至少一第一電池單元，該至少一第一電池單元設置於該第一殼體內；該第二電池模組還包含至少一第二電池單元，該至少一第二電池單元設置於該第二殼體內。在此實施例中，每一該至少一第一電池單元相同於每一該至少一第二電池單元。具體而言，每一第一電池單元與每一第二電池單元皆為一鉛酸電池單 元、一磷酸鋰鐵電池單元、一氧化鋰鐵電池單元、或一鋰聚合物電池單元。

在其他實施例中，每一該至少一第一電池單元不同於每一該至少一第二電池單元。具體而言，該至少一第一電池單元為一鉛酸電池，該至少一第二電池單元為一磷酸鋰鐵電池。此外，該鉛酸電池具有一第一電池容量，該磷酸鋰鐵電池具有一第二電池容量，且該第一電池容量大於該第二電池容量。

在一較佳實施例中，該第一正極接頭與該第二正極接頭具有相同的一第一電位，該第一負極接頭與該第二負極接頭具有相同的一第二電位。

在一較佳實施例中，該第二電池模組進一步包含一電連接器，該電連接器為一雪茄頭母座、一大電流輸出口快速接頭、或一USB接頭。

在一較佳實施例中，該第二電池模組進一步包含一控制電路板，該控制電路板電性連接於該第二正極接頭與該第二負極接頭，用於控制該第二電池模組的電力輸出以保護該第二電池模組。此外，該第二殼體設有一復歸開關，電性連接於該控制電路板，用以解除該第二電池模組的保護狀態。

相較於習知技術，本發明的可分離式電池具有可抽取的第二電池模組。據此，當需救援時，可透過該提把或該凹陷拉提部將該第二電池模組取出後，配以帶有快速接頭之救援線夾體以進行救援。另外，若待救援車輛的電瓶也採用本發明之可分離式電池，進行救援時則可僅將兩台車之第二電池模組抽取互換，而待救援車輛發動引擎後，再換回兩台車之 第二電池模組。由上可知，本發明之可分離式電池可配合不到30公分長度的救援線夾體甚至無須採用救援線直接搭接進行車輛救援，解決了習知的問題。

為讓本發明之上述和其他目的、特徵、和優點能更明顯易懂，配合所附圖式，作詳細說明如下：

10‧‧‧可分離式電池

20‧‧‧可分離式電池

100‧‧‧第一電池模組

120‧‧‧第一殼體

121‧‧‧側壁

122‧‧‧第一端子側

124‧‧‧容置空間

142‧‧‧第一正極接頭

144‧‧‧第一負極接頭

200‧‧‧第二電池模組

220‧‧‧第二殼體

221‧‧‧側面

222‧‧‧第二端子側

242‧‧‧第二正極接頭

244‧‧‧第二負極接頭

260‧‧‧提把

290‧‧‧電連接器

295‧‧‧控制電路板

297‧‧‧復歸開關

320‧‧‧壓條

330‧‧‧凸肋

340‧‧‧鎖合機構

342、344‧‧‧蝶形螺絲

346、348‧‧‧蝶形螺母

360、370‧‧‧防呆機構

420‧‧‧第一電池單元

440‧‧‧第二電池單元

500‧‧‧金屬板

D1‧‧‧第一距離

D2‧‧‧第二距離

第1圖繪示本發明之一較佳實施例之可分離式電池之結合狀態示意圖。

第2圖繪示此較佳實施例之可分離式電池之分離狀態示意圖。

第3圖繪示本發明之一第一較佳實施例之可分離式電池之結合狀態示意圖。

第4圖繪示本發明之一第二較佳實施例之可分離式電池之結合狀態之俯視示意圖。

第5圖繪示本發明之一第三較佳實施例之可分離式電池之結合狀態之俯視示意圖。

第6圖繪示第4圖之可分離式電池之另一樣態之俯視示意圖。

第7圖繪示第5圖之可分離式電池之另一樣態之俯視示意圖。

第8圖繪示本發明一實施例之可分離電池之立體圖。

本發明之數個較佳實施例藉由所附圖式與下面之說明作詳細描述，在不同的圖式中，相同的元件符號表示相同或相似的元件。

本發明之可分離式電池較佳係用於傳統燃料車輛、電動車、船舶等需要電瓶的交通工具上。然而，本發明並不限於此，例如使用在太 陽能儲能系統的電池亦在本發明之範疇內。

請參照第1圖及第2圖，第1圖繪示本發明之一較佳實施例之可分離式電池之結合狀態示意圖、第2圖繪示此較佳實施例之可分離式電池之分離狀態示意圖。本實施例之可分離式電池10包含一第一電池模組100及一第二電池模組200。該第一電池模組100包含一第一殼體120、一第一正極接頭142與一第一負極接頭144。如第2圖所示，該第一殼體120具有一第一端子側122，該第一端子側122開設有一容置空間124。該第一正極接頭142與該第一負極接頭144設置於該第一殼體120的該第一端子側122上，用於電連結所需裝置，例如車輛等。

該第二電池模組200包含一第二殼體220、一第二正極接頭242與一第二負極接頭244。同樣地，該第二殼體220具有一第二端子側222，該第二殼體220之外型對應於該容置空間124。該第二正極接頭242與該第二負極接頭244設置於該第二殼體220的該第二端子側222上且分別電性連接於該第一正極接頭142與該第一負極接頭144。具體而言，該第二正極接頭242與該第二負極接頭244可透過導線、金屬片(圖未示)等導體分別電性連接於該第一正極接頭142與該第一負極接頭144，用以將該第一電池模組100與該第二電池模組200並聯。

如第1圖所示，該第一殼體120的該第一端子側122大致齊平於該第二殼體220的該第二端子側222。此外，該第二電池模組200可抽取地裝設於該容置空間124中。具體來說，第1圖及第2圖所示，該第二電池模組200還包含一提把260，該提把260樞設於第二殼體220的該第二端子側222上。當需要把該第二電池模組200抽取出時，該提把260可供使用者方便將 其抽出。然而，除了提把260的設計之外，在其他實施例中，該第二殼體220的該第二端子側222開設有一凹陷拉提部(圖未示)，例如抽屜的凹槽，也可利於使用者將其抽出。

以下將詳細說明本實施例之固定該第二電池模組200之手段，請參照第3圖，第3圖繪示本發明之一第一較佳實施例之可分離式電池之結合狀態示意圖。在第一較佳實施例中，該固定該第二電池模組200之手段包含一壓條320、一鎖合機構340、及一防呆機構360。該壓條320設置在該第一殼體120之該第一端子側122上，且橫跨該第二殼體220之該第二端子側222。該鎖合機構340包含蝶形螺絲342、344，用於將該壓條320鎖固於該第一殼體120之該第一端子側122上。值得注意的是，該第一端子側122設有對應的螺絲孔(圖未示)，用於配合蝶形螺絲342、344將該壓條320鎖緊於第一殼體120。然而，本發明並不限於此，該鎖合機構340還可包含螺栓配合螺帽等本領欲技術人員所熟悉的組合。

在其他實施例中，該壓條320可為原本車輛上的電瓶固定架，而該壓條320可固定於車體上，同樣可將該第二電池模組200固定於該容置空間124中。另外，該防呆機構360係用於防止該第一正極接頭142電性連接於該第二負極接頭244，及防止該第一負極接頭144電性連接於該第二正極接頭242。具體而言，如第3圖所示，該防呆機構360為一垂直邊角，其不同於其他三邊圓弧邊角。因此，在裝回該第二電池模組200時，不會導致裝反，而產生電極錯接的情況發生。

請參照第4圖及第5圖，第4圖繪示本發明之一第二較佳實施例之可分離式電池之結合狀態之俯視示意圖、第5圖繪示本發明之一第三較 佳實施例之可分離式電池之結合狀態之俯視示意圖。在第二及第三較佳實施例中，該固定該第二電池模組200之手段包含一凸肋330、一溝槽350、及一防呆機構370。針對第二實施例而言，請一併參照第2圖及第4圖，該凸肋330設置於該第二殼體220之一側面221。該溝槽350定義於該第一殼體120之鄰接該容置空間124之一側壁121，其中該凸肋330卡置於該溝槽350中，使得該第二電池模組200固定於該容置空間124中。針對第三實施例而言，請一併參照第2圖及第5圖，該凸肋330亦可設置於該第一殼體120之鄰接該容置空間124之一側壁121。該溝槽350亦可定義於該第二殼體120之該側面221，其中該凸肋330卡置於該溝槽350中。同樣地，該防呆機構370係用於防止該第一正極接頭142電性連接於該第二負極接頭244，及防止該第一負極接頭144電性連接於該第二正極接頭242。具體而言，如第4圖及第5圖所示，該防呆機構370係可利用溝槽350相距兩相鄰側壁121之第一距離D1及第二距離D2不同達成，然而本發明並不限於此。

請一併參照第1圖至第5圖，該第一殼體120具有鄰接該容置空間124之一側壁121，該第二殼體220具有複數個側面221，該側壁121包圍全部該些側面221，也就是說，該第一電池模組100包圍該第二電池模組200四側。然而，在其他實施例中，如第6圖至第7圖所示，第6圖繪示第4圖之可分離式電池之另一樣態之俯視示意圖、第7圖繪示第5圖之可分離式電池之另一樣態之俯視示意圖。如圖所示，該側壁121包圍部分該些側面221，使得該第二電池模組200之一側面221露出。值得一提的是，在此實施例的固定第二電池模組200手段較佳係採用凸肋330與溝槽350配合結構實施之。

值得一提的是，如第1圖所示，該第一電池模組100還包含至 少一第一電池單元420，該至少一第一電池單元420設置於該第一殼體120內。同樣地，該第二電池模組200還包含至少一第二電池單元440，該至少一第二電池單元440設置於該第二殼體220內。在一實施例中，每一該至少一第一電池單元420相同於每一該至少一第二電池單元440。詳細來說，每一第一電池單元420與每一第二電池單元440皆為一鉛酸電池單元、一磷酸鋰鐵電池單元、一氧化鋰鐵電池單元、或一鋰聚合物電池單元。

在本發明之其他實施例中，每一該至少一第一電池單元420不同於每一該至少一第二電池單元440。具體而言，該至少一第一電池單元420為一鉛酸電池，該至少一第二電池單元440為一磷酸鋰鐵電池。也就是說，該第一電池模組100可視為一鉛酸電池，而該第二電池模組200可視為一磷酸鋰鐵電池。較佳地，該第二電池模組200可由四個串聯的磷酸鋰鐵電池單元組成。該磷酸鋰鐵電池之工作電壓約為13.2V，而鉛酸電池的工作電壓約為12.6V，因此該第二電池模組200將對該第一電池模組100放電。在這樣的配置之下，由該鉛酸電池實施的第一電池模組100具有一第一電池容量(C值)，由該磷酸鋰鐵電池實施的第二電池模組200具有一第二電池容量，且該第一電池容量大於該第二電池容量，用以將整個可分離電池10的電壓保持在12.6V，以達到平衡。也就是說，該第一正極接頭142與該第二正極接頭242具有相同的一第一電位，該第一負極接頭144與該第二負極接頭244具有相同的一第二電位。值得注意的是，若該第一電池容量小於該第二電池容量，這將容易造成鉛酸電池的過充而致溫度過高，而造成損壞。

另一方面，若該第一電池模組100為磷酸鐵鋰電池，該第二電池模組200也為磷酸鐵鋰電池，則該第一電池模組100及第一電池模組200 可為等電壓平衡。因此，該第一電池容量與該第二電池容量的關係並無限制。

請參照第8圖，第8圖繪示本發明一實施例之可分離電池之立體圖，此實施例之可分離電池以參考標號20表示。本實施例之可分離式電池20同樣包含一第一電池模組100及一第二電池模組200。與上述實施例不同的是，該第二電池模組200進一步包含一電連接器290，該電連接器290為一雪茄頭(點煙器)母座、一大電流輸出口快速接頭(例如安德森接頭)、或一USB接頭，用於抽取出時可作為其他裝置的電力供應源。值得一提的是，此實施例之固定第二電池模組200手段是利用蝶形螺母346、348鎖在具有螺紋的第二正極接頭242及第二負極接頭244。其中第二正極接頭242及第二負極接頭244可透過設置於第一殼體內的金屬板500與第一正極接頭142及第一負極接頭144電性連接。

如第8圖所示，該第二電池模組200進一步包含一控制電路板295，該控制電路板295電性連接於該第二正極接頭242與該第二負極接頭244，用於控制該第二電池模組200的電力輸出以保護該第二電池模組200。詳細來說，該控制電路板295可設置於該第二電池模組200內，該控制電路板295具有可偵測該第二模組之正、負極接頭所搭接之電性功能、短路偵測功能並同時自動執行自我保護。一旦第二電池模組200與待救援之車輛極性錯接、或第二電池模組200透過外接電線造成模組之正負極短路時，第二電池模組200將迅速進入自我保護狀態，此時不會有電流自此流入、流出，以避免損害待救援車輛以及系統本身。有鑒於此，該第二殼體220還可設有一復歸開關297，電性連接於該控制電路板295，用以解除該第二電池模組200 的保護狀態。也就是說，一旦第二電池模組200進入保護狀態時，經風險排除後，可透過復歸開關297執行系統重置。

綜上所述，本發明的可分離式電池10具有可抽取的第二電池模組200。因此，當需救援時，可透過該提把260或該凹陷拉提部將該第二電池模組200取出以進行救援。另外，若待救援車輛的電瓶也採用本發明之可分離式電池10，進行救援時則可僅將兩台車之第二電池模組200抽取互換，而待救援車輛發動引擎後，再換回兩台車之第二電池模組200。由上可知，本發明之可分離式電池10可無須採用救援線進行搭接、或使用額外的可攜式救援線進行車輛救援，解決了習知的問題。

雖然本發明以已較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之變更和潤飾。因此，本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

10‧‧‧可分離式電池

100‧‧‧第一電池模組

120‧‧‧第一殼體

121‧‧‧側壁

122‧‧‧第一端子側

124‧‧‧容置空間

142‧‧‧第一正極接頭

144‧‧‧第一負極接頭

200‧‧‧第二電池模組

220‧‧‧第二殼體

221‧‧‧側面

222‧‧‧第二端子側

242‧‧‧第二正極接頭

244‧‧‧第二負極接頭

260‧‧‧提把

Claims (20)

1. 一種可分離式電池，包含：一第一電池模組，包含：一第一殼體，具有一第一端子側，該第一端子側開設有一容置空間；以及一第一正極接頭與一第一負極接頭，設置於該第一殼體的該第一端子側上；以及一第二電池模組，包含：一第二殼體，具有一第二端子側，該第二殼體之外型對應於該容置空間；以及一第二正極接頭與一第二負極接頭，設置於該第二殼體的該第二端子側上且分別電性連接於該第一正極接頭與該第一負極接頭；其中該第二電池模組可抽取地裝設於該容置空間中。
2. 如申請專利範圍第1項所述之可分離式電池，其中該第一殼體的該第一端子側大致齊平於該第二殼體的該第二端子側。
3. 如申請專利範圍第2項所述之可分離式電池，其中該第二電池模組還包含一提把，該提把樞設於第二殼體的該第二端子側上。
4. 如申請專利範圍第2項所述之可分離式電池，其中該第二殼體的該第二端子側開設有一凹陷拉提部。
5. 如申請專利範圍第1項所述之可分離式電池，進一步包含一固定該第二電池模組之手段。
6. 如申請專利範圍第5項所述之可分離式電池，其中該固定該第二電池模 組之手段包含：一壓條，設置在該第一殼體之該第一端子側上，且橫跨該第二殼體之該第二端子側；一鎖合機構，用於將該壓條鎖固於該第一殼體之該第一端子側上；以及一防呆機構，用於防止該第一正極接頭電性連接於該第二負極接頭，及防止該第一負極接頭電性連接於該第二正極接頭。
7. 如申請專利範圍第5項所述之可分離式電池，其中該固定該第二電池模組之手段包含：一凸肋，設置於該第二殼體之一側面；一溝槽，定義於該第一殼體之鄰接該容置空間之一側壁，其中該凸肋卡置於該溝槽中；以及一防呆機構，用於防止該第一正極接頭電性連接於該第二負極接頭，及防止該第一負極接頭電性連接於該第二正極接頭。
8. 如申請專利範圍第5項所述之可分離式電池，其中該固定該第二電池模組之手段包含：一凸肋，設置於該第一殼體之鄰接該容置空間之一側壁；一溝槽，定義於該第二殼體之一側面，其中該凸肋卡置於該溝槽中；以及一防呆機構，用於防止該第一正極接頭電性連接於該第二負極接頭，及防止該第一負極接頭電性連接於該第二正極接頭。
9. 如申請專利範圍第1項所述之可分離式電池，其中該第一殼體具有鄰接該容置空間之一側壁，該第二殼體具有複數個側面，該側壁包圍該些側面。
10. 如申請專利範圍第1項所述之可分離式電池，其中該第一殼體具有鄰接該容置空間之一側壁，該第二殼體具有複數個側面，該側壁包圍部分該些側面。
11. 如申請專利範圍第1項所述之可分離式電池，其中該第一電池模組還包含至少一第一電池單元，該至少一第一電池單元設置於該第一殼體內；該第二電池模組還包含至少一第二電池單元，該至少一第二電池單元設置於該第二殼體內。
12. 如申請專利範圍第11項所述之可分離式電池，其中每一該至少一第一電池單元相同於每一該至少一第二電池單元。
13. 如申請專利範圍第12項所述之可分離式電池，其中每一第一電池單元與每一第二電池單元皆為一鉛酸電池單元、一磷酸鋰鐵電池單元、一氧化鋰鐵電池單元、或一鋰聚合物電池單元。
14. 如申請專利範圍第11項所述之可分離式電池，其中每一該至少一第一電池單元不同於每一該至少一第二電池單元。
15. 如申請專利範圍第14項所述之可分離式電池，其中該至少一第一電池單元為一鉛酸電池，該至少一第二電池單元為一磷酸鋰鐵電池。
16. 如申請專利範圍第15項所述之可分離式電池，其中該鉛酸電池具有一第一電池容量，該磷酸鋰鐵電池具有一第二電池容量，且該第一電池容量大於該第二電池容量。
17. 如申請專利範圍第1項所述之可分離式電池，其中該第一正極接頭與該第二正極接頭具有相同的一第一電位，該第一負極接頭與該第二負極接頭具有相同的一第二電位。
18. 如申請專利範圍第1項所述之可分離式電池，其中該第二電池模組進一步包含一電連接器，該電連接器為一雪茄頭母座、一大電流輸出口快速接頭、或一USB接頭。
19. 如申請專利範圍第1項所述之可分離式電池，其中該第二電池模組進一步包含一控制電路板，該控制電路板電性連接於該第二正極接頭與該第二負極接頭，用於控制該第二電池模組的電力輸出以保護該第二電地模組。
20. 如申請專利範圍第19項所述之可分離式電池，其中該第二殼體設有一復歸開關，電性連接於該控制電路板，用以解除該第二電池模組的保護狀態。