TWI584515B - 具過充電放電裝置的二次集合電池 - Google Patents

Description

具過充電放電裝置的二次集合電池

本發明係與二次集合電池有關，特別是指一種具過充電放電裝置的二次集合電池。

目前二次集合電池在進行充電作業時，都是配合一個電池管理裝置(Battery Management System，以下簡稱BMS)來進行監測及調整各個二次電池的充電，避免單一二次電池過度充電而損壞。然而，該BMS相當昂貴且又容易故障，因此，設計出一過充電保護電路來取代BMS。

其次，為了避免該過充電保護電路設計過於複雜以及工作時過熱而影響充電效果，因此，則研發出一種二次集合電池，如圖1所示，其主要使用金屬材質的電池盒體11搭配金屬材質的散熱板12以及選用功率較高的水泥電阻13設在該散熱板12上，使該二次集合電池10不須經由複雜的結構設計即可在過充電放電的過程中具有較佳的散熱效果。然而，其於實際使用情形仍具有下述需改善的缺陷：

其一、安全性不足。由於該二次集合電池10的電池盒體11為金屬材質所製成，且該二次集合電池10全部的表面積為該電池盒體11所佔的範圍最多，因此，導致該二次集合電池10整體皆為可導電體，如此，該二次集合電池10容易在含水或被其他導電度高之液體濕潤之潮濕場所或被其他導電體碰觸引起感電，甚至導線脫落而與該電池盒體11接觸產生短路。

其二、適用性不足。由於該二次集合電池10的電池盒體11為金屬材質所製成，因此，一旦該二次集合電池10受撞擊導致電池盒體11凹陷時，除了導致電池盒體11內的二次電池14受損之外，該電池盒體11也發生形變而無法自動恢復成原本型態，如此，金屬製的該電池盒體11則無法重複使用，凸顯出適用性不足的缺陷。

其三、保護性不足。由於該二次集合電池10的過充電放電裝置15具有一設在該電池盒體11容置槽111槽口的電路板體151，且該散熱板12是固設在該電池盒體11的側邊，因此，該散熱板12除了作為散熱用之外，並無其他用途，也就是無法遮蔽保護設在該電路板體151上的第一、二接頭16、17、正極極頭152、負極極頭、過充電放電模組18等組件，使得前述各組件呈完全裸露狀，凸顯出保護性不足的缺陷。

據此，如何能開發出一種具過充電放電裝置的二次集合電池，其可解決上述的缺陷，即為本案發明的動機。

本發明之目的在於提供一種具過充電放電裝置的二次集合電池，其主要使用絕緣材質的電池盒體搭配金屬材質的散熱板以及選用功率較高的水泥電阻設在該散熱板上，除了使該二次集合電池不須經由複雜的結構設計即可在過充電放電的過程中具有較佳的散熱效果之外，更能大幅減少該二次集合電池的導電面積，以降低引起感電與產生短路的機率，提升安全性。

本發明另一目的在於提供一種具過充電放電裝置的二次集合電池，其主要使用絕緣材質的電池盒體作為容置各二次電池之用，使該二次集合電池受撞擊時，降低該電池盒體發生形變而無法自動恢復成原本型態的機率，提升適用性。

本發明再一目的在於提供一種具過充電放電裝置的二次集合電池，其主要將散熱板設在電池盒體上且位於電池盒體容置槽的上方，除了作為散熱用之外，更得以遮蔽設在電池盒體上的組件，以提升保護性。

緣是，為了達成前述目的，依據本發明所提供一種具過充電放電裝置的二次集合電池，包含：一電池盒體，具有一供複數個二次電池設置的容置槽；一散熱板，固設在該電池盒體；一過充電放電裝置，設於該電池盒體，並具有一設於該容置槽槽口的電路板、設在該電路板且數量對應該二次電池數量以及電性連接各該二次電池的過充電放電模組，且各該過充電放電模組包括一用以消耗電量且固設在該散熱板的水泥電阻，該水泥電阻為水泥電阻；複數第一接頭，電性連接在各該過充電放電模組；以及複數第二接頭，電性連接在各該水泥電阻且能夠拆離地結合於各該第一接頭；

其特徵在於：該電池盒體為絕緣材質製成，並具有二相距有一距離的第一結合部，該散熱板為金屬材質製成，並具有一位於該容置槽槽口上方且供各該水泥電阻設置的散熱板部、及二設置在該散熱板部且分別與該第一結合部結合的第二結合部，使該散熱板與該電池盒體共同界定出一可供流體通過的散熱空間以及該散熱板部遮蔽該過充電放電裝置。

較佳地，該散熱板的散熱板部具有一面對該容置槽槽口且供各該水泥電阻設置的內側面。

較佳地，各該水泥電阻具有一貼靠在該散熱板部內側面的熱傳導面。

較佳地，各該第一、二接頭位於該散熱空間內。

有關本發明為達成上述目的，所採用之技術、手段及其他之功效，茲舉一較佳可行實施例並配合圖式詳細說明如後。

在本發明被詳細描述之前，要注意的是在以下的說明內容中，類似的元件、部位是以相同的編號來表示。

參閱圖2至圖5所示，本發明實施例所提供的一種具過充電放電裝置的二次集合電池，其主要係由一電池盒體20、一散熱板30、一過充電放電裝置40、四第一接頭50、及四第二接頭60所組成，其中：

該電池盒體20，具有一供複數個二次電池90設置的容置槽21；本實施例中，係舉置放四個二次電池90為例。

該散熱板30，固設在該電池盒體20。

該過充電放電裝置40，設於該電池盒體20，並具有一設於該容置槽21槽口的電路板41、設在該電路板41且數量對應該二次電池數量90以及電性連接各該二次電池90的過充電放電模組42，且各該過充電放電模組42包括一用以消耗電量且固設在該散熱板30的水泥電阻421，該水泥電阻421為水泥電阻。

四該第一接頭50，電性連接在各該過充電放電模組42；以及

四該第二接頭60，電性連接在各該水泥電阻421且能夠拆離地結合於各該第一接頭50。

本發明設計重點在於：

該電池盒體20為絕緣材質製成，並具有二相距有一距離的第一結合部22；本實施例中，該電池盒體20為塑膠材料一體成型而成，且該第一結合部22呈鎖孔型態。

該散熱板30為金屬材質製成，並具有一位於該容置槽21槽口211上方且供各該水泥電阻421設置的散熱板部31、及二設置在該散熱板部31且分別與該第一結合部22結合的第二結合部32，使該散熱板30與該電池盒體20共同界定出一可供流體通過的散熱空間33以及該散熱板部31遮蔽該過充電放電裝置40；本實施例中，該散熱板30的散熱板部31具有一面對該容置槽21槽口211且供各該水泥電阻421設置的內側面311，且該第二結合部32藉由螺絲34鎖固在該第一結合部22上。

各該水泥電阻421具有一貼靠在該散熱板部31內側面311的熱傳導面4211、以及二藉由螺絲43鎖固在該散熱板30的鎖設部4212。

另外，各該第一、二接頭50、60位於該散熱空間33內。

以上所述為本發明實施例主要構件及其組態說明。至於本發明實施例的功效作以下說明。

需先說明的是，由於該散熱板30是以金屬材質製成而具有良好的散熱能力，因此，當各該二次電池90產生過充電狀態時，該過充電放電模組42的水泥電阻421會進行電量消耗，此時，該水泥電阻421除了藉由表面設計將電能所轉換而成的熱能散除到週遭空氣中之外，更能將熱能透過熱傳導面4211傳導到該散熱板30，讓該散熱板30迅速帶走該水泥電阻421所產生的熱能，以及將熱能藉由散熱板30的表面散除到週遭空氣中，因而快速降低該水泥電阻421的溫度，是以，本發明使用金屬材質的散熱板30以及選用功率較高的水泥電阻421設在該散熱板30上，讓該二次集合電池不須經由複雜的結構設計即可在過充電放電的過程中具有較佳的散熱效果，以避免影響充電效果，同時大大降低因高熱而產生爆炸的可能。

本發明更具有下述功效：

其一、提升安全性。由於電池盒體20是占本發明二次集合電池全部表面積的範圍最多，因此，本發明在設計上特別將該電池盒體20採用絕緣材料，使得二次集合電池整體得以導電的面積大幅度的減少，如此，有效避免在含水或被其他導電度高之液體濕潤之潮濕場所或被其他導電體碰觸引起感電，甚至導線脫落而與該電池盒體接觸產生短路；據此，本發明主要使用絕緣材質的電池盒體20搭配金屬材質的散熱板30以及選用功率較高的水泥電阻421設在該散熱板30上，除了使該二次集合電池不須經由複雜的結構設計即可在過充電放電的過程中具有較佳的散熱效果之外，更能大幅減少該二次集合電池的導電面積，以降低引起感電與產生短路的機率，達到提升安全性的目的。

其二、較高的適用性。本發明主要使用絕緣材質的電池盒體20作為容置各二次電池90之用，因此，當該二次集合電池受撞擊導致電池盒體20凹陷時，雖然導致電池盒體20內的二次電池90受損而必須更換，但當外力解除時，該電池盒體20可以自動恢復成原本型態，如此，絕緣材質製的電池盒體20則得以重複使用，是以，本發明得以降低該電池盒體20發生形變而無法自動恢復成原本型態的機率，達到提升適用性的目的。

其三、較佳的保護性。由於該散熱板30除了供各該水泥電阻421設置而作為散熱之用之外，該散熱板30更具有一與該電池盒體20之容置槽21槽口211相距一距離的散熱板部31，因此，該散熱板部31同時遮蔽住該過充電放電裝置40，包含電路板41、電路板體41上的正極極頭411及負極極頭412，過充電放電模組42的水泥電阻421、半導體開關423、電壓偵測單元424，甚至是位於該散熱空間33內的各該第一、二接頭50、60，是以，本發明將散熱板30設在電池盒體20上且位於電池盒體20容置槽21的上方，除了作為散熱用之外，更得以遮蔽設在電池盒體20上的組件，以達到提升保護性的目的。

二次集合電池10 電池盒體11 容置槽111 散熱板12 水泥電阻13 二次電池14 過充電放電裝置15 電路板體151 正極極頭152 第一接頭16 第二接頭17 過充電放電模組18 電池盒體20 容置槽21 槽口211 第一結合部22 散熱板30 散熱板部31 內側面311 第二結合部32 散熱空間33 螺絲34 過充電放電裝置40 電路板41 正極極頭411 負極極頭412 過充電放電模組42 水泥電阻421 熱傳導面4211 鎖設部4212 半導體開關423 電壓偵測單元424 螺絲43 第一接頭50 第二接頭60 二次電池90

圖1係習知二次集合電池的剖面圖。 圖2係本發明實施例的立體分解圖。 圖3係本發明實施例的立體組合圖。 圖4係本發明實施例的剖面圖。 圖5係本發明實施例的另一方向剖面圖。

電池盒體20 容置槽21 槽口211 第一結合部22 散熱板30 散熱板部31 內側面311 第二結合部32 螺絲34 過充電放電裝置40 電路板41 正極極頭411 負極極頭412 過充電放電模組42 水泥電阻421 熱傳導面4211 鎖設部4212 半導體開關423 電壓偵測單元424 螺絲43 第一接頭50 第二接頭60 二次電池90

Claims (4)

1. 一種具過充電放電裝置的二次集合電池，包含： 一電池盒體，具有一供複數個二次電池設置的容置槽； 一散熱板，固設在該電池盒體； 一過充電放電裝置，設於該電池盒體，並具有一設於該容置槽槽口的電路板、設在該電路板且數量對應該二次電池數量以及電性連接各該二次電池的過充電放電模組，且各該過充電放電模組包括一用以消耗電量且固設在該散熱板的水泥電阻； 複數第一接頭，電性連接在各該過充電放電模組；以及 複數第二接頭，電性連接在各該水泥電阻且能夠拆離地結合於各該第一接頭； 其特徵在於：該電池盒體為絕緣材質製成，並具有二相距有一距離的第一結合部，該散熱板為金屬材質製成，並具有一位於該容置槽槽口上方且供各該水泥電阻設置的散熱板部、及二設置在該散熱板部且分別與該第一結合部結合的第二結合部，使該散熱板與該電池盒體共同界定出一可供流體通過的散熱空間以及該散熱板部遮蔽該過充電放電裝置。
2. 如請求項1所述之具過充電放電裝置的二次集合電池，其中該散熱板的散熱板部具有一面對該容置槽槽口且供各該水泥電阻設置的內側面。
3. 如請求項2所述之具過充電放電裝置的二次集合電池，其中各該水泥電阻具有一貼靠在該散熱板部內側面的熱傳導面。
4. 如請求項1所述之具過充電放電裝置的二次集合電池，其中各該第一、二接頭位於該散熱空間內。