TWI642220B - Combined battery pack - Google Patents

Abstract

一種組合式電池包包含至少一電池串，及至少一連接器，每一電池串包括至少二電池模組，每一電池模組具有一包括二相間隔的直立壁的殼體，及一用以儲存電能及向外提供所儲存的電能的儲能單元，該儲能單元設置於該直立壁間並包括二分別臨靠近該二直立壁的極性端，每一連接器用以連接至少二相鄰的電池模組並包括一卡嵌於該二相鄰的電池模組的殼體的基壁，及二分別連接於該基壁的二相反端的夾壁，該二夾壁分別貼靠該二相鄰的電池模組的殼體的直立壁並分別接觸該二電池模組的極性端而使該二電池模組電連接。

Description

組合式電池包

本發明是有關於一種電池，特別是指一種車用電池。

目前，電動車所使用的電池包，都是依據電力需求與原本設計於車內的裝設空間型態，將多數單一規格的電池模組排列後，用電纜線依照串聯或並聯的需求將該些電池模組電連接，然後再將該等電池模組包裹成電池包型態後，才置入電動車的裝設空間內供後續使用。

參閱圖1，舉例來說，當電動車所使用的電池包1是需要六個單一電池模組11串聯以提供電能，且設計於電動車內供裝置電池包1的空間型態是長方體時，電池供應商則需依照此種需求規格，選擇六個體積相同、電力單一規格的電池模組11依照電池模組11的陽極端12、陰極端13交錯方式將該六個電池模組11排列成串，然後用電纜線14將其中一電池模組11的陽極端12與其中另一相鄰電池模組11的陰極端13連接，最後，將此六個串聯成串的電池模組11置入預先設計、製作的電池包殼15中以包裹組裝成電池包1，最後才交由電動車的組裝人員將電池包1置入電動車的裝設空間內後續使用。

顯然，對於製作、提供電池包的供應商而言，這樣由多數個電池模組組裝成具有預定空間型態的電池包，存在有用電纜線電連接電池模組的過程較為繁瑣、須以人力個別施作銲黏的困擾，同時，也存在日後若是單一電池模組出現故障而無法簡易個別更換的隱憂。

因此，本發明的目的，即在提供一種可依據電力與裝設空間型態的客製化需求的組合式電池包。

於是，本發明組合式電池包包含至少一電池串，及至少一連接器。

該電池串包括至少二電池模組，每一電池模組具有一包括二相間隔的直立壁的殼體，及一用以儲存電能及向外提供所儲存的電能的儲能單元，該儲能單元設置於該直立壁間並包括二分別臨靠近該二直立壁的極性端。

該連接器用以連接至少二相鄰的電池模組並包括一卡嵌於該二相鄰的電池模組的殼體的基壁，及二分別連接於該基壁的二相反端的夾壁，該二夾壁分別貼靠該二相鄰的電池模組的殼體的直立壁並分別接觸該二電池模組的極性端而使該二電池模組電連接。

本發明的功效在於：藉由將連接器卡嵌並電連接二相鄰排布的電池模組，以同時連接並固定電池模組成電池包，而簡易提供符合客戶電力與裝設空間型態需求的電池包。

在本發明被詳細描述之前，應當注意在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。

參閱圖2、圖3，本發明組合式電池包之一第一實施例，包含一電池串2，及多數個連接器3，適用於例如電動車，且電動車設計時其供裝置電池包的空間型態是長方體、電力需求是多數個電模組21串聯，在以下說明中，以四個電池模組21及三個連接器3為例代表說明。

該電池串包括四電池模組21，每一電池模組21具有一包括二相間隔的直立壁212的殼體211，及一設置於該二直立壁212間的儲能單元214，該儲能單元214用以儲存電能及向外提供所儲存的電能，包括一儲存電能的電芯215，及二分別設置於該電芯215相反兩側的極性端216，該二極性216端分別為一陽極端與一陰極端，並各自臨靠近該二直立壁212，該四個電池模組21分別以陽極端、陰極端交錯的方式排成一串，並藉由該等連接器3形成串聯。

該等連接器3是用可導電的材料構成，剖面大致呈”H”型，用以連接二相鄰的電池模組21，每一連接器3包括一卡嵌於該二相鄰的電池模組21的二直立壁212的基壁31，及二分別連接於該基壁31的二相反端的夾壁32，該二夾壁32分別貼靠該二相鄰的電池模組21的殼體的直立壁212，並分別接觸該一電池模組21的陽極端與該另一電池模組21的陰極端，而使該四電池模組21形成串聯，此外，該電池串位於最外側的二電池模組21的二極性端216則分別向外電連接。

上述本發明組合式電池包的該第一實施例，以該四電池模組21以陽極端、陰極端交錯方式排列成電池串，同時配合該等連接器3卡掣電池模組21的直立壁212並接觸電池模組21的極性端216，而簡易的令四電池模組21於電性串聯的同時，也排佈固定成外觀是長方體態樣的電池包，而能適用於例如電動車，且電動車設計時其供裝置電池包的空間型態是長方體、電力需求是多數個電池模組21串聯的需要，此外，當日後該電池包中有任一電池模組21故障需更換時，僅需卸除卡掣該電池模組21的連接器3，即可簡易更換該電池模組21，確實改善現有的電池包需要以人力個別施作銲黏電纜線以電連接各電池模組21，以及無法簡易個別更換故障電池模組21的缺點。

參閱圖4、圖5，本發明組合式電池包之一第二實施例，包含一電池串2、多數個連接器3，及多數個固定器4，適用於例如電動車，且電動車設計時其供裝置電池包的空間型態是長方體、電力需求是多數個電池模組21並聯，在以下說明中，以四個電池模組21、八個連接器3，及二個固定器4為例代表說明。

該電池串包括四電池模組21，每一電池模組21具有一包括二相間隔的直立壁212的殼體211，及一設置於該二直立壁212間的儲能單元214，該儲能單元214用以儲存電能及向外提供所儲存的電能，包括一儲存電能的電芯215，及二分別設置於該電芯215相反兩側的極性端216，該二極性端216分別為一陽極端與一陰極端，並各自臨靠近該二直立壁212，該四個電池模組21相鄰排列成一串，且該等電池模組的陽極端皆位於同一側，陰極端皆位於相反的另一側，並藉由該等連接器3與該等固定器4形成並聯。

該等連接器3是用可導電的材料構成，剖面大致呈”H”型，每一連接器3包括一卡嵌於每一電池模組21的直立壁212的基壁31，及二分別連接於該基壁31的二相反端的夾壁32，其中一夾壁32貼靠該其中一電池模組21的殼體211的直立壁212，並接觸該電池模組21的其中一極性端216。

該二固定器4是用可導電的材料構成，其中一固定器4套置位於該電池串同一側的該四個連接器3的夾壁32頂部，而另一固定器4則套置位於該電池串相反的另一側的該四個連接器3的夾壁32頂部，使該等位於同側的四個連接器3彼此電連接，從而使該等電池模組21形成並聯。

上述本發明組合式電池包的該第二實施例，以該四電池模組21的該等陽極端、該等陰極端分別位於同側方式排列成電池串，同時配合該等連接器3卡掣每一電池模組21的直立壁212並接觸電池模組21的極性端216，再配合該二連接器3分別套置位於該電池串兩相反側的該等連接器3的夾壁32頂部，而簡易的令四電池模組21於電性並聯的同時，也排佈固定成所需外觀態樣的電池包，而能適用於例如電動車，且電動車設計時其供裝置電池包的空間型態是長方體、電力需求是多數個電池模組21並聯的需要。

參閱圖6，本發明組合式電池包之一第三實施例，是與上述的二實施例相似，包含一電池串2，及多數個連接器3，適用於例如電動車，且電動車設計時其供裝置電池包的空間型態是長方體、電力需求是多數個電池模組21並聯，在以下說明中，以四個電池模組21及二個連接器3為例代表說明。

該電池串包括四電池模組21，每一電池模組21具有一包括二相間隔的直立壁212的殼體211，及一設置於該二直立壁212間的儲能單元214，該儲能單元214用以儲存電能及向外提供所儲存的電能，包括一儲存電能的電芯215，及二分別設置於該電芯215相反兩側的極性端216，該二極性端216分別為一陽極端與一陰極端，並各自臨靠近該二直立壁212，該四個電池模組21相鄰排列成一串，且該等電池模組21的陽極端皆位於同側，陰極端則位於相反的另一側，並藉由該二連接器3形成並聯。

該二個連接器3是用可導電的材料構成，剖面大致呈”H”型，每一連接器3包括一卡嵌於該直立壁212的基壁31，及二分別連接於該基壁31的二相反端的夾壁32，其中一連接器3的基壁31卡嵌於該四電池模組21位於同一側的四直立壁212，且其中一夾壁32貼靠所卡嵌的四電池模組21的殼體211的直立壁212，並同時接觸該四電池模組21的其中一極性端216；另一連接器3的基壁31則卡嵌於該四電池模組21位於相反的另一側的直立壁212，且其中一夾壁32貼靠所卡嵌的該四電池模組21的殼體211的直立壁212，並同時接觸該四電池模組21的另一極性端216，而使該四電池模組21藉該二連接器3即形成並聯。

上述本發明組合式電池包的該第三實施例，藉由單一夾壁32貼靠四電池模組21的直立壁212、並同時接觸該四電池模組21位於同側的極性端216，而簡易的令四電池模組21於電性並聯的同時，也排佈固定成外觀是長方體態樣的電池包，而能適用於例如電動車的特殊裝置空間型態與電力需求的的需要。

要另外說明的是，上述該第二實施例的連接器3、固定器4，和第三實施例所說明的連接器3，可以視實際需要相互交換使用，即例如採用第二實施例所揭示的連接器3、固定器4固定該等電池模組21並同時電連接位於同一側邊的極性端216，而另一側則採用如第三實施例所揭示的連接器3，以更靈活視實際需求簡易的配置出所需空間型態與電力狀況的電池包，由於此等變化繁多，在此不再一一舉例說明。

參閱圖7，本發明組合式電池包之一第四實施例，包含多數個電池串2，及多數個連接器3，適用於例如電動車，且電動車設計時其供裝置電池包的空間型態是長方體、電力需求是該等電池串2是並聯，且每一電池串2的該等電池模組21是串聯，在以下說明中，以二個彼此成並聯的電池串2，及八個連接器3為例代表說明。

該二電池串2各自包括四電池模組21，每一電池模組21具有一包括二相間隔的直立壁212的殼體211，及一設置於該二直立壁212間的儲能單元214，該儲能單元214用以儲存電能及向外提供所儲存的電能，包括一儲存電能的電芯215，及二分別設置於該電芯215相反兩側的極性端216，該二極性端216分別為一陽極端與一陰極端，並各自臨靠近該二直立壁212。每一電池串2的該四個電池模組21分別以陽極端、陰極端交錯的方式排成一串，並藉由該等連接器3的其中六個形成串聯；該二電池串2再以平面單層的方式並排，且該二電池串2的陽極端位於同側、陰極端則位於相反的另一側，並藉由其餘二個連接器3形成並聯。

該等連接器3是用可導電的材料構成，剖面大致呈”H”型，該等連接器3的其中六個用以連接每一電池串2的二相鄰的電池模組21，該等連接器3包括一卡嵌於該二相鄰的電池模組21的該等直立壁212的基壁31，及二分別連接於該基壁31的二相反端的夾壁32，該二夾壁32分別貼靠該二相鄰的電池模組21的殼體211的直立壁212，並分別接觸該一電池模組21的陽極端與該另一電池模組21的陰極端，而使每一電池串2的四電池模組21形成串聯，而其餘二個連接器3包括一卡嵌於每一電池串2的直立壁212的基壁31、二分別連接於該基壁31的二相反端的夾壁32，且其中一夾壁32貼靠所卡嵌的該電池串2的殼體211的直立壁212，並接觸該電池串2的其中一極性端216，而使該等電池串2形成並聯，且該二連接器3未接觸該等電池串2的極性端216的夾壁32則向外提供電連接。

上述本發明組合式電池包的該第四實施例，每一電池串2的該四電池模組21以陽極端、陰極端交錯方式排列成電池串2，同時配合該等連接器3的其中六個卡掣電池模組21的直立壁212並接觸電池模組21的極性端216，使該四電池模組21電性串聯；二電池串2的相同極性端216(即陽極端或陰極端)則朝向同側並排，並以該等連接器3的其餘二個連接，使該二電池串2形成並聯的同時，也排佈固定成外觀符合所需的的電池包，而能適用於例如電動車的設計需求。

參閱圖8，本發明組合式電池包之一第五實施例，包含多數個電池串2、多數個連接器3，及多數個固定器4，在以下說明中，以三個電池串2、十五個連接器3，及二個固定器4為例代表說明。

該三電池串2各自包括四電池模組21，每一電池模組21具有一包括二相間隔的直立壁212的殼體211，及一設置於該二直立壁212間的儲能單元214，該儲能單元214用以儲存電能及向外提供所儲存的電能，包括一儲存電能的電芯215，及二分別設置於該電芯215相反兩側的極性端216，該二極性端216分別為一陽極端與一陰極端，並各自臨靠近該二直立壁212，每一電池串2的該四個電池模組21分別以陽極端、陰極端交錯的方式排成一串，並藉由該等連接器3的其中九個形成串聯，且該等電池串2再以平面單層的方式並排，且該等電池串2的陽極端位於同側，而該等電池串2的陰極端則位於相反的另一側，再藉由該等連接器3的其餘六個與該二固定器4形成並聯。

該等連接器3是用可導電的材料構成，剖面大致呈”H”型，其中九個連接器3用以連接每一電池串2的二相鄰的電池模組21，該等連接器3包括一卡嵌於該二相鄰的電池模組21的二直立壁212的基壁31，及二分別連接於該基壁31的二相反端的夾壁32，該二夾壁32分別貼靠該二相鄰的電池模組21的殼體211的直立壁212，並分別接觸該一電池模組21的陽極端與該另一電池模組21的陰極端，而使每一電池串2的四電池模組21形成串聯，而其餘六個連接器3各包括一卡嵌於每一電池串2的直立壁212的基壁31、二分別連接於該基壁31的二相反端的夾壁32，且其中一夾壁32貼靠所卡嵌的該電池串2的殼體211的直立壁212，並接觸該電池模組21的其中一極性端216。

該二固定器4是用可導電的材料構成，其中一固定器4套置位於該電池串2同一側的該三個連接器3的夾壁31頂部，而另一固定器4則套置位於該電池串2相反的另一側的該三個連接器3的夾壁31頂部，並使該等位於同側的連接器3電性連接，因而使該等電池串2形成並聯，且該等各自顯露於該等直立壁212外部的連接器3的夾壁32還向外提供電連接。

上述本發明組合式電池包的該第五實施例，每一電池串2的該四電池模組21以陽極端、陰極端交錯方式排列成電池串2，同時配合該等連接器3卡掣電池模組21的直立壁212並接觸電池模組21的極性端216，使該四電池模組21電性串聯，再將每一電池串2的陽極端或陰極端位於同側的方式並排，並以該等連接器3連接該等陽極端或陰極端，再以該等固定器4分別固定連接位於同側的該等連接器3，使該等電池串2形成並聯的同時，也排佈固定成外觀是長方體態樣的電池包，而能適用於例如電動車，且電動車設計時其供裝置電池包的空間型態是長方體、電力需求是多數個電池串2相互並聯，而每一電池串2的電池模組21為串聯的需要，此外，當日後該電池包中有任一電池模組21故障需更換時，僅需卸除固定該等連接器3的固定器4，及卡掣該電池模組21的連接器3，即可簡易更換該電池模組21，確實改善現有的電池包需要以人力個別施作銲黏電纜線以電連接各電池模組21，以及無法簡易個別更換故障電池模組21的缺點。

參閱圖9，再要特別說明的是，上述第一至第五實施例中接說明的連接器3，其夾壁32還可以形成至少一自頂緣凹陷的定位凹槽321，同時，配合電池模組21的殼體211的直立壁212形成一相配合地凸伸於該定位凹槽321內的定位插銷213，且，令所使用的連接器3的定位凹槽321數量皆不相同、每一定位插銷213各自依所設計凸伸於每一不同位置的定位凹槽321時，可藉由定位插銷213和定位凹槽321的變化將每一電池模組21予以編號、標示，進而藉此更明確的得知電池包中每一電池模組21的供電、充電狀況。當然，定位凹槽321也可是由電池模組21的殼體211的直立壁212的頂緣形成，定位插銷213則設置於每一連接器3的夾壁32，由於此等相配合的位置變化種類眾多，在此不再多加舉例說明。

綜上所述，本發明組合式電池包以連接器卡掣於串連或並聯的多數個電池模組，及依照連接器設置的需求以固定器固定的方式，即可兼具使電池包電力連接及固定的效果，改善了現有的電池包需要以人力個別施作銲黏電纜線以電連接各電池模組，及無法簡易個別更換故障電池模組的缺點，故確實能達成本發明的目的。

惟以上所述者，僅為本發明的實施例而已，當不能以此限定本發明實施的範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作的簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋的範圍內。

2‧‧‧電池串

21‧‧‧電池模組

211‧‧‧殼體

212‧‧‧直立壁

213‧‧‧定位插銷

214‧‧‧儲能單元

215‧‧‧電芯

216‧‧‧極性端

3‧‧‧連接器

31‧‧‧基壁

32‧‧‧夾壁

321‧‧‧定位凹槽

4‧‧‧固定器

本發明的其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中： 　圖1是一立體圖，說明習知的電池包之一實施例； 　圖2是一立體圖，說明本發明組合式電池包的一第一實施例； 　圖3是該第一實施例的剖視圖； 　圖4是一立體圖，說明本發明組合式電池包的一第二實施例； 　圖5是該第二實施例的剖視圖； 　圖6是一立體圖，說明本發明組合式電池包的一第三實施例； 　圖7是一立體圖，說明本發明組合式電池包的一第四實施例； 　圖8是一立體圖，說明本發明組合式電池包的一第五實施例；及 　圖9是一局部剖視圖，說明本發明組合式電池包該第一到第五實施例中，一連接器的一定位凹槽與一電池模組的一定位插銷的相配合設計。

Claims (6)

1. 一種組合式電池包，包含：至少一電池串，每一電池串包括至少二電池模組，每一電池模組具有一包括二相間隔的直立壁的殼體，及一用以儲存電能及向外提供所儲存的電能的儲能單元，該儲能單元設置於該直立壁間並包括二分別臨靠近該二直立壁的極性端；及至少一連接器，每一連接器用以連接至少二相鄰的電池模組並包括一卡嵌於該二相鄰的電池模組的殼體的基壁，及二分別連接於該基壁的二相反端的夾壁，該二夾壁分別貼靠該二相鄰的電池模組的殼體的直立壁並分別接觸該二電池模組的極性端而使該二電池模組電連接，該電池串的其中任一電池模組的二極性端分別是陽極和陰極，且該等電池模組藉該至少一連接器成電性串聯與電性並聯二者其中之一。
2. 如請求項1所述的組合式電池包，其中，該夾壁具有至少一自頂緣形成的定位凹槽，該等電池模組的殼體的直立壁具有一相配合地凸伸於該定位凹槽內的定位插銷。
3. 如請求項1所述的組合式電池包，還包含至少一套置於該至少一連接器的其中一夾壁頂部的固定器。
4. 如請求項1所述的組合式電池包，包含一串電池串，其中，該串電池串的其中任一電池模組的二極性端分別是陽極和陰極，且該等電池模組以相同極性的極性端位於同側地 排列，並藉該至少一連接器成電性並聯。
5. 如請求項4所述的組合式電池包，其中，該至少一連接器的該基壁卡嵌該等電池模組位於同一側的直立壁，且該其中一夾壁貼靠該等電池模組位於同一側的直立壁並同時接觸該等電池模組位於同一側的極性端而使該等電池模組成電性並聯。
6. 如請求項1所述的組合式電池包，包含多數電池串，及多數連接器，其中，每串電池串的電池模組數目相同，任一電池模組的二極性端分別是陽極和陰極，每串電池串中的該等電池模組用該等連接器的其中數個連接成電性串聯，且該等電池串用該等連接器的其中數個成電性並聯。