TWI658634B - 電池模組 - Google Patents

Abstract

一種電池模組包括第一框架、第二框架、多個電池單體、多個第一連接件以及多個第二連接件。多個電池單體配置於第一框架與第二框架之間，且各電池單體具有第一電極與第二電極。多個第一連接件配置在多個電池單體上且靠近第一框架，多個第一連接件分別電性耦接多個第一電極。多個第二連接件配置在多個電池單體上且靠近第二框架，多個第二連接件分別電性耦接多個第二電極。各第一連接件的第一端伸出於第一框架外且相互連結為一體。各第二連接件的第二端伸出於第二框架外且相互間隔設置。

Description

電池模組

本發明是有關於一種電池模組，且特別是有關於一種易於更換及組裝的電池模組。

現有的鋰電池模組，是採用串聯方式或並聯方式將多個鋰電池結合而成，由於鋰電池模組具有能量密度高、循環壽命長、較大的充電功率等優點，發展至今，鋰電池模組可作為供應電動機車與電動汽車的電力儲存裝置。

現有的鋰電池模組，主要透過金屬鎳將各個電池芯串聯及並聯以達到所需的電壓與電流，當需要更大的電力輸出時，需相應增加電池芯的數量，因此，鋰電池模組的規格大多為訂製。然而，鋰電池模組的金屬鎳是焊接於各個電池芯上，且沿著正負極方向焊接以完成串聯或並聯，此造成組裝的步驟較為複雜且完成後的鋰電池模組體積較大，而不易收納。此外，鋰電池模組的各個電池芯是相互焊接而不易拆卸，當鋰電池模組中的任一接點或任一電池損壞時，就需要更換整個鋰電池模組。為此，發展一種易於組裝且容易更換損壞區域的鋰電池模組，就成為主要的發展目標。

本發明提供一種電池模組，具有快速組裝以及容易拆卸替換的特性。

本發明的電池模組包括第一框架、第二框架、多個電池單體、多個第一連接件以及多個第二連接件。多個電池單體配置於第一框架與第二框架之間，且各電池單體具有第一電極與第二電極。多個第一連接件配置在多個電池單體上且靠近第一框架，多個第一連接件分別電性耦接多個第一電極。多個第二連接件配置在多個電池單體上且靠近第二框架，多個第二連接件分別電性耦接多個第二電極。各第一連接件的第一端伸出於第一框架外且相互連結為一體。各第二連接件的第二端伸出於第二框架外且相互間隔設置。

基於上述，本發明的電池模組包括模組化的多個第一連接件與第二連接件，當結合多個本發明之電池模組時，使多個電池模組上下堆疊，以上方電池模組的第二連接件接觸下方電池模組的第一連接件，並依此類推完成多個電池模組的電性耦接。由於本發明是採用堆疊接觸的組裝方式，可大幅提升多個電池模組的組裝速度。此外，當其中一電池模組損壞時，只須將損壞的電池模組取下並替換新的電池模組，無需全部汰換。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

圖1A是依據本發明一實施例的一種電池模組的立體示意圖。圖1B是圖1A的電池模組另一方向的立體示意圖。圖1C是圖1A的電池模組沿A-A截面的剖面示意圖。

請參考圖1A至1C，本實施例的電池模組100例如是將多個鋰離子電芯經串並聯方式組合，並加裝單體電池監控與管理裝置(未示於圖)後形成的成品，且電池模組100的電壓、電流規格是依據所應用的電子產品而定。本發明的電池模組100例如是作為供應電動機車、電動車的電力儲存裝置。

本實施例的電池模組100包括第一框架110、第二框架120、多個電池單體130、多個第一連接件140以及多個第二連接件150。第一框架110與第二框架120為上下間隔且相互對位。

多個電池單體130配置於第一框架110與第二框架120之間且呈現為陣列形式。其中，各電池單體130具有第一電極131與第二電極132，各第一電極131位在第一框架110內且各第二電極位在第二框架120內，(第一電極131與第二電極132可分別是正極與負極或是負極與正極)。在本實施例中，電池單體130採用可重覆充電的鋰離子電池或鋰離子聚合物電池。於其它實施例中，電池單體亦可採用其它種類的充電電池如：鉛蓄電池、鎳氫電池或鎳鎘電池等。

進一步而言，多個電池單體130在圖1A、1B中的數量為60個，且呈現為直線排列並劃分為六排。在其它實施例中，電池單體的數量是根據需求而定，因此本發明並不以此為限。

圖2A、2B分別是圖1A、1B的電池模組的部分元件平面示意圖。圖2C、2D是圖1C的電池模組的部分元件放大示意圖。

配合參考圖1C、2A至2D，多個第一連接件140配置在多個電池單體130上且靠近第一框架110。詳細而言，多個第一連接件140的數量為六個，且六個第一連接件140分別電性耦接六排電池單體130的六十個第一電極131，各第一連接件140透過焊接、卡固或其它方式抵靠在相應且呈直線排列的多個第一電極131上。此外，各第一連接件140的第一端E1伸出於第一框架110外且相互連結為一體，以並聯多個電池單體130。

多個第二連接件150配置在多個電池單體130上且靠近第二框架120。詳細而言，多個第二連接件150的數量為六個，且六個第二連接件140分別電性耦接六排電池單體130的六十個第二電極132，各第二連接件140透過焊接、卡固或其它方式抵靠在相應且呈直線排列的多個第二電極132上。此外，各第二連接件150的第二端E2伸出於第二框架120外且相互間隔設置，各第二連接件150平行於各第一連接件140。

此外，各個第一連接件140與各個第二連接件150是採用鎳金屬或是其它具備導電特性的金屬材質。

參考圖2A至圖2D，各第一連接件140的第一端E1朝向第二框架120延伸且平行於各電池單體130的長度方向LD。各第一端E1具有插槽G，且各插槽G的寬度W1大於各第二端E2的寬度W2。詳細而言，多個曲面板C分別設置在多個第一端E1上以構成各個插槽G，且各第一連接件140的各第一端E1之間設置有多個導通板141，以將多個第一端E1連結為一體且相互電性耦接。

各第二連接件150的第二端E2延伸遠離第二框架120且平行於各電池單體130的長度方向LD。各第二端E2具有彈片F，且各彈片F相對於各電池單體130的距離D1大於各第一端E1上的曲面板C相對於各電池單體130的距離D2。詳細而言，各彈片F的一端部連接在各第二連接件150上，而各彈片F的另一端部懸空於各第二連接件150，使得相應的彈片F與第二端E2之間形成容納空間AS。

圖3A是圖1A的電池模組的沿B-B截面一方向的元件示意圖。圖3B是圖1A的電池模組的沿B-B截面另一方向的件示意圖。

請參考圖1A、3A及3B。在本實施例中，第一框架110具有呈相互間隔排列的多個第一定位柱111。第二框架120具有呈相互間隔排列的多個第二定位柱121。多個第一位柱111分別對位於多個第二定位柱121，各電池單體130的兩端分別位在相應的多個第一定位柱111內與多個第二定位柱121內。

詳細而言，各電池單體130的兩端分別受到四個第一定位柱111與四個第二定位柱121的抵靠，以定位於第一框架110與第二框架120之間。其中各電池單體130的第一電極131朝向第一框架110，且第二電極132朝向第二框架120。進一步而言，各第一連接件140與各第二連接件150分別從第一框架110與第二框架120的側面穿入，以分別接觸各第一電極131與各第二電極132。

在本實施例中，參考圖2A-2C，第一連接件140自第一框架110的左側穿入而第二連接件150自第二框架120的右側穿入。於其它實施例中，第一連接件與第二連接件亦可同時設置在左側或右側，此不影響電流的傳輸方向，而是根據組裝的需求而改動。

此外，各第一定位柱111與各第二定位柱121為中空設置。由於各電池單體130的外圍面接觸於第一定位柱111與第二定位柱121，當各電池單體130於充放電時均會產生高溫，為避免電池單體130產生的熱量經由各第一定位柱111與各第二定位柱121傳遞到鄰近的其它電池單體130導致溫度過高。故將第一定位柱111與第二定位柱121的內部設置為中空，藉此減弱第一定位柱111與第二定位柱121的熱傳導性能。

參考圖1A及圖1C，第一框架110具有多個第一穿孔O1。第二框架120具有多個第二穿孔O2。各第一穿孔O1與各第二穿孔O2分別對位於各電池單體130的第一電極131與第二電極132，而部分露出對應的第一連接件140與該第二連接件150。透過多個第一穿孔O1與多個第二穿孔O2，可提升電池模組100的整體散熱功效。

圖4A是本發明的多個電池模組的分解立體示意圖。圖4B是圖4A的多個電池模組的組裝立體示意圖。圖4C是圖4B的第一連接件與第二連接件的局部放大示意圖。

參考圖1A及圖4A-4C，當組裝多個電池模組100時(此處，以兩個電池模組為例)，將上方電池模組100的多個第二連接件150分別對位於下方電池模組100的多個第一連接件140。配合參考圖4B及圖4C，詳細而言，使各第二連接件150的第二端E2穿過各第一連接件140的插槽G(見圖2A及圖2B)，直到各第二連接件150的彈片F(見圖2B)夾持抵靠於各第一連接件140的曲面板C(見圖2A)，且上方電池模組100的第二框架120堆疊在下方電池模組的第一框架110上。此時，上方電池模組100透過多個第一連接件140電性耦接下方電池模組100的多個第二連接件150，以此達到兩電池模組100的串聯。進一步而言，若要串接多個電池模組，只需依據上述連接方式，依序結合上下方電池模組100的第一連接件140與第二連接件150。

參考圖4A、4B，由於第一連接件140與第二連接件150僅為夾持抵靠，當欲拆卸兩電池模組100時，只需透過外力將相互堆疊的兩電池模組100的第一連接件140與第二連接件150分離，即完成拆卸，因此本發明的電池模組100具備容易拆裝、替換的特性。

綜上所述，本發明的電池模組包括模組化的多個第一連接件與第二連接件，當結合多個電池模組時，使多個電池模組依序上下堆疊，以上方電池模組的第二連接件接觸下方電池模組的第一連接件，並依此類推完成多個電池模組的電性耦接。由本發明是採用堆疊接觸的組裝方式，可大幅提升多個電池模組的組裝與拆卸速度。此外，當其中一電池模組損壞時，只須將損壞的電池模組取下並替換新的電池模組，無需全部汰換，可大幅節省替換的成本。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧電池模組

110‧‧‧第一框架

111‧‧‧第一定位柱

120‧‧‧第二框架

121‧‧‧第二定位柱

130‧‧‧電池單體

131‧‧‧第一電極

132‧‧‧第二電極

140‧‧‧第一連接件

141‧‧‧導通板

150‧‧‧第二連接件

C‧‧‧曲面板

F‧‧‧彈片

G‧‧‧插槽

O1‧‧‧第一穿孔

O2‧‧‧第二穿孔

E1‧‧‧第一端

E2‧‧‧第二端

AS‧‧‧容納空間

LD‧‧‧長度方向

D1、D2‧‧‧距離

W1、W2‧‧‧寬度

圖1A是依據本發明一實施例的一種電池模組的立體示意圖。 圖1B是圖1A的電池模組另一方向的立體示意圖。 圖1C是圖1A的電池模組沿A-A截面的剖面示意圖。 圖2A、2B分別是圖1A、1B的電池模組的部分元件平面示意圖。 圖2C、2D是圖1C的電池模組的部分元件放大示意圖。 圖3A是圖1A的電池模組的沿B-B截面一方向的元件示意圖。 圖3B是圖1A的電池模組的沿B-B截面另一方向的元件示意圖。 圖4A是本發明的多個電池模組的分解立體示意圖。 圖4B是圖4A的多個電池模組的組裝立體示意圖。 圖4C是圖4B的第一連接件與第二連接件的局部放大示意圖。

Claims (10)

1. 一種電池模組，包括： 一第一框架； 一第二框架； 多個電池單體，配置於該第一框架與該第二框架之間，且各該電池單體具有一第一電極與一第二電極； 多個第一連接件，配置在該些電池單體上且靠近該第一框架，該些第一連接件分別電性耦接該些第一電極；以及 多個第二連接件，配置在該些電池單體上且靠近該第二框架，該些第二連接件分別電性耦接該些第二電極， 其中，各該第一連接件的一第一端伸出於該第一框架外，且該些第一端相互連結為一體，各該第二連接件的一第二端伸出於該第二框架外，且該些第二端相互間隔設置。
2. 如申請專利範圍第1項所述的電池模組，其中各該第一連接件的該第一端朝向該第二框架延伸且平行於各該電池單體的長度方向。
3. 如申請專利範圍第2項所述的電池模組，其中各該第一端具有一插槽，且各該插槽的寬度大於各該第二端的寬度。
4. 如申請專利範圍第1項所述的電池模組，其中各該第二連接件該第二端延伸遠離該第二框架且平行於各該電池單體的長度方向。
5. 如申請專利範圍第4項所述的電池模組，其中各該第二端具有一彈片，且各該彈片相對於各該電池單體的距離大於各該第一端相對於各該電池單體的距離。
6. 如申請專利範圍第1項所述的電池模組，其中該些第一連接件的該些第一端之間設置有多個導通板，以將該些第一端連結為一體且相互電性耦接。
7. 如申請專利範圍第1項所述的電池模組，其中各該第一連接件分別抵靠在呈直線排列的部分該些第一電極上且各該第二連接件分別抵靠在呈直線排列的部分該些第二電極上。
8. 如申請專利範圍第1項所述的電池模組，其中該第一框架具有呈相互間隔排列的多個第一定位柱，該第二框架具有呈相互間隔排列的多個第二定位柱，且該些第一位柱分別對位於該些第二定位柱，各該電池單體的兩端分別位在相應的部分該些第一定位柱之間與部分該些第二定位柱之間。
9. 如申請專利範圍第8項所述的電池模組，其中各該第一定位柱與各該第二定位柱為中空設置。
10. 如申請專利範圍第1項所述的電池模組，其中該第一框架具有多個第一穿孔，該第二框架具有多個第二穿孔，各該第一穿孔與各該第二穿孔分別對位於各該電池單體的該第一電極與該第二電極，而部分露出對應的該第一連接件與該第二連接件。