TWI751427B - 電池連接模組 - Google Patents

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TWI751427B
TWI751427B TW108123421A TW108123421A TWI751427B TW I751427 B TWI751427 B TW I751427B TW 108123421 A TW108123421 A TW 108123421A TW 108123421 A TW108123421 A TW 108123421A TW I751427 B TWI751427 B TW I751427B
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曾尚秀
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Abstract

一種電池連接模組包含一承載盤、多個匯流件及一柔性電路板。該等匯流件設置於該承載盤。該柔性電路板設置於該承載盤，並包括一主板體，及多個可浮動地一體連接該主板體且分別電性連接該等匯流件的連接板體，每一連接板體具有一中央部，及兩個分別從該中央部兩相反側延伸的懸臂部，每一懸臂部具有一連接於該中央部的前段、一相反於該前段的末段，及一介於該前段與該末段之間且沿至少縱向及橫向上延伸的彎折段，每一連接板體僅以兩個懸臂部的末段連接於該主板體，該連接板體與該主板體之間形成一間隙。

Description

電池連接模組
本發明是有關於一種電池連接模組，特別是指用於連接電池的一種電池連接模組及電池裝置。
一般由多個電化學可充電式電池並排組成電池組的電池裝置，例如車用電池，通常利用電池連接模組將電池串接以形成一對輸出電極，並設有以柔性電路板為主體製成的電池管理板(Battery Management System，縮寫BMS)監控電池的電壓、溫度等數值。中國專利公告號CN206211098U揭露了一種用於電池包的連接組件，該連接組件包括一與該電池包電性連接的對配連接件，及一設置於該對配連接件的連接件。該連接件可採用柔性電路板製成，並包括一連接本體及多個形變部。該等形變部由該連接本體的外側邊向內橫向延伸設置，並具有尾端及頭端，該尾端與該連接本體之間設置有橫向間隙，以使得該形變部沿著該連接本體的橫向具有形變空間。該等形變部用以與該對配連接件電性連接及機械連接，並藉由形變空間提高抗震能力，保持在車輛行駛過程的連接穩定性。然而，現有的連接件與不同的對配連接件之間仍可能因為設計公差或人為組裝偏差導致連接效果不佳，是以現有的連接件的形變能力仍有待改善的空間。
因此，本發明之目的，即在提供一種形變能力較高及抗震效果更好的電池連接模組及電池裝置。
於是，本發明電池連接模組在一些實施態樣中，包含一承載盤、多個匯流件及一柔性電路板。該等匯流件設置於該承載盤。該柔性電路板設置於該承載盤，並包括一主板體，及多個可浮動地一體連接該主板體且分別電性連接該等匯流件的連接板體，每一連接板體於一縱向延伸地設置在該主板體側邊上，且於一橫向上面對一對應的匯流件，每一連接板體具有一中央部，及兩個分別從該中央部兩相反側延伸的懸臂部，每一懸臂部具有一連接於該中央部的前段、一相反於該前段的末段，及一介於該前段與該末段之間且沿至少縱向及橫向延伸的彎折段，每一連接板體僅以二個懸臂部的末段連接於該主板體，該連接板體與該主板體之間形成一間隙。
在一些實施態樣中，該等連接板體設置於該主板體朝向該等匯流件的周側。
在一些實施態樣中，該間隙分為一位於該中央部與該主板體之間的第一間隙，及兩個分別位於該等懸臂部與該主板體之間並與該第一間隙相連通的第二間隙。
在一些實施態樣中，該第一間隙具有一縱向部，及兩個分別垂直地連接於該縱向部兩端的橫向部。
在一些實施態樣中，每一懸臂部的前段在縱向上連接於該中央部，每一懸臂部的末段在縱向上連接於該主板體。
在一些實施態樣中，每一彎折段呈U形且開口朝外。
在一些實施態樣中，每一第二間隙的尾端形成一擴大孔。
在一些實施態樣中，每一懸臂部的前段在縱向上連接於該中央部，每一懸臂部的末段在橫向上連接於該主板體。
在一些實施態樣中，每一彎折段呈L形，每一懸臂部還具有一連接於該前段與該彎折段的縱向段，及一連接於該彎折段與該末段的橫向段，該橫向段與該主板體之間還形成一第三間隙，該第三間隙與該第二間隙位於該橫向段的兩側。
在一些實施態樣中，每一第二間隙的尾端與每一第三間隙的尾端各形成一擴大孔。
在一些實施態樣中，該等連接板體較該主板體的周側向外凸出，該第一間隙沿該中央部的一側輪廓縱向延伸，每一第二間隙沿著該懸臂部的一側輪廓彎折延伸。
在一些實施態樣中，每一懸臂部的前段在縱向上連接於該中央部，每一懸臂部的末段在橫向上連接於該主板體。
在一些實施態樣中，每一彎折段呈U形且朝外凸出。
在一些實施態樣中，該柔性電路板還具有多個一體連接於該主板體周側的側板體，每一連接板體位於該主板體與相對應的該側板體之間。
在一些實施態樣中，每一彎折段呈U形且開口朝外。
在一些實施態樣中，每一第二間隙的尾端形成一擴大孔。
於是，本發明電池裝置在一些實施態樣中，包含一電池組、一如前述的電池連接模組，及多個導電橋接片。該電池連接模組的該等匯流件電性且機械性連接該電池組。該等導電橋接片分別連接於該電池連接模組的該柔性電路板的該等中央部及該等匯流件之間。
本發明至少具有以下功效：藉由將柔性電路板的連接板體的懸臂部設計為沿至少兩個方向延伸，使連接板體有更好的形變能力，克服連接板體與各式匯流件之間的公差，而能達到更穩定的電連接效果及抗震效果。
100:電池裝置
1:電池組
11:端板
12:電池
121:正電極
122:負電極
2:電池連接模組
3:承載盤
31:基壁
311:透氣孔
312:定位柱
313:凹陷部
32:框壁
321:限位鈎
34:支撐肋
35:限位壁
351:限位塊
36:基座
361:卡扣部
37:安裝區
371:安裝槽
38:扣塊
4:匯流件
41:電極連接部
42:緩衝凸部
43:對外電極
5:柔性電路板
51:主板體
511:定位孔
52:連接板體
521:中央部
522:懸臂部
522a:前段
522b:末段
522c:彎折段
522d:縱向段
522e:橫向段
53:第一間隙
531:縱向部
532:橫向部
54:第二間隙
541:擴大孔
55:側接板體
56:直立板體
57:側板體
58:第三間隙
581:擴大孔
59:導熱板
6:導電橋接片
61:加強片
62:封膠
7:溫度感測器
8:電連接器
81:扣接部
9:上蓋
91:頂蓋體
92:側蓋體
93:輸出口
94:卡接孔
95:開口
D1:縱向
D2:橫向
D3:上下方向
本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：圖1是本發明電池裝置的一第一實施例的一立體圖；圖2是該第一實施例的一立體分解圖；圖3是該第一實施例的一電池連接模組的一俯視圖；圖4是該電池連接模組的一立體分解圖；圖5是該電池連接模組的一承載盤的一立體圖；圖6是該電池連接模組的一柔性電路板連接多個導電橋接片、多個溫度感測器及一電連接器的一立體圖；圖7是該柔性電路板與該等導電橋接片、該等溫度感測器的一立體分解圖；圖8是該柔性電路板的一俯視圖；圖9是圖8的一局部放大圖，說明該柔性電路板的一連接板體； 圖10是本發明電池裝置的一第二實施例的一電池連接模組的一柔性電路板的一俯視圖；圖11是圖10的一局部放大圖，說明該柔性電路板的一連接板體；圖12是本發明電池裝置的一第三實施例的一電池連接模組的一柔性電路板的一俯視圖；圖13是圖12的一局部放大圖，說明該柔性電路板的一連接板體與一側板體；圖14是一局部示意圖，說明該側板體用以輔助支撐該第三實施例的導電橋接片；及圖15是一局部示意圖，說明本發明電池裝置的一第四實施例的一電池連接模組的一柔性電路板的一連接板體。
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1與圖2，本發明電池裝置100之一第一實施例包含一電池組1、一電池連接模組2，及一上蓋9。
該電池組1適用於容置在一電池盒(圖未示)，並包括兩個在一縱向D1上相間隔的端板11，及多個設置於該兩端板11之間而在該縱向D1上緊密排列的電池12。每一電池12具有面朝上的一正電極121及一負電極122。於本實施例中，每三個電池12為一組，每組電池12相同極性的電極同向排列，且相鄰 的兩組電池12的不同極性的電極反向排列。
參閱圖3至圖5，該電池連接模組2用以串聯該電池組1中的該等電池12，並能偵測及回報各電池12的溫度、電壓、電流等狀態。該電池連接模組2包括一承載盤3、多個匯流件4、一柔性電路板5、多個導電橋接片6、多個溫度感測器7，及一電連接器8。該承載盤3由絕緣材質製成，該承載盤3呈長度方向於一縱向D1延伸及寬度方向於一橫向D2上延伸的長方形。該承載盤3蓋設於該電池組1，並具有一基壁31，及多個在該基壁31的橫向D2上相反兩外側且沿該縱向D1分布的安裝區37。該基壁31位於該承載盤3的中央縱長區域，並具有多個沿該縱向D1排列的橢圓形透氣孔311、多個定位柱312設置在基壁31於一上下方向D3的上表面，及多個從該基壁31橫向D2上兩相反側朝內形成且從基壁31的上表面下凹的凹陷部313。該等透氣孔311適用於供空氣流通於該電池盒以協助排除該電池組1運作時產生的廢熱及氣體。
每一安裝區37是由一連接於該基壁31的框壁32與該基壁共同圍繞而成的矩形框區域，且每一安裝區37由多個連接於該框壁32與該基壁31的支撐肋34間隔出多個用以一一對應於該等電池12的正電極121或負電極122的安裝槽371。該基壁31的該等凹陷部313分別對應該等安裝區37，且每一凹陷部313與相對應的該安裝區37中的其中一個安裝槽371相連通。該承載盤3還具有多個自該基壁31於橫向D2上兩相反側向上延伸並用以在橫向D2上限位該柔性電路板5的限位壁35。該等限位壁35具有對應於該等安裝區37的限位塊351，每一框壁32具有一設置於內側面的限位鈎321，該等限位塊351、該等限位鈎321於上 方及該等支撐肋34於下方配合地在上下方向D3上以可浮動的方式限位該等匯流件4。該等限位壁35用以在橫向D2上限位柔性電路板5，且能夠與該等框壁32限位該等匯流件4。於本實施例中，該承載盤3還具有一體設置於該基壁31上表面的一基座36，該基座36具有兩個用以扣接該電連接器8的卡扣部361。
該等匯流件4分別設置於該等安裝區37。每一匯流件4具有多個呈平板狀且對應容置於該等安裝槽371的電極連接部41，及分別連接於每兩個電極連接部41之間的緩衝凸部42。該等緩衝凸部42分別對應位於該等支撐肋34。該等匯流件4的電極連接部41通過各安裝槽371向下機械性且電性連接該等電池12的該等正電極121與該等負電極122，藉此串聯該等電池12。分別位於該承載盤兩端的匯流件4各具有一對外電極43，藉此將串連後的該等電池12的電力對外輸出。
參閱圖4、圖6及圖7，該柔性電路板5設置於該承載盤3的該基壁31，並具有一主板體51，及多個連接板體52。該主板體51具有多個分別供該基壁31的該等定位柱312穿設的定位孔511，且於本實施例中是藉由加熱熔融穿設於該等定位孔511的定位柱312，以將該等定位柱312與該等定位孔511相對固定。該等連接板體52可浮動地一體連接該主板體51並分別機械性及電性連接該等導電橋接片6以電性連接該等匯流件4。
配合參閱圖8與圖9，該等連接板體52於一縱向延伸地設置在該主板體51側邊上，且於一橫向上面對一對應的匯流件4。該等連接板體52分別對應位於該等凹陷部313，以提升可浮動、形變的空間。每一連接板體52具有一 呈矩形的中央部521，及兩個分別從該中央部521兩相反側延伸的懸臂部522。於本實施例中，該中央部521的外側切齊該主板體51的側邊，其頂面供相對應的該導電橋接片6設置。該等中央部521分別對應位於該等凹陷部313上方。每一懸臂部522具有一連接於該中央部521的前段522a、一連接於該主板體51的末段522b，及一介於該前段522a與該末段522b之間的彎折段522c。該前段522a在該縱向D1上連接於該中央部521側邊靠近相對應的匯流件4的一端，該末段522b在該縱向D1上連接於該主板體51，是以每一連接板體52僅以二側的懸臂部522的末段522b連接於該主板體51構成雙支點式的構造，而使該連接板體52與該主板體51之間形成一間隙。進一步地，該間隙分為一位於該中央部521內側與該主板體51之間且沿該中央部521的輪廓形成的第一間隙53，及兩個分別位於該等懸臂部522與該主板體51之間且沿該等懸臂部522的輪廓形成並與該第一間隙53相連通的第二間隙54。在本實施例中，由於該中央部521呈矩形，因此該第一間隙53具有一在該縱向D1上延伸的縱向部531，及兩個分別垂直地連接於該縱向部531兩端並在該橫向D2上延伸的橫向部532。每一第二間隙54的尾端形成有一擴大孔541，該擴大孔541用於在每一連接板體52的製程中作為切割形成該第一間隙53與該等第二間隙54的起始端與結束端，且能避免該等第二間隙54在切割的過程中往無法預期的方向或長度裂開。該彎折段522c是先沿該橫向D2朝內延伸，再沿該縱向D1延伸，最後沿該橫向D2朝外延伸，而呈開口朝向相對應的匯流件的U形。藉由將該等連接板體52的該等彎折段522c設計成沿至少兩個方向延伸，大幅增加該等連接板體52的浮動能力及形變能力，以能克服各 連接板體52與各式匯流件4之間的位置偏差，進而提升該等導電橋接片6的抗震能力。
再次參閱圖6與圖7，該等導電橋接片6各以一端連接於相對應的該中央部521頂面，並機械性及電性連接該等匯流件4。於本實施例中，可藉由在該中央部521底面以黏著或焊接的方式設置加強片61，以及在該導電橋接片6上設置封膠62包覆，加強該導電橋接片6與該中央部521的連接關係，該導電橋接片6可以採用例如焊接的方式連接該中央部及該匯流件4。
該柔性電路板5還具有多個側接板體55，及一直立板體56。該等側接板體55設置於該主板體51朝向該等匯流件4的側邊，供該等溫度感測器7對應設置。每一側接板體55還連接有一導熱板59，該導熱板59兩端分別連接於側接板體55與匯流件4，以能傳遞匯流件4的熱能至所述側接板體55供溫度感測器7偵測。該直立板體56垂直地一體連接於該主板體51，供該電連接器8連接設置。透過在該柔性電路板5佈設的電路跡線，使該等溫度感測器7感測到的訊號能傳輸至連接於該直立板體56的該電連接器8。參閱圖5與圖6，該電連接器8具有兩個用以與該承載盤3的該基座36的卡扣部361可拆卸地連接的扣接部81。
參閱圖2與圖4，該上蓋9用以蓋設於該電池連接模組2，並具有一頂蓋體91、自該頂蓋體91側緣向下延伸的側蓋體92、兩個分別形成於該頂蓋體91兩端的輸出口93、多個形成於該頂蓋體91與該側蓋體92交接處的卡接孔94，及一設置於該頂蓋體91的開口95。該等輸出口93對應露出該等對外電極43。該承載盤3還具有多個設置於該等框壁32外側的扣塊38，該等扣塊38用以供該等 卡接孔94扣合。該開口95對應露出該電連接器8。
該柔性電路板5可以有不同的變化實施態樣，以下實施例僅針對該柔性電路板5的變化態樣說明，電池裝置100的其餘構件與前述第一實施例相同即不再重述。
參閱圖10與圖11，為本發明電池裝置100之一第二實施例，相較於該第一實施例，該第二實施例的該等連接板體52整體較該主板體51的側邊朝相對應的匯流件4方向凸出。此外，該等中央部521與該等懸臂部522是在橫向D2上朝相對應的匯流件4方向延伸，且該等懸臂部522的前段522a在縱向D1上連接於該中央部521側邊遠離相對應的匯流件4的一端，該等懸臂部522的末段522b在橫向D2上連接於該主板體51使每一中央部521與該主板體51之間的第一間隙53僅具有沿該中央部521的一側輪廓在該縱向D1上延伸的縱向部531，而不具有在該橫向D2上延伸的橫向部532(見圖9)。該等懸臂部522的彎折段522c呈朝相對應的匯流件4方向凸出的U形，使該等第二間隙54沿著該懸臂部522的內側輪廓自該第一間隙53兩端先向外再向內彎折延伸(前述的「向外」是指朝向相對應的匯流件4方向，「向內」是指遠離相對應的匯流件4方向)。
參閱圖12至圖14，為本發明電池裝置100之一第三實施例，該第三實施例的柔性電路板5相較於該第一實施例還具有對應位於該等連接板體52外側的條狀側板體57，各側板體57一體連接於該主板體51，使每一連接板體52位於該主板體51與相對應的該側板體57之間。該側板體57用以協助支撐相對應的該導電橋接片6。
參閱圖15，為本發明電池裝置100之一第四實施例，該第四實施例的該連接板體52的該等懸臂部522的前段522a在縱向D1上連接於該中央部521側邊靠近相對應的匯流件4的一端，該等懸臂部522的末段522b朝遠離相對應的匯流件4的方向延伸入主板體51在橫向D2上連接於該主板體51。該等彎折段522c呈L形，每一懸臂部522還具有一連接於該前段522a與該彎折段522c並在該縱向D1上延伸的縱向段522d，及一連接於該彎折段522c與該末段522b並在該橫向D1上延伸的橫向段522e。該橫向段522e與該主板體51之間還形成一第三間隙58，該第三間隙58與該第二間隙54位於該橫向段522e的兩側，且該第三間隙58的尾端也形成一擴大孔581。
綜上所述，本發明電池裝置100藉由將柔性電路板5的連接板體52的懸臂部522設計為沿至少兩個方向延伸，使連接板體52有更好的形變能力，克服連接板體52與各式匯流件4之間的公差，進而使導電橋接片6能達到更穩定的電連接效果及抗震效果，故確實能達成本發明之目的。
惟以上所述者，僅為本發明之實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。
51:主板體
52:連接板體
521:中央部
522:懸臂部
522a:前段
522b:末段
522c:彎折段
53:第一間隙
531:縱向部
532:橫向部
54:第二間隙
541:擴大孔

Claims (4)

  1. 一種電池連接模組，包含：一承載盤；多個匯流件，設置於該承載盤；及一柔性電路板，設置於該承載盤，並包括一主板體，及多個可浮動地一體連接該主板體且分別電性連接該等匯流件的連接板體，每一連接板體於一縱向延伸地設置在該主板體側邊上，且於一橫向上面對一對應的匯流件，每一連接板體具有一中央部，及兩個分別從該中央部在該縱向上的兩相反側延伸的懸臂部，每一懸臂部具有一連接於該中央部的前段、一末段，及一介於該前段與該末段之間且沿至少縱向及橫向上延伸的彎折段，每一連接板體僅以二個懸臂部的末段連接於該主板體，該連接板體與該主板體之間形成一間隙，其中，該柔性電路板還具有位於各連接板體外側的條狀的側板體，側板體一體地連接於主板體，使每一連接板體位於該主板體與相對應的該側板體之間，該承載盤對應各連接板體的中央部設置有一凹陷部，多個導電橋接片，分別連接於該電池連接模組的該柔性電路板的該等中央部及該等匯流件之間，該側板體用以支撐相對應的該導電橋接片。
  2. 如請求項1所述的電池連接模組，其中，該間隙分為一位於該中央部與該主板體之間的第一間隙，及兩個分別位於該等懸臂部與該主板體之間並與該第一間隙相連通的第二間隙。
  3. 如請求項2所述的電池連接模組，其中，該第一間隙具有一沿該中央部的一側輪廓縱向延伸的縱向部，該等第二間隙分別從該縱向部的兩端沿著該等懸臂部的一側輪廓彎折延伸。
  4. 如請求項2所述的電池連接模組，其中，每一第二間隙的尾端形成一擴大孔。
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