TWI791520B

TWI791520B - 電池組集成

Info

Publication number: TWI791520B
Application number: TW107115137A
Authority: TW
Inventors: 劉子誠; 廖譽翔
Original assignee: 南韓商Ｌｇ新能源股份有限公司
Priority date: 2018-05-04
Filing date: 2018-05-04
Publication date: 2023-02-11
Also published as: TW201947801A

Abstract

一種電池組集成，包括一電路板模組及至少一電池芯。電路板模組包括一電路板本體、配置並電性連接於電路板本體的至少一第一導電彈性件及至少一第二導電彈性件。此至少一電池芯配置於電路板本體旁。各電池芯包括外露的一第一電極及一第二電極。各電池芯的第一電極及第二電極分別抵接於對應的第一導電彈性件及第二導電彈性件，而使各電池芯電性連接至電路板模組。

Description

電池組集成

本發明是有關於一種電池組集成，且特別是有關於一種可快速組裝的電池組集成。

目前，電池組集成內的電池芯與電路板之間的電性連接是透過先將兩個鎳片以點焊的方式固定在電池芯的正負極上，再將此兩個鎳片焊接到電路板上的銲墊上，以使電池芯能夠導通於電路板。然而，上述連接方式需要透過作業員來操作高溫的點焊或/且焊接製程才能完成，高溫製程有安全上的疑慮，且點焊或焊接製程在工序上較為複雜，也需耗費較多的時間。

本發明提供一種電池組集成，其電池芯可快速且安全地電性連接至電路板模組。

本發明的一種電池組集成，包括一電路板模組及至少一電池芯。電路板模組包括一電路板本體以及配置並電性連接於電路板本體的至少一第一導電彈性件及至少一第二導電彈性件。電池芯配置於電路板本體旁，各電池芯包括外露的一第一電極及一第二電極，其中各電池芯的第一電極及第二電極分別抵接於對應的第一導電彈性件及第二導電彈性件，而使各電池芯電性連接至電路板模組。

在本發明的一實施例中，上述的至少一第一導電彈性件為至少一彎折彈臂。

在本發明的一實施例中，上述的至少一第二導電彈性件為至少一彎折彈臂。

在本發明的一實施例中，上述的各彎折彈臂包括一表面貼裝(surface mount)段及一抵接段，表面貼裝段固定於電路板本體，且抵接段可分離地接觸第一電極或是第二電極。

在本發明的一實施例中，上述的至少一第一導電彈性件為至少一彈簧針，可分離地接觸第一電極。

在本發明的一實施例中，上述的至少一第二導電彈性件為至少一彈簧針，可分離地接觸第二電極。

在本發明的一實施例中，上述的至少一第一導電彈性件及至少一第二導電彈性件分別凸出於電路板本體的一邊緣。

在本發明的一實施例中，上述的至少一第一導電彈性件包括多個第一導電彈性件，至少一第二導電彈性件包括多個第二導電彈性件，這些第一導電彈性件與這些第二導電彈性件分別朝相同方向凸出於電路板本體的一邊緣。

在本發明的一實施例中，上述的至少一電池芯包括多個電池芯，這些電池芯分別可拆卸地配置在電路板本體的邊緣旁，且這些電池芯的這些第一電極及這些第二電極分別抵接於這些第一導電彈性件及這些第二導電彈性件。

在本發明的一實施例中，上述的電池組集成更包括一電池殼體，電路板模組與至少一電池芯位於電池殼體內。

基於上述，本發明的電池組集成透過在電路板本體上設置第一導電彈性件及第二導電彈性件，以抵接至電池芯的第一電極及第二電極，而使電池芯電性連接至電路板模組。換句話說，在組裝本發明的電池組集成時，只要將電池芯配置於電路板本體旁，且使電池芯的第一電極及第二電極分別抵接於對應的第一導電彈性件及第二導電彈性件，電池芯便電性連接至電路板模組。因此，本發明的電池組集成在組裝時不需使用高溫的焊接或是點焊製程，相當節省成本、工序，且具有更佳的安全性。

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1是依照本發明的一實施例的一種電池組集成的示意圖。圖2是圖1的電池組集成的電池芯分離於電路板模組的示意圖。圖3是沿著圖1的A-A線段的剖面示意圖。圖4是沿著圖2的B-B線段的剖面示意圖。需說明的是，為了清楚表示出電池組集成的電路板模組與電池芯，在圖1中，電池殼體示意性地以虛線表示，且在圖2與圖3中隱藏了電池殼體。

請參閱圖1至圖4，本實施例的電池組集成100是以方形(prismatic)電池組集成100為例，當然，電池組集成100的種類不以此為限制。在本實施例中，電池組集成100包括一電路板模組110、至少一電池芯140及一電池殼體150(標示於圖1)。電路板模組110與至少一電池芯140位於電池殼體150內。在本實施例中，至少一電池芯140是以一個電池芯140為例，但電池芯140的數量不以此為限制。

電路板模組110包括一電路板本體112、配置並電性連接於電路板本體112的至少一第一導電彈性件120及至少一第二導電彈性件130。在本實施例中，電路板模組110的第一導電彈性件120的數量及第二導電彈性件130的數量例如是分別對應於電池芯140的數量。更明確地說，如圖2所示，在本實施例中，電池芯140的數量以一個為例，因此，電路板模組110具有一個第一導電彈性件120及一個第二導電彈性件130。當然，在其他實施例中，電路板模組110的第一導電彈性件120的數量及第二導電彈性件130的數量也可以是不對應於電池芯140的數量，例如，電路板模組110的第一導電彈性件120的數量及第二導電彈性件130的數量也可以分別大於電池芯140的數量，電路板模組110的第一導電彈性件120的數量、第二導電彈性件130的數量與電池芯140的數量之間的關係不以此為限制。

在本實施例中，第一導電彈性件120與第二導電彈性件130的種類相同。舉例來說，第一導電彈性件120可以是一彎折彈臂，且第二導電彈性件130可以是一彎折彈臂。當然，第一導電彈性件120與第二導電彈性件130的種類不此為限，且在其他實施例中，第一導電彈性件120與第二導電彈性件130的種類也可以不同。

由圖4可見，在本實施例中，第一導電彈性件120包括一表面貼裝(surface mount)段及一抵接段124。在本實施例中，第一導電彈性件120的表面貼裝段122例如是採用表面貼裝技術(SMT)固定於電路板本體112上。也就是說，在製造電路板模組110的過程中，第一導電彈性件120與第二導電彈性件130可以與控制晶片(未繪示)或是其他電子元件一起在相同的製程中固定於電路板本體112上，而可不需要額外增加其他的工序來配置第一導電彈性件120與第二導電彈性件130。當然，第一導電彈性件120的表面貼裝段122固定於電路板本體112上的方式不以此為限制。

另外，如圖2所示，電池芯140包括外露的一第一電極142及一第二電極144。第一電極142及第二電極144的其中一者為正極，另一者為負極，且兩者彼此電性隔絕。舉例而言，在本實施例中，第一電極142例如是正極，電池芯140的外殼可以是鋁殼，電性連接至電池芯140的負極，因此，電池芯140的外殼可作為第二電極144(例如是負極)。當然，第一電極142及第二電極144的形式不以此為限制。

在本實施例中，當電池芯140配置於電路板本體112旁時，電池芯140的第一電極142及第二電極144分別抵接於電路板模組110的第一導電彈性件120及第二導電彈性件130。更明確地說，電池芯140的第一電極142及第二電極144可以接觸到第一導電彈性件120的抵接段124及第二導電彈性件130的抵接段。如此一來，電池芯140便能夠電性連接至電路板模組110。此外，如圖3與圖4所示，在本實施例中，抵接段124的形狀例如是呈現勾狀，彎折的部分可用來提供抵接段124受壓時變形的空間，當然，在其他實施例中，抵接段124的形狀也可以是V形、C形、鋸齒形或不規則形，抵接段124的形狀並不以此為限制。

值得一提的是，由圖2與圖3可見，在本實施例中，電路板模組110的第一導電彈性件120及第二導電彈性件130分別凸出於電路板本體112的一邊緣114，以方便與電池芯140接觸。當然，在其他實施例中，若電池組集成100在組裝完成之後，電路板本體112不與電池芯140共平面，而部分地位於電池芯140的下方或上方，電路板模組110的第一導電彈性件120及第二導電彈性件130也可以不凸出於電路板本體112的邊緣114，只要電池組集成100在組裝完成之後，電池芯140的第一電極142及第二電極144分別能夠抵接於對應的第一導電彈性件120及第二導電彈性件130即可。

由於在本實施例的電池組集成100中，只要將電池芯140安裝在電路板模組110旁的特定位置，電池芯140便能夠電性連接至電路板模組110。因此，電池組集成100的電池芯140與電路板模組110之間不需使用焊接或是點焊製程的方式來達到電性連接的效果，相當節省製造成本、組裝工序，且更具有安全性。此外，由於電池芯140不需要以固定的方式(例如是焊接或點焊的方式)連接於電路板模組110，電池芯140可以是可拆卸地連接於電路板模組110。舉例而言，電池芯140與電路板模組110之間的相對位置可以是受到電池殼體150的內部空間限制而固定，若打開或是破壞電池殼體150，電池芯140可以直接被取出而分離於電路板模組110。當然，在其他實施例中，電池芯140與電路板模組110也可以是以固定的方式(例如螺接等)連接於彼此，並不以上述為限制。

下面將介紹其他實施態樣的電池組集成，與前一實施例的電池組集成100相同或是相似的元件，以相同或是相似的符號表示，不再多加贅述，僅針對主要差異之處進行說明。

圖5是依照本發明的另一實施例的一種電池組集成的示意圖。請參閱圖5，在本實施例中，電池組集成100a包括多個電池芯140，且電路板模組110a包括多個第一導電彈性件120及多個第二導電彈性件130。在本實施例中，電池芯140、第一導電彈性件120及第二導電彈性件130的數量分別以三個為例，但電池芯140、第一導電彈性件120及第二導電彈性件130的數量不以此為限制。

由圖5可見，在本實施例中，電路板本體112a的長度接近於這些電池芯140的寬度和，電路板模組110a的這些第一導電彈性件120與這些第二導電彈性件130分別靠近於電路板本體112a的同一側，且朝相同方向凸出於電路板本體112a的邊緣114。這些電池芯140配置於電路板本體112a旁，而使這些電池芯140的這些第一電極142(標示於圖2)及這些第二電極144(標示於圖2)分別抵接於這些第一導電彈性件120及這些第二導電彈性件130。

在習知的電池組集成中，若是要將電池組集成的多個電池芯電性連接至電路板，需要逐一地將多個鎳片點焊或是焊接每一個電池芯的正極、負極，再將這些鎳片點焊或是焊接至電路板上的多個銲墊，電池組集成的電池芯數量越多，工序越多，所需花費的時間也越高。在本實施例中，只要將這些電池芯140與電路板模組110a安裝至電池殼體150a內，這些電池芯140便能夠電性連接至電路板模組110a，而能夠有效地降低組裝成本與時間。

圖6是依照本發明的另一實施例的一種電池組集成的電池芯分離於電路板模組的剖面示意圖。圖7是圖6的電池組集成的電池芯接觸電路板模組的剖面示意圖。請參閱圖6與圖7，在圖1的實施例中，第一導電彈性件120與第二導電彈性件130分別為兩彎折彈臂。在本實施例中，第一導電彈性件120b以彈簧針(pogo pin)為例，可分離地接觸第一電極142。當電池芯140組裝至電路板本體112旁時，彈簧針可內縮且持續接觸第一電極142。值得一提的是，雖然第二導電彈性件與第二電極未能於圖6與圖7的剖面示出，但在本實施例中，第二導電彈性件也是採用彈簧針，而可分離地接觸第二電極。

需說明的是，在其他實施例中，第一導電彈性件與第二導電彈性件也可以是不同種類，舉例來說，第一導電彈性件與第二導電彈性件的其中一者可以採用彎折彈臂，另一者可採用彈簧針，且第一導電彈性件與第二導電彈性件的形式並不以上述為限制。第一導電彈性件與第二導電彈性件只要是可以略微變形且能夠在電池芯配置於電路板本體旁時抵接於電池芯的第一電極及第二電極即可。

此外，在本實施例中，第一導電彈性件120b(彈簧針)可以採用表面貼裝技術(SMT)固定於電路板本體112上，而可與控制晶片(未繪示)或是其他電子元件一起在相同的製程中固定於電路板本體112上。或者，第一導電彈性件120b(彈簧針)也可以採用雙列直插封裝(DIP)的方式固定於電路板本體112上，第一導電彈性件120b(彈簧針)固定於電路板本體112上的方式不以此為限制。

綜上所述，本發明的電池組集成透過在電路板本體上設置第一導電彈性件及第二導電彈性件，以抵接至電池芯的第一電極及第二電極，而使電池芯電性連接至電路板模組。換句話說，在組裝本發明的電池組集成時，只要將電池芯配置於電路板本體旁，且使電池芯的第一電極及第二電極分別抵接於對應的第一導電彈性件及第二導電彈性件，電池芯便電性連接至電路板模組。因此，本發明的電池組集成在組裝時不需使用高溫的焊接或是點焊製程，相當節省成本、工序，且具有更佳的安全性。

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、100a‧‧‧電池組集成110‧‧‧電路板模組112、112a‧‧‧電路板本體114‧‧‧邊緣120、120b‧‧‧第一導電彈性件122‧‧‧表面貼裝段124‧‧‧抵接段130、130b‧‧‧第二導電彈性件140‧‧‧電池芯142‧‧‧第一電極144‧‧‧第二電極150、150b‧‧‧電池殼體

圖1是依照本發明的一實施例的一種電池組集成的示意圖。圖2是圖1的電池組集成的電池芯分離於電路板模組的示意圖。圖3是沿著圖1的A-A線段的剖面示意圖。圖4是沿著圖2的B-B線段的剖面示意圖。圖5是依照本發明的另一實施例的一種電池組集成的示意圖。圖6是依照本發明的另一實施例的一種電池組集成的電池芯分離於電路板模組的剖面示意圖。圖7是圖6的電池組集成的電池芯接觸電路板模組的剖面示意圖。

100‧‧‧電池組集成

110‧‧‧電路板模組

112‧‧‧電路板本體

114‧‧‧邊緣

120‧‧‧第一導電彈性件

130‧‧‧第二導電彈性件

140‧‧‧電池芯

142‧‧‧第一電極

144‧‧‧第二電極

Claims

一種電池組集成，包括：一電路板模組，包括一電路板本體、配置並電性連接於該電路板本體的至少一第一導電彈性件及至少一第二導電彈性件；以及至少一電池芯，配置於該電路板本體旁，各該電池芯包括外露的一第一電極及一第二電極，其中該電路板模組及該至少一電池芯位於一電池殼體內，該電路板模組及該至少一電池芯的相對位置被該電池殼體的一內部空間限制而固定，而使各該電池芯的該第一電極及該第二電極分別抵接於對應的該第一導電彈性件及該第二導電彈性件，當該電路板模組及該至少一電池芯位於該電池殼體內時，而使各該電池芯可拆卸地電性連接至該電路板模組，各該第一導電彈性件與各該第二導電彈性件的種類不同，各該第一導電彈性件與各該第二導電彈性件的其中一者為彎折彈臂，另一者為彈簧針。
如申請專利範圍第1項所述的電池組集成，其中各該彎折彈臂包括一表面貼裝(surface mount)段及一抵接段，該表面貼裝段固定於該電路板本體，且該抵接段可分離地接觸該第一電極或是該第二電極。
如申請專利範圍第1項所述的電池組集成，其中該至少一第一導電彈性件及該至少一第二導電彈性件分別凸出於該電路板本體的一邊緣。
如申請專利範圍第1項所述的電池組集成，其中該至少一第一導電彈性件包括多個第一導電彈性件，該至少一第二導電彈性件包括多個第二導電彈性件，該些第一導電彈性件與該些第二導電彈性件分別朝相同方向凸出於該電路板本體的一邊緣。
如申請專利範圍第4項所述的電池組集成，其中該至少一電池芯包括多個電池芯，該些電池芯分別可拆卸地配置在該電路板本體的該邊緣旁，且該些電池芯的該些第一電極及該些第二電極分別抵接於該些第一導電彈性件及該些第二導電彈性件。