TWI818243B - 三明治架構的電池框與其應用的電池模組 - Google Patents

Abstract

本發明提出一種三明治架構之電池框，其包括一第一導電板及一第二導電板；多個導電柄被夾設定位於第一導電板與第二導電板之間，且那些導電柄之每一者的一部分暴露於第二導電板外，以便與電池單元焊接或直接接觸。三明治架構的電池框具有高機械強度、低電阻、高導電與高導熱等等優點。

Description

三明治架構的電池框與其應用的電池模組

本發明係關於一種具有導電柄(tab)且可以用來與電池單元(battery cell)電性連接的電池框與其應用的電池模組，且特別是一種以三明治架構形成的電池框與其應用的電池模組。

目前電動汽車與電動機車的市場發展迅速，主要是因為各國政府都力推節能減碳的政策，並且給予購買電動汽車與電動機車的使用者一定金額的補助款。電動汽車與電動機車透過其電池模組來供應電力，並將電力轉換為動力，由於續航力(也就是單次充滿電之電池模組能夠達到的行駛距離)不能太差，因此，電池模組會有複數電池單元電性連接，以共同提供電力。

於電池模組中，複數個電池單元與電池框的導電柄焊接，並透過導線或其他電性連接手段而彼此互相電性連接。然而，傳統電池框中的導電柄的固定方式不一定穩固，這使得電池單元與導電柄焊接的部分容易鬆脫，造成了電池模組的故障。特別是，對於部分電池模組來說，於電池模組出廠後，維修方並不能更換導電柄或重新焊接，這使得使用者必須花費不斐的金額購買一個新的電池模組。有鑒於此，本發明提供一創新構造的電池框，其電池框不僅有較佳的機械強度，且電池框之導電柄與電池單元之焊接部分不易鬆脫，以增加電池模組使用上的安全性，將會是本發明的目的。

本發明實施例提供一種三明治架構之電池框，其包括一第一導電板及一第二導電板。多個導電柄被夾設且定位於第一導電板與第二導電板之間，其中，導電柄之部分暴露於第二導電板外，以使導電柄與一對應的電池單元焊接或直接接觸。

於本發明實施例中，第一導電板開設有多個第一開口，第二導電板開設有對應於多個第一開口之多個第二開口，第二導電板在其外圍環設有一周邊牆面以形成導電板收納空間。導電板收納空間用於收納第一導電板，第一導電板被收納在導電板收納空間時，第一導電板的外圍將會抵頂在導電板收納空間的周邊牆面上。

於本發明實施例中，第二導電板之每一個第二開口之附近設有一導電柄收納空間，以收納導電柄的一部分；其中，第一導電板被收納於導電板收納空間時，導電柄將會被夾設且定位在第一導電板與第二導電板之間。

於本發明實施例中，導電柄包括一尾端部、至少一柄部及至少一焊接點，其中尾端部連接柄部，焊接點設置於柄部上，柄部暴露於第二開口。

於本發明實施例中，導電柄更包括連接部，導電柄透過連接部以連接另一個相鄰的導電柄。

於本發明實施例中，所述導電柄收納空間用於收納導電柄的尾端部與連接部。

於本發明實施例中，導電柄包括兩個柄部及四個焊接點，每一個柄部設有兩個焊接點。

於本發明實施例中，第一導電板與第二導電板分別為一低電阻、高導電的厚金屬板，而導電柄為一高機械強度的導電片。

於本發明實施例中，相鄰的兩個導電柄係面向彼此，且與同一個電池單元焊接或直接接觸。

基於前述目的的至少其中之一者，本發明實施例提供一種電池模組，包括：前述任一個三明治架構之電池框；以及與多個導電柄焊接或直接接觸的多個電池單元。

簡單來說，本發明實施例提供一個高機械強度、低電阻、高導電與高導熱的三明治架構之電池框，當三明治架構之電池框應用在電池模組時，將可以增加電池模組使用時的安全性。

為讓本發明之上述和其他目的、特徵及優點能更明顯易懂，配合所附圖示，做詳細說明如下。

1:三明治架構的電池框

11:第一導電板

111:第一開口

12:第二導電板

121:周邊牆面

123:第二開口

124:導電柄收納空間

13、13’:導電柄

131:尾端部

132:連接部

133:柄部

134、134’:焊接點

2:電池單元

圖1是本發明第一實施例之三明治架構的電池框的分解示意圖。

圖2是本發明第一實施例之三明治架構的電池框的第一立體示意圖。

圖3是本發明第一實施例之三明治架構的電池框的第二立體示意圖。

圖4是使用本發明第一實施例之三明治架構的電池框之電池模組的剖面示意圖。

圖5是使用本發明第二實施例之三明治架構的電池框之電池模組的剖面示意圖。

為充分瞭解本發明之目的、特徵及功效，茲藉由下述具體之實施例，並配合所附之圖式，對本發明做一詳細說明，說明如後。

本發明實施例提供一種三明治架構的電池框，其包括有第一導電板、第二導電板與多個導電柄，其中多個導電柄被夾設且定位於第一導電板與第二導電板之間，以形成三明治架構。再者，第一導電板與第二導電板選擇由低電阻、高導電材質的厚金屬板進行製作，以便提供具有低電阻、高導電特性之電池框。此外，夾設於第一導電板與第二導電板之間的多個導電柄則使用機械強度較高的導電金屬薄片，例如鎳片，並且每一導電柄透過複數個焊接點與電池單元焊接，以使得導電柄與電池單元焊接的部分不易鬆脫。第一導電板與第二導電板電性連接導電柄，因此第一導電板、第二導電板與導電柄實質上等電位，即形成等電位的電連接器。

簡單地說，本發明使用第一導電板與第二導電板夾設定位多個導電柄，以形成機械強度佳、低電阻、高導電的三明治架構的電池框。另外，在本發明其他實施例中，還提供了使用所述三明治架構的電池框之電池模組。

請同時參照圖1至圖3，圖1是本發明第一實施例之三明治架構的電池框的分解示意圖，圖2是本發明第一實施例之三明治架構的電池框的第一立體示意圖，以及圖3是本發明第一實施例之三明治架構的電池框的第二立體示意圖。三明治架構的電池框1包括第一導電板11、第二導電板12與多個導電柄13，其中多個導電柄13被夾設且定位於第一導電板11、第二導電板12之間。並且，每一個導電柄13的一部分暴露於第二導電板12之外，以便與電池單元焊接，而電性連接電池單元。藉此，多個導電柄13被夾設且定位於第一導電板11及第二導電板12之間以 形成三明治結構之電池框1。本發明三明治結構的電池框1相較於傳統電池框具有較佳的機械強度。

進一步地說，第一導電板11開設有多個第一開口111。第二導電板12的外圍設有周邊牆面121，以使在第二導電板12上形成有一用於收納第一導電板11的導電板收納空間。第二導電板12還開設有對應於多個第一開口111的多個第二開口123。於此實施例中，多個第一開口111與多個第二開口123的形狀為方形，多個第一開口111彼此以陣列方式排列，以及多個第二開口123彼此以陣列方式排列，但本發明不以多個第一開口111與多個第二開口123的形狀與排列為限制。第二導電板12於每一個第二開口123之附近分別設有一導電柄收納空間124，導電柄收納空間124將用以收納及定位導電柄13。

各導電柄13包括一尾端部131、一連接部132、多個柄部133與多個焊接點134。其中尾端部131連接多個柄部133(於此實施例中，柄部133的數量為兩個，但本發明不以此為限制)，多個焊接點134設置於多個柄部133(於此實施例中，每一個柄部133設有兩個焊接點134，但本發明不以此為限制。焊接點134用於與電池單元焊接，使得電池框1與電池單元電性連接。

尾端部131係由柄部133尾端往斜上方向延伸後再往相對於柄部133之方向的水平方向延伸而成。導電柄13的連接部132由尾端部131往某一特定方向(例如，列方向，但本發明不以此為限制)延伸而形成，且導電柄13的連接部132用於連接另一個導電柄13的連接部132，以使得某一特定方向(例如，列方向，但本發明不以此為限制)的多個導電柄13彼此連接。

於本發明實施例中，第一導電板11與第二導電板12可以是低電阻高導電的導電板，例如可以透過厚金屬板來形成，以便減少其電性連接之電池單 元的歐姆損耗。再者，高導電意味著高導熱，因此當電池模組發生熱失控時，可將熱量更快地散佈在第一導電板11與第二導電板12上，以藉此實現防止延燒的設計，大幅提升電池模組之安全性。導電柄13可以使用機械強度較高的導電金屬薄片，例如鎳片，但本發明不以此為限制。

請接著參照圖1與圖4，圖4是使用本發明第一實施例之三明治架構的電池框之電池模組的剖面示意圖。在電池模組的組裝過程中，首先將多個導電柄13對準於第二導電板12的多個第二開口123放置，柄部133與焊接點134暴露於第二開口123，尾端部131與連接部132被導電柄收納空間124所收納。接著，當第一導電板11放置在第二導電板12的導電板收納空間時，第一導電板11的外圍將會抵頂於第二導電板12的周邊牆面121，而使得第一導電板11與第二導電板12彼此固定，以使得多個導電柄13被夾設且定位於第一導電板11與第二導電板12之間。接著，將電池單元2的頂板焊接或直接接觸於導電柄13的焊接點134之上。

在此請注意，電池單元2的底板可以再與另一個電池框1的導電柄13的焊接點134電性連接，如此，當兩電池框1與負載電性連接時，則可以形成迴路。其中，電池框1的架構可以與另一電池框1的架構相同。另外，電池框1也可以是出廠即組裝完畢，如此，僅要將電池單元2的頂板或底板焊接或直接接觸於焊接點134之上即可以直接完成電池模組的組裝程序。

另外，請參照圖5，圖5是使用本發明第二實施例之三明治架構的電池框之電池模組的剖面示意圖。不同於第一實施例的三明治架構的導電框1，於第二實施例中，鄰近的兩個導電柄13、13’為對應設置，即暴露於相鄰兩個第二開口123的導電柄13、13’面向彼此，而且兩個導電柄13、13’的兩個焊接點134、134’則用於與同一個電池單元2的頂板焊接或接觸。

綜合上述，本發明提供一個具有機械強度較佳、低電阻、高導電及高導熱的三明治架構之電池框及其應用的電池模組。本發明的三明治架構之電池框易於實現，並解決了傳統電池框之導電柄與電池單元之間的焊接處容易鬆脫的技術問題，因此，本發明提供三明治架構之電池框具有相當不錯的市場優勢，而具有極高的實用性。

以上所述者，僅為本發明之一較佳實施例而已，並非用來限定本發明實施之範圍，即凡依本發明申請專利範圍所述之形狀、構造、特徵及精神所為之均等變化與修飾，均應包括於本發明之申請專利範圍內。

1:三明治架構的電池框

11:第一導電板

111:第一開口

12:第二導電板

121:周邊牆面

123:第二開口

124:導電柄收納空間

13:導電柄

131:尾端部

132:連接部

133:柄部

134:焊接點

Claims (6)

1. 一種三明治架構之電池框，包括：一第一導電板；一第二導電板，其尺寸大於所述第一導電板且在其一表面的外圍處環設一周邊牆面以形成一導電板收納空間，其中，所述第一導電板的板體上建置有多個第一開口，所述第二導電板的板體上建置有與所述多個第一開口相對應的多個第二開口，當所述第一導電板被組配在所述第二導電板的所述導電板收納空間時，每一所述第一開口與所述對應的第二開口連通；及多個導電柄，所述第一導電板及所述第二導電板分別為厚金屬板，而所述導電柄為金屬薄片，所述每一導電柄包括一尾端部、至少一柄部、一連接部及至少一焊接點，其中所述尾端部連接所述柄部，所述焊接點設置於所述柄部上，所述導電柄透過所述連接部以連接另一個相鄰的所述導電柄，所述尾端部由所述柄部之尾端往斜上方向延伸後再往相對於所述柄部的水平方向延伸而成； 其中所述第二導電板之每一所述第二開口旁設有一導電柄收納空間；其中當所述第一導電板組配在所述第二導電板的所述導電板收納空間中時，每一所述導電柄的所述尾端部及所述連接部分別被收納在所述對應的導電柄收納空間中而使所述導電柄被夾設且定位於所述第一導電板與所述第二導電板之間，且每一所述導電柄的所述柄部分別經由所述對應第一開口與所述對應的第二開口延伸至所述第二導電板之外而與所述第二導電板存在一高度差，以便每一所述導電柄與一對應的電池單元焊接或直接接觸。
2. 如請求項1所述的三明治架構的電池框，當所述第一導電板被收納在所述導電板收納空間時，所述第一導電板的外圍將會抵頂在所述導電板收納空間的所述周邊牆面上。
3. 如請求項1所述的三明治架構的電池框，其中所述導電柄包括兩個所述柄部及四個所述焊接點，每一個所述柄部設有兩個所述焊接點。
4. 如請求項1所述的三明治架構的電池框，其中所述第一導電板與所述第二導電板分別為一低電阻、高導電的厚金屬板，而所述導電柄為一高機械強度的導電片。
5. 如請求項1所述的三明治架構的電池框，其中所述相鄰的兩個導電柄係面向彼此，且與所述同一個電池單元焊接或直接接觸。
6. 一種電池模組，包括：如請求項1至5其中一項所述的三明治架構的電池框；以及與所述多個導電柄焊接或直接接觸的所述多個電池單元。