TWM450077U - 電池模組及其之框架 - Google Patents

Description

電池模組及其之框架

本創作係關於一種電池模組，尤指一種用於大型鋰電池之電池模組及其之框架。

鋰電池因具有高能量、高充放電效率和使用壽命長等優點，目前皆已普遍應用在可攜式消費性電子產品，而近年來由於市場的需求，也使得鋰電池的產品技術有非常大的提升，如大電流的放電能力和安全性等。目前電池則朝向中大型化的技術和產品發展，主要潛在市場為電動車用電池、電動工具與儲能設施等。

市售電動車的電力系統，一般都為利用同類型的電池單元串聯或是並聯而組成的電池模組。然因電池模組的電容量大小攸關電動車的續航力，攜帶大容量的電池，雖可獲得較久的續航力，但電池模組卻佔有較大的體積與增加車子總重。反之，如攜帶小容量的電池，則無法獲得較久的續航力。由上可知，電池模組的能量密度必須進一步提升，其中所謂能量密度就是每單位體積或重量的電池，其所能提供的電力多寡。因此，倘若能在不減少電池容量的前提下，減少電池的體積與重量，便能有效提升電池的能量密度，也有助於其應用於可電動車上。

再者，就串聯式鋰電池模組而言，由於電池單元數量的增加，連帶就須增加組裝該些電池的殼體或組件，相對即提高了模具的 開發成本。另外，由於體積的增加，因此需騰出更多的置放空間，而使車體設計缺乏彈性。

有鑑於上述習知技術之缺憾，創作人有感其未臻於完善，遂竭其心智悉心研究克服，憑其從事該項產業多年之累積經驗，進而研發出一種電池模組及其之框架，以期達到提升電池的能量密度、降低開發多種模具成本之目的。

有鑑於此，本創作之目的在於提供一種電池模組之框架，其可透過數個框架的組合儲存任意數量的電池單元，無須另外設計容納不同數量電池單元的模具，達到了製造、組裝上之便利性及效益性之目的。

本創作之目的在於提供一種電池模組，其具有極高的空間利用率，且可透過數個框架的組合儲存任意數量的電池單元，無須另外設計容納不同數量電池單元的模具，達到了製造、組裝上之便利性及效益性之目的。

為達成上述目的，本創作提供之電池模組之框架用於儲存一電池單元，該電池單元具有在其一側形成的片狀電極。該框架包含一框體、一支撐板及一夾持機構。該框體具有一內緣及一外緣。該支撐板設置於該框體的內緣，用於在該框體內定義出兩相對的容置空間，其中該電池單元可設置於該支撐板上且位於其中之一該容置空間中，且該片狀電極可彎折至該框體之該外緣上。該夾 持機構設置該外緣之一側邊上，用於固定該片狀電極於該外緣上之該側邊上。

在一較佳實施例中，該夾持機構包括複數螺絲，用於將該片狀電極鎖固於該框體之該側邊上。此外，該框架還包含複數個耦合結構，設置於該框體之該外緣上。具體而言，該些耦合結構為複數個卡榫。較佳地，該支撐板定義有一鏤空。

在一較佳實施例中，該框體開設有複數散熱缺口，且該些散熱缺口分佈於靠近該夾持機構之該框體上。此外，該框架還包含一緩衝墊，該緩衝墊設置於該支撐板上且位於該電池單元與該支撐板之間。

為達成上述另一目的，本創作提供之電池模組包含複數個電池單元及複數個框架。該些電池單元以層疊方式排列，每一電池單元具有在其一側形成的片狀電極。每一電池單元設置於兩相鄰之框架之間。每一框架包含一框體、一支撐板、及一夾持機構。該框體具有一內緣及一外緣。該支撐板設置於該框體的內緣，用於在該框體內定義出兩相對的容置空間，其中該電池單元可設置於該支撐板上且位於其中之一該容置空間中，且該片狀電極可彎折至該框體之該外緣上。該夾持機構設置該外緣之一側邊上，用於固定該片狀電極於該外緣上之該側邊上。

在一較佳實施例中，兩相鄰之電池單元係以兩片狀電極彎折至同一框體之該側邊上電性連接。舉例來說，該夾持機構包括複數螺絲，用於將該兩片狀電極鎖固於該框體之該側邊上。另外， 該兩片狀電極係以雷射溶接方式電性連接。

在一較佳實施例中，每一框架還包含複數個耦合結構，設置於該框體之該外緣上，用以連接另一相鄰之框架。具體來說，該些耦合結構為複數個卡榫。較佳地，該支撐板定義有一鏤空。

在一較佳實施例中，該框體開設有複數散熱缺口，且該些散熱缺口分佈於靠近該夾持機構之該框體上。較佳地，每一框架還包含一緩衝墊，該緩衝墊設置於該支撐板上且位於該電池單元與該支撐板之間。

根據本創作之電池模組之框架，其可降低習知電池單元串聯或並聯後的體積，而達到提升電池模組能量密度的目的。此外，根據本創作之電池模組，其可透過數個框架的組合儲存任意數量的電池單元，而無須另外設計容納不同數量電池單元的模具，達到了製造、組裝上之便利性及效益性之目的。

為讓本創作之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，下文將舉出實施例來加以說明，並配合所附圖式，作詳細說明如下。

請參照第1圖，第1圖繪示本創作之一較佳實施例之電池模組之框架與電池單元之立體分解示意圖。本實施例之框架100用於儲存一電池單元200，該電池單元200較佳為一薄型鋰電池。該電池單元200具有在其一側形成的片狀電極220。具體而言，該片 狀電極220包括一正電極2201及一負電極2202。

如第1圖所示，該框架100包含框體120、支撐板140、夾持機構160、及耦合結構180。該框體120之材料較佳為工程塑膠，且具有一內緣122及一外緣124。該支撐板140設置於該框體120的內緣122，用於在該框體120內定義出兩相對的容置空間，即該支撐板140將框體120內空間一分為二。如圖所示，該支撐板140定義有一鏤空145，該鏤空145之形狀大至與該框體120平行，該用於加強該框體120結構強度，且減少框架100的重量。然而，本創作並不限制該鏤空145之外型，其他適當的外型亦在本創作的範圍內。在此實施例中，該框體120與支撐板140為一體成型方式製成，例如以模具成型、射出成型等加工方式。

此外，該框架100還包含複數個耦合結構180，設置於該框體120之該外緣上。具體來說，該些耦合結構180為複數個卡榫，該些卡榫包括公卡榫182與母卡榫184交錯設置，以用於連接至另一框架100(詳細請參照第3圖之說明)。

該電池單元200可設置於該支撐板140上且位於其中之一該容置空間中，且該片狀電極220可彎折至該框體120之該外緣124上。如第1圖所示，在此實施例中，該電池單元200設置在支撐板140之背面的容置空間，且正電極2201彎折該框體的外緣124上。值得一提的是，該電池單元200亦可設置在支撐板140之正面上。

值得注意的是，該框架100還包含一緩衝墊190，該緩衝墊 190設置於該支撐板140上且位於該電池單元200與該支撐板140之間。該緩衝墊190用於固定電池單元200以及用於防止外界對電池單元200的衝擊震動，以增加電池的可靠性。

該夾持機構160設置該外緣124之一側邊上，用於固定該片狀電極220於該外緣124上之該側邊上。在此實施例中，該側邊為框體120之上端。然而，本創作並不限於上端，僅要夾持機構160位於對應該片狀電極220形成之側，即可實施之。在此實施例中，該夾持機構160包括複數螺絲162，用於將該片狀電極220鎖固於該框體120之該側邊上。具體來說，該片狀電極220具有對應螺絲162的開孔，使得螺絲162可穿過該片狀電極220。此外，夾持機構160可另設有配合該螺絲162的螺帽或夾板(圖未示)，以將該片狀電極220夾持於該框體120之該側邊上。

值得一提的是，由於電池散熱的考量，越靠近電極處發熱量越大，因此該框體120開設有複數散熱缺口126，且該些散熱缺口126分佈於靠近該夾持機構之該框體上。

以下將詳細介紹依本實施例之框架100實施之電池模組，以說明本實施例之框架100之優點。

請參照第2圖及第3圖，第2圖繪示本創作之一較佳實施例之電池模組之立體分解示意圖，第3圖繪示本實施例之電池模組之立體示意圖。為了清楚說明，第3圖並未繪示出電池單元。

本實施例之電池模組300包含複數個電池單元200及複數個框架100。該些電池單元200以層疊方式排列，每一電池單元200 具有在其一側形成的片狀電極。具體而言，該片狀電極220包括一正電極2201及一負電極2202。如第2圖所示，每一電池單元200設置於兩相鄰之框架100之間。

如前述實施例所述，該框架100包含框體120、支撐板140、夾持機構160、及耦合結構180。

該框體120具有一內緣122及一外緣124。該支撐板140設置於該框體120的內緣122，用於在該框體120內定義出兩相對的容置空間。該支撐板140定義有一鏤空145

在此實施例中，該電池單元200可設置於該支撐板140上且位於其中之一該容置空間中，且該片狀電極220可彎折至該框體120之該外緣上。具體來說，兩相鄰之電池單元200係以兩片狀電極220彎折至同一框體120之該側邊上電性連接。如第3圖所示，兩相鄰之電池單元200分別之正電極2201及負電極2202彎折至同一框體120之該側邊上電性連接，而達成了串聯連接方式。然而，亦可將電池單元200上的正電極2201及負電極2202進行不同的彎折，而達成所需的串聯或並聯要求。

在此實施例中，該夾持機構160包括複數螺絲162，用於將該兩片狀電極220鎖固於該框體120之該側邊上。另外，還可將該兩片狀電極200以雷射溶接方式電性連接，以達到更穩固的電性連接，並藉此降低片狀電極220之間的接觸阻抗，進而降低發熱量。同樣由於電池散熱的考量，越靠近電極處發熱量越大，因此該框體120開設有複數散熱缺口126，且該些散熱缺口126分佈於 靠近該夾持機構之該框體上。

同樣地，如第3圖所示，該些耦合結構180設置於該框體120之該外緣上，用以連接另一相鄰之框架100。具體來說，該些耦合結構180為複數個卡榫。該些卡榫包括公卡榫182與母卡榫184交錯設置，以用於分別連接至另一框架100之母卡榫184與公卡榫182，以達到較穩固之結合，且具有免工具之優點。

同樣地，該框架100還包含一緩衝墊190，該緩衝墊190設置於該支撐板140上且位於該電池單元200與該支撐板140之間。該緩衝墊190用於夾持電池單元200之周緣，以及用於防止外界對電池單元200的衝擊震動，以增加電池模組300的可靠性。

綜上所述，本創作之電池模組之框架100可降低習知電池單元200串聯或並聯後的體積，而達到提升電池模組300能量密度的目的。另外，此外，根據本創作之電池模組300，其可透過數個框架100的組合儲存任意數量的電池單元200，而無須另外設計容納不同數量電池單元200的模具，達到了製造、組裝上之便利性及效益性之目的。

雖然本創作已用較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本創作，本創作所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本創作之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾。因此本創作之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧框架

120‧‧‧框體

122‧‧‧內緣

124‧‧‧外緣

126‧‧‧散熱缺口

140‧‧‧支撐板

145‧‧‧鏤空

160‧‧‧夾持機構

162‧‧‧螺絲

180‧‧‧耦合結構

182‧‧‧公卡榫

184‧‧‧母卡榫

190‧‧‧緩衝墊

200‧‧‧電池單元

220‧‧‧片狀電極

2201‧‧‧正電極

2202‧‧‧負電極

300‧‧‧電池模組

第1圖繪示本創作之一較佳實施例之電池模組之框架與電池單元之立體分解示意圖。

第2圖繪示本創作之一較佳實施例之電池模組之立體分解示意圖。

第3圖繪示本實施例之電池模組之立體示意圖。

100‧‧‧框架

120‧‧‧框體

122‧‧‧內緣

124‧‧‧外緣

126‧‧‧散熱缺口

140‧‧‧支撐板

145‧‧‧鏤空

160‧‧‧夾持機構

162‧‧‧螺絲

180‧‧‧耦合結構

182‧‧‧公卡榫

184‧‧‧母卡榫

190‧‧‧緩衝墊

200‧‧‧電池單元

220‧‧‧片狀電極

2201‧‧‧正電極

2202‧‧‧負電極

Claims (18)

1. 一種電池模組之框架，用於儲存一電池單元，該電池單元具有在其一側形成的片狀電極，該框架包含：一框體，具有一內緣及一外緣；一支撐板，設置於該框體的內緣，用於在該框體內定義出兩相對的容置空間，其中該電池單元可設置於該支撐板上且位於其中之一該容置空間中，且該片狀電極可彎折至該框體之該外緣上；及一夾持機構，設置該外緣之一側邊上，用於固定該片狀電極於該外緣上之該側邊上。
2. 如申請專利範圍第1項所述之電池模組之框架，其中該夾持機構包括複數螺絲，用於將該片狀電極鎖固於該框體之該側邊上。
3. 如申請專利範圍第1項所述之電池模組之框架，該框架還包含複數個耦合結構，設置於該框體之該外緣上。
4. 如申請專利範圍第3項所述之電池模組之框架，其中該些耦合結構為複數個卡榫。
5. 如申請專利範圍第1項所述之電池模組之框架，其中該支撐板定義有一鏤空。
6. 如申請專利範圍第1項所述之電池模組之框架，其中該框體開設有複數散熱缺口。
7. 如申請專利範圍第6項所述之電池模組之框架，其中該些散熱缺口分佈於靠近該夾持機構之該框體上。
8. 如申請專利範圍第1項所述之電池模組之框架，該框架還包含一緩衝墊，該緩衝墊設置於該支撐板上且位於該電池單元與該支撐板之間。
9. 一種電池模組，包含：複數個電池單元，該些電池單元以層疊方式排列，每一電池單元具有在其一側形成的片狀電極；及複數個框架，每一電池單元設置於兩相鄰之框架之間，每一框架包含：一框體，具有一內緣及一外緣；一支撐板，設置於該框體的內緣，用於在該框體內定義出兩相對的容置空間，其中每一電池單元可設置於兩相鄰支撐板之間的該容置空間中，且該片狀電極伸出於兩相鄰框體之間並彎折至該外緣；及一夾持機構，設置於該外緣之一側邊上，用於固定該片狀電極於該外緣上之一側邊上。
10. 如申請專利範圍第9項所述之電池模組，其中兩相鄰之電池單元係以兩片狀電極彎折至同一框體之該側邊上電性連接。
11. 如申請專利範圍第10項所述之電池模組，其中該夾持機構包括複數螺絲，用於將該兩片狀電極鎖固於該框體之該側邊上。
12. 如申請專利範圍第10項所述之電池模組，其中該兩片狀電極係以雷射溶接方式電性連接。
13. 如申請專利範圍第9項所述之電池模組，其中每一框架還包含 複數個耦合結構，設置於該框體之該外緣上，用以連接另一相鄰之框架。
14. 如申請專利範圍第13項所述之電池模組，其中該些耦合結構為複數個卡榫。
15. 如申請專利範圍第9項所述之電池模組，其中每一支撐板定義有一鏤空。
16. 如申請專利範圍第9項所述之電池模組，其中每一框體開設有複數散熱缺口。
17. 如申請專利範圍第16項所述之電池模組，其中該些散熱缺口分佈於靠近該夾持機構之該框體上。
18. 如申請專利範圍第9項所述之電池模組，其中每一框架還包含一緩衝墊，該緩衝墊設置於該支撐板上且位於該電池單元與該支撐板之間。