TWM504388U - 載具用蓄電池模組 - Google Patents

Description

載具用蓄電池模組

本創作有關於蓄電池，尤指載具用蓄電池模組。

雖然近年來世界各國針對電池材料的演進，開發出一系列如：鉛酸、鎳鎘、鎳氫、鎳鋅、鋰錳、磷酸鋰鐵、鋰三元以及各種燃料電池，但是目前世界市場上主要分為兩大類－即磷酸鋰鐵、以及傳統鉛酸電池為主，其中鉛酸電池的市占率更高達85%。

一般車用鉛酸電池，長久以來都是汽車與機車等車輛之啟動電池的標準配備，其具有電動勢大、操溫度廣、結構簡單、技術成熟與價格低廉等優點。但由於其重量偏重，對於汽車或機車等車輛的耗油有一定程度的影響。

隨著愈來愈講究的環保意識及省油的趨勢下，如何改良車用電池從而增進效能兼具節能之效果，是為業界所欲求的研發方向。

有鑑於此，本創作提出一種載具用蓄電池模組，其中電池室及複數個電池單體係設置在盒體內，電池單體係設置於電池室內，而且各兩相鄰之電池單體係相距地形成散熱空間，從而讓電池單體得以散熱，以改善彼此的效能。

依據本創作之一實施態樣，提出一種載具用蓄電池模組，其包括：盒體、第一樁頭、第二樁頭、電池室及複數個電池單體。盒體包含殼體及用作蓋覆該殼體的頂蓋。電池室係設置在該殼體中，包括複數個槽室，該複數個槽室中各兩相鄰者之間係相距地形成散熱空間，各該槽室包括至少二槽壁。複數個電池單體係分別可拆卸地設置在該複數個槽室中，其中該複數個電池單體係以串聯或並聯方式電性耦接而成為電池組，該電池組的正電極係電性耦接該第一樁頭，該電池組的負電極係電性耦接該第二樁頭。

在上述實施例中，其中各該電池單體至少包括電池殼體、電極板、正電極及負電極。

在一實施例中，上述各該電池單體中更進一步設有極耐材料部。

在一實施例中，具有極耐材料部之該電池單體係為鉛酸電池。

在一實施例中，該載具用蓄電池模組更一步包括：控制單元，其係與該複數個電池單體作電性耦接，控制單元具有兩接觸端，該兩接觸端分別與該第一樁頭及該第二樁頭電性耦接，該控制單元係用以控制該複數個電池單體的充電或放電。

在一實施例中，該控制單元至少包含充電裝置，該充電裝置電性耦接該複數個電池單體，並且用以個別地對電池單體進行快速充電或正常充電。

在一實施例中，該控制單元更進一步包含：檢知裝置，其電性耦接該複數個電池單體，並且用以個別檢測該複數個電池單體的參數，該充電裝置係可藉由該檢知裝置所檢測到的參數而決定充電與否，其中該參數至少包含電池單體之電壓值。

在一實施例中，當該檢知裝置所檢測到該電池單體之電壓值係達到電壓門檻值時，則該充電裝置停止對該電池單體充電。

在一實施例中，該控制單元更進一步包含：配電裝置，其以並聯或串聯方式電性耦接各電池單體以輸出該載具用蓄電池模組之輸出電力。

在一實施例中，該控制單元係可配置於該複數個電池單體的上方與該第一樁頭及該第二樁頭之間而為該頂蓋所覆蓋。

依據本創作之另一實施態樣，前述之各實施例之載具用蓄電池模組之該殼體相對於該散熱空間處具有至少一開口，以讓該複數個電池單體從該開口散熱。

依據本創作之另一實施態樣，前述之各實施例之載具用蓄電池模組之該殼體相對於該散熱空間處具有至少一開口，該開口係貫通該殼體之至少兩側面以讓該複數個電池單體從該開口散熱。

在一些實施例中，可令前述之各實施例之載具用蓄電池模組中符合台系(CNS)、中國系(GB/T)、日系(JIS)、美系(BCI)及歐系(DIN)中任一者之一種車用啟動型蓄電池之標準。

為了對本創作之上述及其他方面有更佳的瞭解，下文特舉多個實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。

圖1顯示依據本創作第一實施態樣的載具用蓄電池模組的立體示意圖。如圖1所示，載具用蓄電池模組1包括：盒體10、第一樁頭21、第二樁頭22、設置在盒體10內的電池室及複數個電池單體。盒體10包含殼體11及用作蓋覆殼體11的頂蓋12。此外，更可設置安全閥90於頂蓋12上，以便使用；又安全閥90亦可設置於殼體11內而完全為頂蓋12所覆蓋，故本創並不受限於此。

前述電池室及電池單體係設置在盒體10內，電池單體係設置於電池室內，而且各兩相鄰之電池單體係相距地形成散熱空間，從而讓電池單體得以散熱，以改善彼此的效能。以下以多個實施例來說明。

圖2顯示依據本創作第一實施態樣的載具用蓄電池模組沿線L-L之一實施例之剖面結構圖。如圖2所示，電池室60設置在殼體11中，包括複數個槽室61，該複數個槽室61中各兩相鄰者之間係相距地形成散熱空間，如HS1、HS2所標示者。複數個電池單體70(其數量如2、3個或以上)，係分別可拆卸地設置在該複數個槽室61中，。故此，電池單體70能夠以可拆卸的方式而安裝或配置於槽室61所提供的容置空間之中，以便於組裝本實施例之蓄電池模組。又該複數個電池單體70係以串聯或並聯方式電性耦接而成為電池組，該電池組的正電極係電性耦接該第一樁頭21，該電池組的負電極係電性耦接該第二樁頭22。

舉例而言，上述電池室60係設置3個槽室61，各槽室61係至少由槽壁62、63及於槽壁62及63之間殼體11的壁面形成能夠容置電池單體70之空間。又圖2中相鄰的兩個槽室61之間的距離D1、D2可設計為相同，例如為0.3、0.5、1、1.5、2公分或以上，但本創作並不受限於此。在其他實施例中，亦可令距離D1、D2為不同。又槽室的配置方式並不受限於此，在其他例子中，更可以並排或其他方向來配置槽室。

在本實施例中，該複數個電池單體70係設置於電池室60內，而且各兩相鄰之電池單體70係相距地形成散熱空間，從而讓電池單體得以散熱，藉由有助增進彼此的效能。

舉例而言，各個電池單體70至少包括電池殼體71、一個或複數個電極板72、正電極73及負電極74；當電池殼體71內容置電解液時，該電極板72係浸置在該電解液中。此外，電池單體70的電池殼體71中更可進一步設有極耐材料部80，以增進電池單體70的效能，例如加快電池充電能力及增加電池放電能力，其中極耐材料部80係由適合於離子化極耐電池產品應用的材料(稱為極耐材料)而構成，如含有二價三價鐵鹽組合物者。舉例而言，極耐材料部80於電池單體70為鉛酸電池的例子中，可產生以下效果：改變離子交替速度、使硫酸鉛結晶集團變小、能更均勻分佈於極板、降低充放電所產生的溫升、減少正極格子體的腐蝕速度、可保持離子活化狀態、及還原速度快。藉此，電池單體70得以加快電池充電能力及增加電池放電能力。

圖3顯示依據本創作第一實施態樣的載具用蓄電池模組之另一實施例之剖面結構圖。如圖3所示，槽室61A至少包含槽壁62A、63A，以及槽室61B至少包含槽壁62B、63B，其中槽壁是可以具有不同剖面形狀，諸如矩形、三角形、梯形等形狀。又在其他實例中，可於殼體11的內側面設置凸塊或殼體11的內底面設置凸塊來做為槽壁而形成槽室，故本創作並不受限於上述例子，任何可以容置或固定電池單體70的槽壁皆可視為本創作之實施例。此外，如圖3所示，第一實施態樣的中的安全閥90亦可設置於頂蓋12以下，故此頂蓋12可以不必設置對應於安全閥90的孔洞。

圖4顯示依據本創作第一實施態樣的載具用蓄電池模組之另一實施例之剖面結構圖。圖5顯示為圖4之載具用蓄電池模組之電路方塊圖。如圖5所示，此實施例的載具用蓄電池模組更配置了控制單元100，控制單元100係與複數個電池單體70作電性耦接，而控制單元100具有兩接觸端N1、N2，其可分別與第一樁頭21及第二樁頭22電性耦接。為了簡化說明，在圖5中，複數個電池單體70係視為儲能單元來表示。控制單元100係用以控制該複數個電池單體70的充電或放電。舉例而言，控制單元100可配置於電池單體70的上方與第一樁頭21及第二樁頭22之間而為頂蓋12所覆蓋。然而，本實施例並不受此配置方式之限制；例如可將控制單元100配置於其他盒體10內的空間。

在本實施例中，控制單元100對儲能單元中複數個電池單體70可個別地進行快速充電或正常充電。在進行正常充電時，控制單元100將從接觸端N1、N2輸入的電力轉換為充電電力，並以電池單體70的額定容量C的1倍(即以1C表示)或1C以下的充電電流來對電池單體70進行充電。此外，在充電進行時，控制單元100檢測電池單體70的電壓值；若該電壓值已達到該電池單體所允許的電壓門檻值時，則表示該電池單體70已充飽，故此停止對該電池單體70充電；若該電壓值未達該電壓門檻值時，則繼續充電。在進行快速充電時，則改以1C以上(如1.5C、2C或3C)的充電電流來對電池單體70進行充電。此外，亦可對電池單體70進行快速充電至電容量的80%～90%時，剩餘的電容量以正常充電方式，以避免大電流對電池單體70造成損壞。

如圖5所示，例如控制單元100至少包含充電裝置101，控制單元100更可進一步包含檢知裝置102或(及)配電裝置103。充電裝置101電性耦接(例如以並聯方式)該複數個電池單體70，其用以個別地對電池單體70進行充電。檢知裝置102電性耦接(例如以並聯方式)該複數個電池單體70，其用以個別檢測電池單體70的情況(例如電性參數：至少電壓值或/及例如其他參數)，充電裝置101係可藉由檢知裝置102檢測到的參數而決定充電與否。配電裝置103係電性耦接各電池單體70以輸出該載具用蓄電池模組1之輸出電力，例如配電裝置103係以並聯或串聯方式電性耦接該複數個電池單體70。然而，本實施例的控制單元100的實現方式並不以上述例子為限。

又上述圖5的實施例亦可與本實施態樣的各實施例(如圖2、圖3者)結合，以產生不同的應用。

圖6顯示依據本創作第二實施態樣的載具用蓄電池模組的立體示意圖。第二實施態樣的載具用蓄電池模組2與前述第一實施態樣的載具用蓄電池模組1的差異在於，本實施態樣更於盒體10A之殼體11A相對於散熱空間(如前述的散熱空間HS1、HS2)處具有至少一開口110A，以讓盒體10A內的電池單體從該開口散熱。此外，前述開口的位置、形狀及數目並不受限於前述例子，例如開口110A可設計為複數個孔洞或不同形狀，又可設置開口於其他位置，如圖6中的開口111A。

圖7顯示依據本創作第三實施態樣的載具用蓄電池模組的立體示意圖。第三實施態樣的載具用蓄電池模組3與第二實施態樣的載具用蓄電池模組2的差異在於，本實施態樣更於盒體10B之殼體11B相對於散熱空間(如前述的散熱空間HS1、HS2)處具有至少一個開口110B，使殼體11B具有鏤空的部分，開口110B 係貫通殼體11B之至少兩側面，以讓盒體10A內的電池單體從開口110B散熱。舉例而言，如圖7所示，兩個開口110B所對應鏤空的部分，係貫通殼體11B之前側面、後側面以及底面。而值得注意的是，此開口11B係配合前述電池室60中槽室之配置方式，故殼體11B的整體仍能保有容置及保護電池單體的作用，使電池單體與盒體以外環境隔離而不受影響。此外，開口110B所在的位置、形狀及數目並不受限於前述例子，例如開口110B可設計為複數個孔洞或不同形狀，又可設置開口於其他位置，如圖6中的開口111A。

此外，基於第二或第三實施態樣，亦可依照前述如圖2至圖5所記載的實施例及有關的其他實施例來實現載具用蓄電池模組。

又上述實施例中，槽室的配置係令電池單體皆垂直於載具用蓄電池模組的長軸方向。但本創作並不限於此，在其實施例中，更可配置槽室令電池單體平行於載具用蓄電池模組的長軸方向。

此外，實作上，可將前述各實施例的載具用蓄電池組之盒體尺寸設計成符合於目前常用的鉛酸電池的規格尺寸，使其可直接應用於目前市售機動車輛或交通載具。此外，前述載具用蓄電池組在盒體尺寸、電容量或輸出電壓等等皆可設計成符合市售車輛用的電池規格，而可廣泛應用在汽車、機車或其它交通載具。

例如，目前市售的車用啟動型電池有日系(JIS)、美系(BCI)、歐系(DIN)等三種規格。日系規格的車用電池，其是透過支架由上向下固定，並且電椿頭是凸出於頂蓋，而歐系規格則是電椿頭下凹於頂蓋，電池底部四周突出，至於美系規格則是電椿頭是較頂蓋突出，底部兩面突出。又，不同國家系的電池因應電椿頭的型式及其定位於電池的位置等差異，分別有SL型與SR型、SIDE型。前述SL型與SR型常見於歐美式轎車或是小貨車，而SIDE型則適用部份德國的BMW與BENS廠牌。故此，在實作上，本創作的載具用蓄電池組亦因應市場的需要而分別設計為符合不同的規格的車用啟動型電池。例如，台灣系的CNS 422之汽車用鉛蓄電池標準，CNS 3330之機車用鉛蓄電池標準；中國系的GB/T 5008.1-2013、GB/T 5008.1-2013等關於起動用鉛酸蓄電池之標準，GB/T 23638-2009  摩托車用鉛酸蓄電池標準。又例如，電動汽車用動力蓄電池產品標準，如中國大陸的QC/T840-2010標準。

然而，於本創作領域內，本創作並不受限於上述例子。例如，載具用蓄電池模組亦可應用於電動載具，例如電動車、電動機車、電動單車等載具中作為主要動力來源。又可將複數個載具用蓄電池組經串聯或並聯之方式作電性耦接，從而符合載具之電性需求。

又上述實施例中，電池單體可以實現為鉛酸、鎳鎘、鎳氫、鎳鋅、鋰錳、磷酸鋰鐵、鋰三元電池，但本創作並不受限於電池單體的種類。

如上述各實施例之載具用蓄電池模組中，各兩相鄰之電池單體係相距地形成散熱空間，從而讓電池單體得以散熱，以改善彼此的效能。又一實施例中，載具用蓄電池模組使用鉛酸電池並輔以極耐材料部，使其重量有效減少又可以輸出符合市售車輛的規格電壓，因此可取代傳統鉛酸電池的使用，而達成節省能源的環保功效。又一實施例中，載具用蓄電池模組更包含控制單元，其可控制該複數個電池單體的充電或放電，例如快速充電或正常充電。如此，將可因應使用者需求，提供快速或正常速度的充電效果。又一實施例中，控制單元可依據個別電池單體的是否已充飽而停止充電，如此，可避免因過度充電而對該電池單體造成損害。

綜上所述，本創作之內容已以如上之實施例舉例說明了，然而本創作並非僅限定於此等實施方式而已。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，當可再進行各種之更動與修飾；例如，將前述實施例中所例示之各技術內容加以組合或變更而成為新的實施方式，此等實施方式亦當然視為本創作所屬內容之一。因此，本案所欲保護之範圍亦包括後述之申請專利範圍及其所界定之範圍。

1、2、 3‧‧‧載具用蓄電池模組
10‧‧‧盒體
11‧‧‧殼體
12‧‧‧頂蓋
21‧‧‧第一樁頭
22‧‧‧第二樁頭
60‧‧‧電池室
61、61A、61B‧‧‧槽室
62、62A、62A‧‧‧槽壁
63、63B、63B‧‧‧槽壁
70‧‧‧電池單體
71‧‧‧電池殼體
72‧‧‧電極板
73‧‧‧正電極
74‧‧‧負電極
80‧‧‧極耐材料部
90‧‧‧安全閥
100‧‧‧控制單元
101‧‧‧充電裝置
102‧‧‧檢知裝置
103‧‧‧配電裝置
110A、110B、111A‧‧‧開口
HS1、HS2‧‧‧散熱空間
D1、D2‧‧‧距離
N1、N2‧‧‧接觸端

圖1顯示依據本創作第一實施態樣的載具用蓄電池模組的立體示意圖。 圖2顯示依據本創作第一實施態樣的載具用蓄電池模組沿線L-L之一實施例之剖面結構圖。 圖3顯示依據本創作第一實施態樣的載具用蓄電池模組之另一實施例之剖面結構圖。 圖4顯示依據本創作第一實施態樣的載具用蓄電池模組之另一實施例之剖面結構圖。 圖5顯示為圖4之載具用蓄電池模組之電路方塊圖。 圖6顯示依據本創作第二實施態樣的載具用蓄電池模組的立體示意圖。 圖7顯示依據本創作第三實施態樣的載具用蓄電池模組的立體示意圖。

10‧‧‧盒體

11‧‧‧殼體

12‧‧‧頂蓋

60‧‧‧電池室

61‧‧‧槽室

62、63‧‧‧槽壁

70‧‧‧電池單體

71‧‧‧電池殼體

72‧‧‧電極板

73‧‧‧正電極

74‧‧‧負電極

80‧‧‧極耐材料部

90‧‧‧安全閥

HS1、HS2‧‧‧散熱空間

D1、D2‧‧‧距離

Claims (15)

1. 一種載具用蓄電池模組，其包括： 盒體，其包含殼體及蓋覆於該殼體頂部的頂蓋； 電池室，其設置在該殼體中，包括複數個槽室，該複數個槽室中各兩相鄰者之間係相距地形成散熱空間，各該槽室包括至少二槽壁； 第一樁頭； 第二樁頭；以及 複數個電池單體，其分別可拆卸地設置在該複數個槽室中，其中該複數個電池單體係以串聯或並聯方式電性耦接而成為電池組，該電池組的正電極係電性耦接該第一樁頭，該電池組的負電極係電性耦接該第二樁頭。
2. 如請求項1所記載之載具用蓄電池模組，其中各該電池單體包括電池殼體、電極板、正電極及負電極。
3. 如請求項2所記載之載具用蓄電池模組，其中各該電池單體中更設有極耐材料部。
4. 如請求項3所記載之載具用蓄電池模組，其中該電池單體係為鉛酸電池。
5. 如請求項1所記載之載具用蓄電池模組，其更一步包括：控制單元，其係與該複數個電池單體作電性耦接，該控制單元具有兩接觸端，該兩接觸端分別與該第一樁頭及該第二樁頭電性耦接，該控制單元係用以控制該複數個電池單體的充電或放電。
6. 如請求項5所記載之載具用蓄電池模組，其中該控制單元包含充電裝置，該充電裝置電性耦接該複數個電池單體，並且用以個別地對電池單體進行快速充電或正常充電。
7. 如請求項6所記載之載具用蓄電池模組，其中該控制單元更進一步包含：檢知裝置，其電性耦接該複數個電池單體，並且用以個別檢測該複數個電池單體的參數，該充電裝置係可藉由該檢知裝置所檢測到的參數而決定充電與否，其中該參數至少包含電池單體之電壓值。
8. 如請求項7所記載之載具用蓄電池模組，其中當該檢知裝置所檢測到該電池單體之電壓值係達到電壓門檻值時，則該充電裝置停止對該電池單體充電。
9. 如請求項5所記載之載具用蓄電池模組，其中該控制單元更進一步包含：配電裝置，其以並聯或串聯方式電性耦接各電池單體以輸出該載具用蓄電池模組之輸出電力。
10. 如請求項5所記載之載具用蓄電池模組，其中各該槽室中更設有極耐材料部。
11. 如請求項10所記載之載具用蓄電池模組，其中該電池單體係為鉛酸電池。
12. 如請求項5所記載之載具用蓄電池模組，其中該控制單元係配置於該複數個電池單體的上方與該第一樁頭及該第二樁頭之間而為該頂蓋所覆蓋。
13. 如請求項1至12中任一項所記載之載具用蓄電池模組，其中該殼體相對於該散熱空間處具有至少一開口，以讓該複數個電池單體從該開口散熱。
14. 如請求項1至12中任一項所記載之載具用蓄電池模組，其中該殼體相對於該散熱空間處具有開口，該開口係貫通該殼體之至少兩側面以讓該複數個電池單體從該開口散熱。
15. 如請求項1至12中任一項所記載之載具用蓄電池模組，其中該載具用蓄電池模組係符合台系(CNS)、中國系(GB/T)、日系(JIS)、美系(BCI)及歐系(DIN)中任一者之一種車用啟動型蓄電池之標準。