TWM584989U - 具延緩熱傳導構造的電池裝置 - Google Patents

Abstract

本創作提供一種電池裝置，其包括複數個電池芯、至少一框架及至少一導電金屬片，各電池芯分別排列在框架中，導電金屬片包括複數個電極連接端，各電池芯的電極分別連接至對應的電極連接端，電池芯透過導電金屬片以串聯或並聯連接，電極連接端與相鄰的電極連接端之間設置有至少一溝槽；於此，在導電金屬片之電極連接端與相鄰的電極連接端間設置溝槽之構造，電極連接端與相鄰的電極連接端間的熱傳導路徑將被拉長以及截面積將被縮小，電池芯所產生的熱量將會延緩傳導至相鄰的電池芯而減緩相鄰的電池芯的升溫，以便提升電池裝置使用上的安全性。

Description

具延緩熱傳導構造的電池裝置

本創作有關於一種電池裝置，尤指一種具延緩熱傳導構造的電池裝置。

電池芯具有儲存電能的功能，多個電池芯串聯或並聯方式連接成為一電池裝置，其可作為機器的供電來源，如作為電動車的供電來源。

由於電池裝置的輸出為瞬間大電流，故電池芯易產生高溫的情況。高溫運作下的電池芯不僅容易損壞，且相對提高失火爆炸的風險。再者，以往電池裝置的電池芯一旦發生爆炸，其爆炸產生的高溫熱量將會快速傳導至相鄰的電池芯，使得相鄰的電池芯也會跟著立即失火爆炸。為了延緩電池芯產生的高溫熱量快速熱傳導至相鄰的電池芯，亦可在每一顆電池芯的外圍增加一耐熱的套管或者以灌膠的方式填充各電池芯間的空隙。

然而，採用耐熱套管或者灌膠的方式來延毀電池芯的熱傳導，不僅會增加電池裝置的重量，且也會增加電池裝置的製作時間及成本，這對於電池裝置的單價上及使用上非常不利。

本創作的一目的，在於提出一種電池裝置，其包括有複數個電池芯、至少一框架及至少一導電金屬片，各電池芯分別排列在框架中，導電金屬片包括有複數個電極連接端，各電池芯的電極分別連接至對應的電極連接端，電池芯透過導電金屬片以串聯或並聯連接一起，並且電極連接端與相鄰的電極連接端之間設置有一或多個溝槽，於此，在導電金屬片之電極連接端與相鄰的電極連接端間設置溝槽之構造，電極連接端與相鄰的電極連接端間的熱傳導路徑將會被拉長以及截面積將會縮小，致使電池芯所產生的瞬間的高熱量將可以延緩傳導至相鄰的電池芯，增加電池裝置使用上的安全性。

本創作的又一目的，在於提出一種電池裝置，其中導電金屬片的溝槽上進一步設置有導熱材，當電池芯所產生的高溫熱量通過導電金屬片之溝槽旁的熱傳導路徑時，其部分的熱量將被導熱材導引離開導電金屬片，致使以降低電池芯所產生的高溫熱量影響到相鄰的電池芯。

為達成上述目的，本創作提供一種具延緩熱傳導構造的電池裝置，包括：複數個電池芯；至少一框架，各電池芯分別排列在框架中；及至少一導電金屬片，設置在框架上，包括有複數個電極連接端及複數個溝槽，其中，各電池芯的電極分別連接至對應的電極連接端，電池芯透過導電金屬片以串聯或並聯連接一起，各電極連接端與相鄰的電極連接端之間設置有一或多個溝槽。

本創作一實施例中，那些電極連接端以交錯或陣列的方式設置在導電金屬片上。

本創作一實施例中，各電極連接端的中心與相鄰的電極連接端的中心相差一特定距離，各電極連接端與相鄰的電極連接端之間所有溝槽的加總長度將大於或等於特定距離。

本創作一實施例中，溝槽為一一字形溝槽、一閃電形溝槽、一S形溝槽、一Y形溝槽或其它形狀態樣的溝槽。

本創作一實施例中，各溝槽上分別設置有一導熱材。

本創作一實施例中，電池裝置的外部設置有一外殼，導熱材貼在外殼的內表面上。

本創作一實施例中，導熱材為一具較佳導熱功效的金屬導熱材。

本創作一實施例中，導熱材為一具較佳導熱功效的非金屬導熱材。

本創作一實施例中，導熱材為一橡膠混合材料、一碳纖合成材料或一聚氨酯與氫氧化鋁複合材料。

請參閱第1圖及第2圖，分別為本創作電池裝置一實施例的結構立體圖及本創作電池裝置的導電金屬片一實施例的平面示意圖。如第1圖及第2圖所示，本創作電池裝置100包括一框架10、複數個電池芯20及至少一導電金屬片30。每一電池芯20將會設置在框架10的定位孔11中。

導電金屬片30設置在框架10之上表面及/或下表面上。導電金屬片30包括有複數個電極連接端31。那些電極連接端31將以交錯或陣列的方式排列設置在導電金屬片30之上。各電池芯20的電極，如正極、負極，分別連接至對應的電極連接端31，電池芯20透過導電金屬片30以串聯或並聯連接一起。

接續，以除料切割的方式在導電金屬片30之上製作出複數個溝槽32、33。在本創作中，溝槽32、33亦可為一一字形溝槽、一閃電形溝槽、一S形溝槽、一Y形溝槽或其它形狀樣式的溝槽。一或多個溝槽32、33將設置在各電極連接端31與相鄰的電極連接端31之間。以第2圖為例，本創作一實施例中，同一側相鄰的電極連接端31之間分別設置有一一字形的溝槽32；或者，本創作又一實施例中，在兩交錯設置的一字形的溝槽32之間增設有一閃電形的溝槽33。

各電極連接端31的中心與相鄰的電極連接端31的中心相差一特定距離(D1)。各電極連接端31與相鄰的電極連接端31之間所有溝槽32、33的加總長度(BT＝B1+B1+B2)將大於或等於特定距離(D1)，如B1為一字形溝槽32的長度，而B2為閃電形溝槽33的長度。

導電金屬片30在設置溝槽32、33後，各電極連接端31與同一側相鄰的電極連接端31之間具有較長及較窄的熱傳導路徑(L)，且由於部分的導電金屬片30被除料作為溝槽32、33，各電極連接端31與同一側相鄰的電極連接端31之間的截面積(A)將相對地變小。透過熱傳導效能公式Q =t(A*△T)k/L亦可得知，熱傳導效能(Q)與截面積(A)呈正比的關係而與熱傳導路徑(L)呈反比的關係，較長的熱傳導路徑(L)及較小的截面積(A)將會降低熱傳導效能(Q)。於此，導電金屬片30在設置溝槽32、33後，電池芯20在電極連接端31上所產生的高溫熱量必須透過較長及較窄的熱傳導路徑(L)才能傳導至同一側相鄰的電極連接端31，在傳導過程中，熱量將會變少、傳導速度變慢而延緩傳導至同一側相鄰的電極連接端31，以便同一側相鄰的電極連接端31所連接的另一電池芯20可以減緩升溫。

對於未設置有溝槽32、33的導電金屬片30及設置有溝槽32、33的導電金屬片30實行電池芯20的溫度檢測，當其中一電池芯20爆炸失火而讓其溫度上升至 500度時，若導電金屬片30未設置有溝槽32、33，相鄰的電池芯20的溫度將會快速升溫至一較高的溫度，如350度；若導電金屬片30設置有溝槽32、33，相鄰的電池芯20的溫度只會升溫至140度左右。於此，導電金屬片30在設置溝槽32、33後，電池芯20所產生的瞬間的高熱量將可以延緩傳導至相鄰的電池芯20而減緩相鄰的電池芯20的升溫，以便提升電池裝置100使用上的安全性。

另，一字形的溝槽32除設置在同一側相鄰的電極連接端31之間，也可以設置在不同側相鄰的電極連接端31之間，如第3圖所示。於此，在不同側相鄰的電極連接端31之間設置溝槽32，電池芯20所產生的熱量也可以延緩傳導至不同側相鄰的電池芯20而減緩相鄰的電池芯20的升溫。此外，本創作導電金屬片30上的溝槽32、33除製作成一字形、閃電形的態樣外，也可以製作成S形、Y形或其它形狀態樣。

請參閱第4圖及第5圖，分別為本創作電池裝置又一實施例的結構立體圖及本創作電池裝置的導電金屬片又一實施例的平面示意圖。如第4圖及第5圖所示，本實施例的導電金屬片30進一步設置有複數個導熱材34。各導熱材34亦可分別設置在溝槽32及/或溝槽33之上。本創作一實施例中，導熱材34亦可為一具較佳導熱功效的金屬導熱材，如銅、鋁；或者，本創作又一實施例中，導熱材34亦可為一具較佳導熱功效的非金屬導熱材，如橡膠混合材料、碳纖合成材料或聚氨酯與氫氧化鋁複合材料。

在此，經由導熱材34的設置，當電池芯20所產生的高溫熱量通過導電金屬片30之溝槽32、33旁的熱傳導路徑時，其部分的熱量將被導熱材34導引離開導電金屬片30，致使以降低電池芯20所產生的高溫熱量影響到同一側相鄰的電池芯20。當然，如第6圖所示，不同側相鄰的電極連接端31之間的溝槽32也可以設置有導熱材34，致使以降低電池芯20所產生的高溫熱量影響到另一側相鄰的電池芯20。

進一步地，如第7圖及第8圖所示，電池裝置100的外部設置有一外殼101，外殼101亦可為一金屬外殼。導熱材34貼在外殼101的內表面上。當電池芯20所產生的高溫熱量通過導電金屬片30的熱傳導路徑時，其部分的熱量將被導熱材34導引至外殼101而經由外殼101進行散熱。於此，電池芯20所產生的高溫熱量其部分將透過外殼101散熱出去，藉以降低影響到相鄰的電池芯20。

以上所述者，僅為本創作之一較佳實施例而已，並非用來限定本創作實施之範圍，即凡依本創作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，均應包括於本創作之申請專利範圍內。

100‧‧‧電池裝置

10‧‧‧框架
11‧‧‧定位孔

20‧‧‧電池芯
30‧‧‧導電金屬片

31‧‧‧電極連接端
32‧‧‧溝槽

33‧‧‧溝槽
34‧‧‧導熱材

第1圖：本創作電池裝置一實施例的結構立體圖。

第2圖：本創作電池裝置的導電金屬片一實施例的平面示意圖。

第3圖：本創作電池裝置的導電金屬片又一實施例的平面示意圖。

第4圖：本創作電池裝置又一實施例的結構立體圖。

第5圖：本創作電池裝置的導電金屬片又一實施例的平面示意圖。

第6圖：本創作電池裝置的導電金屬片又一實施例的平面示意圖。

第7圖：本創作第4圖的電池裝置加上外殼後的結構立體透視圖。

第8圖：本創作第7圖的電池裝置的剖面示意圖。

Claims (9)

1. 一種具延緩熱傳導構造的電池裝置，包括：
   複數個電池芯；
   至少一框架，各該電池芯分別排列在該框架中；及
   至少一導電金屬片，設置在該框架上，包括有複數個電極連接端
   及複數個溝槽，其中，各該電池芯的電極分別連接至對應的該電極連接端，該電池芯透過該導電金屬片以串聯或並聯連接一起，各該電極連接端與相鄰的該電極連接端之間設置有一或多個該溝槽。
2. 如申請專利範圍第1項所述的具延緩熱傳導構造的電池裝置，其中該些電極連接端以交錯或陣列的方式設置在該導電金屬片上。
3. 如申請專利範圍第1項所述的具延緩熱傳導構造的電池裝置，其中各該電極連接端的中心與相鄰的該電極連接端的中心相差一特定距離，各該電極連接端與相鄰的該電極連接端之間所有該溝槽的加總長度將大於或等於該特定距離。
4. 如申請專利範圍第1項所述的具延緩熱傳導構造的電池裝置，其中該溝槽為一一字形溝槽、一閃電形溝槽、一S形溝槽、一Y形溝槽或其它形狀態樣的溝槽。
5. 如申請專利範圍第1項所述的具延緩熱傳導構造的電池裝置，其中各該溝槽上分別設置有一導熱材。
6. 如申請專利範圍第5項所述的具延緩熱傳導構造的電池裝置，該電池裝置的外部設置有一外殼，該導熱材貼在該外殼的內表面上。
7. 如申請專利範圍第5項所述的具延緩熱傳導構造的電池裝置，其中該導熱材為一具較佳導熱功效的金屬導熱材。
8. 如申請專利範圍第5項所述的具延緩熱傳導構造的電池裝置，其中該導熱材為一具較佳導熱功效的非金屬導熱材。
9. 如申請專利範圍第8項所述的具延緩熱傳導構造的電池裝置，其中該導熱材為一橡膠混合材料、一碳纖合成材料或一聚氨酯與氫氧化鋁複合材料。