TWM620313U

TWM620313U - 可分離式電動堆高機電池模組

Info

Publication number: TWM620313U
Application number: TW110210333U
Authority: TW
Inventors: 呂祥泰; 王世傑
Original assignee: 沛豐能源科技股份有限公司
Priority date: 2021-09-01
Filing date: 2021-09-01
Publication date: 2021-11-21

Abstract

一種可分離式電動堆高機電池模組，係設於電動堆高機之一電池箱體內，包含有數大電池模組，每一大電池模組皆具有一大殼體，另該大殼體頂面設有一大電流輸出接頭，該等大電流輸出接頭之間皆以大電流導線相連接而形成串並聯，另該等大電池模組內皆設有數小電池模組，該等小電池模組係相互堆疊於該大電池模組之大殼體內，每一小電池模組皆設有小電流輸出接頭，該等小電流輸出接頭之間皆以銅片相連接而形成串並聯，該等小電池模組之小電流輸出接頭再藉由大電流導線與大電池模組之大電流輸出接頭電性連接，另每一小電池模組皆具有一小殼體，每一小殼體內皆並聯設有數磷酸鋰鐵電池芯，藉此，具有可於當場進行更換與維修之優點。

Description

可分離式電動堆高機電池模組

本創作係與一種磷酸鋰鐵電池模組有關，特別是指一種可分離式電動堆高機之磷酸鋰鐵電池模組。

按，目前目前市面上電動堆高機大部分均使用鉛酸電池作為電池動力系統設計，其特點為：

1.體積重量方面：鉛酸電池的體積大、重量重，不需重新配重為其優點，磷酸鋰鐵電池的體積相對較小、重量輕，需要重新配重為其缺點。

2.能量密度比方面：磷酸鋰鐵電池的能量密度是鉛酸電池的3~4倍，是以在電池容量相等的狀況下會比鉛酸電池的體積更小，重量更輕。

3.循環壽命方面：鉛酸電池的循環壽命約在300次左右，磷酸鋰鐵電池約在5000次。鉛酸電池壽命約在3年，而磷酸鋰鐵電池壽命可以高達5年。

4.安全方面：鉛酸蓄電池，傾倒時電解液外漏時具有高腐蝕性，而磷酸鋰鐵在強烈的碰撞擠壓穿刺下測試，不會產生爆炸，較具安全性。

5.綠色環保方面：鉛酸蓄電池中存在著大量的鉛，將對環境產生污染。而磷酸鋰鐵不含任何重金屬，無毒，無污染，在應用中符合歐洲RoHS法則，為綠色環保電池。

6.維護保養方面：鉛酸蓄電池中電解液需常常加水，需頻繁維護，維護成本高。而磷酸鋰鐵電池則不需要常常維護，維護成本低。

7.工作溫度範圍方面：鉛酸蓄電池可在-20℃-50℃的溫度範圍內應用，自放電率高。而磷酸鋰鐵溫度工作範圍大(-20~+75℃)，自放電率低。

8.充電效能方面：鉛酸電池無法做快速充電。磷酸鐵鋰電池可快速充電，可大電流2C快速充放電。

9.充電效應方面：鉛酸蓄電池往往會在放電不完全下繼續進行充電，這會損害電池壽命。磷酸鐵鋰電池無此現象，電池不管處於甚麼狀況，可隨充隨用，無需先完全放完電再充電。

10.製造人工成本方面：鉛酸蓄電池的人工成本約為10%~20%。磷酸鋰鐵電池的人工約為40%以上。

11.代價方面：市場上電動堆高機主流的電池電壓是48伏，假定需要改換的話，鉛酸電池在380-450元(48V12AH-48V20AH)左右，保固期為1年。磷酸鋰鐵電池代價相對較貴，需要1000(48V12AH)元旁邊，然則其保固期為5年。

鉛酸電池雖然具有成本低等優勢，但是因壽命短、需常維護以及環保等問題，已漸漸由鋰電池所取代，再加上電動堆高機大部分業務內容方式均為租賃方式進行業務往來，對於租賃公司來講減少客訴客戶往返奔波次數，即為增加利潤的方法，基於上述需求，設計使用磷酸鋰鐵電池芯為核心，組成一可分離式電動堆高機電池模組，使得可以進行當場快速更換與維修，乃是本創作的主要目地。

傳統使用鉛酸電池所組成的電動堆高機電池動力模組，因鉛酸電池具有體積大、重量重之特點，在做電池維修更換時往往需使用輔助載具將數百公斤吊起後才能進行維修更換動作，具有效率差以及工作安全等問題。

鉛酸電池雖具有成本低之優勢，為了解決鉛酸電池體積大、能量密度低、循環壽命短、安全性差、環保效果差、不易保養維護、溫度工作範圍差、充電效能差等缺點，基於安全考慮需求，相較於磷酸鋰鐵電池安全性優於鋰三元電池。

本創作之主要目的係在提供一種可分離式電動堆高機電池模組，採用磷酸鋰鐵電池為核心電池芯，設計一可分離式電動堆高機電池模組，可以當場進行快速更換與維修，乃是本創作的主要目地。

為達上述目的，本創作所提供之一種可分離式電動堆高機電池模組，係設於電動堆高機之一電池箱體內，包含有數大電池模組，每一大電池模組皆具有一大殼體，另該大殼體頂面設有一大電流輸出接頭，該等大電流輸出接頭之間皆以大電流導線相連接而形成串並聯，另該等大電池模組內皆設有數小電池模組，該等小電池模組係相互堆疊於該大電池模組之大殼體內，每一小電池模組皆設有小電流輸出接頭，該等小電流輸出接頭之間皆以銅片相連接而形成串並聯，該等小電池模組之小電流輸出接頭再藉由大電流導線與大電池模組之大電流輸出接頭電性連接，另每一小電池模組皆具有一小殼體，每一小殼體內皆並聯設有數磷酸鋰鐵電池芯，藉此，使本創作所提供之可分離式電動堆高機電池模組具有方便更換與維修之優點者。

1:電池箱體

2:大電池模組

21:大殼體

211:本體

212:側蓋

22:大電流輸出接頭

221:大電流導線

23:溫度及電壓輸出接頭

24:螺接座

3:小電池模組

31:小殼體

32:小電流輸出接頭

33:磷酸鋰鐵電池芯

34:銅片

321:分壓端

322:溫度感測器

4:電池管理模組

41:電源輸出連接器

5:提把

第1圖係本創作較佳實施例之組合立體圖。

第2圖係本創作較佳實施例之大電池模組之組合立體圖。

第3圖係本創作較佳實施例之大電池模組之分解立體圖。

第4圖係本創作較佳實施例之小電池模組之串並聯示意圖。

第5圖係本創作較佳實施例之小電池模組之分解立體圖。

第6圖係本創作較佳實施例之小電池模組之電路圖。

第7圖係本創作較佳實施例之大電池模組之裝設提把之示意圖。

以下將詳述本創作之各實施例，並配合圖式作為例示。除了這些詳細說明之外，本創作亦可廣泛地施行於其它的實施例中，任何所述實施例的輕易替代、修改、等效變化都包含在本創作之範圍內，並以申請專利範圍為準。在說明書的描述中，為了使讀者對本創作有較完整的瞭解，提供了許多特定細節；然而，本創作可能在省略部分或全部特定細節的前提下，仍可實施。此外，眾所周知的步驟或元件並未描述於細節中，以避免對本創作形成不必要之限制。圖式中相同或類似之元件將以相同或類似符號來表示。特別注意的是，圖式僅為示意之用，並非代表元件實際之尺寸或數量，有些細節可能未完全繪出，以求圖式之簡潔。

請參閱第1~6圖所示，本創作一種可分離式電動堆高機電池模組，係設於電動堆高機之一電池箱體1內，包含有數大電池模組2，每一大電池模組2皆具有一大殼體21，該大殼體21係由一本體211及一側蓋212所組成，另該大殼體21頂面設有一具有正負極之大電流輸出接頭22，該等大電流輸出接頭22之間皆以可分離式導線相連接而形成串並聯，另該等大電池模組2內皆設有數小電池模組3，該等小電池模組3係相互堆疊於該大電池模組2之大殼體21內，每一小電池模組3皆設有一小殼體31及具有正負極之小電流輸出接頭32，每一小電池模組3於小殼體31內皆並聯設有數磷酸鋰鐵電池芯33，本實施例中為三個磷酸鋰鐵電池芯33並聯成為一核心模組，其電池極耳正端與正端連接以及電池極耳負端與負端連接，其連接是以多點螺旋狀進行多點雷射焊接完成，再將此模組裝入方型絕緣之小殼體31內構成該小電池模組3，且該等磷酸鋰鐵電池芯33與小電流輸出接頭32電性相接，且該等小電池模組3之間皆以數銅片34相連接而形成串並聯，該等小電池模組3之小電流輸出接頭32之正負極再分別藉由大電流導線221與大電池模組2之大電流輸出接頭22之正負極電性連接，使用大電流導線221進行連接是為防止電池重量受應力拉扯到大電流輸出接頭22而可起緩衝作用。

優選的，該等銅片34上設有數分壓端321及一溫度感測器322，而該大殼體21頂面設有一溫度及電壓輸出接頭23，該等分壓端321及溫度感測器322藉由分壓輸出線與溫度傳感器輸出線而與溫度及電壓輸出接頭23電性連接，其多個分壓輸出線與溫度傳感器輸出線整合於一分離式連接器端內，負責進行每節電池電壓溫度監控。

優選的，本創作更包含有一電池管理模組4，亦設於該電動堆高機之電池箱體1內，該電池管理模組4與溫度及電壓輸出接頭23之間藉由可分離式訊號線而電性連接，另該電池管理模組4連接有一電源輸出連接器41，而可連接電動堆高機，供輸出電源。

優選的，請同時參閱第7圖所示，該大殼體21頂面上設有一螺接座24，該螺接座24形成有一內螺孔，可供一供牙式提把5螺鎖於該螺接座24上，因此當電池管理模組4顯示有其中一大電池模組2故障需換修時，只要取下該大電池模組2之大電流輸出接頭22與溫度及電壓輸出接頭23上之導線，再將該提把5螺鎖於該大電池模組2之螺接座24上，即可方便提起該大電池模組2進行更換，非常方便。

值得一提的是，本創作除了適用於一般立式或坐式電動堆高機以外，亦可適用於電動升降平台或露營車備用電源等，適用範圍甚廣。

茲將本創作之特徵及其可達成之預期功效陳述如下：

1.本創作由於可分割重量重大的電池容量成為多個電池模組，在人力可單獨進行現場維修的重量下進行維修作業而不需要輔助載具的目地。

2.本創作該等大電池模組的大電流輸出接頭之間與溫度及電壓輸出接頭之間均採可分離式電流導線及可分離式訊號線之設計，以達到外部接線可以分離之目的。

3.本創作大電池模組之電流輸出導線與溫度電壓監控用之訊號線係採分開輸出之設計，故可降低大電流對訊號線的干擾。

4.本創作在大電流電池模組上方重量中心處铆上一螺接座，而可供一有攻牙分離式提把鎖入提起電池模組用，有別於傳統電池模組上均铆合上傳統式提把，改善了行駛中傳統提把所產生的噪音與大大的降低了提把成本等目的。

5.本創作在大電流電池模組內設置一溫度感測器，將電池內部溫度經由分離式信號線接頭傳送至電池管理模組內進行溫度監控與管理，改善了電池模組因過充、過放時產生過熱影響電池壽命以及火災安全之目地。

6.本創作在大電流模組內設置多個單節電池分壓線，將每節電池的電壓狀況經由分離式信號線接頭傳送至電池管理模組內，當電池進行充放電時對每節進行平衡及保護，以達到延長電池壽命與安全的目的。

7.本創作中該等小電池模組之小電流輸出接頭正負極經串並聯後，分別藉由一大電流導線與大電池模組之大電流輸出接頭正負極電性連接，而可防止電池重量受應力拉扯到大電流輸出接頭，產生一緩衝之作用。

綜上所述，本創作在同類產品中實有其極佳之進步實用性，同時遍查國內外關於此類結構之技術資料，文獻中亦未發現有相同的構造存在在先，是以，本創作實已具備新型專利要件，爰依法提出申請。

惟，以上所述者，僅係本創作之一較佳可行實施例而已，故舉凡應用本創作說明書及申請專利範圍所為之等效結構變化，理應包含在本創作之專利範圍內。