TWM631490U

TWM631490U - 電池模組

Info

Publication number: TWM631490U
Application number: TW111204119U
Authority: TW
Inventors: 張古博
Original assignee: 新盛力科技股份有限公司
Priority date: 2022-04-21
Filing date: 2022-04-21
Publication date: 2022-09-01

Abstract

本新型提出一種電池模組，包括一殼體及一電池固定機構，殼體內部一側設有一吹風口而另一側設有一抽風口；電池固定機構設置在吹風口及抽風口間，包括一第一固定架及一第二固定架；第一固定架包括複數階第一固定架單元，而第二固定架包括複數階第二固定架單元；每一階的第一固定架單元及每一階的第二固定架單元間固定至少一電池芯；第一固定架單元及第二固定架單元向著吹風口的位置依序從低階往高階進行排列；當一空氣透過吹風口進入殼體內部時，空氣吹向每一階第一固定架單元及每一階第二固定架單元間的電池芯，而後透過抽風口抽出空氣。

Description

電池模組

本新型有關於一種電池模組，尤指一種具較佳散熱效果的電池模組。

近年來，隨著環保減碳之需求，電動車逐漸地受到人們的青睞。很多車廠陸續進入電動車的開發，以期在電動車市場上搶得商機。電動車之動力來源為電池，如鋰電池。為增加電動車的續航力，電動車上通常會設置具有相當數量電池芯的電池模組，以便提供足夠的電力給予電動車使用。

請參閱圖1、圖2及圖3，為習用電池模組之俯視剖面圖、正視剖面圖及側視剖面圖。如圖1、圖2及圖3所示，電池模組100包括一殼體11、複數個電池芯13、一第一固定架131及一第二固定架132。這些電池芯13將被容置及固定在第一固定架131及一第二固定架132之間，且擺設這些電池芯13的第一固定架131及第二固定架132將擺放在殼體11中，透過殼體11來保護電池芯13及第一固定架131及第二固定架132。傳統第一固定架131及一第二固定架132的本體通常設計為長條型，使該些電池芯13分別橫向地等高排列在第一固定架131及第二固定架132之間。

電池模組100的電池芯13充放電時，會發熱升溫。為了讓電池芯13充放電所產生的熱可進行散熱，通常會在殼體11的兩側分別設置一吹風扇151及一抽風扇153。容置有電池芯13的第一固定架131及第二固定架132放置在吹風扇151及抽風扇153之間。吹風扇151將外部的冷空氣朝著殼體11內部電池芯13所在位置進行吹風，吹入的冷空氣通過發熱的電池芯13後成為熱空氣。接著，抽風扇153抽取熱空氣，以將熱空氣往外排放，則，透過吹風扇151的吹風以及抽風扇153對於熱空氣的抽取，以期充放電發熱的電池芯13可以降溫。

再者，以往該些電池芯13橫向地等高排列在長條型的第一固定架131及第二固定架132間，因此，吹風扇151所吹的冷空氣其絕大部分的風力都會被距離吹風扇151較近的前排電池芯13所擋住而造成高流阻的現象，僅有少數風力能通過前排的電池芯13之間的間隙而流動至後排的電池芯13。另，為了在第一固定架131及第二固定架132有限的空間範圍內擺設較多數量的電池芯13，所排列的各電池芯13其彼此間的間隙通常非常小，這也會造成高流阻的情形，導致冷空氣在電池芯13間的流通效率非常差。於是，吹風扇151所吹入的冷空氣往往只能在低流阻的地方流動，例如設於吹風扇151附近前排的電池芯13以及第一固定架131及第二固定架132，則，距離吹風扇151越遠的後排電池芯13或排列在較內側的電池芯13幾乎無法接收到冷空氣的吹風。因此，距離吹風扇151越遠的電池芯13其充放電時常常處在一過溫的狀態。過溫狀態下的電池芯13容易耗損或潛藏爆炸的風險，而影響到電池芯13的使用壽命。

此外，由於冷空氣從吹風扇151流入，該冷空氣會和每一顆經過的電池芯13進行熱交換。因此，位在風向後端的電池芯13，所接收到的空氣是處於前端電池芯13做完熱交換的空氣。因此，整個電池模組100內部各個電池芯13其溫度依距離吹風扇151位置的遠近而呈現越來越高的溫度梯度，進而使位在風向後端的電池芯13的老化速度遠比位在風向前端的電池芯13還要快。

本創作提供一種具較佳散熱效果的電池模組，包括一殼體、一電池固定機構及複數個電池芯；殼體內部的一側設有一吹風口而另一側設有一抽風口；電池固定機構為一階梯狀的電池固定機構，設置在吹風口及抽風口間，且包括一第一固定架及一第二固定架；第一固定架包括複數階第一固定架單元，第二固定架包括複數階第二固定架單元，每一階的第一固定架單元及每一階的第二固定架單元間容置及固定至少一電池芯；再者，向著吹風口的位置，從低階往高階排列第一固定架單元以及第二固定架單元，則，當冷空氣經由吹風口吹入至電池模組內部時，在無高流阻的情況下順利地從前方最低階的第一固定架單元之上方處吹抵至後方最高階的第一固定架單元的檔板之位置處，而後冷空氣進一步從每一階第一固定架單元上所設置的通孔、管體及/或缺口被導引至每一電池芯所在位置的空間，以使冷空氣能夠吸收每一電池芯充放電所產生的熱並將吸收後的熱空氣抽出電池模組之外，進而避免電池芯充放電時過熱損壞或爆炸的風險，增加電池模組使用上的安全性。

本創作一實施例中，吹風口設置在殼體內部一側的上方處。

本創作一實施例中，抽風口設置在殼體內部另一側的下方處。

本創作一實施例中，在最高階的第一固定架單元的後側豎立有一檔板。

本創作一實施例中，吹風口設置在一吹風裝置上，抽風口設置在一抽風裝置上。

本創作一實施例中，吹風口透過一導風單元連通至第一固定架的上方空間，當冷的空氣經由吹風口及導風單元吹入至第一固定架的上方空間時，第一固定架的上方空間成為一冷區。

本創作一實施例中，每一階的第一固定架單元分別設有至少一通孔，冷的空氣經由吹風口吹入至第一固定架的上方空間中且經由每一通孔流入至每一電池芯的所在位置。

本創作一實施例中，電池固定機構更包括有複數個管體，每一管體分別垂直地穿設在第一固定架中，每一管體的上端連通至對應的通孔而下端設有至少一面向著對應的電池芯的側邊開口，冷的空氣經由吹風口吹入至第一固定架的上方空間中、並經由通孔進入管體內部且經由管體的側邊開口輸出至每一電池芯的所在位置。

本創作一實施例中，每一階的第一固定架單元的前緣處分別設有至少一缺口，冷的空氣經由吹風口吹入至第一固定架的上方空間中且經由每一缺口流入至每一電池芯的所在位置。

本創作一實施例中，當複數個電池芯充放電時，一熱區形成在複數個電池芯所在位置的空間。

100:電池模組

11:殼體

13:電池芯

131:第一固定架

132:第二固定架

151:吹風扇

152:抽風扇

300:電池模組

31:殼體

311:吹風裝置

312:抽風裝置

32:導電架

33:電池固定機構

331:第一固定架

3311:第一固定架單元

3312:檔板

3313:通孔

3315:缺口

332:第二固定架

3321:第二固定架單元

34:管體

341:側邊開口

35:電池芯

37:導風單元

圖1為習用電池模組設置在一殼體中的俯視剖面圖。

圖2為習用電池模組設置在一殼體中的正視剖面圖。

圖3為習用電池模組設置在一殼體中的側視剖面圖。

圖4為本創作電池模組一實施例的正視剖面圖。

圖5為本創作電池模組一實施例未展示電池固定機構的正視剖面簡易圖。

圖6為本創作電池固定機構一實施例的立體示意圖。

圖7為本創作電池模組又一實施例的正視剖面圖。

圖8為本創作管體的構造立體圖。

圖9為本創作電池固定機構又一實施例的立體示意圖。

請參閱圖4、圖5及圖6，分別為本創作電池模組一實施例的正視剖面圖、本創作電池模組一實施例未展示電池固定機構的正視剖面簡易圖及本創作電池固定機構一實施例的立體示意圖。如圖4、圖5及圖6所示，本創作電池模組300包括一殼體31、一電池固定機構33及複數個電池芯35。殼體31內部之一側設有一具有吹風口的吹風裝置311，而另一側設有一具有抽風口的抽風裝置312。較佳者，具有吹風口的吹風裝置311係設置在殼體31內部一側的上方處，而具有抽風口的抽風裝置312設置在殼體31內部另一側的下方處。在電池模組300的充放電期間，一冷的空氣從吹風裝置311的吹風口進入殼體31內部，而一熱的空氣從抽風裝置312的抽風口抽出。

本創作電池固定機構33為一階梯狀的電池固定機構，其擺設在殼體31中且位在吹風裝置311及抽風裝置312之間。電池固定機構33包括一第一固定架331及一第二固定架332。第一固定架331包括複數階第一固定架單元3311，第二固定架332包括複數階第二固定架單元3321。在本創作中，第一固定架331用以固定電池芯35的上端，而第二固定架332用以固定電池芯35的下端。每一階的第一固定架單元3311及每一階的第二固定架單元3321之間固定一個或多個電池芯35。進一步，每一階的第一固定架單元3311及每一階的第二固定架單元3321分別包括有複數個套筒(未顯示)。各電池芯35的上端套設在第一固定架單元3311的套筒中，而下端套設在第二固定架單元3321的套筒中，以便各電池芯35能夠被固定在每一階的第一固定架單元3311及每一階的第二固定架單元3321之間，且各電池芯35彼此間保持間隔。再者，每一階的第一固定架單元3311及每一階的第二固定架單元3321間所固定的電池芯35分別透過一導電架32電性串接另一階的第一固定架單元3311及另一階的第二固定架單元3321間所固定的電池芯35。

在本創作中，對於第一固定架單元3311及第二固定架單元3321之高低階排列方向，將以吹風裝置311的吹風口的位置來決定。例如：向著吹風口位置，逐步地從低階的第一固定架單元3311往高階的第一固定架單元3311排列以及逐步地從低階的第二固定架單元3321往高階的第二固定架單元3321排列；換言之，較低階的第一固定架單元3311及第二固定架單元3321將會設置靠近於吹風口的位置，而較高階的第一固定架單元3311及第二固定架單元3321將會設置遠離於吹風口的位置。

再者，電池模組300更包括有一導風單元37。導風單元37亦可為連通管或導板所構成。吹風裝置311的吹風口透過導風單元37連通至第一固定架331的上方空間。當冷空氣經由吹風裝置311的吹風口吹入殼體31內部以及經由導風單元37導入至第一固定架331的上方空間時，第一固定架331的上方空間將成為一冷區。此外，在最高階的第一固定架單元3311的後側豎立有一檔板3312。

電池模組300充放電時，冷空氣經由吹風裝置311的吹風口吹入至殼體31中，並經由抽風裝置312的抽風口抽出熱空氣。具體而言，當電池模組300的該些電池芯35充放電時，該些電池芯35將會發熱升溫，使該些電池芯35的所在位置形成一熱區。為避免熱區中的電池芯35過熱受損，首先，冷空氣經由吹風裝置311的吹風口吹入至導風單元37，經由導風單元37的導引而吹至第一固定架331的上方空間，以使第一固定架331的上方空間經由冷空氣之流通而成為冷區。冷空氣進入第一固定架331的上方空間後，將從低階的第一固定架單元3311往高階的第一固定架單元3311之方向進行流動。由於對向著吹風口位置從低階往高階配置第一固定架單元3311及第二固定架單元3321，以使所吹入的冷空氣在無高流阻的情況下順利地從前方最低階的第一固定架單元3311之上方處吹抵至後方最高階的第一固定架單元3311的檔板3312之位置處。

本創作一實施例中，每一階的第一固定架單元3311分別設有至少一通孔3313。通孔3313連通至第一固定架單元3311下方的電池芯35所在的空間。流通在第一固定架331的上方空間的冷空氣將會分別經由每一階第一固定架單元3311上的通孔3313而往下流入每一電池芯35的所在位置，以便利用冷空氣對於每一充放電發熱的電池芯35進行散熱。接著，冷空氣吸收電池芯35充放電產生的熱後成為熱的空氣。最後，抽風裝置312將熱空氣從抽風口抽出往外排放。如此持續的循環，將冷空氣吹入至電池模組300中以及從電池模組300抽出熱空氣，以使電池模組300的電池芯35在充放電時能夠有效地被降溫。

或者，參閱圖7所示，電池固定機構33更包括有複數個管體34。每一管體34分別垂直地穿設在第一固定架331的每一階第一固定架單元3311 上，且分別插入電池芯35之間保持的間隔中。例如：每四個電池芯35之間保持一間隔，而管體34可插入此一間隔中。進一步配合參閱圖8所示，每一管體34的上端連接對應的通孔3313，而下端設在對應的電池芯35間且設有至少一朝向著對應的電池芯35之前段或中段的側邊開口341。第一固定架331的上方空間分別透過那些管體34以連通至複數個電池芯35所在位置的空間。當冷空氣經由各通孔3313進入各管體34內部後，將往下從各管體34的側邊開口341輸出至電池芯35所在位置的空間，並朝著對應的多個電池芯35之間的間隔空間中進行吹風或流通，以便利用冷空氣對於充放電中的電池芯35進行散熱。接著，冷空氣吸收電池芯35充放電產生的熱後成為熱空氣，最後，抽風裝置312將熱空氣從抽風口抽出往外排放。持續的循環，將冷空氣吹入電池模組300中以及從電電池模組300抽出熱空氣，以使電池模組300在充放電時能夠有效地被均勻降溫。

在本創作中，管體34的設置數量、每一管體34的長度、每一管體34所連接的通孔3313的口徑大小及每一管體34的側邊開口341的開口數量將根據於電池芯35充放電時所在位置的區域溫度進行對應設計。

或者，本創作另一實施例中，如圖9所示，每一階第一固定架單元3311的前緣處設有一缺口3315。容置在電池固定機構33中的電池芯35其部分結構將會經由缺口3315而外露出來。流通在第一固定架331上方空間的冷空氣將從缺口處3315對於每一對應的充放電電池芯35的部分結構進行吹風或從缺口處3315而往下流入至每一電池芯35的所在位置，以便利用冷空氣對於每一充放電電池芯35進行散熱。接著，冷空氣吸收電池芯35充放電產生的熱後成為熱空氣，最後，抽風裝置312將熱空氣從抽風口抽出往外排放。持續的循環，將冷空氣吹入電池模組300中以及從電電池模組300抽出熱空氣，以使電池模組300在充放電時能夠有效地被均勻降溫。

於是，本創作透過階梯狀的第一固定架331及第二固定架332的設計，吹風口所吹入的冷空氣將可避免遇到高阻流而順利地從第一固定架331之最低階第一固定架單元3311流向至最高階第一固定架單元3311，而後冷空氣進一步從每一階第一固定架單元3311上所設置的通孔3313、管體34及/或缺口3315被導引至每一電池芯35所在位置的空間，以使每一電池芯35充放電所產生的熱都可以被冷空氣有效地均勻帶走，進而避免電池芯35充放電時過熱損壞或爆炸的風險，增加電池模組300使用上的安全性。

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