CN104701912B - 充电电池模块 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种充电电池模块。该充电电池模块包含、多个充电电池芯、二端部固定结构、一中间固定结构、多个导热棒、一螺栓及一螺帽。该二端部固定结构反向设置，该螺栓穿过一固定管、中间固定结构而至另一固定管，通过结合该螺帽而固定该充电电池模块。

Description

充电电池模块

技术领域

本发明是关于一种充电电池模块。特别是关于一种具有固定结构及散热功能的充电电池模块。

背景技术

充电电池广泛地应用于许多产品中，诸如笔记型电脑、平板电脑、移动电话，甚至是大型电动车与机器人。由于前述装置的内部空间有限，如何安置充电电池组（或电池芯），防止因为震荡而有充电电池组（电池芯）脱落，并确保运作时散热能有效进行，对于设计这些装置的工程师来说，一直是需要按个别情况，随时注意解决的问题。

回顾现有技术，有许多方式值得参考。请见图1，美国专利第6,465,123号提出一种箱状充电电池模块1，其由一上盖（未绘示）、一底版11及多个固定结构12所构成。固定结构12具有多个相连半圆弧结构，其半圆弧刚好可以容置半个充电电池芯20。底版11上也有相应的半圆弧结构，固定结构12的半圆弧结构与底版11相应的半圆弧结构结合，可以固定数个充电电池芯20。此外，两个固定结构12的半圆弧结构相结合，也能另外固定数个充电电池芯20。如此，多层的充电电池芯20组成了电池模块1的主要部分。最后将上盖（未绘示）与底版11结合，电池模块1就形成了。许多电池模块采用了相似于本发明的结构来制造，但明显的缺点就是这样的结构需要依照不同的应用主体（设备），开不同的模具。成本考量下，不甚经济。此外，其散热效果也有限。

又如图2所示，另一现有技术提供了一种电池模块3，包含了：第一电池托架31、第二电池托架32以及液冷散热模块33，每一电池托架31、32具有多个镂空容置部34，以对应容置多个电池单元40；液冷散热模块33包含:入口流道331、出口流道332、具有流道的流道板333以及连接于流道板333两相对侧的第一连接构件334、第二连接构件335；其中，第一电池托架31与第二电池托架32可相互堆叠设置，且第一电池托架31与第二电池托架32之间设置流道板333，其两相对侧则以第一连接构件334与第二连接构件335分别固定的，当冷却液体自入口流道331流入后，输入流道板333的流道，将电池托架31与32中的电池单元40产生的热能携走，并输送至另一侧的第二连接构件335，再由出口流道332流出。

前述的电池模块3确实能因为液冷散热模块33的设计，使得电池单元40运作时产生的热量，能有效且快速地传导至电池模块3外。但因为结构上多了液冷散热模块33，除了增加电池模块3的建置成本外，组装上亦费时耗工。

因此，一种充电电池模块，具有较低成本与易组装性，在运作时能有效散热，且又能固定其内部电池芯，亟待业界努力研发。

发明内容

已知的充电电池模块，存在着散热不易与价格偏高的问题。此外，为了便于固定其内的充电电池芯及强化散热，充电电池模块的组装非常不便。

因此，需要研发具有较低成本与易组装性，在运作时能有效散热，且又能固定其内部电池芯的充电电池模块。本发明的充电电池模块即具上述特点。

依照本发明的一种态样，一种充电电池模块，包含：多个充电电池芯，具有一致的外型且以相同方向排列，彼此以串联或并联方式连接以提供电力；二端部固定结构，每一包含：多个端部容置部，形成于同一平面上，每一端部容置部包括至少一个限位结构，设置于该端部容置部末端，以容置该充电电池芯的一端并限制充电电池芯移动不能超出该限位结构；及一端部固定管，形成于该多个端部容置部之间；一中间固定结构，包含：多个中空部，形成于同一平面上，每一中空部的截面形状实质近似但略大于充电电池芯的截面形状，用以固定该充电电池芯；及多个固定槽，每一固定槽形成于中间固定结构的一侧；多个导热棒，每一导热棒固定于至少一个固定槽中，用以将充电电池芯产生的热量，经由该中间固定结构传导出；一螺栓；及一螺帽。该二端部固定结构反向设置，该螺栓穿过一端部固定管、中间固定结构而至另一端部固定管，通过结合该螺帽而固定该充电电池模块，该充电电池芯通过二端部固定结构的端部容置部的限位结构而沿该螺栓的轴向固定。

依照本发明的构想，该端部容置部的末端开口，以让一电极露出。

依照本发明的构想，该端部固定结构进一步包含一螺帽容置部，用以于该螺栓与螺帽结合时，容置该螺帽。

依照本发明的构想，该中间固定结构进一步包含一固定孔，容置该二端部固定管的末端部分，用以固定该二端部固定管。

依照本发明的构想，该端部固定结构由热固性塑胶或金属材料制成。

依照本发明的构想，该中间固定结构由热固性塑胶或金属材料制成。

依照本发明的构想，该导热棒的剖面结构为圆形、正方形或正六角形。

依照本发明的构想，该导热棒由金属或合金所制成。

依照本发明的构想，该金属为铝、黄铜或红铜。

本发明所提供的充电电池模块，可在正常运作下，有效的进行散热，并固定充电电池芯，免于因晃动而造成充电电池芯散落的情形。其材料精简，价格相对一般充电电池模块便宜。又该充电电池模块易于组装，且方便通过导热棒连成充电电池模块网络。

附图说明

图1为一种箱状充电电池模块前案的立体图。

图2为一电池模块前案的分解图。

图3为依照本发明的一充电电池模块的立体图。

图4为该充电电池模块的分解图。

图5显示该充电电池模块的一种组合方式。

图6为该组合方式的立体图。

图7为该充电电池模块的另一组合方式的立体图。

附图标记说明：1-充电电池模块；11-底版；12-固定结构；20-充电电池芯；3-电池模块；31-第一电池托架；32-第二电池托架；33-液冷散热模块；331-入口流道；332-出口流道；333-流道板；334-第一连接构件；335-第二连接构件；34-容置部；40-电池单元；50-充电电池模块；51-充电电池芯；511-电极；52-端部固定结构；521-容置部；5211-限位结构；522-端部固定管；523-螺帽容置部；53-中间固定结构；531-中空部；532-固定槽；533-固定孔；54-导热棒；55-螺栓；56-螺帽。

具体实施方式

本发明将通过参照下列的实施例而更具体地描述。

请参阅图3至图7。图3为依照本发明的一充电电池模块的立体图。图4为该充电电池模块的分解图。图5显示该充电电池模块的一种组合方式。图6为该组合方式的立体图。图7为该充电电池模块的另一组合方式的立体图。

一充电电池模块50可由以下装置组成：8个充电电池芯51、2个端部固定结构52、1个中间固定结构53、2个导热棒54、1个螺栓55与1个螺帽56。应当注意的是，本实施例是依照一种电源需求所设计的。实作上，依照不同的需求，该充电电池模块50可以设有二个以上的充电电池芯51，并不限定于8个。

该8个充电电池芯51，具有一致的外型且以相同方向排列，常用者如18650锂充电电池。如图3所示，充电电池芯51是以两列，每列4个的方式排列。排列的方式不限定于此，可随着充电电池芯数量而变。举例而言，如果充电电池芯数目是16个，排列方式可以是4列，每列4个，或者2列，每列8个。在设计上，最好充电电池芯排列于同一平面上，以减少组装时的空间浪费。充电电池芯51彼此可以串联或并联方式连接，提供一特定电力。由于本发明并不涉及充电电池芯的连接方式，凡能达成单位充电电池组能提供的电量的设计，皆可做为充电电池芯51的连接方式。故，各图示中并不绘示充电电池芯51的连接线路。

2个端部固定结构52各包含8个端部容置部521、1个端部固定管522与1个螺帽容置部523。8个端部容置部521形成于同一平面上，每一端部容置部521包括至少一个限位结构5211（图4圆圈显示处），设置于该端部容置部521末端。端部容置部521用来容置该充电电池芯51的一端。限位结构5211还可限制充电电池芯51的移动，不能超出该限位结构5211。端部容置部521的末端开口，以让一电极511露出，便于充电电池芯51间电连接。本实施例中所绘示在每端部容置部521末端的限位结构5211数量是4个。依照本发明的精神，其数量并不限于4个。只要能达到限制充电电池芯51移动的目的，任何数量都可以。

该端部固定管522形成于8个端部容置部521的中央部分。由于端部固定管522是便于螺栓55与螺帽56固锁，端部固定管522的位置要在8个端部容置部521平面的质心部分较佳，以避免应力分布不均。但若因为充电电池模块50装设的设备有辅助装置，端部固定管522不设在端部容置部521平面的质心部分也可以。又，依照本发明的精神，端部固定管522的数量不限于本实施例中的1个，只要能达到稳固充电电池模块50的目的，数个端部固定管522可以设在端部固定结构52上。但要注意的是，螺栓55与螺帽56的数量也要因应增加。螺帽容置部523是用来在螺栓55与螺帽56结合时，容置该螺帽56。

材料方面，端部固定结构52可由热固性塑胶或金属材料制成。热固性塑胶方面，ABS塑胶料是较佳；金属方面，铝或铝合金较佳。

中间固定结构53包含了8个中空部531、12个固定槽532与1个固定孔533。中空部531的数量跟充电电池芯51数量是一致的，排列方式与位置同端部容置部521的安排方式。8个中空部531形成于同一平面上，每一中空部531的截面形状实质近似但略大于充电电池芯51的截面形状。这样一来，充电电池芯51恰可以置入中空部531，可以到固定的作用，充电电池芯51顶多只能在置入中空部531后，沿轴向移动。

由图3与图4中可以清楚地发现，12个固定槽532，每一固定槽532形成于中间固定结构52的一侧。因为中间固定结构53的形状是近似长方形的，所以固定槽532的安排是4个在前侧，4个在后侧，2个在左侧，2个在右侧。由于固定槽532的用途是与导热棒54固定之用，固定槽532的设置是在最外部，以能接触导热棒54的位置为佳。值得注意的是，依照本发明的精神，每一侧固定的导热棒54数量不限于一个。为了充电电池模块50整体的稳定性及散热考量，某一侧或所有侧面固定2根以上的导热棒54也可以。因此固定槽532的数量会增加，同侧也会有多层的设置。

固定孔533是用来容置2个端部固定管522的末端部分，因此，可以用来固定2个端部固定管522。

材料方面，中间固定结构53可由热固性塑胶或金属材料制成。热固性塑胶方面，ABS塑胶料是较佳；金属方面，铝或铝合金较佳。

每一导热棒54固定于至少一个固定槽532中，用以将充电电池芯51产生的热量，经由该中间固定结构53传导出，到充电电池模块50的外部，进行散热。本实施例中，导热棒54的剖面结构为圆形。但正方形或正六角形也可以被使用。导热棒54由金属或合金所制成，较佳地，该金属可以是铝、黄铜或红铜。

螺栓55与螺帽56是用来固锁充电电池模块50结构的，其方式请参照图4与下方的描述。2个端部固定结构52反方向设置。螺栓55穿过一固定管522、中间固定结构53而至另一固定管522。通过结合螺栓55与螺帽56，充电电池模块50因而固定。充电电池芯51通过2个端部固定结构52的端部容置部521的限位结构5211而沿该螺栓55的轴向固定。

本发明所提供的充电电池模块，可以一个以上的模块，共用其导热棒来做连结，已形成更大的充电电池模块网络。请见图5与图6，3个充电电池模块50，共用三个导热棒54横向连接及进行散热，形成了两层（上一下二）的充电电池模块网络。又本实施例的应用可由三个导热棒54纵向连接及进行散热（图7），形成两列（左二右一）的充电电池模块网络。

虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。

Claims (9)

1.一种充电电池模块，其特征在于，包含：

多个充电电池芯，具有一致的外型且以相同方向排列，彼此以串联或并联方式连接以提供电力；

二端部固定结构，每一包含：

多个端部容置部，形成于同一平面上，每一端部容置部包括至少一个限位结构，设置于该端部容置部末端，以容置该充电电池芯的一端并限制充电电池芯移动不能超出该限位结构；及

一端部固定管，形成于该多个端部容置部之间；

一中间固定结构，包含：

多个中空部，形成于同一平面上，每一中空部的截面形状实质近似但大于充电电池芯的截面形状，用以固定该充电电池芯；及

多个固定槽，每一固定槽形成于中间固定结构的一侧；

多个导热棒，每一导热棒固定于至少一个固定槽中，用以将充电电池芯产生的热量，经由该中间固定结构传导出；

一螺栓；及

一螺帽，

其中，该二端部固定结构反向设置，该螺栓穿过一端部固定管、中间固定结构而至另一端部固定管，通过结合该螺帽而固定该充电电池模块，该充电电池芯通过二端部固定结构的端部容置部的限位结构而沿该螺栓的轴向固定。

2.根据权利要求1所述的充电电池模块，其特征在于，该端部容置部的末端开口，以让一电极露出。

3.根据权利要求1所述的充电电池模块，其特征在于，该端部固定结构进一步包含一螺帽容置部，用以于该螺栓与螺帽结合时，容置该螺帽。

4.根据权利要求1所述的充电电池模块，其特征在于，该中间固定结构进一步包含一固定孔，容置该二端部固定管的末端部分，用以固定该二端部固定管。

5.根据权利要求1所述的充电电池模块，其特征在于，该端部固定结构由热固性塑胶或金属材料制成。

6.根据权利要求1所述的充电电池模块，其特征在于，该中间固定结构由热固性塑胶或金属材料制成。

7.根据权利要求1所述的充电电池模块，其特征在于，该导热棒的剖面结构为圆形、正方形或正六角形。

8.根据权利要求1所述的充电电池模块，其特征在于，该导热棒由金属或合金所制成。

9.根据权利要求8所述的充电电池模块，其特征在于，该金属为铝或红铜，该合金为黄铜。