TW200814406A - Voltage sensing member and battery module employed with the same - Google Patents

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200814406 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種電壓感測元件，其被設置於一電池 模組之一下殼體，以感測複數個電池芯之電壓，並將所測 5 得之電壓傳送至一電池管理系統（BMS)，且尤指一種電 壓感測元件，其包括複數個向上凸伸之夾形裝設件，以使 向上凸伸之裝設件是連接至電池芯之電極端連接處，複數 個没置於凸出部之導電彈簧感測件，複數個印刷電路板其 連接至上述裝設件之下端，一連接件以電性連接至前方及 10後方印刷電路板，以及一連接件設置於後方印刷電路板， 使得連接件連接至電池管理系統。 【先前技術】 15 20 、近年來，可用來充電及放電之二次電池已被廣泛地應 用為無線行動裝置之動力來源。同樣地，二次電池亦受到 ’、也/主〜、，其主要是因為二次電池亦可做為電動車（By) 及犯合動力車（HEV)的動力來源，其可來被發展來解決許多 問題，例如：使用汽油燃料之車輛所引起之空氣汙染。 每個小尺寸的行動裝置使用一或多個小尺寸電池芯。 另/方面’中或大尺寸的裝置，例如：車輛，則使用一個 中j大尺寸的電池模組，其具有複數個彼此電性連接之電 池芯’因為高輸出及大容量是中或大尺寸裝置所必需的。 、如果可能的話，中或大尺寸電池模組希望較佳是被製 成尺寸較小及重量較輕。因此，稜柱式電池或袋形電池因 6 200814406 具有較高的集積度及較小的重量·容量比率 被用來作為中或大尺寸電池模組的電池芯。尤其，因 形電池的重量較輕及製造成本較低，使得使用銘製薄片來 做為保護元件的袋狀電池則漸漸受到矚目。 5 目樣地，因電池模㈣本體是由複數個相互耗接在_ ㈣電池芯所組成，當某些電池芯發生過壓、過載或過熱 %，其電池模組的安全性及操作效率則會變低。因此，則 :要用來感測過載電壓或過熱之感測單元。特別地，電 壓偵測器會連接電池芯以即時或在特定時間區段中感測及 1〇控制電池芯的㈣。然而，《測單元的附加及連接★電池 权組的組裝過程變得相當複雜。此外，為了附加或連接感 測單元而必須設置之複數條導線亦可能使短路現象發生。 Π樣地為了擴充一次電池的應用而使用二次電池作為車 輛的動力來源時，當強烈衝擊或振作施加於電池模組時， 15於感測單元與二次電池間需要一用來保持彈性及穩定接觸 之耦接單元。 此外’當一中或大尺寸的電池模組是由複數個電池芯 或複數個每個包括特定數量電池芯之單元模組所組成時， 於電池芯或單元模組之間需要複數個用以機械性或電性連 20 接之元件’並且組裝該等機械性或電性連接元件之程序是 相當複雜的。再者，此種電池模組亦需額外空間來做為上 述連接元件之熔接或連接時所需乏空間，因此則增加了整 體電池模組的尺寸大小。尺寸增加則無法達成上述之需 7 200814406 求，因此，業界則需發展出一種具較小體積但又穩定之電 池模組。 【發明内容】 5 因此，本發明是為了解決上述問題及其他尚未被解決 的技術問題。 特別是，本發明之一目的係提供一種電池感測元件， 其不需使用複數個用以機械性或電性連接之元件，而可以 簡易的組裝程序製造。 10 本發明之另一目的係提供一電壓感測元件，在本發明 之電壓感測元件於組裝或操作階段中，如受到外部撞擊或 頻繁振動時，仍可維持穩定彈性接觸。 本發明另一目的係提供一種具有電壓感測單元之中或 大尺寸的電池模組，其是以使用者所需之輸出量及容量製 15 作。 依照本發明，上述或其他目的可藉由供應一電壓感測 單元而被達成，電壓感測單元係被用以感測構成一電池模 組之複數個電池芯之電壓，其包括： (a) —對支撐件，係設置於電池模組前後端之底部（在 20 電池模組前端及後端之區域），其對應於電池芯之電極端 連接處， (b) —連接件，係與支撐件互相電性連接； (c) 複數個直線裝設件，當各直線裝設件固定於相對應 之支撐件時，裝設件係向上凸伸； 200814406 (d) 複數個導電感測件，係電性連接至相對應之支撐 件，俾當導電感測件是分別被設置於裝設件時，導電感測 件係彈性連接至電池芯之電極端；以及 (e) —連接器，係設置於前支撐件或後支撐件，以將所 5 測得之電池芯電壓傳送至一電池管理系統（BMS)。 因此，電壓感測單元是由直線型裝設件設置於電池模 組底部之支撐件所構成之結構，當上述導電感測件是彈性 接觸於電池芯之電極端時，導電感測件是設置於裝設件 上，並且感測件是電性連接至電池管理系統。藉此，則可 10簡化電壓感測元件的組裝程序，並可將電壓感測元件設於 一緊實的結構上以穩定感測電池芯之電壓。 上述支撐件為片狀元件，其是設置於電池模組對應於 電/也心之電極端連接處之區域，即··電池模組之前後端之 底部。本發明之支撐件可與電壓感測元件相機械性耦接， 15 並將電壓感測元件電性連接至電池管理系統。因此，前支 撐件及後支撐件較佳可形成於一印刷電路板上。 上述1設件係構成一直線形結構，當各裝設件之一端 固定於對應之支撐件時，裝設件則會向上凸伸。上述感測 件是設置於直線性結構以感測電池芯之電壓。上述裝設件 20之機械性強度需高於一特定等級，且感測件須保持與電極 端彈性接觸，以支撐被設置之感測件。因此，裝設件較佳 是形成為一彈性金屬片，且裝設件之電極端侧是設於一裝 設件面向電極端向下傾斜（漸細）之區域所形成之結構。 9 200814406 當上述感測件被設置於對應之裝設件上及與電池芯之 電極端保持彈性接觸時，上述感測件為複數個電性連接至 對應支撐件之導電元件。電池模組之電壓感測是使用一特 定導電元件之接觸方式而達成。因此，上述導電元件之材 5 質不特別限定為何種材質，然而，其較佳為由一具導電性 之壓縮彈簧結構所構成。 根據本發明，其提供一種包括上述電壓感測元件之電 池模組。 於一較佳實施例中，電池模組包括： 10 (a)—電池芯堆，包括複數個彼此相互串聯之電池芯或 單元模組，電池芯或單元模組係橫向設置裝配； (b) —上殼體，係完全圍繞於電池芯堆之一側端及部份 圍繞於電池芯堆之上下端，上殼體之前部提供複數個外部 輸入及輸出端， 15 (C) 一下殼體，耦接於上殼體，且下殼體係完全圍繞 於電池芯堆之另一側端及部份圍繞於電池芯堆之上下端， 下殼體之前部提供複數個匯流排，其用以將電池芯堆之電 極端連接至外部輸入及輸出端，下殼體之底部提供電壓感 測元件； 20 (d) —前蓋體，設置於下殼體之前部以防護電池芯之電 極端與匯流排之間之連接處，前蓋體係由一絕緣材質所製 成；以及 10 200814406 (e)—電池官理系統，係設置於下殼體之後部，俾當電 池g理系統連接至電壓感測元件時，則用以監測與控制電 池模組之操作。 上述電池模組包括複數個電池芯，因考慮到電池模組 5刼作上之安全性及效率，則必需量測及控制電池芯之電壓 及溫度。特別是必須量測各個電池芯之電壓或電池芯之各 電性連接區域之電壓。因此，用來量測電池芯之電壓或溫 度之感測70件的附加方式，是造成電池模組結構複雜化之 主要原因之"一。 10 15

20 根據本發明，上述問題可藉由設置於殼體之一，即： 上殼體或下殼體，上之感測元件而被解決，其可量測本發 明電池芯之電壓或溫度。特別地，如上所述，感測元件包 括複數個感測件，其設置於τ殼體之前端與後端所定義之 空間以及-用以使複數個感測件相互連接之導電部中。如 上所述，感測元件可為-電池感測元件。依照情況，感測 元件亦可為一溫度感測元件。 於-較佳實施财，下殼體於其前端與後端之間提供 -空間以供電壓感測單元之支#件及感測件插設於其間， 且上述感測件是彈性接觸於電池芯之電極端之下端且/或 上述電池芯之電極端的串聯而f折曲域，藉以當電池模組 受到外部衝擊時，仍可穩定保持彼此間之彈性接觸。 上述下殼體之底部包括一凹陷部以供連接件插設於其 間，藉此電池模組是由緊實的結構所構成4凹陷部内^ 11 200814406 較佳具有複數個彼此交替相間之凸出部，以穩固地固定插 設於凹陷部之連接件。 如上所述，電池芯堆是以電池芯或單元模組橫向設置 於電池芯堆上的方式而被設置於殼體上設置。於此說明書 5 中，於電池芯或單元模組中，其中，電池芯或單元模組之 電極端凸出之區域是被定義為前後方向，而電池芯或單元 模組之另一側端則是被定義為橫向。因此，電池芯堆是由 電池芯或單元模組裝設所構成之結構，俾當電池芯或單元 模組之電極端是以電池模組之前後走向而設置時，則電池 10 芯或單元模組之一端會依據接地端而被設置。 電池芯堆較佳包括複數個單元模組，各個單元模組係 包括複數個片狀電池芯，其具有形成於上下端之間之電極 端。各個單元模組包括二個或二個以上電池芯所組成之堆 疊結構，其中電池芯之電極端係彼此相互串聯，且電極端 15 之連接處係被彎折以便上述電池芯可被堆疊，以及一對高 強度電池芯蓋體，俾當蓋體是彼此相互耦接時耦接，蓋體 可圍繞於電池芯之外表面，但不包括電池芯之電極端。 上述複數個電池芯是於一單元模組中彼此相互串聯及 /或並聯，或一單元模組的電池芯是與另一單元模組之電池 20 芯彼此串聯及/或並聯。於上述之一較佳實施例中，複數個 單元模組是藉由複數個電池芯之電極端彼此相互耦接而製 成，當電池芯是縱向連續排列以使得各電池芯之電.極端會 彼序相互接續鄰接時，二個或二個以上之電池芯係被彎折 以使得電池芯在彼此相互緊密接觸時是被堆疊，並藉由特 12 200814406 定數量之電池芯蓋體圍繞堆疊起來之電池芯。製造程序的 順序可能會有部份的改變。舉例而言，單元模組可能被製 造，並接著進行各單元模組間之電性連接。 當電池芯之電極端是彼此相互連接時，電池芯是被堆 5 疊以達到較高之集積度，電池芯堆是垂直地設置於獨立的 上、下殼體上，其是以組裝類型的耦接結構來使上、下殼 體彼此相互耦耦接。 較佳地，上殼體及下殼體是圍繞於電池芯堆的邊緣， 並將電池芯堆的外表面暴露在外部，俾當上下殼體在電池 10 芯堆被設置於上下殼體後而彼此相互耦接時，可讓電池芯 堆能達到容易散熱之效果。因此，如上所述，上殼體可完 全圍繞於電池芯堆之一側端，並部份圍繞於電池芯堆之上 下端，且下殼體可完全圍繞於電池芯堆之另一側端，亦可 部份圍繞於電池端之上下端。 15 於一較佳實施例中，於上下殼體於其内提供複數個裝 設槽，其可讓電池芯或單元模組之邊緣插設於其間。 # 當電池芯堆包括複數個單元模組時，於鄰近於電池芯 堆上下端之單元模組外表面提供一具有特定尺寸之梯級， 以輕易地固定單元模組，且在電池芯蓋體外表面鄰近其另 20 一侧提供一具有特定尺寸之梯級，以輕易地固定單元模 組，以使得電池芯堆是穩定地設置於殼體上，且當各單元 模組彼此是更為緊密接觸時，單元模組是被堆疊，藉此使 得電池芯堆整體尺寸可被縮小。 13 200814406 因此，形成於鄰近單元模組之梯級則可被插設於上下 殼體的裝設槽中，藉此即使僅有單元模組之邊緣固定於蓋 體上，亦可形成一非常穩定的耦接結構。 較佳地，上述下殼體於前端提供有一對狹缝，使得電 5 池芯堆之最外部的電極端可穿設於其中。當電池芯堆是設 置於下殼體時，其電池芯堆之最外部電極端透過上述狹缝 而被暴露於外，接著並電池芯堆之最外部電極端係被彎 折，以使其與下殼體之前端是緊密接觸。藉此，電池芯堆 之最外部電極端是輕易地連接至設置於下殼體前端之匯流 10 排。 再者，根據情況，一導電性元件更可被設置於至少一 外部輸入及輸出端以固定前蓋體之上端，並輔助電源線電 性連接所必須之連接。每個導電性元件可包括複數個彎折 部，以有彈性地圍繞電源線。此外，上蓋體可包括複數個 15 固定孔以固定上述電源線。複數個絕緣耦接元件可被插設 於相對應之固定孔上，以使得上述絕緣耦接元件是與某些 電源線相耦接。 上述上蓋體較佳是以一組裝耦接方式與下殼體耦接。 藉由將電池芯堆設置於上下殼體其中之一（例如：下殼 20 體），並將另一殼體（例如：上殼體）耦接至電池芯堆設置處， 則上下殼體可相互耦接。上下殼體之耦接可藉由多種方式 達成。舉例而言，可應用螺絲螺設於殼體另一側之螺孔。 此外，亦可於一殼體上設置掛鉤，而另一殼體相對應設置 14 200814406 一耦接孔，使掛鉤可對應卡合於耦接孔上，藉此使得上下 殼體之耦接不需額外再設置一耦接元件。 較佳地，下殼體於其前端且/或後端之底部提供有一耦 接件，此耦接件是由下殼體凸伸，並於其中央部位設有一 5 穿孔，以使得下殼體是固定於一外部裝置。 上述電壓感測元件之裝設件相對於裝設件連接至支撐 件之一端的另一端可為向下傾斜，以使得裝設件的其他端 可被輕易地插設於電池芯之電極端之下端且/或電池芯電 極端之串聯彎折曲域。較佳地，被連接至最外部電極端之 10 最外部裝設件是被設置於支撐件上，以使得最外部裝設件 之向下傾斜端是被旋轉一特定角度以朝向最外部電極端之 内側。 同樣地，上述電壓感測元件之感測件是被設置於下殼 體之前端及後端。設置於下殼體後端之感測件可被直接連 15 接至設置於下殼體後端之電池管理系統，且設置於下殼體 前端之感測件可藉由設置至下殼體底部之導電部而連接至 電池管理系統。 於一較佳實施例中，上述感刻元件包括電熱調節器， 例如：溫度感測件，其設置於電池芯堆之電池芯或單元模 20 組。上述電熱調節器是被連接至電池管理系統。 另一方面，可於上述下殼體後端提供一向外凸伸之電 池管理系統容置部，其中電池管理系統是被集成組裝，且 較佳容置電池管理系統。上述電池管理系統容置部可裝設 有一電熱調節器連接器及一通訊連接器。 15 200814406 而於設置至下殼體底部之支撐件的外表面上更設置有 一絕緣蓋體，因此增加支撐件與外界隔離之程度，並增進 支撐件與下殼體間之機械性連接程度。 如上所述，當使用複數個電池模組以構成一中或大 5 尺寸電池糸統時，分別設置於電池模組之電池管理系統可 被稱為「輔助電池管理系統」。

10 根據本發明所建構而成之中或大尺寸電池模組具有緊 實之結構，以及不需使用過多之元件而能達成穩定之中或 大尺寸電池模組之機械性耦接及電性連接。同樣地，其亦 可使得一特定數量之電池芯來構成一電池模組，例如：六 個、八個或十個電池芯，藉此可於一有限的空間内設置電 池模組所必需之電池芯數量。 依照本發明，其提供一種具有高輸出及大容量之中或 大尺寸電池系統，此電池系統是藉由連接複數個電池模組 15 而構成的。 根據本發明所建構而成之中或大尺寸電池系統，其依 據使用者期望之輸出量及容量結合複數·個單元模組。根據 本發明之電池系統較佳用來做為電動車、混合動力電動 車、電動摩托車或電動腳踏車之動力來源，但因有限的安 20裝空間，及暴露在外而造成的經常性振動及強烈撞擊，皆 必耑考慮到电池糸統的安裝效率及結構的穩定性。 【實施方式】 16 200814406 以下係藉由特定的具體實施例說明本發明之實施方 式，使該發明技術領域具通常知識者可由本說明書所揭示 之内容輕易地了解本發明之其他優點與功效。 圖1為電池芯堆包括複數個單元模組之示意圖。 5 請參照圖1所示，電池芯堆100包括四個單元模組101 及單元模組130。二電池芯（圖未示）被設置於各個單元模組 130上。因此，電池芯堆100總共包括有八個電池芯。相鄰 電池芯之電極端彼此相互串聯，以及相鄰近單元模組之電 極端亦相互串聯。電極端連接件110被彎折成斷面形狀為一 10 「[」形狀以構成電池芯堆。最外部單元模組130，101之外部 電極端120，121被向内彎折成斷面形狀為一「Ί」，使得電 極端120，121相較於電極端連接件110會呈現稍微向外延伸 凸出。 圖2為本發明一較佳實施例之中或大尺寸電池模組之 15 電壓感測元件及上下殼體之爆炸示意圖。 請參照圖2所示，上殼體200完全圍繞於電池芯堆100 之一側端，並部份圍繞於電池芯堆100之上下端。此外，於 上殼體200的前端210設有一對外部輸入及輸出端220。 電池芯堆100是設置於下殼體300上，使得複數個單元 20 模組130被橫向裝設於電池芯堆100上。. 下殼體300完全圍繞於電池芯堆100之另一側邊，並部 份圍繞於電池芯堆100之上下端。下殼體300是被耦接於上 殼體200。下殼體300之前部310具有一對匯流排320，其用 以該電池芯堆100之電極端連接至外部輸入及輸出端220。 17 200814406 特別地，上殼體200及下殼體300是圍繞於電池芯堆100的邊 緣，並將電池芯堆100的外表面暴露在外部，當上殼體200 與下殼體300彼此相互耦接時，可讓電池芯堆100能達到容 易散熱之效果。 5 各匯流排320之上端形成一凹陷部，當上殼體200與下 殼體300彼此相互耦接時，使得外部輸入及輸出端220可被 插設於匯流排320之凹陷部。 於上殼體200與下殼體300上具有複數個裝設槽330，其 可讓電池芯或單元模組之邊緣插設於其間。單元模組130之 10 邊緣形成有複數個梯級，其可對應安置於相對應之裝設槽 330 上。 同樣地，於上殼體200與下殼體300上設有複數個穿孔 230,332,當電池芯堆100設置於上殼體200及下殻體300時， 可分別讓冷卻劑（通常為空氣)能流通於其中，藉以有效地達 15 到冷卻的效果。 於下殼體300之前端310設置一前蓋體400,是用來保護 於電池芯之電極端與匯流排間之連接件。此前蓋體400是由 一絕緣材質所製成。 外部輸入及輸出端220更設置有導電性元件240以固定 20 前蓋體400之上端，並協助連結電性連接所必須之電源線 (圖未示）。於圖示中，導電性元件240與外部輸入及輸出端 220分離，並設置於匯流排320的前端。於各導電性元件240 之一侧具有一耦接插入孔，其可讓相對應之外部輸入及輸 18 200814406 出端220插設於其間。同樣地，各導電性元件240包括一對 彎折部，以彈性地圍繞於電源線上。 前殼體400包括有複數固定孔410以用來固定電源線。 絕緣耦接元件（圖未示）被插設於相對應之固定孔410，使得 5 絕緣耦接元件可與部份電源線相耦接。 較佳地，上述下殼體300於前部310提供有一對狹缝 322，其形成於下殼體300之前部310之左右兩侧，使得電池 芯堆100之最外部電極端120，121可穿設於其中。當電池芯堆 100被設置於下殼體300上時，其電池芯堆100之最外部電極 10 端120，12可透過上述狹缝322而被暴露於外，接著並將電池 芯堆100之最外部電極端120，121彎折，使其與下殼體300之 前端310緊密接觸。藉此，電池芯堆100之最外部電極端 120，121可輕易地連接至設置於下殼體前端310之匯流排 320 〇 15 電壓感測元件500設置於下殼體300前後端之底部，其 包括有一對設置於電池模組底部之支撐件510,512，其設置 位置相對應於電池芯或單元模組之電極連接件110，——線狀 連接件520電性連接至支撐件510,512,複數個直線形裝設件 530,531，各裝設件530,531包括有固接至相對應支撐件 20 510,512之一端，以及彈性連接至相對應電極端連接件110 之另一端，以及設置於電壓感測元件500底部之絕緣蓋體 561，562。 於本實施例中，裝設件530是彈性接觸於電池芯之電極 端之下端及/或電池芯之電極端串聯彎曲區域，例如：電極 200814406 端連接件110之下端。被連接至支撐件510,512之裝設件530 一端為向下傾斜之狀態，使得裝設件530之另一端可輕易地 插設至電池芯之電極端之下端及/或電極端連接件n〇之下 端。同樣地，設置於下殼體300前端310之最外部裝設件 5 531 ’被設置於支撐件51 〇上’並連接至最外部電極端12〇， 使得最外部裝設件531被旋轉九十度以面對最外部電極端 120之内部。於裝設件530之上端裝設有導電壓縮彈簧（圖未 式）。 圖5至圖8將更詳細地描述有關電壓感測元件5〇〇之架 10 構。 圖3及圖4分別為本發明一較佳實施例之中或大尺寸電 池模組之前後端部.分平面示意圖。 請參照圖3及圖4所示，於下殼體300之前端3 10及後端 340内部設有複數個固定槽350，其可供設置於相對應單元 15 模組130之電極端連接件11〇及電池芯之電極端連接件17〇 插設於其間。固定槽350之形狀係對應電極端連接件11〇，17〇 而被製成。因此，固定槽350可防止電池芯堆100前後滑動， 並保持二相鄰電極端連接件之穩定&特別地，每一固定槽 350包括一電池芯蓋體移動防止凸出部352，一電池芯蓋體 20 固定導槽354以及一電極端絕緣層356，以能達到單元模組 13 0之没置穩定性及絕緣效果。 同樣地，於下殼體3〇〇前端之下方設有一凸伸之耦接件 360 ’此耦接件360於中央位置設有一穿孔，使得下彀體300 之被固定於一外部裝置（圖未示）。 20 200814406 此外，於下殼體300後端下方設有一凸伸之耦接件 370,其包括一對相互對應之耦接件372,374。而耦接件372 之厚度大於耦接件374。因此，當一中或大尺寸電池系統是 使用多個電池模組而製成時，各電池模組間之耦接可被輕 5 易地完成，並讓電池系統被製成一緊實之結構。 於下殻體300之後端340設置有一電池管理系統（BMS) 400 〇電池管理系統400以整合於下殼體300之電池管理系統 容置部380為接收端。一電熱調節器連結器382及一通訊連 結器384被設置於電池管理系統容置部380。 10 圖5至圖8為本發明一較佳實施例之電壓感測元件應用 於中或大尺寸電池模組及如何將電壓感測元件設置於電池 模組之示意圖。 請參照圖5至圖8所示，電壓感測元件500設置於下殼體 300前後端之底部，其包括有一對設置於電池模組底部之支 15 撐件510,512，其設置位置相對應於電池芯或單元模組之電 極連接件11 〇(請參照圖1及圖2)，一線形連接件520電性連接 至支撐件510,512，複數個導電性壓縮彈簧540,各導電性壓 縮彈簧540包括有固定於相對應支撐件510,512之一端，一設 置於後支撐件512之電池管理系統400, 一連結器384,以及 20 設置於電壓感測元件500底部之絕緣蓋體561，562。 、 即使沒有顯示於圖中，壓縮彈簧540是藉由直線形裝設 件530(請參照圖2所示）被插設於壓縮彈簧540之中空部位， 而被設置於支撐件510,512上。在電池模組的裝配過程中， 導電彈簧540被壓縮於電極端120之下端或電池端連接件 21 200814406 110，藉以達成電性連接之效果。當用來感測電池芯電壓之 感測件是用導電彈簧540所構成時，.使能讓感測件與電極端 或電極端連接件間能達到彈性接觸，以及當電池模組受到 外部衝擊時，仍可將感測件與電極端或電極端連接件之電 5 性連接穩固地維持住。導電彈簣可從相對應電池芯或單元 模組之電極端來感測電池芯之電壓。 導電壓縮彈簧540透過設置於下殼體300底部之線形連 接件520而連接至電池管理系統4〇〇。下殼體3〇〇之底部39〇 具有一凹陷部392，以供連接件52〇插設。於凹陷部392之内 10 部包括有複數個彼此相互交錯之凸出部，其讓將連接件520 能穩固地插設於凹陷部3 9 2内。 因此，電壓感測元件500是應用插入方式設置於下殻體 300之前端530、後端540及底部590。藉此，電池模組600則 可容易組裝及緊實穩固之結構。 15 圖9及圖10為本發明一較佳實施例之中或大尺寸電池 .模組之部份組裝狀態示意圖。 請參照圖9及圖10所示，藉由耦接上殻體200及下殼體 300，電池模組60(^及電池模組6001)可容易被組裝。電池管 理系統（圖未示）用整合於下殼體300後端340之電池管理系 20 統容置部380為接收端。因此，電池模組600a，600b則可被建 構成一簡單且緊實的結構。同樣地，藉由連結於下殼體30.0 後端340下方之一對耦接科：372,374，則可將電池模組相連 搔，使得成對的耦接件372,374具有不同的高度。 22 200814406 綜上所述，本發明之電壓感測單元是藉由使用少數機 械耦接及電性連接元件之簡易組裝程序而製成。因此，本 發明可有效降低電壓感測元件的製造成本。同樣地，當電 壓感測元件受到外來衝擊時，電壓感測元件仍可被維 5彈性及穩定接觸狀態下。因此，本發明可有效地執行穩定 電壓感測操作。再者，本發明提供一種具有電壓感測^元 之中或大尺寸電池模組，其使用電壓感測單元做為單元主 體，可達到使用者所需之輸出量及效能。 上述實施例僅係為了方便說明而舉例而已，本發明所 10主張之權利範圍自應以申請專利範圍所述為準，而非僅限 於上述實施例。 ^ 【圖式簡單說明】 圖1為電池芯堆包括複數個單元模組之示意圖。 15 ®2為本發明—較佳實施例之中或大尺寸電池模組之 電壓感測元件及上下殼體之爆炸示意圖。 圖3及圖4分別為本發明一較佳實施例之中或大尺寸 池模組之前後端部分平面示意圖。 圖5及圖“本發明-較佳實施例之電壓感測元 20 放大示意圖。 乃 圖7為本發明一較佳f施例之電壓感測元件 芯耦接示意圖。 . ’、 圖8至圖10為本發明一較佳實施例之中或大 池組示意圖。 寸電 23 200814406 【主要元件符號說明】 100電池芯堆 101，130單元模組 120，121電極端 110電極端連接件 200上殼體 210前端 5 220外部輸入及輸出端 300下殼體 320匯流排 330裝設槽 230,332 穿孔 400前蓋體 240導電性元件 410固定孔 500電壓感測元件 510,512支撐件 520線形連接件 530,531裝設件 561，562絕緣蓋體 350固定槽 10 170電極端連接件 352凸出部 354固定導槽 356絶緣層 360,370,372,374耦接件 400電池管理系統 380容置部 384通訊連結器 382電熱調.節器連結器 510,512支撐件 540壓縮彈簧 561，562絶緣蓋體 392凹陷部 15 600電池模組 600a，600b電池模組 24

Claims (1)

1. 200814406 十、申請專利範圍： 1. 一種電壓感測單元，其係用以感测構成一電池模組 之複數個電池芯的電壓，該電壓感測單元包括： (a) —對支撐件，係設置於該電池模組前後端之底部， 5 其對應於該電池芯之電極端連接處； (b) —連接件，用以與該等支撐件互相電性連接； (c) 複數個直線裝設件，當各直線裝設件之一端是固定 於相對應之支撐件時，則該直線裝設件係向上凸伸； (d) 複數個導電感測件，係電性連接至相對應之支撐 10 件，俾當該等導電感測件分別被設置於相對應之裝設件 時，該導電感測件係彈性連接至該等電池芯之複數個電極 端；以及 (e) —連接器，係設置於該前支撐件或該後支撐件，以 傳送所測得之該電池芯電壓至一電池管理系統。 15 2.如申請專利範圍第1項所述之電壓感測元件，其 中，該前支撐件及該後支撐件係形成於一印刷電路板上。 3. 如申請專利範圍第1項所述之電壓感測元件，其 中，該裝設件係由一彈性金屬片所構成。 4. 如申請專利範圍第1項所述之電壓感測元件，其 20 中，該感測件係由一導電壓縮彈簧所構成。 5. —種電池模組，其包括如專利申請範圍第1項至第4 項中任一所述之電壓感測單元。 6. 如申請專利範圍第5項所述之電池模組，其中，該 電池模組包括： 25 200814406 (a) —電池芯堆，包括複數個彼此相互串聯之電池芯或 單元模組，該等電池芯或單元模組係橫向設置於該電池芯 堆上； (b) —上殼體，係完全圍繞於該電池芯堆之一侧端及部 5 份圍繞於該電池芯堆之上下端，該上殼體之前部提供複數 個外部輸入及輸出端； (c) 一下殼體，耦接於該上殼體，該下殼體係完全圍 繞於該電池芯堆之另一側端及部份圍繞於該電池芯堆之上 4 下端，該下殼體之前部提供複數個匯流排，其用以將該電 10 池芯堆之複數個電極端連接至該等外部輸入及輸出端，該 下殼體之底部提供該電壓感測元件； (d) —前蓋體，設置於該下殼體之前端以防護該等電池 芯之電極端與該等匯流排之間之連接處，該前蓋體係由一 絕緣材質所製成；以及 15 (e)—電池管理系統，係設置於該下殼體之後端，俾當 該電池管理系統連接至該電壓感測元件時，則用以監測與 控制該電池模組之操作。 7. 如申請專利範圍第6項所述之電池模組，其中，該 電壓感測元件包括複數個裝設件及複數個感測件，其設置 20 於該下殼體之前後端所定義出之空間，以及複數個支撐件 及一導電部設置於該下殼體之底部。 8. 如申請專利範圍第7項所述之電池模組，其中，該 下殼體之底部提供一凹陷部以供該連接件插設，以及該凹 26 200814406 間之凸出部，以穩固地固 陷部内侧提供複數個彼此交替相 定插設於該凹陷部之該連接件。 5 9·如申請專利範圍第6項所述之電池模 _ _ ^六組7其中，該 电μ堆包括複數解元模組，各該單元模㈣包括複數 個片狀電池芯’其具有形成於上下端間之複數個電極 rv; η 以及

   10 15 20 田田田各該單元模組包括二個或二個以上電池芯所組成之堆 豐結構，該等電池芯之複數個電極端係彼此相互串聯，且 該等電極端之連接處係被特以便該等電池芯可被堆疊， 二及:對高強度電池芯蓋體’ #該等蓋體彼此相互輛合在 一起時，該等高強度電池芯蓋體係圍繞於該等電池芯之外 表面，但不包括該等電池芯之電極端。 士 10.如申請專利範圍第6項所述之電池模組，其中，該 :&體於則後端之間提供_空間以供該電壓感測單元之該 等支撐件及該等感測件插設於其間，且該等感測件是彈性 接觸於該等電池芯之電極端之下端，以及/或該等電池芯之 電極端串聯而形成之彎折曲域。 4 11.如申請專利範圍第6項所述之電池模組，其中，該 下成體於4端提供有一對狹缝，該電池芯堆之最外部的電 極端可牙②於其中，並連接至^置於該下殼體前端之該等 匯流排。 、如申明專利範圍第1 1項所述之電池模组，其中， 連接至最外部電極4之該電壓感測元件之該等感測件係設 27 200814406 置於該支撐件，使得該等感測件之複數個向下傾斜端係被 轉動一特定角度以朝向該最外部電極端之内部。 13·如申請專利範圍第7項所述之電池模組，其更包括 複數個絕緣蓋體，其設置於設置於該下殼體底部之該等支 5 撐件之外表面。 14·如申請專利範圍第6項所述之電池模組，其中，該 下殼體於其後端提供一凸伸之電池管理系統容置部，其中 容置該電池管理系統。 ▲ 15· 一種中或大尺寸電池系統，其具有高輸出及高效 1〇能，該電池系統可使用根據專利申請範圍第5項至第14項中 任一項所述之電池模組來作為製造該電池系統之一單元主 體。 16·如申請專利範圍第15項所述之電池系統，其中， 遠電池系統是作為複數個電動車或複數個混合動力皁之一 15 動力來源。 28