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TW200814411A - Battery pack case - Google Patents

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TW200814411A
TW200814411A TW96128810A TW96128810A TW200814411A TW 200814411 A TW200814411 A TW 200814411A TW 96128810 A TW96128810 A TW 96128810A TW 96128810 A TW96128810 A TW 96128810A TW 200814411 A TW200814411 A TW 200814411A
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TW
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battery pack
battery
case
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pack
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TW96128810A
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TWI345850B (en
Inventor
Jong-Ho Park
Yong-Ho Cho
Joony-Oung Shin
Original Assignee
Lg Chemical Ltd
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Publication date
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Description

200814411 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種電池組盒，尤指一種具有複數個電 池單元固定於其中以彼此電性連接的電池組盒結構，電池 5 組盒包括一上殼體及一下殼體以組成一中空結構，上殼體 及下殼體相互耦接以使複數個電池單元固定於上殼體及下 殼體間，每一殼體之内側具有複數個間隔物以支撐該複數 個電池單元，且每一殼體之外側具有複數個通風孔以與每 一殼體之内部相通。 10 【先前技術】 隨著行動裝置的快速發展，以及對這類行動裝置的需 求之增加，對於作為這類行動裝置的動力來源的二次電池 之需求也急速增加。其中，具有高能量密度、高放電電壓 15 的鋰二次電池的研究已大量進行且被廣泛使用於商業上。 以使用二次電池之外部裝置的種類來說，二次電池可 以是以單一電池的形式或一個具有多個單元電池相互電性 連接的電池組的形式。例如，應用於如行動電話的小型產 品，其可依據電池的輸出與容量而運作一段預定時間。另 2〇 一方面，電池組可用於中大型裝置，例如筆記型電腦（laptop computer)、電源工具、以及油電混合車，因為中大型裝置 較需使用具有高輸出功率及大容量特性之電池。 6 200814411 、電池組是多個單元電池相互電性串聯及/或並聯的電 池^構。對電池組來說’維持單元電池間的穩定排列結構 是非常重要的’如此—來單元電池才能彼此電性串聯。 特別是用作電池組之單元電池的圓柱形二次電池，由 於其外觀特性’要維持排列結構是相當困難的。基於此原 因，使用額外的固^元件對圓柱形二次電池而言是有必要 一般而言，包括如圓柱形二次電池的電池組具有一間 隔物’其具有相對於圓柱形二次電池的外部形狀之結構， 以維持圓柱形二次電池的排列結#。然@，間隔物會於二 10 15 20 由額外的外殼將圓柱形二次電池固定於間隔物之結構，然 而，間隔物與外殼的使用會增加電池組的體積與重量。 特別的是，作為可攜式動力裝置（例如是電鑽或混和 次電池之充放電過程中妨礙二次電池所產生的熱流，造成 電池組的退化。並且，設於電池組上之間隔物係為分離元 件，導致組裝過程複雜，且製造成本增加。此外，亦有藉 電子車輛）的動力來源之電池組，亟需要能穩定地維持單 元電池排列結構之單元，即使是電池組受到如震動或掉落 的物理性碰撞，電池組高速放電所產生的大量熱亦能迅速 地移除。 【發明内容】 因此，本發明係用以解決上述問題，以及其他的技術 問題。 7 200814411 具體而言，本發明之目的為提供一種電池組盒，其係 透過一種簡易組裝過程，將多個電池單元以緊密結構穩定 的固定於電池組盒中。 本發明另一目的為提供一種電池組盒，其能有效地被 5 移除於電池單元充電及放電過程中自電池單元所產生的 熱。 本發明再一目的為提供一種電池組盒，其附加的安全 單元如偵測元件及/或保護電路模組能輕易地固定於電池 組盒。 1〇 本發明又一目的為提供一種包括此種電池組盒之電池 組。 依據本發明之一特色可達成上述與其他目的，係提出 一種電池組盒，其結構為複數個電池單元固定於電池組盒 中以彼此電性連接，其中電池組盒包括上殼體及下殼體以 15 組成一中空結構，上殼體及下殼體相互耦接以使複數個電 池單元固定於上殼體及下殼體間，每一殼體之内側具有複 數個間隔物以支撐複數個電池單元，且每一殼體之外側具 有複數個通風孔以與每一殼體内部相通。 因此，根據本發明之電池組盒具有之優點為經由一簡 20 易的組裝過程，將多個電池單元以緊密結構穩定的固定於 電池組盒，於電池單元充放電過程中自電池單元所產生的 熱能有效地被移除，而改善電池組盒之結構穩定度以及電 池組盒防火的安全性。 200814411 上殼體及下殼體的外形並不以此為限。因此，以各種 形狀製造上殼體及下殼體是可能的。例如，上殼體及下殼 體間可以六面體的結構相互耦合以使電池單元穩固地堆疊 於上殼體及下殼體間。並且，上殼體及下殼體也可製造成 5 相同形狀，以使上殼體及下殼體彼此以對稱的結構相互耦 合。於此情形下，於組裝過程中可不需區別上殼體及下殼 體便能彼此相互耦合，可達到較高的組裝效率。 並且，上殼體及下殼體能以不受限制的各種結構相互 耦合。例如，上殼體及下殼體可透過將掛鉤插入溝槽而相 10 互耦合。於此情形下，掛鉤與耦合溝槽形成於介於上殼體 及下殼體之介面的一側，以使掛鉤對應於编合溝槽。 當上殼體及下殼體是如前所述地彼此以對稱的結構相 互耦合時，掛鉤與耦合溝槽是以對稱方式形成於上殼體及 下殼體之介面上。特別是，當掛鉤配置於上殼體及下殼體 15 間位於上殼體之介面時，耦合溝槽則配置於上殼體及下殼 體間位於下殼體之介面；而當耦合溝槽配置於上殼體及下 殼體間位於上殼體之介面時，掛鉤則配置於上殼體及下殼 體間位於下殼體之另一介面殼體，亦即掛鉤與耦合溝槽是 以對稱結構作組合。 20 在一較佳實施例中，間隔物自電池組盒内部突出一預 定長度，以使間隔物部分圍繞鄰近電池單元的外圍。根據 情況，電池組盒於外部可提供對應於間隔物之多個通風 孔，以使間隔物能與電池組盒外部相通。例如，當圓柱二 次電池被用作為電池組之電池單元時，間隔物可以部分圍 9 200814411 繞鄰近四個圓柱一 四個圓柱-ΪΪ 的方式構成。特別的是，當鄰近 -欠一也ir人电池彼此接觸時’間隔物可藉由鄰近圓柱二 二：鄰近四個弧狀部分群聚形成之空間，而形成 於一中空圓柱結構中。 々现 個電t較佳Γ财，每—電驗盒之料對應於複數 、、也單元之：广極端點處皆具有連通孔，以露出複數個電 通孔間ιί ，且每—電池組盒之外部介於複數個連 盒。在此情況下，、u&連接70件於電池組 各種女Η 紅孔及犬出物係以不特別受限制地以 各種大小與形狀形成。 述結構中，連接元件的材料不受特別限制，連接 之電極端。較佳的是，連接元件為—金屬板。 15 :^’上⑪體及/或下殼體可具有複數個輕合元 之保護電路單⑽定龙對應之外殼。輕合元件 特別受限制，只要耦合元件可穩定地將 7固疋料應之外殼即可。例如，麵合元件為-_結 根據本發明之另-觀點，係提供一種電池組， ίί上ΐ結叙電池組盒。本電池組可料需要結:複數 。：ί::之南速放電動力來源。電池級不受特別限制， :要其具有固定於電池組中之圓柱電池單元即可 是’電池組係用於動力X具之動力來源或油電混合=動 力來源。 平炙勁 20 200814411 根據本發明’組成電池組之電池單元之電極端經由與 電池組盒中之電池單元之複數個電極端相對應之形成於上 殼體與下殼體外圍之連通孔而暴露於外，且其中電池單元 之電極端藉由固定於相對電池組盒之連接元件而電性連 5 接0 在上述結構中，用以偵測電池單元電壓之偵測元件可 連接至一連接元件。較佳的是，偵測元件為一印刷電路板 (PCB，printed circuit board)或一彈性印刷電路板（FPCB， flexible printed circuit board) 〇 10 此外，保護電路單元可更固定於電池組盒之一側。並 且，其保護電路單元較佳係連接至偵測元件。 【實施方式】 以下參照所附圖示提供一本發明之較佳實施例。然 15 而，須注意的是本發明的保護範圍並不以此為限。 圖1係依據本發明一較佳實施例展示電池組之爆炸透 視圖。 請參見圖1，包括電池組盒100之電池組600之結構為複 數個圓柱形電池單元200安裝於電池組盒100内，金屬板300 20 與電池單元200彼此電性相連，彈性印刷電路板（FPCB)400 連接金屬板300以偵測電池單元200之電壓，且連接彈性印 刷電路板（FPCB)400的保護電路單元500係用以控制電池單 元 200。 電池組盒100包括上殼體101及下殼體102，彼此以對稱 25 結構相耦合。上殼體1〇1及下殼體102内部間具有多個間隔 200814411 物110，用以支撐圓柱形電池單元200。每一上殼體101及下 殼體102其外部具有多個通風孔12()(見圖2)，其與每一上 殼體101及下殼體102之内部相通。電池組盒之細部結構請 見圖2與圖3°為方便描述，部分電池組盒如圖2所示；然 5 而，圖2所示之結構可同等地應用在上殼體及下殼體。 請參見圖1至圖3，電池組盒1〇〇以中空六面體結構組 成。電池組盒100提供間隔物u〇於底部1〇3，以維持電池單 元200的組合結構，並透過連通孔13〇而使電極端21〇暴露於 電池組盒100之外。且電池組盒1〇〇之侧邊1〇4具有多個通風 10 孔120 ’以將電池單元200產生之熱排到電池組盒100之外。 間隔物110突出於電池組盒1〇〇之底部1〇3。間隔物11〇 彼此排列使鄰接的4個間隔物110、111、112與113形成一中 空圓柱形結構。因此，每一個間隔物110部分地環繞相鄰的 4個圓柱形電池單元200、201、202與203的外圍周邊。 15 間隔物110’位於沿電池組盒100之側邊104最外圍的 區域，其中有部分環繞位於電池組盒100之外圍的區域的鄰 接兩電池單元201、203的外圍周邊。特別的是，最外邊的 間隔物110’是以對應於中間間隔物110的形式所組成。在 每一間隔物110的中央形成有穿孔114以將自電池單元200 20 產生之熱藉由通風孔120排到電池組盒1〇〇之外。 通風孔120之排列結構中，每一通風孔120皆位於與四 個間隔物110、111、112與113相鄰的位置，電池單元2〇〇的 電極端210經電池組盒1 〇〇的底部而暴露於電池組盒1 〇〇之 外〇 12 200814411 每一通風孔120的位置是對應於介於相鄰兩電池單元 201與202間之介面。因此，由電池單元200產生之熱可有效 地被沿著電池單元200介面而排出。 第一掛鉤140與第一溝槽150形成於電池組盒1〇〇之侧 5 邊1〇4的上端。如圖3所示，第一掛鉤140與第一溝槽150排 列於使第一掛鉤140與第一溝槽150設置於上殼1〇1與下殼 102之對應側邊1〇4。因此，兩殼1〇1、1〇2彼此耗合，使第 一掛鉤140插入相對應的第一溝槽150。並且，第二掛鉤18〇 形成於電池組盒100之側邊104下端，以使固定於電池組盒 10 1〇〇之保護電路單元500藉由第二掛鉤180而固定。 電池組盒100的底部103具有多個突出物160，以與固定 於電池組盒100之電池單元200藉由金屬板300電性連接，另 多個突出物170則使連接於金屬板3〇〇的彈性印刷電路板 (FPCB)400偵測固定於電池絚盒1〇〇的電池單元2〇〇之電壓。 15 固定於金屬板突出物160沿著電池單元200而與連通孔 130成列形成。固定於彈性印刷電路板（FPcb)之突出物ι7〇 係形成於電池組盒100的底部1〇3之相對兩侧的中間區域。 且電池組盒100於底部1 〇3提供有溝槽19〇，以與連通孔 130内連接，使金屬板300連接於電池單元之電極端21〇。 20 圖4係作為圖1中固定電池組之固定元件的金屬板之透 視圖，而圖5至圖7為圖4中金屬板結構之放大圖。 請一併參見圖1，固定於電池組盒1〇〇的底部1〇3之金屬 板300，利用突出物160與突出之電極端21〇電性相連如圖3 所示。 13 200814411 金屬板300包括與電池單元200之電極端210連接之端 點接觸部310、用以與端點接觸部310相連之連接部320、以 及突出於端點接觸部310或連接部3 2 0之外部輸入及輸出端 點部330及350。各連接部320具有溝槽360，其與形成於電 5 池組盒100的底部103之固定於金屬板之突出物160相對 應。金屬板300之端點接觸部310之表面位置，相較於金屬 板300之連接部320之表面位置，更低了相當於一電池組盒 100之底部103的厚度，以使金屬板300能穩定地固定於電池 組盒100的底部103中。 10 金屬板300，基於端點接觸部310與金屬板300連接部 320之結構，可分為A型金屬板301、B型金屬板302、以及C 型金屬板303。 如圖5所示，每A型金屬板301與排成一列之兩電池相 互電性連接。特別的是，每A型金屬板301包括兩端點接觸 15 部310以及用以將兩端點接觸部310間互相連接之連接部 320 〇 如圖6所示，每B型金屬板302與排成一矩形之四個電池
I 單元相互電性連接。特別的是，每B型金屬板302包括四個 端點接觸部310以及用以將四個端點接觸部310間互相連接 20 之四個連接部320 。 如圖7所示，C型金屬板303與排成一直線之四個電池單 元相互電性連接。特別的是，C型金屬板303包括四個端點 接觸部310以及用以將四個端點接觸部310之間互相連接之 三個連接部320 。 200814411 對每一 A型金屬板301而言，外部輸入及輸出端點部 350由對應之端點接觸部310經由電池組盒1〇〇的側邊1〇4， 突出至固定之保護電路單元5〇〇，以使外部輸入及輸出端點 部350直接連接保護電路單元500。對每一 ^型金屬板3〇2與c 5 型金屬板303而言，外部輸入及輸出端點部330由對應之連 接部320突出以使外部輸入及輸出端點部33〇連接彈性印刷 電路板(？？。3)400。特別是，每一八型金屬板3〇1之外部輸入 及輸出端點部350於終端處被彎曲以使保護電路單元5〇〇藉 _ 由彎曲之外部輸入及輸出端點部350達到機械性固定。每一 10 A型金屬板3〇 1之外部輸入及輸出端點部35〇為作為電池組 600的外部輸入及輸出端點之電池單元2〇〇最終電極端點。 圖8係作為债測元件的彈性印刷電路板（FpCB)及圖1中 固定於電池組之保護電路單元透視圖。 请參見圖1及圖8，彈性印刷電路板（FpCB)4〇〇固定於電 15池組盒100的底部103，藉由彈性印刷電路板突出物170使彈 性印刷電路板400連接至金屬板3〇〇之外部輸入及輸出端點 • 部330。保護電路單元500藉由第二掛鉤180固定於電池組盒 100的側邊104，使保護電路單元5〇〇電性連接彈性印刷電路 板400。彈性印刷電路板4〇〇具有溝槽47〇，其係與形成在電 2〇池組盒100的底部103的彈性印刷電路板突出物170相對 應，並且，保護電路單元5〇〇具有耦合溝槽58〇，其係與形 成在電池組盒100的侧邊104的第二掛鉤18〇相對應。 保護電路單元500藉由電池組盒1〇〇的第二掛鉤i 8〇耦 合於電池組盒100。然而，如之前圖5所述，保護電路單元 15 200814411 500與電池組盒100之間之耦合力可藉由A型金屬板301之外 部輸入及輸出端點部350而更增加。 圖9係根據本發明一較佳結構與過程所生產之電池組 透視圖。 5 請參見圖1及圖9，電池組600之組裝係藉由使上殼101 與下殼102耦合，其係透過將第一掛鉤140插入對應的耦合 溝槽150，使多個電池單元固定於上殼101與下殼102之間所 定義的空間；將金屬板300固定至電池外殼，其係透過將金 屬板300固定突出物160插入對應溝槽360，使金屬板300連 10 接電池單元200(見圓圈A);將彈性印刷電路板400固定於電 池外殼，其係透過將彈性印刷電路板固定突出物170插入對 應溝槽470，使作為偵測元件之彈性印刷電路板400連接至 金屬板300(見圓圈B);以及將保護電路單元500固定於電池 外殼，其係透過將第二掛鉤180插入對應之耦合溝槽580， 15 使保護電路單元500連接彈性印刷電路板400(見圈示C)。 上述實施例僅係為了方便說明而舉例而已，本發明所 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。 產業利用性 20 如前所述，根據本發明之電池組盒可經由一簡易的組 裝過程，將多個電池單元以緊密結構穩定的固定於電池組 盒中，於電池單元充放電過程中，自電池單元所產生的熱 能有效地被移除，而附加的安全單元如偵測元件及/或保護 電路模組能輕易地固定於電池組盒。 16 25 200814411 【圖式簡單說明】 該上述及其他態勢與本發明之特徵及其他優點將由以 下作更詳細之解說並伴隨以下圖示而得到更清楚的理解， 該圖中： 5 圖1係包含依據本發明一較佳實施例電池組盒之電池組爆 炸透視圖。 圖2係構成圖1中電池組之電池組盒（一上殼體或一下殼體） 内部結構的透視圖。 圖3係圖1之電池組中藉由將上殼體與下殼體彼此耦合以固 10 定複數個電池單元於電池組盒中之透視圖。 圖4係圖1之電池組中，將連接元件固定至如圖3所示電池組 盒之外表面的透視圖。 圖5至圖7係依據本發明一較佳實施例之連接元件放大圖。 圖8係圖1之電池組中，固定一偵測元件至如圖5至圖7之連 15 接元件，以使偵測元件與連接元件電性連接，且固定一保 護電路模組至偵測元件，以使保護電路模組與偵測元件電 丨性連接的透視圖。 圖9係依據本發明一較佳實施例之電池組之組裝透視圖。 20 【主要元件符號說明】 100 電池組盒 102 下殼體 104 側邊 114 穿孔 101 上殼體 103 底部 110、111、112、113 間隔物 120 通風孔 17 200814411 130 連通孔 140 第一掛鉤 150 第一溝槽 160 ^ 170 突出物 180 第二掛鉤 190 溝槽 200 ^ 201 、 202 、203 電池單元 5 210 電極端 300 連接元件 301、 302 ^ 303 金屬板 310 接觸部 320 連接部 330、 350 端點部 360 溝槽 400 偵測元件 470 溝槽 500 保護電路模組 10 580 耦合溝槽 600 電池組 18

Claims (1)

  1. 200814411 十、申請專利範圍： 1. 一種電池組盒，其結構為，複數個電池單元係固 定於該電池組盒中以彼此電性連接， 其中該電池組盒包括一上殼體及一下殼體以組成一中 5 空結構，該上殼體及該下殼體相互耦接以使該複數個電池 單元固定於該上殼體及該下殼體間，每一殼體之一内側具 有複數個間隔物以支撲該複數個電池單元，且每一殼體之 一外側具有複數個通風孔以與每一殼體之一内部相通。 2. 如申請專利範圍第1項所述之電池組盒，其中該上 10 殼體及該下殼體係以對稱六面體結構構成。 3. 如申請專利範圍第1項所述之電池組盒，其中該上 殼體及該下殼體係經由一掛鉤與一溝槽耦合而相互耦合， 該掛鉤與該溝槽係形成於該上殼體及該下殼體之間之介面 之一侧。 15 4.如申請專利範圍第1項所述之電池組盒，其中該複 數個間隔物係自該每一電池組盒之該内部突出，使該複數 > 個間隔物部分地圍繞該鄰近電池單元之外圍，且該每一電 池組盒之該外部設有對應於該複數個間隔物之複數個穿 孔，使該複數個間隔物藉此與該電池組盒之該外部連通。 20 5.如申請專利範圍第1項所述之電池組盒，其中該每 一電池組盒之該外部具有對應於該複數個電池單元之電極 端之連通孔，以露出該複數個電池單元之該電極端，且每 一電池組盒之該外部於該複數個連通孔之間具有複數個突 出物，用以固定一連接元件於該電池組盒。 19 200814411 6. 如申請專利範圍第5項所述之電池組盒，其中該連 接元件為一金屬板。 7. 如申請專利範圍第1項所述之電池組盒，其中該上 殼體及/或該下殼體具有複數個耦合元件，用以將一保護電 5 路單元固定於對應之外殼。 8. 如申請專利範圍第7項所述之電池組盒，其中該複 數個耦合元件為一掛鉤結構。 9. 一種電池組，包括如申請專利範圍第1項至第8項中 任一項所述之電池組盒。 10 10、如申請專利範圍第9項所述之電池組，其中該電池 組盒係使用於高速放電。 11. 如申請專利範圍第10項所述之電池組，其中該電 池組盒係用作於動力工具（power tool)之動力來源。 12. 如申請專利範圍第10項所述之電池組，其中該電 15 池組盒係用於油電混合車（hybrid electric vehicle)之動力來 源。 ^ 13.如申請專利範圍第9項所述之電池組，其中組成該 電池組盒之電池單元之電極端經由與該電池組盒中之電池 單元之該複數個電極端相對應之形成於該上殼體與該下殼 20 體外圍之連通孔而暴露於外，且其中藉由固定於該相對電 池組盒外之該連接元件使該電池單元之電極端電性連接。 14.如申請專利範圍第13項所述之電池組，其中偵測 該電池單元電壓之一偵測元件可進一步連接至該連接元 件0 20 200814411 15. 如申請專利範圍第14項所述之電池組，其中該偵 測元件係為一印刷電路板（PCB，printed circuit board)或一 彈性印刷電路板（FPCB，flexible printed circuit board) 〇 16. 如申請專利範圍第14項所述之電池組，其中一保 5 護電路單元可進一步固定於該電池組盒之一側，且該偵測 元件連接至該保護電路單元。
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