TWI264272B - A battery module for electrical apparatus - Google Patents

Description

1264272 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 特別是有關於一種適 本發明是有關於一種電池模組 用於電子裝置之電池模組。 【先前技術】 電池的工作溫度和電池的充電放電效率有密切的相 關，過高溫和過低溫會使電池充電放電不足，影響到電池 的電容量’長期下來，不僅電池的使用效率會變^，電地 的使用壽命也會變短。 一般常用於電子裝置的電池多為鋰離子電池，鋰離子 電池的較佳工作溫度範圍在攝氏50到60度，高於一般的 室溫。 、又 ㈣在習知的技術中，電子裝置的電池一般係為一塑膠材 質所包覆，而其工作溫度主要是受室溫的影響。雖然部分 電路板上的高溫元件產生的熱仍有可能影響電池所處環境 的溫度，但此種傳導熱途徑並不穩定，且其傳導熱效率易 受同存於系統中的其他傳導熱的途徑干擾。 因此，電池一般皆處於較室溫略高的溫度（低於較佳 工作溫度範圍）下工作，而非處於較佳工作溫度，攝氏 到60度之間工作。在此溫度下，電池的充電放電無法處於 最適化的條件下，這將影響電池的效率及壽命。 、 【發明内容】 因此本發明的目的就是在提供一種適用於電子裴 夏的 5 1264272 電池模組，此電池模組具有一適當且穩定的傳熱裝置，使 電路板上高溫元件的熱可以傳導到電池模組之上，以使電 池可以在高於室溫的較佳工作温度範圍下運作。 根據本發明之上述目的，提出一種適用於電子裝置的 電池模組，至少包含一電池及導熱裝置。導熱裝置可將高 /HZL元件產生的熱傳導到電池上，可以使電池模組的溫度上 升，而達到電池之較佳工作温度範圍。電池模組更可以包 含散熱裝置，當電池模組的溫度高於較佳工作溫度範圍， 散熱裝置即會將電池上多餘的熱散出。 依照本發明一較佳實施例，電池模組可設置於一高溫 兀件之上，高溫元件將熱直接傳導致電池模組。高溫元件 可以為晶片、塗佈散熱膠之晶片或具有散熱片之晶片。 依…、本t明另一較佳實施例，高溫元件和電池模組可 設置於可攜裝置中不同的位置，利用一個以上的導熱裝 置例如導熱片、導熱管等等作為橋樑，將熱迅速的由高 溫元件傳到電池模組。 在本發明實施例中所揭露的電池模組更可選擇性的包 括政熱機構，當電池模組的溫度可能或已經超過電池之 車乂佳工作溫度範圍時，散熱模組開始作用，以使電池模組 可處於一較佳工作溫度範圍之内。 根據上述，在本發明中，將電路板上高溫元件的散執 途控和電池模組的熱傳導途徑整合—起，使高溫元件和電 池权組間熱傳導更為敎及有效率，而使位於電池模組内 之電池能處在恆定的較佳溫度環境下。 6 1264272 【實施方式】 本發明主要是提供一種適用於電子裝置的電池模組。 電池模組中的導熱裝置可將高溫元件產生的熱傳導到電池 杈組上，使電池模組内之電池能在高於室溫的較佳工作溫 度下運作。另外，電子裝置的電池模組還可以選擇性的2 括散熱裝置，此散熱裝置可將電池上多餘的熱散出。導熱 裝置和散熱裝置兩者的組合可提供電池所需的熱量，使電 池在恆定的較佳工作溫度下運作。 睛參照第1圖和第2圖，其繪示依照本發明一實施例 的圖。 如第1圖所示，圖中的電路板11()包含市面常見的電 子裝置如手機、筆記型電腦、數位相機及個人數位助理器 的電路板110。高溫元件120指的是電路板110上容易產生 高熱的元件，電路板11〇上的高溫元件12〇可例如說中央 處理器、晶片、塗佈散熱膠之晶片或具有散熱片之晶片。 在本實施例中，在高溫元件120為一具有散熱片（未繪示 於圖上）之中央處理器。 一電池模組160位於高溫元件120之上，電池模組16〇 包括一導熱殼體140及位於導熱殼體14〇内之電池15〇。導 熱殼體140會吸收高溫元件120所產生的熱量而使電池模 組160的溫度上升。一般而言高溫元件12〇的溫度約在攝 氏60度至80度之間，因此，藉由導熱殼體14〇的傳導， 可使電池模組160及電池150處於一較佳工作溫度範圍之 内。 如第1圖所示，電池模組160更可因應需要而增設一 1264272 散熱裝置170,散熱裝置170可以為散熱片、散熱管、散熱 風扇或是目灿白用的散熱機構。通常，導熱殼體14〇除了 傳導熱量外，亦可以將電池模組16〇的熱量逸散。但是， 當來自高溫元件120的熱量過多時，散熱裝置17〇即可發 揮作用，將過多的熱量逸散。此時，用於監測中央處理器 溫度的溫度監控裝置亦可用來監控電池模組16〇的溫度以 決定散熱裝置170的動作。 導熱殼體140所示用的材質通常為具有高導熱性的材 質、，一般為金屬，如鐵、銅合金、鋁合金和鎂合金。導熱 设體140可提供電池15〇 —個穩定的工作溫度環境。導熱 设體140與咼溫元件12〇兩者介面間更可包括一導熱介質 ^30’其目的是用來填補介面間的空隙提昇導熱效率。導熱 介質130包含散熱膏、導熱橡膠以及石墨片。 位於導熱殼體14〇内的電池150例如可為用於手機、 筆記型電腦、數位相機及個人數位助理器的鋰離子電池。 一般而言，鐘離子電池的較佳工作溫度約為攝氏5〇度到約 攝氏60度之間。 在本實施例中，在導熱殼體140上之散熱裝置17〇可 以疋與導熱殼體140 —體成形，或是加設於導熱殼體"ο 之上。若散熱裝置170係增設於導熱殼體140之上時，兩 者間可具有一導熱介質（未繪示於圖上）以提昇介面間的 導熱效率。導熱介質包含散熱膏、導熱橡膠以及石墨片。 在本實施例中，當散熱裝置170包括散熱風扇時，可 搭配電路板11〇上的溫控積體電路19〇，可以調節風扇的開 啟和關閉或轉速快慢。 8 1264272 導熱殼2圖所示，散熱裝置17°和 月"於不同位置，可用至少一個導熱管18〇 幫助兩者間熱的傳遞，此導埶 〒…吕180 一端和導熱殼體140 相接，另-端和散熱裝4 17"目接，可將熱迅速的由導熱 嫒體140傳到散熱裝置ι7〇。 請參照第3圖、第4圖和第5圖，其繪示依照本發明 另一實施例的圖。 此實施例中各元件的配置和前一實施例類似，主要不 同點在於在別-實施例中’電池模組和高溫元件距離非 常接近1適當的接觸傳熱途徑就可以將熱由高溫元件導 到電池上。在此實施例中，電池模組和高溫元件位於不同 位置兩者間有一段距離，熱的傳導不易，故用導熱裝置， 例如導熱官來提昇兩者間的導熱效率，同時導熱管也可以 扮演兩者間聯繫的橋樑。 如第3圖所示，圖中的電路板21〇包含市面常見的電 子裝置例如手機、筆記型電腦、數位相機及個人數位助理 器的電路板210。高溫元件22〇指的是電路板21〇上容易產 生咼熱的元件，電路板210上的高溫元件22〇例如可包含 中央處理器、晶片、塗佈散熱膠之晶片或具有散熱片之晶 片。在本實施例中，在高溫元件22〇為一具有散熱片（未 繪示於圖上）之中央處理器。 一電池模組260和高溫元件220間隔一個空間，電池 模組260包括一導熱殼體24〇、位於導熱殼體24〇内之電池 250及導熱管230。導熱管230連結於高溫元件220及導熱 殼體240之間。導熱管230可將高溫元件220所釋放的熱 1264272 量傳導致而使電池模組260的溫度上升。一般而言高溫元 件210的溫度約在攝氏60度至80度之間，因此，藉由導 熱殼體240的傳導，可使電池模組260及電池250處於一 較佳工作溫度範圍之内。 電池模組260和咼溫元件220位於不同位置，在高溫 元件220與導熱殼體240間有至少一個第一導熱管23〇在 兩者間進行熱傳遞’此第一導熱管230 一端和高溫元件22〇

相接，另一端和導熱殼體240 _，可將熱迅速的由高溫 元件220傳到導熱殼體240。 如第3圖所示’電池模組26〇更可因應需要而增設一 散熱裝置270,散熱裝置270可以為散熱片、散熱管、散熱 風扇或是目前習用的散熱機構。通常，導熱殼體除了 傳導熱量外，亦可以將電池模M 26〇的熱量逸散。但是， 當來自高溫元件22G的熱量過多時’散熱裝置27()即可發 揮作用’將過多的熱量逸散。此時，用於監測中央處理器 溫度的溫度監控裝置亦可用來監控電池模組26g的溫度以 決定散熱裝置270的動作。 又 導…、威體240所示用的材質通常為具有高導熱性的材 質’-般為金屬，如鐵、銅合金、鋁合金和鎂合金埶 殼體240可提供電池25〇 一個穩定的工作溫度環境。’、、、 位於導熱殼體240内的電池25〇例如可為用於手機、 k型電腦、數位相機及個人數位助理器的鐘離子電池。 一般而言，鋰離子電池的較佳工作 / 攝氏60度之間。 ^為攝氏50度到約 本實施例中 ’在導熱殼體240上之散熱裝置 270可以 1264272 是與導熱殼體240 —體成形，或是加設於導熱殼體24〇之 上。若散熱裝置270係增設於導熱殼體240之上時，兩者 間可具有一導熱介質（未繪示於圖上）以提昇介面間的導 熱效率。導熱介質包含散熱膏、導熱橡膠以及石墨片。 在本實施例中，當散熱裝置270包括散熱風扇時，可 搭配電路板210上的溫控積體電路29〇,可以調節風扇的開 啟和關閉或轉速快慢。 在某些特殊情況下，如第4圖所示，散熱裝置27〇和 • 導熱殼體240可能於不同位置，可用至少一個第二導熱管 280幫助兩者間熱的傳遞，此第二導熱管28〇 一端和導熱殼 體240相接，另一端和散熱裝置270相接，可將熱迅速的 由導熱殼體240傳到散熱裝置27〇。 此外，第1圖、第2圖、第3圖和第4圖中的導熱殼 體的外形，亦可以變形為如第5 g，第5圖是以第4圖的 實施例示範導熱殼體240的另一外形。此外形的導熱殼體 240除了具有導熱的功能外，還可以作為—種支樓結構。此 • 外’若此導熱殼體的材質為鐵的話，此導熱殼體對電 路板還具有良好的電磁波屏蔽的功能。 雖然本發明已以一較佳實施例揭露如上，然其並非用 以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精 =範圍内’當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保 - 濩範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。 【圖式簡單說明】 «本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例 11 1264272 能更明顯易懂，所附圖式之詳細說明如下： 第1圖和第2圖，其繪示依照本發明一實施例的示意 圖。 第3圖、第4圖和第5圖，其繪示依照本發明另一實 施例的示意圖。 【主要元件符號說明】 210:電路板 220·•高溫元件 230 :第一導熱管 240 :導熱殼體 250 :電池 260 :電池模組 270 :散熱裝置 280 :第二導熱管 290 :溫控積體電路

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Claims (1)

1264272 十、申請專利範圍： 1.—種電子裝置之電池模組，該電子裝置之電池模組 包含： 一電池；以及 一導熱裝置，與該電池以及一電路板上之至少一高溫 元件相接觸，該導熱裝置可以將該高溫元件產生的熱導引 至該電池上。 2·如申請專利範圍第丨項所述之電子裝置之電池模 組，其中該高溫元件包含中央處理器、晶片、塗佈散熱膠 之晶片或具有散熱片之晶片。 3·如申睛專利範目帛丨項所述之電子裝置之電池模 組’其中該電池包含鋰離子電池。 4_如申請專利範圍帛3❹斤述之電子裝置之電池模 組，其中驗離子電池的較佳卫作溫度介於約攝氏5〇度到 攝氏60度之間。 5·如申請專利範圍第i項所述之電子裝置之電池模 組’其中該導熱裝置更包含—導熱殼體，該導熱殼體内有 一空間可以容納該電池。 6·如申請專利範圍第5項所述之電子裝置之電池模 13 1264272 組，其中該導熱殼體的材質可包含鐵、銅合金、鋁合金和 鎂合金。 7 ·如申請專利範圍第1項所述之電子裝置之電池模 組，其中該導熱裝置的材質可包含鐵、銅合金、鋁合金和 鎖合金。 8.如申請專利範圍第1項所述之電子裝置之電池模 組’其中該導熱裝置還包含一個以上的第一導熱管，位於 該高溫元件與該電池間，該第一導熱管能將該高溫元件產 生的熱傳傳到該電池。 9·如申請專利範圍第丨項所述之電子裝置之電池模 組’其中該電子裝置之電池模組還包含散熱裝置。 10·如申請專利範圍帛9j:頁所述之電子裝置電池模 組，其中該散熱裝置包含散熱片。 ^甘： 利範圍第1〇項所述之電子裝置之電池 、、、且-該散熱裝置還包含一個以上的第二導，位 於該電池與該散熱片間， … 散到散熱片。 弟-導熱"匕協助該電池將熱 二 14 1264272 13.如申請專利範圍第12項所述之電子裝置之電池 模組，其中該散熱裝置還包含電路板上的溫控積體電路: 該溫控積體電路可以溫控調節該風扇的開啟和關閉或轉速 快慢。 14. -種電子裝置之電池模組，f亥電子裝置之電池模 組包含： Φ 一電池；以及 -導熱殼體，該導熱殼體内有—空間可以容納該電 • ⑻’該導熱殼體連接至m件且該高溫元件產生的熱 I引至該電池上’其中該導熱殼體約攝氏50度到攝氏60 度之溫度範圍。 15·如申明專利範圍第14項所述之電子裝置之電池 模組，其中該電子裝置之電池模組還包含一個以上的第一 •，熱管：位於該高溫元件與該導熱殼體間，該第一導熱管 能將該尚溫元件產生的熱傳傳到該導熱殼體。 申明專利範圍苐14項所述之電子裝置之電池 模組’其中該電子裝置之電池模組還包含散熱裝置，其中 該散熱裝置還包含風扇。 ^ 士申明專利範圍第16項所述之電子裝置之電池 模組’其中該散熱裝㈣包含電路板上的—溫控積體電 15