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TWI891241B - 具有溫度感測結構之電池模組 - Google Patents

具有溫度感測結構之電池模組

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Publication number
TWI891241B
TWI891241B TW113104654A TW113104654A TWI891241B TW I891241 B TWI891241 B TW I891241B TW 113104654 A TW113104654 A TW 113104654A TW 113104654 A TW113104654 A TW 113104654A TW I891241 B TWI891241 B TW I891241B
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TW
Taiwan
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temperature sensing
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battery module
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TW113104654A
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TW202433789A (zh
Inventor
彭彥凱
林牧民
Original Assignee
台達電子工業股份有限公司
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Publication date
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Abstract

本案係為一種具有溫度感測結構之電池模組，包括複數電池芯、殼座及溫度感測線。殼座包含底座及上蓋。底座及上蓋經結合後在兩者之間形成鏤空部。電池芯被底座及上蓋固定，使得電池芯一部分的外緣面在鏤空部露出。溫度感測線包含一對導線及分隔該對導線的絕緣層。溫度感測線接觸各電池芯外露在鏤空部中的外緣面。電池芯的至少一電池芯的溫度提高至預定溫度並傳導至溫度感測線時，絕緣層會在預定溫度下熔化，從而使該對導線相互導通並產生警示訊號；藉此簡化溫度感測結構，並能夠對所有電池芯進行溫度監控。

Description

具有溫度感測結構之電池模組
本案係有關於電池裝置，尤指一種具有溫度感測結構之電池模組。
電池系統是由多數電池芯所組成的電池模組所構成，並透過電連接來提供使用需要的電力。一般電池模組大多設置有溫度感測裝置，用以監測並保護電池模組，以避免電池系統中電池模組的溫度過高而毀損。
再者，電池模組內的電池芯數量多，由於很難對每一個電池芯進行溫度監測，若對每一個電池芯進行溫度監測，需增加溫度感測器數量，同時也會增加更多的訊號線。
有鑑於此，本申請人遂針對上述現有技術，盡力解決上述之問題點，即成為本申請人改良之目標。
本案之一目的，在於提供一種具有溫度感測結構之電池模組，以簡化溫度感測結構，並能夠對所有電池芯進行溫度監控的目的。
為了達成上述之目的，本案係為一種具有溫度感測結構之電池模組，包括複數電池芯、殼座及溫度感測線。殼座包含底座以及上蓋。底座及上蓋經結合後在兩者之間形成鏤空部。電池芯被底座及上蓋固定，使得電池芯一部分的外緣面在鏤空部露出。溫度感測線包含一對導線及分隔該對導線的絕緣層。溫度感測線接觸各電池芯外露在鏤空部中的外緣面。當該些電池芯的至少一電池芯的溫度提高至一預定溫度並傳導至該溫度感測線時，該絕緣層會在該預定溫度下熔化，從而使該對導線相互導通並產生一警示訊號。
於本案的一實施例中，電池模組更包括控制組。控制組包含控制板及電性連接控制板的警示器，溫度感測線的導線一端連接至控制板，警示器係產生警示訊號。
於本案的一實施例中，電池模組更包括電性連接電池芯的複數匯流排，該些電池芯係呈矩陣排列設置，該些匯流排包含複數第一極片及複數第二極片，該些第一極片及該些第二極片分別設置在該些電池芯的兩相對側。
於本案的一實施例中，殼座包含固定溫度感測線的複數固定結構，固定結構包含設置在底座的複數下固定結構及設置在上蓋的複數上固定結構，下固定結構從底座沿伸至鏤空部，上固定結構從上蓋沿伸至鏤空部。
於本案的一實施例中，各下固定結構包含自底座沿伸的下延伸臂及位於下延伸臂上的下扣塊，下扣塊設置有扣合溫度感測線的下扣槽。各上固定結構包含自上蓋沿伸的上延伸臂及位於上延伸臂上的上扣塊，上扣塊設置有扣合溫度感測線的上扣槽。
於本案的一實施例中，下固定結構及上固定結構設置在底座及上蓋相對應的位置處分別扣抵溫度感測線的下、上側。
於本案的一實施例中，下固定結構及上固定結構交錯設置在底座及上蓋並間隔扣抵溫度感測線的下、上側。
於本案的一實施例中，上蓋包含蓋板、一對上側板及上定位板，蓋板設置有複數開槽，上側板位於蓋板的相對側，上定位板圍合在蓋板及上側板之間，並對應電池芯的外型設置。底座包含底板、一對下側板及下定位板，底板設置有複數開槽，下側板位於底板的相對側，下定位板圍合在底板及下側板之間，並對應電池芯的外型設置。
於本案的一實施例中，下定位板對應各電池芯的位置成型有複數下弧片，且各下弧片的上緣設置有下缺槽，上定位板對應各電池芯的位置成型有複數上弧片，且各上弧片的上緣設置有上缺槽，底座及上蓋經結合後，各下缺槽及各上缺槽構成鏤空部。
於本案的一實施例中，溫度感測線更包括保護套，該對導線穿置在保護套中，且一端係凸伸出保護套，該對導線分別包覆有絕緣層，並透過絕緣層接觸保護套。
於本案的一實施例中，絕緣層係由熱敏聚合物所構成，各導線為銅線。
於本案的一實施例中，電池模組更包括複數鎖固件，底座及上蓋透過鎖固件而結合。
於本案的一實施例中，底座間隔設置有複數鎖固孔，上蓋對應設置有複數穿孔，鎖固件穿設穿孔並結合在鎖固孔中。
相較於習知，本案之電池模組的電池芯受底座及上蓋固定，且底座及上蓋經結合形成鏤空部，使得電池芯一部分的外緣面在鏤空部露出。另外，溫度感測線設置在鏤空部並接觸每一個電池芯。據此，當電池芯的溫度提高至預定溫度並傳導至溫度感測線時，該絕緣層會在預定溫度下熔化，並令該對導線相互導通而產生導通訊號至控制板，進而產生警示訊號。藉此，使用者可得知電池模組處於高溫狀態，進而採取相應的保護措施，達到保護電池芯的目的。此外，本案僅設置一條溫度感測線來監控所有電池芯，任一電池芯的溫度超過預定溫度時都會產生導通訊號至控制板，此外，由於溫度感測線不需設置多條訊號線，更可達到降低電池溫度感測裝置的設置成本及空間的效果。
有關本案之詳細說明及技術內容，配合圖式說明如下，然而所附圖式僅提供參考與說明用，並非用來對本案加以限制者。
請參照圖1，係為本案之具有溫度感測結構之電池模組的立體外觀示意圖。本案係為一種具有溫度感測結構之電池模組1，包含複數電池芯10、殼座20及溫度感測線30。殼座20用以承載電池芯10。殼座20包含底座21、上蓋22。底座21及上蓋22經結合後在兩者之間形成一鏤空部200。溫度感測線30設置在該鏤空部200，同時電池芯10的一部分的外緣面在鏤空部200露出。在鏤空部200的位置，溫度感測線3與電池芯10的外緣面接觸。
電池模組1更包括控制組40。控制組40包含控制板41及與控制板41電性連接的警示器42。控制組40可設置為如電池管理系統(Battery Management System, BMS)等控制系統。溫度感測線30的一端連接至控制板41。控制板41能夠令警示器42產生警示訊號。
請同時參照圖2，係為本案之溫度感測線的剖視圖。該溫度感測線30包含一對導線31、分隔該對導線31的絕緣層32及保護套33。導線31可為一銅線。該絕緣層32係由熱敏聚合物所構成，其係在加熱到一定的温度區域時會發生熔解。該保護套33由絕緣材質構成。該對導線31穿置在該保護套33中。本實施例中，該對導線31分別包覆有絕緣層32，並透過絕緣層32接觸保護套33。又，該對導線31之間因二絕緣層32而相互不接觸。
據此，當溫度感測線30的溫度處於正常範圍時，即該對導線31之間因絕緣層32而互不接觸時，該對導線31不會導通。控制板41經設計在該對導線31彼此不導通時，不使警示器42產生警報。另一方面，當溫度感測線30的溫度提高至一預定溫度時，絕緣層32會在此預定溫度下熔化(例如溫度超過88度)。該對導線31之間因絕緣層32熔化而彼此導通。此時，該對導線31經相互導通產生導通訊號，導通訊號傳遞至該控制板41後，即令警示器42產生警示訊號。藉此，使用者可透過該警示訊號得知電池模組1處於高溫狀態，進而採取相應的保護措施。
要說明的是，由於本案之溫度感測線30環繞並接觸所有的電池芯10，因此在任何一個電池芯10的溫度超過預定溫度時都會導通該對導線31，進而啟動該警示器42。
另外要說明的是，本案之溫度感測線30可透過選擇絕緣層32的材料來設定預定溫度，且預定溫度會低於電池芯10的臨界溫度。因此，在任何一個電池芯10的溫度達到臨界溫度之前，絕緣層32就會發生熔化使該對導線31產生導通訊號。據此，溫度感測線30可在任一電池芯10達到臨界溫度之前，藉由產生的導通訊號使控制板41令警示器42產生警示訊號，告知使用者採取相應的措施，以避免該些電池芯10因高溫而損毀。
請另參照圖3 ，係為本案之具有溫度感測結構之電池模組1在圖1圈示處的放大圖。如圖3所示，殼座20包含固定溫度感測線30的複數固定結構23。固定結構23包含設置在底座21的複數下固定結構24，以及設置在上蓋22的複數上固定結構25。下固定結構24從底座21沿伸至該鏤空部200，以及上固定結構25從上蓋22沿伸至鏤空部200。下固定結構24以及上固定結構25在鏤空部200定位溫度感測線30。在本實施例中，下固定結構24以及上固定結構25設置在底座21與上蓋22相對應的位置。
續參照圖3，下固定結構24包含從底座21向上沿伸的下延伸臂241及位於該下延伸臂241末端的下扣塊242。下扣塊242設置有可扣合溫度感測線30的下扣槽240。上固定結構25包含自上蓋22沿伸的上延伸臂251及位於上延伸臂251末端的上扣塊252，上扣塊252設置有扣合溫度感測線30的上扣槽250。下固定結構24以及上固定結構25分別從底座21以及上蓋22相對應的位置延伸而出，以扣抵溫度感測線30的下側以及上側。
圖4是本案之具有溫度感測結構之電池模組的局部放大圖，呈現另一實施態樣。不同於圖3，圖4顯示下固定結構24及上固定結構25呈交錯設置，以分別扣抵溫度感測線30的下側以及上側。圖5係顯示下固定結構24及上固定結構25設置該底座21側邊及該上蓋22側邊的相對應位置處，用以夾合該溫度感測線30。據此，溫度感測線30透過位於底座21及上蓋22上的不同位置處的固定結構23而定位在鏤空部200上。
圖6係為本案之具有溫度感測結構之電池模組的立體分解示意圖。如圖6所示，電池模組1更包含電性連接電池芯10的複數匯流排12。電池芯10可為26650、4680或18650等型號的圓柱狀電池，但不以此為限制。電池芯10呈矩陣排列設置，並被底座21及上蓋22夾合固定。
匯流排12包含複數第一極片121及複數第二極片122。以電連接圓柱狀電池為例，第一極片121及第二極片122分別設置在電池芯10的兩相對側。第一極片121透過上蓋22定位並電性連接電池芯10上方的電極。第二極片122透過底座21定位，並電性連接電池芯10下方的電極。
續參照圖6，上蓋22包含蓋板221、一對上側板222及上定位板223。蓋板221設置有複數開槽2210。一對上側板222位於蓋板221的兩相對側。上定位板223位於蓋板221及一對上側板222之間，並對應電池芯10的外型設置。第一極片121與電池芯10上方的電極接觸形成電連接，且第一極片121嵌合在開槽2210內。底座21包含底板211、一對下側板212及下定位板213。底板211設置有複數開槽2110。一對下側板212位於底板211的兩相對側。下定位板213位於底板211及一對下側板212之間，並對應電池芯10的外型設置。第二極片122與電池芯10下方的電極接觸形成電連接，且第二極片122嵌合在開槽2110內。
續參照圖6，底座21及上蓋22經結合後在兩者之間形成有鏤空部200。鏤空部200形成在下定位板213的上緣以及上定位板223的下緣之間。上定位板223對應各電池芯10的位置成型有複數上弧片2231，且各上弧片2231的下緣形成上缺槽2230。下定位板213對應各電池芯10的位置形成複數下弧片2131，下弧片2131的上緣設置有下缺槽2130。底座21及上蓋22經結合後，下缺槽2130以及上缺槽2230之間係構成鏤空部200。電池芯10一部分的外緣面在鏤空部200露出。因此，溫度感測線30接觸各電池芯10外露於該鏤空部200中的外緣面。此外，溫度感測線30中的導線31用以連接至前述的控制板41。
本案之第二極片122設置有一對輸出端子123。該些電池芯10透過該對輸出端子123來輸出電力。
圖7係本案之具有溫度感測結構之電池模組的立體分解的局部放大圖，呈現圖6左側的圈示處。如圖7所示，複數電池芯10安置在殼座20中。殼座20由相互結合的底座21及上蓋22所構成。匯流排12包含設置在該殼座20兩相對側的複數第一極片121及複數第二極片122。蓋板221設置有複數開槽2210，使得第一極片121與電池芯10上方的電極接觸形成電連接，且第一極片121嵌合在開槽2210內。第二極片122與電池芯10下方的電極接觸形成電連接，且第二極片122嵌合在開槽2110內。
請參照圖8，為本案之具有溫度感測結構之電池模組的立體分解的局部放大圖。如圖8所示，匯流排12包含複數第一極片121及複數第二極片122。第一極片121設置在上蓋22，且第二極片122設置在底座21。溫度感測線30設置在鏤空部200並環繞電池芯10。值得注意的是，溫度感測線30係接觸每一電池芯10外露在鏤空部200中的外緣面。
請另參照圖9 ，係為本案之殼座的立體分解示意圖。本實施例中，殼座20的固定結構23包含設置在底座21的複數下固定結構24及設置在上蓋22的複數上固定結構25。下固定結構24間隔環列在底座21的外周緣，上固定結構25間隔環列在上蓋22的外周緣。再者，電池模組1更包括複數鎖固件50。各鎖固件50為一螺絲，但不以此為限制。此外，底座21間隔設置有複數鎖固孔210，且上蓋22對應設置有複數穿孔220。鎖固件50分別穿設穿孔220並結合在鎖固孔210中。據此，底座21及上蓋22透過鎖固件50結合並構成殼座20。
以上所述僅為本案之較佳實施例，非用以定本案之專利範圍，其他運用本案之專利精神之等效變化，均應俱屬本案之專利範圍。
1:電池模組 10:電池芯 12:匯流排 121:第一極片 122:第二極片 123:輸出端子 20:殼座 200:鏤空部 21:底座 210:鎖固孔 211:底板 2110:開槽 212:下側板 213:下定位板 2130:下缺槽 22:上蓋 220:穿孔 221:蓋板 2210:開槽 222:上側板 223:上定位板 2230:上缺槽 23:固定結構 24:下固定結構 240:下扣槽 241:下延伸臂 242:下扣塊 25:上固定結構 250:上扣槽 251:上延伸臂 252:上扣塊 30:溫度感測線 31:導線 32:絕緣層 33:保護套 40:控制組 41:控制板 42:警示器 50:鎖固件
圖1係本案之具有溫度感測結構之電池模組的立體外觀示意圖。
圖2係本案之溫度感測線的剖視圖。
圖3至圖5係本案之具有溫度感測結構之電池模組的局部放大圖。
圖6係本案之具有溫度感測結構之電池模組的立體分解示意圖。
圖7及圖8係本案之具有溫度感測結構之電池模組的立體分解的局部放大圖。
圖9係為本案之殼座的立體分解示意圖。
1:電池模組
10:電池芯
20:殼座
200:鏤空部
21:底座
22:上蓋
23:固定結構
30:溫度感測線
40:控制組
41:控制板
42:警示器

Claims (13)

  1. 一種具有溫度感測結構之電池模組，包括： 複數電池芯； 一殼座，包含一底座及一上蓋，該底座及該上蓋經結合後在兩者之間形成一鏤空部，該些電池芯被該底座及該上蓋固定，使得該些電池芯一部分的外緣面在該鏤空部露出；以及 一溫度感測線，包含一對導線及分隔該對導線的一絕緣層，該溫度感測線接觸各該電池芯外露在該鏤空部中的外緣面； 當該些電池芯的至少一電池芯的溫度提高至一預定溫度並傳導至該溫度感測線時，該絕緣層會在該預定溫度下熔化，從而使該對導線相互導通並產生一警示訊號。
  2. 如請求項1所述之具有溫度感測結構之電池模組，其更包括一控制組，該控制組包含一控制板及電性連接該控制板的一警示器，該對導線的一端連接至該控制板，該警示器係產生該警示訊號。
  3. 如請求項1所述之具有溫度感測結構之電池模組，其更包括電性連接該些電池芯的複數匯流排，該些電池芯係呈矩陣排列設置，該些匯流排包含一第一極片及一第二極片，該第一極片及該第二極片分別設置在該些電池芯的兩相對側。
  4. 如請求項1所述之具有溫度感測結構之電池模組，其中該殼座包含固定該溫度感測線的複數固定結構，該些固定結構包含設置在該底座的一下固定結構及設置在該上蓋的一上固定結構，該下固定結構從該底座沿伸至該鏤空部，該上固定結構從該上蓋沿伸至該鏤空部。
  5. 如請求項4所述之具有溫度感測結構之電池模組，其中該下固定結構包含自該底座沿伸的一下延伸臂及位於該下延伸臂上的一下扣塊，該下扣塊設置有扣合該溫度感測線的一下扣槽，該上固定結構包含自該上蓋沿伸的一上延伸臂及位於該上延伸臂上的一上扣塊，該上扣塊設置有扣合該溫度感測線的一上扣槽。
  6. 如請求項4所述之具有溫度感測結構之電池模組，其中該下固定結構及該上固定結構設置在該底座及該上蓋相對應的位置處，用以扣抵該溫度感測線。
  7. 如請求項4所述之具有溫度感測結構之電池模組，其中該下固定結構及該上固定結構交錯設置在該底座及該上蓋，並間隔扣抵該溫度感測線。
  8. 如請求項1所述之具有溫度感測結構之電池模組，其中該上蓋包含一蓋板、一對上側板及一上定位板，該蓋板設置有一開槽，該對上側板位於該蓋板的相對側，該上定位板圍合在該蓋板及該對上側板之間，並對應該些電池芯的外型設置；以及該底座包含一底板、一對下側板及一下定位板，該底板設置有一開槽，該對下側板位於該底板的相對側，該下定位板圍合在該底板及該對下側板之間，並對應該些電池芯的外型設置。
  9. 如請求項8所述之具有溫度感測結構之電池模組，其中該下定位板對應各電池芯的位置成型有複數下弧片，且各下弧片的上緣設置有一下缺槽，該上定位板對應各電池芯的位置成型有複數上弧片，且各上弧片的上緣設置有一上缺槽，該底座及該上蓋經結合後，各下缺槽及各上缺槽係構成該鏤空部。
  10. 如請求項1所述之具有溫度感測結構之電池模組，其中該溫度感測線更包括一保護套，該對導線穿置在該保護套中，該對導線分別包覆有該絕緣層，並透過該絕緣層接觸該保護套。
  11. 如請求項1所述之具有溫度感測結構之電池模組，其中該絕緣層係由熱敏聚合物所構成，該導線為一銅線。
  12. 如請求項1所述之具有溫度感測結構之電池模組，其更包括複數鎖固件，該底座及該上蓋透過該些鎖固件而結合。
  13. 如請求項12所述之具有溫度感測結構之電池模組，其中該底座間隔設置有複數鎖固孔，該上蓋對應設置有複數穿孔，該些鎖固件穿設該些穿孔並結合在該些鎖固孔中。
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