無接線式電池裝置製造方法

2023-06-17 19:24:21

無接線式電池裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型揭露一種無接線式電池裝置，其包括有多個電池單元，並有多個電連接板分別安裝於這些電池單元上，使每一電池單元的電極端分別電連接至對應的電連接板，且每一電連接板分別具有至少一第一電連接部；以及一電池管理模塊利用本身所有的第二電連接部分別對應電連接至電連接板的第一電連接部，以憑藉這些第一電連接部及第二電連接部來直接傳輸信號。本實用新型是利用無接線式電連接來取代信號連接線的複雜布線問題以及信號幹擾問題，以提高整體的組裝效率，並有利於自動化生產，故極具有市場競爭優勢。
【專利說明】無接線式電池裝置

【技術領域】
[0001] 本實用新型有關一種電池裝置，特別是關於一種無接線式電池裝置。

【背景技術】
[0002] 由於行動產品、節能減碳及備援電能的發展，電池使用已非常普及，如在電動車內 將數個電池連接為一群組化的電池組，以提供電動車驅動時所需的電能，而各類電池如蓄 電池、太陽能電池或鋰電池等的正常運作與否，關聯著設備或系統效能的發揮，電池雖有壽 命年限，但可憑藉管控追蹤掌握更換時機，讓設備或系統運轉能持續，且不突然中斷。然而， 電池在使用過程中，其常會因過度充電、充電不足、過度放電和環境溫度影響等因素造成異 常，而電池異常的情形一般卻常無法被立即得知，導致在設備或系統運作的際，不僅無法輸 出額定功率，更將形成阻礙功率輸出及高消耗的阻抗，嚴重時，甚且連帶影響鄰近良好的電 池輸出，形成假性故障，影響層面擴大，進而加深故障電池位置判定的困難度，增加不必要 的投資與損失。
[0003] 如圖1所示，就管理中型或大型的電池組10而言，偵測電路板12電連接於電池組 10的每一電池單元14,而偵測電路板12設有電連接器16,利用總線18的接線方式連接至 一電池管理系統（BMS) 20,電池管理系統20憑藉總線18的信號傳輸以管控追蹤電池組10 的狀態，例如電池電壓及電流值或溫度等。然而，在此架構中，偵測電路板12與每一電池單 元14之間皆是使用有線方式連接來傳輸信號，亦即每一電池單元14皆是利用至少一信號 連接線22連接至偵測電路板12上，以進行信號傳輸，故安裝方面不僅需考慮布線問題及信 號幹擾問題，又因為以有線方式連接設置，導致設置位置、組裝上皆有所限制，故在整體架 構設計上仍存在有可以改進的空間。
[0004] 有鑑於此，本實用新型遂針對上述現有技術的缺失，提出一種無接線式電池裝置， 以有效克服上述的該等問題。 實用新型內容
[0005] 本實用新型的主要目的是提供一種無接線式電池裝置，其是利用結構設計作為電 池單元與電池管理模塊間的無接線式電連接，以取代信號連接線的複雜布線問題以及信號 幹擾問題，並提高整體的組裝效率以及利於自動化製程，極具市場競爭優勢。
[0006] 本實用新型的另一目的是提供一種無接線式電池裝置，其亦可利用無線傳輸方式 作為電池管理模塊對外進行信號傳輸來管理電池狀態，以簡化裝置配置及布線的複雜度， 使得應用上更具彈性。
[0007] 為達到上述目的，本實用新型提供一種無接線式電池裝置，其包括：
[0008] 多個電池單元；
[0009] 多個電連接板，分別安裝於該多個電池單元上，使每一該電池單元的電極端分別 電連接至對應的該電連接板，且每一該電連接板各具有至少一第一電連接部；以及
[0010] 至少一電池管理模塊，其上設有多個第二電連接部，每一該第二電連接部分別對 應電連接該電連接板的該第一電連接部，該至少一電池管理模塊經由該多個第一電連接部 及該多個第二電連接部傳輸信號。
[0011] 所述的無接線式電池裝置，其中，該電池管理模塊是通過該多個第一電連接部及 該多個第二電連接部傳輸偵測信號至該電池單元，以偵測該多個電池單元的電池資訊，並 將該電池資訊通過該多個第一電連接部及該多個第二電連接部回傳至該電池管理模塊。
[0012] 所述的無接線式電池裝置，其中，該電池管理模塊更包括：至少一信號偵測板以及 一電池管理電路板，該信號偵測板上設有該多個第二電連接部；以及該電池管理電路板電 連接該信號偵測板，使該信號偵測板根據該電池管理電路板所輸出的偵測信號來偵測該多 個電池單元的電池資訊，並將該電池資訊傳輸至該電池管理模塊，使該電池管理模塊管理 該多個電池單元。
[0013] 所述的無接線式電池裝置，其中，該信號偵測板上更設有第三電連接部，且該電池 管理電路板上對應設有第四電連接部，使該信號偵測板與該電池管理電路板是利用該第三 電連接部與該第四電連接部形成電連接。
[0014] 所述的無接線式電池裝置，其中，該多個第一電連接部與該多個第二電連接部為 對應的總線連接器，利用導電元件穿設該總線連接器以形成電連接。
[0015] 所述的無接線式電池裝置，其中，該導電元件為螺絲。
[0016] 所述的無接線式電池裝置，其中，該多個第一電連接部為導電端子，該多個第二電 連接部為導電插槽，使每一該導電端子對應插入該導電插槽內以形成電連接。
[0017] 所述的無接線式電池裝置，其中，該第三電連接部為導電端子，該第四電連接部為 導電插槽，使該導電端子對應插入該導電插槽內以形成電連接。
[0018] 所述的無接線式電池裝置，其中，該第三電連接部更利用一總線與該第四電連接 部形成電連接。
[0019] 所述的無接線式電池裝置，其中，更包括一電池框架，該多個電池單元設於該電池 框架內，該多個電連接板分別設於該電池框架的相對的兩外側邊，該多個電池單元的該電 極端穿設該電池框架以電性接觸對應的該多個電連接板，該電池管理模塊設於該電池框架 上。
[0020] 所述的無接線式電池裝置，其中，該電池管理模塊是利用無線傳輸方式信號連接 至外部裝置。
[0021] 本實用新型的有益效果是：利用結構設計作為電池單元與電池管理模塊間的無接 線式電連接，以取代信號連接線的複雜布線問題以及信號幹擾問題，並提高整體的組裝效 率以及利於自動化製程，極具市場競爭優勢；亦可利用無線傳輸方式作為電池管理模塊對 外進行信號傳輸來管理電池狀態，以簡化裝置配置及布線的複雜度，使得應用上更具彈性。
[0022] 以下通過具體實施例詳加說明，當更容易了解本實用新型的目的、技術內容、特點 及其所達成的功效。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023] 圖1為現有的有接線式的電池組示意圖；
[0024] 圖2為本實用新型的無接線式電池裝置的第一實施例結構示意圖；
[0025] 圖3為本實用新型的無接線式電池裝置的第二實施例的結構示意圖；
[0026] 圖4為本實用新型的無接線式電池裝置的第三實施例結構示意圖；
[0027] 圖5為本實用新型的無接線式電池裝置的第四實施例的結構示意圖；
[0028] 圖6為本實用新型應用的方塊示意圖。
[0029] 附圖標記說明：10_電池組；12-偵測電路板；14-電池單元；16-電連接器；18-總 線；20-電池管理系統；22-信號連接線；30-無接線式電池裝置；32-電池框架；34-電池 單元；36-電連接板；362-連接導孔；364-導電端子；38-電池管理模塊；382-連接導孔； 384-導電插槽；40-螺絲；42-信號偵測板；422-連接導孔；424-總線連接器；426-導電 插槽；428-導電端子；44-電池管理電路板；442-總線連接器；444-導電插槽；45-總線； 46-第一無線傳輸模塊；50-外部裝置；52-第二無線傳輸模塊。

【具體實施方式】
[0030] 本實用新型提出的無接線式電池裝置是利用組裝結構設計來作為電池單元與電 池管理模塊間的無接線式電連接，以取代信號連接線的複雜布線問題以及信號幹擾問題， 並提高整體的組裝效率，且更有利於自動化生產。在本實用新型中使用的電池管理模塊，即 為電池管理系統（BMS)，可以為單一模塊的設計，亦可由信號偵測板及電池管理電路板所組 成，本實用新型的結構詳細說明如後。
[0031] 首先，請參閱圖2,其為本實用新型的無接線式電池裝置的第一實施例結構示意 圖。如圖2所示，此無接線式電池裝置30包括一電池框架32、多個電池單元34、多個電連 接板36以及至少一電池管理模塊38。多個電池單兀34裝設於電池框架32內，該多個電 連接板36組裝於電池框架32的相對的兩外側邊；該多個電池單元34的電極端穿設出電池 框架32,以電性接觸對應的該多個電連接板36,使每一電池單元34的電極端電連接對應的 電連接板36 ;舉例來說，使用四組電池單元34時，則需八個電連接板36,讓每兩個電連接板 36分別電性接觸一組電池單元34的正極端與負極端。電池管理模塊38設置於電池框架 32上，且電池管理模塊38與該多個電連接板36為垂直設置。其中，電連接板36設有多個 第一電連接部，電池管理模塊38上設有多個第二電連接部，電連接板36的第一電連接部分 分別對應電連接電池管理模塊38的第二電連接部，使得該多個電池單元34的電池資訊能 夠經由第一電連接部及第二電連接部傳輸至電池管理模塊38。詳言之，該多個第一電連接 部與第二電連接部若是設計為可相互對應的連接導孔362、382,只要利用配對的導電元件， 例如螺絲40自電池管理模塊38的連接導孔382穿設至電連接板36的連接導孔362並鎖 入固定，使得電池管理模塊38與每一電連接板36能通過螺絲40形成電連接。如此一來， 電池管理模塊38通過連接導孔362、382傳輸偵測信號至電池單元34,以偵測這些電池單元 34的電池資訊，該多個電池單元34的電池資訊即能夠分別經由所對應設置的電連接板36 傳輸至電池管理模塊38,使其管理該多個電池單元34。。
[0032] 除了上述使用鎖固連接方式之外，圖3為本實用新型的無接線式電池裝置的第二 實施例結構示意圖，如圖所示，該多個電連接板36的第一電連接部設計為導電端子364,且 電池管理模塊38的多個第二電連接部設計為與導電端子相匹配的導電插槽384。於組裝 時，僅需要將每一導電端子364對應插入導電插槽384內，即可快速形成電連接，以達到快 速組裝的功效。該多個電池單元34的電池資訊即能夠分別經由所對應設置的電連接板36 傳輸至電池管理模塊38,使其管理該多個電池單元34。
[0033] 在前述兩實施例中所使用的電池管理模塊皆是以單一模塊設計的電路模塊來作 為電池管理系統（BMS)，除此之外，本實用新型亦可使用由信號偵測板及電池管理電路板所 組成的電池管理模塊，其詳細結構請接續參閱第三實施例及第四實施例所示。
[0034] 請參閱圖4,其為本實用新型的無接線式電池裝置的第三實施例結構示意圖。如 圖4所示，此無接線式電池裝置30包括一電池框架32、多個電池單元34、多個電連接板36、 至少一信號偵測板42 (在此是以兩信號偵測板42為例）以及一電池管理電路板44。多個 電池單元34裝設於電池框架32內，該多個電連接板36組裝於電池框架32的相對的兩外 側邊；該多個電池單元34的電極端穿設出電池框架32,以電性接觸對應的該多個電連接板 36,使每一電池單元34的電極端電連接對應的電連接板36 ;舉例來說，使用四組電池單元 34時，則需八個電連接板36,讓每兩個電連接板36分別電性接觸一組電池單元34的正極 端與負極端。信號偵測板42設置於電池框架32上，且信號偵測板42與該多個電連接板36 為垂直設置。其中，電連接板36設有多個第一電連接部，信號偵測板42上設有多個第二電 連接部，電連接板36的第一電連接部分分別對應電連接信號偵測板42的第二電連接部， 使得該多個電池單元34的電池資訊能夠經由第一電連接部及第二電連接部傳輸至信號偵 測板42 ;信號偵測板42上更設有第三電連接部，且電池管理電路板44上對應設有第四電 連接部，使信號偵測板42與電池管理電路板44是利用第三電連接部與第四電連接部形成 電連接。詳言之，該多個第一電連接部與第二電連接部設計為可相互對應的連接導孔362、 422,只要利用配對的導電元件，例如螺絲40自信號偵測板42的連接導孔422穿設至電連 接板36的連接導孔362並鎖入固定以及，使得信號偵測板42與每一電連接板36能通過螺 絲40形成電連接；而第三連接部與第四連接部則分別設計為總線連接器424、442,以利用 總線45電連接總線連接器424與總線連接器442。如此一來，該多個電池單元34的電池資 訊即能夠分別經由所對應設置的電連接板36傳輸至信號偵測板42後，再傳輸至電池管理 電路板44,使其管理該多個電池單元34。
[0035] 另外，圖5為本實用新型的無接線式電池裝置的第四實施例結構示意圖，如圖所 示，信號偵測板42的多個第二電連接部設計為導電插槽426,而該多個電連接板36的第一 電連接部設計與導電插槽426匹配的導電端子364 ;且在信號偵測板42另一側邊的第三電 連接部則設計為導電端子428,而電池管理電路板44的第四電連接部設計與導電端子428 相匹配的導電插槽444。於組裝時，僅需要將電連接板36的每一導電端子364對應插入對 應的導電插槽426內，將信號偵測板42的導電端子428對應插入電池管理電路板44上對 應的導電插槽444內，即可快速形成電連接，以達到快速組裝的功效；如圖所示，當然兩個 以上的信號偵測板42可同時利用導電端子428插接在同一個電池管理電路板44上的導電 插槽444內。該多個電池單元34的電池資訊即能夠分別經由所對應設置的電連接板36傳 輸至信號偵測板42,再傳輸至電池管理電路板44,使其管理該多個電池單元34。
[0036] 另外，針對信號偵測板與電池管理電路板間的連接關係而言，除了圖4中使用的 總線設計及圖5中使用的導電插槽與端子設計之外，二者也可互相交換使用，只要使電池 管理電路板與信號偵測板二者可以傳輸信號即可，當不能以此為限。再者上述各種實施例 皆是具有電池框架的結構設計，然而卻不限於此，在本實用新型中，亦可直接利用電連接板 連接電池單元，而毋需有電池框架的設計，是否使用此電池框架可依據使用者的需求來予 以變化。
[0037] 再者，在本實用新型中，無接線式電池裝置可利用無線傳輸方式信號連接至外部 裝置，請參閱圖6所示，無接線式電池裝置30 (亦即其內的電池管理模塊）具有第一無線傳 輸模塊46 ;外部裝置50,例如個人電腦或其他電子裝置，則具有第二無線傳輸模塊52,如此 一來，無接線式電池裝置30與外部裝置50可以通過第一無線傳輸模塊46及第二無線傳輸 模塊52來傳輸資訊，使無接線式電池裝置30可以將取得的電池資訊通過無線方式傳送至 外部裝置50。其中，第一無線傳輸模塊46與第二無線傳輸模塊52為配對的WiFi無線收發 器、藍牙無線收發器或是無線射頻收發器。此種利用無線傳輸方式作為電池管理模塊對外 進行信號傳輸來管理電池狀態，以簡化裝置配置及布線的複雜度，使其應用上更具彈性。
[0038] 以上所述的實施例僅為說明本實用新型的技術思想及特點，其目的在使熟習此項 技藝的人士能夠了解本實用新型的內容並據以實施，當不能以的限定本實用新型的專利範 圍，即大凡依本實用新型所揭示的精神所作的均等變化或修飾，仍應涵蓋在本實用新型的 專利範圍內。
【權利要求】
1. 一種無接線式電池裝置，其特徵在於，包括： 多個電池單元； 多個電連接板，分別安裝於該多個電池單元上，使每一該電池單元的電極端分別電連 接至對應的該電連接板，且每一該電連接板各具有至少一第一電連接部；以及 至少一電池管理模塊，其上設有多個第二電連接部，每一該第二電連接部分別對應電 連接該電連接板的該第一電連接部，該至少一電池管理模塊經由該多個第一電連接部及該 多個第二電連接部傳輸信號。
2. 如權利要求1所述的無接線式電池裝置，其特徵在於，該電池管理模塊是通過該多 個第一電連接部及該多個第二電連接部傳輸偵測信號至該電池單元，以偵測該多個電池單 元的電池資訊，並將該電池資訊通過該多個第一電連接部及該多個第二電連接部回傳至該 電池管理模塊。
3. 如權利要求1所述的無接線式電池裝置，其特徵在於，該電池管理模塊更包括：至少 一信號偵測板以及一電池管理電路板，該信號偵測板上設有該多個第二電連接部；以及該 電池管理電路板電連接該信號偵測板，使該信號偵測板根據該電池管理電路板所輸出的偵 測信號來偵測該多個電池單元的電池資訊，並將該電池資訊傳輸至該電池管理模塊，使該 電池管理模塊管理該多個電池單元。
4. 如權利要求3所述的無接線式電池裝置，其特徵在於，該信號偵測板上更設有第三 電連接部，且該電池管理電路板上對應設有第四電連接部，使該信號偵測板與該電池管理 電路板是利用該第三電連接部與該第四電連接部形成電連接。
5. 如權利要求2或3所述的無接線式電池裝置，其特徵在於，該多個第一電連接部與該 多個第二電連接部為對應的連接導孔，利用導電元件穿設該連接導孔以形成電連接。
6. 如權利要求5所述的無接線式電池裝置，其特徵在於，該導電元件為螺絲。
7. 如權利要求2或3所述的無接線式電池裝置，其特徵在於，該多個第一電連接部為導 電端子，該多個第二電連接部為導電插槽，使每一該導電端子對應插入該導電插槽內以形 成電連接。
8. 如權利要求4所述的無接線式電池裝置，其特徵在於，該第三電連接部為導電端子， 該第四電連接部為導電插槽，使該導電端子對應插入該導電插槽內以形成電連接。
9. 如權利要求4所述的無接線式電池裝置，其特徵在於，該第三電連接部更利用一總 線與該第四電連接部形成電連接。
10. 如權利要求1所述的無接線式電池裝置，其特徵在於，更包括一電池框架，該多個 電池單元設於該電池框架內，該多個電連接板分別設於該電池框架的相對的兩外側邊，該 多個電池單元的該電極端穿設該電池框架以電性接觸對應的該多個電連接板，該電池管理 模塊設於該電池框架上。
11. 如權利要求1所述的無接線式電池裝置，其特徵在於，該電池管理模塊是利用無線 傳輸方式信號連接至外部裝置。
【文檔編號】H01M10/42GK203883088SQ201420063260
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年2月12日 優先權日:2014年2月12日
【發明者】吳伯志, 薛清水, 謝宇威, 黎坤安 申請人:昇陽國際半導體股份有限公司