本發(fā)明關(guān)于一種電池模塊，尤其關(guān)于一種阻止異常連續(xù)發(fā)生的電池模塊。

背景技術(shù)：

交通運(yùn)輸載具隨著科技的進(jìn)步，從以汽油作為汽、機(jī)車燃料，進(jìn)步到以天然氣作為汽車燃料，作為汽、機(jī)車的動力供給來使汽、機(jī)車運(yùn)作，而腳踏車傳統(tǒng)以來是以人力帶動機(jī)械作為動力來供腳踏車運(yùn)作。當(dāng)然，隨著燃料原料漸漸減少，價(jià)格漸漸高漲，以及環(huán)保意識的抬頭，已發(fā)展出了包括電動腳踏車、電動機(jī)車、油電汽車等等交通工具。然而隨著交通運(yùn)輸載具的發(fā)展，以及朝向綠能產(chǎn)業(yè)的電力交通運(yùn)輸載具的重視，提供交通載具電力的電池模塊成為一項(xiàng)重要的元件。

圖1為已知一電池模塊。如圖1所示，電池模塊100包含多個(gè)電池裝置110、一電路板120、及多條電壓線130及至少一連接器131。每一電池裝置110包含多個(gè)電池芯111及兩個(gè)電極片112。一電池裝置110中該些電池芯111通過該些電極片112形成串聯(lián)或并聯(lián)后，再與其他電池裝置110進(jìn)行串聯(lián)或并聯(lián)，而形成整個(gè)電池模塊100。

如果一個(gè)電池裝置110內(nèi)的電池芯111發(fā)生異常，將會引起其他鄰近的電池芯111發(fā)生異常，此種連續(xù)異?，F(xiàn)象還會進(jìn)一步導(dǎo)致整個(gè)電池模塊100發(fā)生異常。

此外，為了檢測電池模塊100中，每一電池裝置110的電壓是否發(fā)生異常，如圖1所示，過去是以每一個(gè)電池裝置110的電極片112的一接腳113穿焊或搭焊在一電壓線130，每一電壓線的另一端連接至一連接器131，形成一排線。連接器131再插接至電路板120上的另一連接器。電路板120設(shè)有電壓檢測單元及芯片組(ic)。通過上述設(shè)計(jì)，能夠?qū)⒏鱾€(gè)電池裝置110的電壓匯集到電路板120的電壓檢測單元，電壓檢測單元再通過電路板120的電路，將該些電壓的數(shù)值傳遞給芯片組(ic)，以監(jiān)控該些電壓。

依據(jù)已知技術(shù)，雖然能夠監(jiān)控每一電池裝置110的電壓，但當(dāng)電池芯111發(fā)生異常時(shí)，卻無法阻止因異常的電池芯111，進(jìn)而導(dǎo)致其他電池芯111發(fā)生異常。

因此，除了監(jiān)控異常之外，還需要一種有效阻止已發(fā)生異常的電池芯111，影響其他未發(fā)生異常的電池芯111的改良的電池模塊100的結(jié)構(gòu)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明一目的在于提供一種電池模塊及其制造方法。本發(fā)明另一目的在于提供一種電池模塊其具有封裝層填充于多個(gè)電池芯之間的間隙中；及其制造方法。本發(fā)明另一目的在于提供一種阻止異常連續(xù)發(fā)生的電池模塊及其制造方法。

依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例，一種電池模塊包括至少一電池支架、多個(gè)電池芯、封裝層、多個(gè)導(dǎo)電片以及至少一絕緣板。該些電池芯置于該至少一電池支架中。封裝層置于該至少一電池支架中，且填充于該些電池芯之間的間隙中。該些導(dǎo)電片置于該至少一電池支架的一外側(cè)面，并且該些電池芯電連接。至少一絕緣板置于該至少一電池支架的外側(cè)面，并且該些導(dǎo)電片被夾于該至少一絕緣板及該外側(cè)面之間。該至少一絕緣板及該至少一電池支架共同界定出具有一開口的一密閉空間，而封裝層是從該開口將一可固化液體，例如液態(tài)樹脂，注入于密閉空間中后硬化而形成。

于一實(shí)施例中，該至少一電池支架包含互相連接的一第一電池支架及一第二電池支架，第一電池支架及第二電池支架的內(nèi)側(cè)面皆設(shè)置有多個(gè)固定座，該些電池芯的兩端裝入于第一電池支架及第二電池支架的該些固定座中。該些導(dǎo)電片區(qū)分為多個(gè)第一導(dǎo)電片及多個(gè)第二導(dǎo)電片，且該些第一導(dǎo)電片置于該第一電池支架的外側(cè)面，而該些第二導(dǎo)電片置于該第二電池支架的外側(cè)面。該至少一絕緣板包含一第一絕緣板及一第二絕緣板，第一絕緣板置于第一電池支架的外側(cè)面，該些第一導(dǎo)電片被夾于第一絕緣板及第一電池支架的外側(cè)面之間，該些第二導(dǎo)電片被夾于第二絕緣板及第二電池支架的外側(cè)面之間。

于一實(shí)施例中，電池模塊更包含多個(gè)密閉材料，該些密閉材料設(shè)于該些電池芯的一第一端，用以密合該些電池芯的第一端及固定座間的間隙。

于一實(shí)施例中，電池模塊更包含一密合材料，該密合材料被夾于第一電池支架及第二電池支架的連接壁面之間，藉以使第一電池支架及第二電池支架之間的連接處密合。

于一實(shí)施例中，電池模塊更包含一外殼，用以容置第一電池支架及第二電池支架。

依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例，一種電池模塊的制造方法其包括以下步驟。提供一電池組裝結(jié)構(gòu)，該電池組裝結(jié)構(gòu)包含至少一電池支架；多個(gè)電池芯，置于該至少一電池支架中；多個(gè)導(dǎo)電片，置于該至少一電池支架的一外側(cè)面，并且該些電池芯電連接；以及至少一絕緣板，置于該至少一電池支架的該外側(cè)面，并且該些導(dǎo)電片被夾于該至少一絕緣板及該外側(cè)面之間，其中該至少一絕緣板及該至少一電池支架共同界定出具有一開口的一密閉空間。從該開口灌入一可固化液體例如液態(tài)樹脂于該密閉空間中。以及使該可固化液體硬化形成一封裝層。

于一實(shí)施例中，該提供一電池組裝結(jié)構(gòu)的步驟包含：將該些導(dǎo)電片的多個(gè)第一導(dǎo)電片裝設(shè)于該至少一電池支架的一第一電池支架的一外側(cè)面；將該些電池芯裝設(shè)于該第一電池支架上；將該些導(dǎo)電片的多個(gè)第二導(dǎo)電片及該至少一電池支架的一第二電池支架、與已放置有該些電池芯的該第一電池支架組裝在一起；以及于該第一電池支架及該第二電池支架的外側(cè)面，分別貼上該至少一絕緣板的一第一絕緣板及一第二絕緣板，而使該第一電池支架、該第二電池支架、該第一絕緣板及該第二絕緣板形成具有該開口的該密閉空間。該從該開口灌入一可固化液體于該密閉空間中的步驟包含：于組裝后的該第一電池支架及該第二電池支架所形成的該密閉空間中，灌入該可固化液體至一指定高度。而且，該使該可固化液體硬化形成一封裝層的步驟包含：于使該可固化液體硬化形成該封裝層后，將一電池管理系統(tǒng)組裝于該第一電池支架及該第二電池支架中，再將組裝有該電池管理系統(tǒng)的該第一電池支架及該第二電池支架裝入于一外殼內(nèi)，形成一電池模塊。

于一實(shí)施例中，該將多個(gè)電池芯裝設(shè)于該第一電池支架上的步驟包含：于該些電池芯的一第一端預(yù)置一密閉材料；以及將該些電池芯裝入于該第一電池支架的內(nèi)側(cè)面上的多個(gè)固定座中，且該密閉材料密合該些電池芯的該第一端部分及該些固定座間的間隙。

于一實(shí)施例中，該將多個(gè)第二導(dǎo)電片及一第二電池支架、與已放置有該些電池芯的該第一電池支架組裝在一起的步驟包含：提供一密合材料并使該密合材料被夾于該第一電池支架及該第二電池支架的連接壁面之間，藉以使該第一電池支架及該第二電池支架之間的接縫處密合。

依據(jù)本發(fā)明，利用灌膠封填使產(chǎn)品結(jié)構(gòu)強(qiáng)度強(qiáng)化，由于封膠材料具防水性，而使電池模塊能夠有防水保護(hù)，較佳的情況是封膠材料具導(dǎo)熱性，而能夠使電池模塊具有更良好的均溫性。由于工藝簡便，可以依不同產(chǎn)品規(guī)格，而進(jìn)行設(shè)計(jì)的調(diào)整，設(shè)計(jì)的應(yīng)用性較佳。

附圖說明

從以下的詳細(xì)說明及附圖，其僅是用以說明而非本發(fā)明所限定，能夠更全面地理解本發(fā)明。

圖1為已知一電池模塊。

圖2為本發(fā)明一實(shí)施例的制造流程的一步驟的示意圖。

圖3為本發(fā)明一實(shí)施例的制造流程的一步驟的示意圖。

圖4為本發(fā)明一實(shí)施例的制造流程的一步驟的示意圖。

圖5為本發(fā)明一實(shí)施例的制造流程的一步驟的示意圖。

圖6為本發(fā)明一實(shí)施例的制造流程的一步驟的示意圖。

圖7為本發(fā)明一實(shí)施例的制造流程的一步驟的示意圖。

圖8為本發(fā)明一實(shí)施例的制造流程的一步驟的示意圖。

圖9為本發(fā)明一實(shí)施例電池模塊的一對電池支架被鎖固時(shí)的局部的示意圖。

圖10為本發(fā)明一實(shí)施例電池模塊的電池芯被裝入電池支架的固定座時(shí)的局部的剖面示意圖。

附圖標(biāo)號：

100電池模塊

110電池裝置

111電池芯

112電極片

113接腳

120電路板

130電壓線

131連接器

200電池模塊

211電池芯

212導(dǎo)電片

213密閉材料

214導(dǎo)電片

221電池支架

222容置槽

223封閉槽

224固定座

231電池支架

240密閉空間

241指定高度

242電池管理系統(tǒng)

243樹脂

243a封裝層

245密合材料

250外殼

291絕緣板

292絕緣板

具體實(shí)施方式

將參照附圖，詳細(xì)地說明本發(fā)明，其中相同的標(biāo)號將用于識別多個(gè)視點(diǎn)的相同或近似的元件。應(yīng)注意的是，圖式應(yīng)以標(biāo)號的取向方向觀看。

鋰電池應(yīng)用日益廣泛，生活中應(yīng)用普及，但相關(guān)意外災(zāi)害亦日漸增加，電池模塊需針對法規(guī)進(jìn)行安全性測試。因輕型載具如今已大量應(yīng)用于交通產(chǎn)業(yè)，類似破壞性項(xiàng)目需特別地設(shè)計(jì)防護(hù)。傳統(tǒng)的電池模塊是以塑膠固定電池芯，并且在兩兩電池芯之間存在些微間距，避免電池芯罐身的絕緣層破損導(dǎo)致兩兩電池芯接觸產(chǎn)生短路的風(fēng)險(xiǎn)。然而，當(dāng)電池芯發(fā)生自身短路或其他因素，引發(fā)電池芯產(chǎn)生高熱甚至更嚴(yán)重的異常狀況時(shí)，傳統(tǒng)的電池模塊固定方式，將會使得單一電池芯的異常狀況影響另一個(gè)電池芯，最后可能導(dǎo)致整顆電池模塊發(fā)生危險(xiǎn)。

為改善前述已知技術(shù)的課題，依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例，通過不同封裝材料，達(dá)到產(chǎn)品結(jié)構(gòu)強(qiáng)度改善及系統(tǒng)熱爆走狀況安全性提升。圖2-圖8為本發(fā)明一實(shí)施例的制造流程的各步驟的示意圖。如圖2-圖8所示，本發(fā)明一實(shí)施例的電池模塊200的制造方法，包含以下步驟。

步驟s02：將多個(gè)導(dǎo)電片212裝設(shè)于一電池支架221的一外側(cè)面，如圖2所示。更詳言之，電池支架221的外側(cè)面可以界定有至少一容置槽222，較佳地容置槽222的形狀對應(yīng)于導(dǎo)電片212的形狀，并使導(dǎo)電片212容置于容置槽222內(nèi)。于一實(shí)施例中，電池支架221的外側(cè)面還可以更界定有至少一封閉槽223，封閉槽223中容置一絕緣板291(如后述的圖5)，其中導(dǎo)電片212的深度大于封閉槽223的深度，以使導(dǎo)電片212被夾于電池支架221及絕緣板291之間。

步驟s04：將多個(gè)電池芯211裝設(shè)于電池支架221上，如圖3所示。于一實(shí)施例中，電池支架221的內(nèi)側(cè)面設(shè)有固定座224，電池芯211是裝入固定座224中。于一實(shí)施例中，亦可以在每顆電池芯211的正極端預(yù)置一密閉材料213后，再將電池芯211置入于電池支架221的固定座224中。由于電池芯211的正極端有保護(hù)結(jié)構(gòu)，因此不能讓樹脂流入正極端，否則樹脂從正極端的缺口流入后，將有導(dǎo)致保護(hù)結(jié)構(gòu)失效的風(fēng)險(xiǎn)。于本實(shí)施例中，由于密閉材料213能夠密合電池芯211的正極端部分及固定座224間的間隙，而不讓液態(tài)樹脂例如具耐熱性的液態(tài)樹脂流入于固定座224中，進(jìn)而流入電池芯211的正極端。于一實(shí)施例中，亦可以不需要密閉材料213，而使固定座224所界定的空間的形狀及大小，配合電池芯211的一端的形狀及大小，藉以使電池芯211裝入于固定座224中后，電池芯211緊貼于固定座224形成密閉結(jié)構(gòu)，而不讓樹脂流入固定座224內(nèi)，進(jìn)而不讓樹脂流入正極端。

步驟s06：將另一面的多個(gè)導(dǎo)電片214及另一電池支架231；與前述步驟的已放置電池芯211的電池支架221組裝在一起，如圖4所示。于一實(shí)施例中，另一電池支架231的內(nèi)側(cè)面設(shè)有固定座(未圖示)，電池芯211是裝入前述固定座中。于一實(shí)施例中，亦可以在每顆電池芯211的正極端預(yù)置一個(gè)密閉材料213后，再將電池芯211置入于電池支架231中。于一實(shí)施例中，亦可以不需要密閉材料213，而使前述固定座所界定的空間的形狀及大小，配合電池芯211的一端的形狀及大小，藉以使電池芯211裝入于前述固定座中后，電池芯211緊貼于前述固定座形成密閉結(jié)構(gòu)，而不讓樹脂流入前述固定座內(nèi)，進(jìn)而不讓樹脂流入正極端。于一實(shí)施例中，提供一密合材料245并使密合材料245被夾于電池支架221及231的連接壁面之間，藉以使電池支架221及231之間的接縫處完全密合。

步驟s08：將電池支架221及另一電池支架231加以鎖附，并于電池支架221及另一電池支架231的兩個(gè)外側(cè)面，分別貼上絕緣板291及另一絕緣板292，而使電池支架221、另一電池支架231、絕緣板291及另一絕緣板292形成向上開口的一密閉空間240，如圖5及圖6所示。絕緣板291及292可以為一防水絕緣導(dǎo)熱片，其材質(zhì)可以為聚酯膠片(mylar)、石墨片或formax材質(zhì)等。

步驟s10：于組裝后的電池支架221及另一電池支架231所形成的該密閉空間240中，灌入液態(tài)樹脂至指定高度241，并讓液態(tài)樹脂填充于該些電池芯之間的間隙中，如圖6所示。較佳的情況是，液態(tài)樹脂的高度不高過電池管理系統(tǒng)242(batterymanagementsystem，bms)的組裝面，使得該些電池芯211完整被液態(tài)樹脂包覆，藉以讓一電池芯211區(qū)隔于另一相鄰的電池芯211，而避免電池芯211發(fā)生異常時(shí)導(dǎo)致另一相鄰的電池芯211也發(fā)生異常。此外，液態(tài)樹脂亦可以添加不同添加物來達(dá)到不同的功能，舉例而言，能夠使液態(tài)樹脂具有導(dǎo)熱功能藉以增加導(dǎo)熱效果。

步驟s12：于液態(tài)樹脂243硬化后形成一封裝層243a，將后續(xù)的電池管理系統(tǒng)242組裝于電池支架221及另一電池支架231中，如圖7所示。較佳地，使電池管理系統(tǒng)242位于該封裝層243a的上方。

步驟s14：將前述步驟s12的組裝后電池結(jié)構(gòu)，裝入外殼250內(nèi)，而形成電池模塊200，如圖8所示。

依據(jù)本發(fā)明，利用灌膠封填方式使產(chǎn)品結(jié)構(gòu)強(qiáng)度強(qiáng)化，于一實(shí)施例中，使封膠材料具有防水性，而使電池模塊能夠有防水保護(hù)。于一實(shí)施例中，使封膠材料具有導(dǎo)熱性，而能夠使電池模塊具有更良好的均溫性。于一實(shí)施例中，于灌膠封填方式中所使用的液態(tài)樹脂可以為一具耐熱性的液態(tài)樹脂。此外，為了達(dá)到不同的功能，亦可以更進(jìn)一步在前述液態(tài)樹脂中加入不同功能的添加物，而產(chǎn)生不同的功能。由于工藝簡便，可以依不同產(chǎn)品規(guī)格，而進(jìn)行設(shè)計(jì)的調(diào)整，設(shè)計(jì)的應(yīng)用性較佳。

于本發(fā)明一實(shí)施例中，電池模塊200的制造方法，包含以下步驟。步驟s22：將一液態(tài)樹脂置入于一模具中并且加入硬化，以形成具有多個(gè)容置空間的封裝層243a，該些容置空間用以容置多個(gè)電池芯211。步驟s24：將該些電池芯211置入于該些容置空間中。步驟s26：多個(gè)導(dǎo)電片214組裝于封裝層243a的兩側(cè)，用以電連接該些電池芯211的兩電極端。于一實(shí)施例中，步驟s26更包含將兩電池支架231組裝于封裝層243a的兩側(cè)。步驟s28：將前述步驟s26的組裝后電池結(jié)構(gòu)，裝入外殼250內(nèi)，而形成電池模塊200，如圖8所示。

依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例，提供一種電池模塊200。如圖2-圖8所示，電池模塊200包含：多個(gè)電池芯211、一對電池支架221及231、多個(gè)導(dǎo)電片212、多個(gè)另一導(dǎo)電片214、一電池管理系統(tǒng)242、一對絕緣板291及292、多數(shù)的電池芯211以及一封裝層243a。

電池支架221及231被鎖固在一起。封裝層243a、電池管理系統(tǒng)242及該些電池芯211皆被裝設(shè)于電池支架221及231之間。絕緣板291及該些導(dǎo)電片212皆設(shè)于電池支架221的外側(cè)面，且該些導(dǎo)電片212被夾于絕緣板291及電池支架221的外側(cè)面之間。絕緣板292及該些另一導(dǎo)電片214皆設(shè)于電池支架221的外側(cè)面，且該些另一導(dǎo)電片214被夾于絕緣板292及電池支架231的外側(cè)面之間。該些電池芯211通過該些導(dǎo)電片212及該些導(dǎo)電片214電連接至電池管理系統(tǒng)242。

于一實(shí)施例中，固定座224為中空結(jié)構(gòu)，以露出電池芯211的兩端。而且，如圖5所示，在絕緣板291及292的適當(dāng)位置上，更具體而言在絕緣板291及292的對應(yīng)于電池芯211的兩端的位置上，形成多個(gè)弱化結(jié)構(gòu)293。當(dāng)一電池芯211發(fā)生異常而急速升溫時(shí)，封裝層243a所形成的容置空間會產(chǎn)生高壓，由于形成該些弱化結(jié)構(gòu)293，使氣體或火焰能夠從該些弱化結(jié)構(gòu)293泄出，而能夠防止熱流逆灌的問題。

圖9為本發(fā)明一實(shí)施例電池模塊的一對電池支架被鎖固時(shí)的局部的示意圖。如圖9所示，于一實(shí)施例中，電池模塊200可以更包含一密合材料245，其可以為例如o-ring或密封膠。密合材料245被夾于電池支架221及231的連接壁面之間，藉以使電池支架221及231之間的接縫處完全密合，而不會使液態(tài)樹脂從接縫處漏出。于一實(shí)施例中，也可以選擇不使用密合材料245，而直接將兩個(gè)電池支架221及231緊密接合，不使液態(tài)樹脂漏出。

圖10為本發(fā)明一實(shí)施例電池模塊的電池芯被裝入電池支架的固定座時(shí)的局部的剖面示意圖。如圖10所示，于一實(shí)施例中，電池支架221的內(nèi)側(cè)面設(shè)有固定座224，電池芯211是裝入固定座224中。而且，電池模塊200可以更包含一密閉材料213，而在每顆電池芯211的正極端預(yù)置一個(gè)密閉材料213后，再將電池芯211置入于電池支架221中。由于密閉材料213能夠密合電池芯211及固定座224間的間隙，而不讓液態(tài)樹脂流入于固定座224中，進(jìn)而流入電池芯211的正極端。密閉材料213可以選擇片狀或圓圈狀，或者其材料可以為一密封膠。此外，密閉材料213可以設(shè)置在電池芯211上，也可以在固定座224的容置電池芯211的空間里。于一實(shí)施例中，電池芯211的密閉材料213例如為密封橡膠圈也可以選擇不使用，直接采電池芯211與固定座224緊密接合的設(shè)計(jì)。

本發(fā)明通過不同封裝材料，達(dá)到產(chǎn)品結(jié)構(gòu)強(qiáng)度改善及系統(tǒng)熱爆走狀況安全性提升。本發(fā)明的方式乃是由灌封絕緣導(dǎo)熱材料，經(jīng)由高熱傳導(dǎo)材料，降低電池溫度差異，加強(qiáng)產(chǎn)品可靠度，并在電芯內(nèi)短路熱爆走時(shí)同步提升安全性應(yīng)用需求。

已詳細(xì)地說明本發(fā)明，相同的方法還能夠用很多種方法來改變，這是很明顯的。該些變形不應(yīng)視為脫離本發(fā)明的精神和范圍。所有該些對于本領(lǐng)域相關(guān)技術(shù)人員為明顯的修正，皆包含在本說明書的權(quán)利要求中。