專利名稱：一種電池模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及電池模塊的構(gòu)成領(lǐng)域，尤其涉及一種設(shè)有開關(guān)組件而具有 安全斷開效果的電池模塊。
背景技術(shù)：
一般的電池制造商，在出產(chǎn)電池模塊時會依業(yè)界的慣用規(guī)格與協(xié)定，生產(chǎn) 出客制化的電池模塊，以利購買商直接使用所述電池模塊，而有些購買商還會 進一步通過串聯(lián)與并聯(lián)的手段，來進一步制造出符合其需求電壓、蓄電量的電 池裝置。
早期客制化的電池模塊中僅單純的包含一個電池包(Cell pack),所述電池包 由一電池芯(Cell)或多個電池芯串接而成，這種電池包在使用時，由于并未設(shè)置 任何具有安全斷開的開關(guān)組件，因此使用起來較危險。
而且當購買商需要進一步以串聯(lián)電池模塊的手段來制造符合需求的電池裝 置時，串聯(lián)所得的總電壓值會與串聯(lián)數(shù)量呈正比增加，若一個電池包所呈現(xiàn)的 電壓值為30V時，在串聯(lián)三個電池模塊后就能獲得90V的總電壓值，然而此種 總電壓較大的電池裝置在使用或組裝時，其電擊危險性也就越高。
目前市面上所見具有安全斷開效果的電池模塊，大多在其電池包負極路徑 上設(shè)置一開關(guān)組件，以于電池充放電異常時進行安全斷開，然而若將這種設(shè)有 開關(guān)組件的電池模塊進行串聯(lián)時，就會產(chǎn)生開關(guān)組件耐壓不足而燒毀的問題。
舉例來說，若一個電池包所呈現(xiàn)的電壓值為30V時，在串聯(lián)三個電池模塊 后(三個電池包串聯(lián))就能獲得90V的總電壓值，而單一 電池模塊在設(shè)計時是以 30V作為參考值再乘以特定的安全系數(shù)來選定開關(guān)組件的規(guī)格，假設(shè)所述開關(guān) 組件的極限耐壓值為70V，串聯(lián)三個電池模塊后的總電壓值就超過90V，這時 設(shè)置在電池模塊中的開關(guān)組件就很容易燒毀，再者當串聯(lián)數(shù)量為IO個電池模塊 時，總電壓值會達到300 V而遠超過開關(guān)組件的極限耐壓值70V。
為了顧及生產(chǎn)成本以及產(chǎn)品體積，每一電池模塊中所設(shè)置的開關(guān)組件，當
3然是以符合單一模塊的使用規(guī)格者為佳，并不適合采具有超大耐壓值的安全開 關(guān)，否則不但會使電池模塊的體積、重量不當增加之外，并且也會大幅的提升 產(chǎn)制成本。
再者，電池模塊的串聯(lián)數(shù)量也會因不同的使用需求而增加，所呈現(xiàn)的總電 壓值也無法預先估計，因此選用耐壓值較高的開關(guān)組件，不但無法有效解決使 用上的問題，并且會帶來體積、重量、成本增加的問題。
有鑒于此，實用新型人針對電池模塊使用時的安全性與便利性進行研發(fā)， 進而設(shè)計出一種于預設(shè)狀態(tài)發(fā)生時可自動斷開的電池模塊，且于多個電池模塊 進行電力串接使用時，還能進一步防止開關(guān)組件因串接而發(fā)生耐壓不足燒毀的 情形。
發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的主要目的在于提供一種電池模塊，以解決先前技術(shù)在使用時 安全性不足、串聯(lián)時開關(guān)組件容易燒毀等問題。
為達上述目的，本實用新型電池模塊，至少包含一電池包、 一連接于所述 電池包正極的正極端、 一連接于所述電池包及其周邊以對各參數(shù)狀態(tài)進行監(jiān)控 的檢測單元、 一連接于所述電池包負極的負極端、 一設(shè)于所迷電池包負極與所 述負極端之間的開關(guān)組件、 一連接于所述檢測單元與所述開關(guān)組件之間以對開 關(guān)組件進行斷開控制的控制單元、 一連接于所述控制單元以在電池包異常時發(fā) 送斷開信號的隔離式信號發(fā)送;f莫塊、 一連接于所述控制單元接收斷開信號的隔 離式信號接收模塊，并且可進一步包含一集成所述隔離式信號發(fā)送模塊與所述 隔離式信號接收模塊的電氣連接端子的信號連接部。
所述電池包可由 一個電池芯或多個電池芯串聯(lián)而構(gòu)成，開關(guān)組件包含機械 開關(guān)、半導體開關(guān)等具有切換斷開效果者。
通過檢測單元對電池包的電壓、電流、溫度、充電平衡等多項參數(shù)進行檢 測，于預設(shè)狀態(tài)發(fā)生時可由控制單元直接驅(qū)動開關(guān)組件進行斷開，使電池模塊 呈現(xiàn)斷路狀態(tài)，以提升電池模塊使用時的安全性。
除此之外，當多個電池模塊進行電力串接使用時，可通過信號線組將各電 池模塊的隔離式信號發(fā)送模塊、隔離式信號接收模塊予以并聯(lián)，當其中的任何 一個電池模塊的檢測模塊檢測到異常狀態(tài)時，所述電池模塊的控制單元就會通 過隔離式信號發(fā)送模塊釋出斷開信號，此時所有電池模塊的隔離式信號接收模塊能同步接收到斷開信號，據(jù)以使每一電池模塊中的控制單元能在同一時間對 所控制的開關(guān)組件進行斷開控制，進而使所有的開關(guān)組件同步斷開，以阻斷所 有的電池包之間的串聯(lián)狀態(tài)，因此各開關(guān)組件于斷開時，并不會因電壓負數(shù)倍 增而有耐壓不足導致燒毀的問題發(fā)生。
實施時，前述的隔離式信號發(fā)送、接收模塊，可以利用光電耦合或變壓器 線圏耦合等原理，通過光電或磁場的產(chǎn)生來做為其非接觸式感應傳遞的媒介， 因此具有電氣阻隔的效果，而不需顧慮電池模塊串聯(lián)時，其間的相關(guān)信號聯(lián)結(jié) 電路會有電壓值復數(shù)倍增的問題。
如此一來信號的傳遞就會單純化，便可直接利用筒單的并聯(lián)式信號線組將 各電池模塊的隔離式信號發(fā)送模塊、隔離式信號接收模塊予以直接并聯(lián)，并聯(lián) 式信號線組不但結(jié)構(gòu)單純、容易制造，而且當電池模塊串聯(lián)的數(shù)量減少或增加 時，并聯(lián)式信號線組很容易進行線組的裁減或延長。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型所述的電池模塊不但可單獨實施，并且其串 聯(lián)實施時的可串聯(lián)數(shù)量，并不會因開關(guān)組件的耐壓值不足而有所限制，于大量 串聯(lián)時也不需擔心開關(guān)組件會發(fā)生燒毀的問題。


圖l是本實用新型最佳實施例的構(gòu)成示意圖。
圖2是本實用新型最佳實施例串聯(lián)使用示意圖。
圖3是本實用新型最佳實施例串聯(lián)使用時隔離式信號發(fā)送模塊并聯(lián)示意圖。 圖4是本實用新型最佳實施例串聯(lián)使用時隔離式信號接收模塊并聯(lián)示意圖。 附圖標記說明lOO-電池模塊；lO-電池包；20-正極端；30-檢測單元；40-
負極端；50-開關(guān)組件；60-控制單元；70-隔離式信號發(fā)送模塊；80-隔離式信號
接收模塊；90-信號連接部；200-信號線組。
具體實施方式
如圖l所示，本實用新型最佳實施例的構(gòu)成示意圖，本實用新型所述的電池 模塊100包含了一電池包10 (CellPack)、 一連接于電池包IO正極的正極端20、 一連接于電池包IO及其周邊以對各參數(shù)狀態(tài)進行監(jiān)控的檢測單元30、 一連接于 電池包10負極的負極端40、 一設(shè)于電池包10負極與負極端40之間的開關(guān)組件 50、 一連接于檢測單元30與開關(guān)組件50之間以對開關(guān)組件50進行斷開控制的控制單元60、 一連接于控制單元60以于電池包10異常時通過光電耦合或磁場 耦合機制發(fā)送斷開信號的隔離式信號發(fā)送模塊70、 一連接于控制單元60以通過 光電耦合或磁場耦合機制接收斷開信號的隔離式信號接收模塊80、 一集成所述 隔離式信號發(fā)送模塊70與所述隔離式信號接收模塊80的電氣連接端子的信號 連接部90。
電池包10由一個電池芯(Cell)或多個電池芯串聯(lián)而成，而開關(guān)組件50包含 機械開關(guān)、半導體開關(guān)等具有切換斷開效果的部件；其次，開關(guān)組件50在實施 時，可采單一機械開關(guān)、單一半導體開關(guān)或是并聯(lián)機械開關(guān)、并聯(lián)半導體開關(guān) 的方式來實施。
檢測單元30可對電池包的電壓、電流、溫度、充電平衡等多項參數(shù)進行檢
過載、溫度過高等情形)，使電池模塊IOO呈現(xiàn)斷路狀態(tài)，以提升電池模塊使用 時的安全性。
請參閱圖2、圖3、圖4所示，其中圖2是本實用新型最佳實施例串聯(lián)使用 示意圖、圖3是本實用新型最佳實施例串聯(lián)使用時隔離式信號發(fā)送模塊并聯(lián)示 意圖、圖4是本實用新型最佳實施例串聯(lián)使用時隔離式信號接收模塊并聯(lián)示意 圖。
當要將多個電池模塊IOO進行電力串接使用時，除了令各電池模塊的正極 端20與相鄰電池模塊100的負極端40連接之外，可通過一組信號線組200連 接在各電池模塊100的信號連接部90上，使各電池模塊100的隔離式信號發(fā)送 模塊70(如圖3所示)、隔離式信號接收模塊予以并聯(lián)80(如圖4所示)。
此時，若有任何一個電池模塊100的檢測模塊檢測到異常狀態(tài)時，例如電 池包10溫度過高、電流超過負載、電壓過低、電壓過高等異常狀態(tài)時，所述電 池模塊100的控制單元60就會通過隔離式信號發(fā)送模塊70釋出斷開信號，此 時所有電池模塊100的隔離式信號接收模塊80就會同步接收到前述釋出的斷開 信號，據(jù)以使每一電池模塊中的控制單元60能在同一時間對所控f']的開關(guān)組件 50進行斷開控制，使所有的開關(guān)組件50同步斷開，令所有的電池包之間都呈現(xiàn) 斷路狀態(tài)，因此各開關(guān)組件50于斷開時，并不會因電壓負數(shù)倍增而有產(chǎn)生耐壓 不足的問題。
實施時，前述隔離式信號發(fā)送、接收模塊可以為光電耦合器或變壓器線圏 等，利用光電耦合或者磁場耦合的方式做為其非接觸式感應傳遞的媒介，因此具有電氣阻隔的效果，可使信號的傳遞單純化，簡單的利用并聯(lián)式信號線組200 即可將各電池模塊IOO的隔離式信號發(fā)送模塊70、隔離式信號接收模塊80予以 直接并聯(lián)，即能產(chǎn)生訊號的傳遞，而并聯(lián)式的信號線組不但結(jié)構(gòu)單純、容易制 造，而且當電池模塊串聯(lián)的數(shù)量減少或增加時，并聯(lián)式信號線組很容易進行線 組的裁減或延長。
其次，前述隔離式信號發(fā)送模塊70除了可用以釋出斷開信號之外，并且還 可進一步供控制單元60釋出充電信號(Charge enable signal)、預充電信號 (Pre-charge enable signal)之用。
通過上述實施說明可知，電池模塊100不但可單獨實施，并且其串聯(lián)實施 時的可串聯(lián)數(shù)量，并不會因開關(guān)組件50的耐壓值不足而有所限制，且于大量串 聯(lián)時也不需擔心開關(guān)組件會發(fā)生燒毀的問題。
權(quán)利要求1. 一種電池模塊，其特征在于，其至少包含一電池包；一連接于所述電池包正極的正極端；一連接于所述電池包及其周邊以對各參數(shù)狀態(tài)進行監(jiān)控的檢測單元；一連接于所述電池包負極的負極端；一設(shè)于所述電池包負極與所述負極端之間的開關(guān)組件；一連接于所述檢測單元與所述開關(guān)組件之間以對所述開關(guān)組件進行斷開控制的控制單元；一連接于所述控制單元以在電池包異常時發(fā)送斷開信號的隔離式信號發(fā)送模塊；以及一連接于控制單元以接收斷開信號的隔離式信號接收模塊。
2. 如權(quán)利要求1所述的電池模塊，其特征在于，其進一步包含一集成所述隔離式信號發(fā)送模塊與所述隔離式信號接收模塊的電氣連接端子的信號連接部。
3. 如權(quán)利要求1所述的電池模塊，其特征在于，所述電池包包括至少一個電池芯。
4. 如權(quán)利要求1所述的電池模塊，其特征在于，所述電池開關(guān)組件包含機械開關(guān)。
5. 如權(quán)利要求1所述的電池模塊，其特征在于，所述電池開關(guān)組件包含半導體開關(guān)。
6. 如權(quán)利要求1所述的電池模塊，其特征在于，所述隔離式信號發(fā)送模塊及所述隔離式信號接收模塊為利用光電耦合來隔離傳輸信號的光電耦合器。
7. 如權(quán)利要求1所述的電池模塊，其特征在于，所述隔離式信號發(fā)送模塊及所述隔離式信號接收模塊為利用磁場耦合來隔離傳輸信號的變壓器線圏。
專利摘要本實用新型提供一種具有可于預設(shè)狀態(tài)下進行斷開動作的電池模塊，其主要包含一電池包、一正極端、一負極端、一檢測單元、一開關(guān)組件、一控制單元、一隔離式信號發(fā)送模塊、一隔離式信號接收模塊，通過檢測單元對電池包的電壓、電流、溫度、充電平衡多項參數(shù)進行檢測，于預設(shè)狀態(tài)發(fā)生時可由控制單元驅(qū)動開關(guān)組件斷開，以提升電池模塊使用時的安全性，除此之外，于多個電池模塊進行電力串接使用時，還能驅(qū)動所有的電池模塊進行同步斷開，以防止開關(guān)組件因串聯(lián)而發(fā)生耐壓不足、容易燒毀的情形。
文檔編號H02H7/18GK201266834SQ20082013723
公開日2009年7月1日 申請日期2008年9月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月24日
發(fā)明者曾煥勢 申請人:西勝國際股份有限公司