CN201266834Y

CN201266834Y - 一种电池模块

Info

Publication number: CN201266834Y
Application number: CNU2008201372336U
Authority: CN
Inventors: 曾焕势
Original assignee: C-TECH UNITED CORP
Current assignee: C-TECH UNITED CORP
Priority date: 2008-09-24
Filing date: 2008-09-24
Publication date: 2009-07-01
Anticipated expiration: 2018-09-24

Abstract

本实用新型提供一种具有可于预设状态下进行断开动作的电池模块，其主要包含一电池包、一正极端、一负极端、一检测单元、一开关组件、一控制单元、一隔离式信号发送模块、一隔离式信号接收模块，通过检测单元对电池包的电压、电流、温度、充电平衡多项参数进行检测，于预设状态发生时可由控制单元驱动开关组件断开，以提升电池模块使用时的安全性，除此之外，于多个电池模块进行电力串接使用时，还能驱动所有的电池模块进行同步断开，以防止开关组件因串联而发生耐压不足、容易烧毁的情形。

Description

一种电池模块

技术领域

本实用新型涉及电池模块的构成领域，尤其涉及一种设有开关组件而具有安全断开效果的电池模块。

背景技术

一般的电池制造商，在出产电池模块时会依业界的惯用规格与协定，生产出客制化的电池模块，以利购买商直接使用所述电池模块，而有些购买商还会进一步通过串联与并联的手段，来进一步制造出符合其需求电压、蓄电量的电池装置。

早期客制化的电池模块中仅单纯的包含一个电池包(Cell pack)，所述电池包由一电池芯(Cell)或多个电池芯串接而成，这种电池包在使用时，由于并未设置任何具有安全断开的开关组件，因此使用起来较危险。

而且当购买商需要进一步以串联电池模块的手段来制造符合需求的电池装置时，串联所得的总电压值会与串联数量呈正比增加，若一个电池包所呈现的电压值为30V时，在串联三个电池模块后就能获得90V的总电压值，然而此种总电压较大的电池装置在使用或组装时，其电击危险性也就越高。

目前市面上所见具有安全断开效果的电池模块，大多在其电池包负极路径上设置一开关组件，以于电池充放电异常时进行安全断开，然而若将这种设有开关组件的电池模块进行串联时，就会产生开关组件耐压不足而烧毁的问题。

举例来说，若一个电池包所呈现的电压值为30V时，在串联三个电池模块后(三个电池包串联)就能获得90V的总电压值，而单一电池模块在设计时是以30V作为参考值再乘以特定的安全系数来选定开关组件的规格，假设所述开关组件的极限耐压值为70V，串联三个电池模块后的总电压值就超过90V，这时设置在电池模块中的开关组件就很容易烧毁，再者当串联数量为10个电池模块时，总电压值会达到300V而远超过开关组件的极限耐压值70V。

为了顾及生产成本以及产品体积，每一电池模块中所设置的开关组件，当然是以符合单一模块的使用规格者为佳，并不适合采具有超大耐压值的安全开关，否则不但会使电池模块的体积、重量不当增加之外，并且也会大幅的提升产制成本。

再者，电池模块的串联数量也会因不同的使用需求而增加，所呈现的总电压值也无法预先估计，因此选用耐压值较高的开关组件，不但无法有效解决使用上的问题，并且会带来体积、重量、成本增加的问题。

有鉴于此，实用新型人针对电池模块使用时的安全性与便利性进行研发，进而设计出一种于预设状态发生时可自动断开的电池模块，且于多个电池模块进行电力串接使用时，还能进一步防止开关组件因串接而发生耐压不足烧毁的情形。

发明内容

本实用新型的主要目的在于提供一种电池模块，以解决先前技术在使用时安全性不足、串联时开关组件容易烧毁等问题。

为达上述目的，本实用新型电池模块，至少包含一电池包、一连接于所述电池包正极的正极端、一连接于所述电池包及其周边以对各参数状态进行监控的检测单元、一连接于所述电池包负极的负极端、一设于所述电池包负极与所述负极端之间的开关组件、一连接于所述检测单元与所述开关组件之间以对开关组件进行断开控制的控制单元、一连接于所述控制单元以在电池包异常时发送断开信号的隔离式信号发送模块、一连接于所述控制单元接收断开信号的隔离式信号接收模块，并且可进一步包含一集成所述隔离式信号发送模块与所述隔离式信号接收模块的电气连接端子的信号连接部。

所述电池包可由一个电池芯或多个电池芯串联而构成，开关组件包含机械开关、半导体开关等具有切换断开效果者。

通过检测单元对电池包的电压、电流、温度、充电平衡等多项参数进行检测，于预设状态发生时可由控制单元直接驱动开关组件进行断开，使电池模块呈现断路状态，以提升电池模块使用时的安全性。

除此之外，当多个电池模块进行电力串接使用时，可通过信号线组将各电池模块的隔离式信号发送模块、隔离式信号接收模块予以并联，当其中的任何一个电池模块的检测模块检测到异常状态时，所述电池模块的控制单元就会通过隔离式信号发送模块释出断开信号，此时所有电池模块的隔离式信号接收模块能同步接收到断开信号，据以使每一电池模块中的控制单元能在同一时间对所控制的开关组件进行断开控制，进而使所有的开关组件同步断开，以阻断所有的电池包之间的串联状态，因此各开关组件于断开时，并不会因电压负数倍增而有耐压不足导致烧毁的问题发生。

实施时，前述的隔离式信号发送、接收模块，可以利用光电耦合或变压器线圈耦合等原理，通过光电或磁场的产生来做为其非接触式感应传递的媒介，因此具有电气阻隔的效果，而不需顾虑电池模块串联时，其间的相关信号联结电路会有电压值复数倍增的问题。

如此一来信号的传递就会单纯化，便可直接利用简单的并联式信号线组将各电池模块的隔离式信号发送模块、隔离式信号接收模块予以直接并联，并联式信号线组不但结构单纯、容易制造，而且当电池模块串联的数量减少或增加时，并联式信号线组很容易进行线组的裁减或延长。

与现有技术相比，本实用新型所述的电池模块不但可单独实施，并且其串联实施时的可串联数量，并不会因开关组件的耐压值不足而有所限制，于大量串联时也不需担心开关组件会发生烧毁的问题。

附图说明

图1是本实用新型最佳实施例的构成示意图。

图2是本实用新型最佳实施例串联使用示意图。

图3是本实用新型最佳实施例串联使用时隔离式信号发送模块并联示意图。

图4是本实用新型最佳实施例串联使用时隔离式信号接收模块并联示意图。

附图标记说明：100-电池模块；10-电池包；20-正极端；30-检测单元；40-负极端；50-开关组件；60-控制单元；70-隔离式信号发送模块；80-隔离式信号接收模块；90-信号连接部；200-信号线组。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型最佳实施例的构成示意图，本实用新型所述的电池模块100包含了一电池包10(Cell Pack)、一连接于电池包10正极的正极端20、一连接于电池包10及其周边以对各参数状态进行监控的检测单元30、一连接于电池包10负极的负极端40、一设于电池包10负极与负极端40之间的开关组件50、一连接于检测单元30与开关组件50之间以对开关组件50进行断开控制的控制单元60、一连接于控制单元60以于电池包10异常时通过光电耦合或磁场耦合机制发送断开信号的隔离式信号发送模块70、一连接于控制单元60以通过光电耦合或磁场耦合机制接收断开信号的隔离式信号接收模块80、一集成所述隔离式信号发送模块70与所述隔离式信号接收模块80的电气连接端子的信号连接部90。

电池包10由一个电池芯(Cell)或多个电池芯串联而成，而开关组件50包含机械开关、半导体开关等具有切换断开效果的部件；其次，开关组件50在实施时，可采单一机械开关、单一半导体开关或是并联机械开关、并联半导体开关的方式来实施。

检测单元30可对电池包的电压、电流、温度、充电平衡等多项参数进行检测，于预设状态发生时可由控制单元60直接驱动开关组件50进行断开(例如：过载、温度过高等情形)，使电池模块100呈现断路状态，以提升电池模块使用时的安全性。

请参阅图2、图3、图4所示，其中图2是本实用新型最佳实施例串联使用示意图、图3是本实用新型最佳实施例串联使用时隔离式信号发送模块并联示意图、图4是本实用新型最佳实施例串联使用时隔离式信号接收模块并联示意图。

当要将多个电池模块100进行电力串接使用时，除了令各电池模块的正极端20与相邻电池模块100的负极端40连接之外，可通过一组信号线组200连接在各电池模块100的信号连接部90上，使各电池模块100的隔离式信号发送模块70(如图3所示)、隔离式信号接收模块予以并联80(如图4所示)。

此时，若有任何一个电池模块100的检测模块检测到异常状态时，例如电池包10温度过高、电流超过负载、电压过低、电压过高等异常状态时，所述电池模块100的控制单元60就会通过隔离式信号发送模块70释出断开信号，此时所有电池模块100的隔离式信号接收模块80就会同步接收到前述释出的断开信号，据以使每一电池模块中的控制单元60能在同一时间对所控制的开关组件50进行断开控制，使所有的开关组件50同步断开，令所有的电池包之间都呈现断路状态，因此各开关组件50于断开时，并不会因电压负数倍增而有产生耐压不足的问题。

实施时，前述隔离式信号发送、接收模块可以为光电耦合器或变压器线圈等，利用光电耦合或者磁场耦合的方式做为其非接触式感应传递的媒介，因此具有电气阻隔的效果，可使信号的传递单纯化，简单的利用并联式信号线组200即可将各电池模块100的隔离式信号发送模块70、隔离式信号接收模块80予以直接并联，即能产生讯号的传递，而并联式的信号线组不但结构单纯、容易制造，而且当电池模块串联的数量减少或增加时，并联式信号线组很容易进行线组的裁减或延长。

其次，前述隔离式信号发送模块70除了可用以释出断开信号之外，并且还可进一步供控制单元60释出充电信号(Charge enable signal)、预充电信号(Pre-charge enable signal)之用。

通过上述实施说明可知，电池模块100不但可单独实施，并且其串联实施时的可串联数量，并不会因开关组件50的耐压值不足而有所限制，且于大量串联时也不需担心开关组件会发生烧毁的问题。

Claims

1.一种电池模块，其特征在于，其至少包含：

一电池包；

一连接于所述电池包正极的正极端；

一连接于所述电池包及其周边以对各参数状态进行监控的检测单元；

一连接于所述电池包负极的负极端；

一设于所述电池包负极与所述负极端之间的开关组件；

一连接于所述检测单元与所述开关组件之间以对所述开关组件进行断开控制的控制单元；

一连接于所述控制单元以在电池包异常时发送断开信号的隔离式信号发送模块；以及

一连接于控制单元以接收断开信号的隔离式信号接收模块。

2.如权利要求1所述的电池模块，其特征在于，其进一步包含一集成所述隔离式信号发送模块与所述隔离式信号接收模块的电气连接端子的信号连接部。

3.如权利要求1所述的电池模块，其特征在于，所述电池包包括至少一个电池芯。

4.如权利要求1所述的电池模块，其特征在于，所述电池开关组件包含机械开关。

5.如权利要求1所述的电池模块，其特征在于，所述电池开关组件包含半导体开关。

6.如权利要求1所述的电池模块，其特征在于，所述隔离式信号发送模块及所述隔离式信号接收模块为利用光电耦合来隔离传输信号的光电耦合器。

7.如权利要求1所述的电池模块，其特征在于，所述隔离式信号发送模块及所述隔离式信号接收模块为利用磁场耦合来隔离传输信号的变压器线圈。