TWI694658B - 電池管理裝置及其裝設方法 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種電池管理裝置，其包含一個電池組、複數個金屬連接單元以及一電池管理單元。其中金屬連接單元係由剛性金屬材質所製成，各金屬連接單元包含第一連接部與第二連接部，第一連接部皆電性連接電池組。電池管理單元包含電路板與電子模組，其中電路板包含複數個連接節點，連接節點分別連接第二連接部。至於電子模組則設於電路板上且用以控制電池組之充放電。藉此，透過鋼性之金屬連接單元銜接電路板及電池組，不但可大幅簡化線路配置並快速完成線路的設置，且較為牢固並能降低異常或危險的狀況發生。

Description

電池管理裝置及其裝設方法

本發明是關於一種電池管理裝置及其裝設方法，特別是關於一種可快速裝設、簡化線路配置、安全穩固而且能避免異常狀態及危險發生的電池管理裝置及其裝設方法。

隨著綠能科技的進步，由大量蓄電池組成的儲能系統的相關應用已越來越普及於各種電力系統當中，例如：電動載具、緊急備用系統、再生能源系統、智慧電網或家用儲能設備等。

一般電池管理裝置包含電池組與電池管理單元，其中電池管理單元包含電壓量測線與電芯平衡線。而傳統之電壓量測線與電芯平衡線以往在連接時，通常是使用多芯線、Y\O型端子及連接座進行線路配置，方能連結至電池組，而在單電芯極柱上同時存在於多個連接節點。在此種結構下，電池管理單元於作動時會因連接節點上之電壓小損失而造成電壓量測的誤差，此誤差可能導致電池管理單元的錯誤判斷而促使異常狀態及危險的發生。再者，由於一般習知 的電路板與電池組在使用多芯線、Y\O型端子或連接座完成連接之後，須額外進行電路板的定點固定，以避免電路板因外部力量而造成線路之脫離。然而，這種額外之固定方式往往會大幅增加安裝者於裝設過程中的裝設複雜度與裝設時間。

由此可知，目前市場上缺乏一種可快速裝設、簡化線路配置、安全穩固而且能避免異常狀態及危險發生的電池管理裝置及其裝設方法，故相關業者均在尋求其解決之道。

因此，本發明之目的在於提供一種電池管理裝置及其裝設方法，其透過鋼性之金屬連接單元銜接電路板及電池組，可大幅簡化線路配置並快速完成線路的設置，進而節省線路配置所花費的時間。

依據本發明的結構態樣之一實施方式提供一種電池管理裝置，其包含一個電池組、複數個金屬連接單元以及一電池管理單元。其中金屬連接單元係由剛性金屬材質所製成，各金屬連接單元包含第一連接部與第二連接部，第一連接部皆電性連接電池組。再者，電池管理單元包含電路板與電子模組，其中電路板包含複數個連接節點，連接節點分別連接第二連接部。至於電子模組則設於電路板上且用以控制電池組之充放電。

藉此，本發明的電池管理裝置利用鋼性的金屬連接單元取代傳統的軟性多芯電線，其較為牢固並能降低異常或危險的狀況發生。

前述實施方式之其他實施例如下：前述電池組可包含複數個電池，各電池連接一個金屬連接單元並透過此金屬連接單元電性連接電路板之其中一個連接節點。此外，前述電路板可具有一上層與一下層，且電路板包含複數條電壓量測線及複數條電芯平衡線。電壓量測線分佈於上層，電壓量測線分別電性連接電路板之連接節點。電芯平衡線分佈於下層，電芯平衡線分別電性連接電路板之連接節點。電子模組電性連接電壓量測線及電芯平衡線。另外，前述各金屬連接單元可由銅所製成並呈片狀，且各金屬連接單元更包含一第三連接部，此第三連接部銜接於金屬連接單元的第一連接部與第二連接部之間。第三連接部與第一連接部之間具有一第一夾角，第三連接部與第二連接部之間具有第二夾角，第一夾角與第二夾角大於45度且小於135度。再者，前述各第一連接部具有第一孔洞，各第二連接部具有第二孔洞，第一孔洞對齊電池組之電極，第二孔洞對齊其中一個連接節點。此外，前述電池管理裝置可包含複數個第一固定件及複數個第二固定件，其中第一固定件分別對應貫穿第一孔洞而螺鎖於電池組之電極。而第二固定件則分別對應貫穿第二孔洞而螺鎖於電路板上。另外，前述電池管理裝置可包含複數個金屬導片，各金屬導片電性連接並固定於相鄰二個電池之 間，且各金屬導片連接其中一個金屬連接單元之第一連接部。

依據本發明的方法態樣之一實施方式提供一種電池管理裝置的裝設方法，其包含金屬連接單元裝設步驟與電池管理單元裝設步驟。其中金屬連接單元裝設步驟係裝設金屬連接單元之第一連接部於電池組，令金屬連接單元固定地連接電池組。此外，電池管理單元裝設步驟係裝設電池管理單元於金屬連接單元之第二連接部，令電池管理單元固定地連接金屬連接單元。

藉此，本發明之電池管理裝置的裝設方法係將電路板與電池組之間採用銅製連接片(即金屬連接單元)進行連結，不但可提高整體的牢固性，而且無須另外固定電路板，既省時又省力。

前述實施方式之其他實施例如下：在前述金屬連接單元裝設步驟中，將各第一連接部之第一孔洞對齊電池組之電極，然後驅動第一固定件分別對應貫穿第一孔洞而螺鎖於電池組之電極。另外，在前述電池管理單元裝設步驟中，將各第二連接部之第二孔洞對齊其中一個連接節點，然後驅動第二固定件分別對應貫穿第二孔洞而螺鎖於電路板上。

100‧‧‧電池管理裝置

200‧‧‧電池組

210‧‧‧電池

300‧‧‧金屬連接單元

310‧‧‧第一連接部

3102‧‧‧第一孔洞

320‧‧‧第二連接部

3202‧‧‧第二孔洞

330‧‧‧第三連接部

400‧‧‧電池管理單元

410‧‧‧電路板

412‧‧‧連接節點

420‧‧‧電子模組

430‧‧‧電壓量測線

440‧‧‧電芯平衡線

500‧‧‧第一固定件

600‧‧‧第二固定件

700‧‧‧金屬導片

800‧‧‧電池管理單元的裝設方法

S2‧‧‧金屬連接單元裝設步驟

S4‧‧‧電池管理單元裝設步驟

θ 1‧‧‧第一夾角

θ 2‧‧‧第二夾角

第1圖係繪示本發明一實施例的電池管理裝置之組裝示 意圖。

第2圖係繪示第1圖之電池管理裝置的分解圖。

第3A圖係繪示第1圖之金屬連接單元的示意圖。

第3B圖係繪示第3A圖之金屬連接單元的俯視圖。

第3C圖係繪示第3A圖之金屬連接單元的側視圖。

第4圖係繪示第1圖之電池管理單元的俯視圖。

第5圖係繪示第1圖之電池管理單元的裝設方法之流程示意圖。

以下將參照圖式說明本發明之複數個實施例。為明確說明起見，許多實務上的細節將在以下敘述中一併說明。然而，應瞭解到，這些實務上的細節不應用以限制本發明。也就是說，在本發明部分實施例中，這些實務上的細節是非必要的。此外，為簡化圖式起見，一些習知慣用的結構與元件在圖式中將以簡單示意的方式繪示之；並且重複之元件將可能使用相同的編號表示之。

請一併參閱第1、2、3A、3B及3C圖，第1圖係繪示本發明一實施例的電池管理裝置100之組裝示意圖。第2圖係繪示第1圖之電池管理裝置100的分解圖。第3A圖係繪示第1圖之金屬連接單元300的示意圖。第3B圖係繪示第3A圖之金屬連接單元300的俯視圖。第3C圖係繪示第3A圖之金屬連接單元300的側視圖。如圖所示，電池管理裝置100包含電池組200、複數個金屬連接單元300、電池管 理單元400、複數個第一固定件500、複數個第二固定件600以及複數個金屬導片700。

電池組200包含複數個電池210，各電池210連接一個金屬連接單元300並透過金屬連接單元300電性連接電池管理單元400的電路板410之其中一個連接節點412。

金屬連接單元300係由剛性金屬材質所製成。各金屬連接單元300包含第一連接部310、第二連接部320及第三連接部330，第一連接部310皆電性連接電池組200。詳細地說，金屬連接單元300由銅所製成並呈片狀，第三連接部330銜接於第一連接部310與第二連接部320之間，第三連接部330與第一連接部310之間具有第一夾角θ1，第三連接部330與第二連接部320之間具有第二夾角θ2，第一夾角θ1與第二夾角θ2大於45度且小於135度。本實施例之第一夾角θ1與第二夾角θ2均為90度。此外，各第一連接部310具有第一孔洞3102，各第二連接部320具有第二孔洞3202。第一孔洞3102對齊電池組200其中一個電池210之電極，而第二孔洞3202對齊電池管理單元400之電路板410的其中一個連接節點412。

電池管理單元400包含電路板410與電子模組420，其中電路板410包含複數個連接節點412，連接節點412分別連接第二連接部320。至於電子模組420則設於電路板410上且用以控制電池組200之充放電。

第一固定件500分別對應貫穿第一孔洞3102而螺鎖於電池組200之電極，而第二固定件600分別對應貫穿 第二孔洞3202而螺鎖於電路板410上。本實施例之第一固定件500為螺絲，而第二固定件600則為螺絲與螺帽之組合。這些螺鎖之固定結構均為習知技術，故不再贅述。

金屬導片700係由剛性金屬材質所製成。各金屬導片700電性連接並固定於相鄰二個電池210之間，且各金屬導片700連接其中一個金屬連接單元300之第一連接部310。此外，金屬導片700的一端疊接於第一連接部310，且金屬導片700的兩端均可使用第一固定件500固定於電池210的電極。藉此，為了節省線路配置所花費的時間，本發明透過鋼性之銅片(即金屬連接單元300)銜接電路板410及電池組200，可快速完成線路的設置。再者，透過鋼性之金屬導片700可電性連接相鄰的二個電池210，不但拆裝方便且穩固安全。此外，鋼性的銅片取代傳統的軟性多芯電線，其較為牢固並能降低異常或危險的狀況發生。另外值得一提的是，雖然第2圖的金屬導片700位於金屬連接單元300之第一連接部310的上方，但在其他實施例中，金屬導片700亦可設於金屬連接單元300之第一連接部310的下方，只要能將相鄰的二個電池210電性連接即可。

請一併參閱第1、2及4圖，第4圖係繪示第1圖之電池管理單元400的俯視圖。如圖所示，電池管理單元400之電路板410具有上層與下層，而且電路板410更包含複數條電壓量測線430(右側較細的線)及複數條電芯平衡線440(左側較粗的線)。其中電壓量測線430分佈於上層，電壓量測線430分別電性連接於連接節點412與電子模組420 之間，電壓量測線430用以量測單電芯電壓。另外，電芯平衡線440分佈於下層，且電芯平衡線440分別電性連接於連接節點412與電子模組420之間，電芯平衡線440用以讓電芯進行平衡充電。由於電壓量測線430及電芯平衡線440各有八條，而且線路較為複雜，故本發明藉由電路板410之連接節點412及線路設置，使電池組200與電池管理單元400之間的線路連接較為簡單。換句話說，本發明經由電壓量測線430及電芯平衡線440的線路分配，並在電路板410上規劃出可與電池組200進行對應連接的連接節點412。此外，連接節點412與金屬連接單元300之連結可利用螺絲與螺帽的螺鎖固定，以完成線路的配置。

請一併參閱第1與5圖，第5圖係繪示第1圖之電池管理單元的裝設方法800之流程示意圖。如圖所示，電池管理單元的裝設方法800包含金屬連接單元裝設步驟S2與電池管理單元裝設步驟S4。

金屬連接單元裝設步驟S2係裝設金屬連接單元300之第一連接部310於電池組200，令金屬連接單元300固定地連接電池組200。在金屬連接單元裝設步驟S2中，將各第一連接部310之第一孔洞3102對齊電池組200之電極，然後驅動第一固定件500分別對應貫穿第一孔洞3102而螺鎖於電池組200之電極。也就是說，透過第一固定件500可將金屬連接單元300牢固地定位於電池210上。

電池管理單元裝設步驟S4係裝設電池管理單元400於金屬連接單元300之第二連接部320，令電池管理 單元400固定地連接金屬連接單元300。在電池管理單元裝設步驟S4中，將各第二連接部320之第二孔洞3202對齊其中一個連接節點412，然後驅動第二固定件600分別對應貫穿連接節點412及第二孔洞3202而螺鎖於電路板410上。也就是說，透過第二固定件600可將電路板410牢固地定位於金屬連接單元300上。藉此，本發明之電池管理單元的裝設方法800可以提高線路配置的製作效率。此外，由於一般習知的電路板410與電池組200在使用多芯線、Y\O型端子或連接座完成連接之後，須額外進行電路板410的定點固定，以避免電路板410因外部力量而造成線路之脫離，而本發明係將電路板410與電池組200之間採用銅製片狀的金屬連接單元300進行連結，不但可提高整體的牢固性，而且無須另外固定電路板410，既省時又省力。

由上述實施方式可知，本發明具有下列優點：其一，為了節省線路配置所花費的時間，本發明透過鋼性之金屬連接單元銜接電路板及電池組，可大幅簡化線路配置並快速完成線路的設置。其二，透過鋼性之金屬導片可電性連接相鄰的二個電池，不但拆裝方便且穩固安全。其三，鋼性的金屬連接單元取代傳統的軟性多芯電線，其較為牢固並能降低異常或危險的狀況發生。此外，使用鋼性的金屬連接單元無須另外固定電路板，既省時又省力。

雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精 神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧電池管理裝置

200‧‧‧電池組

210‧‧‧電池

300‧‧‧金屬連接單元

320‧‧‧第二連接部

330‧‧‧第三連接部

400‧‧‧電池管理單元

500‧‧‧第一固定件

310‧‧‧第一連接部

600‧‧‧第二固定件

700‧‧‧金屬導片

Claims (8)

1. 一種電池管理裝置，包含：一電池組；複數金屬連接單元，係由剛性金屬材質所製成，各該金屬連接單元包含一第一連接部與一第二連接部，該些第一連接部皆電性連接該電池組；以及一電池管理單元，包含：一電路板，包含複數連接節點，該些連接節點分別連接該些第二連接部；及一電子模組，設於該電路板上且用以控制該電池組之充放電；其中，各該第一連接部具有一第一孔洞，各該第二連接部具有一第二孔洞，該第一孔洞對齊該電池組之電極，該第二孔洞對齊其中一該連接節點；其中，該電池管理裝置更包含：複數第一固定件，分別對應貫穿該些第一孔洞而螺鎖於該電池組之電極；及複數第二固定件，分別對應貫穿該些第二孔洞而螺鎖於該電路板上。
2. 如申請專利範圍第1項所述之電池管理裝置，其中該電池組包含： 複數電池，各該電池連接一該金屬連接單元並透過該一金屬連接單元電性連接該電路板之其中一該連接節點。
3. 如申請專利範圍第1項所述之電池管理裝置，其中該電路板具有一上層與一下層，且該電路板更包含：複數電壓量測線，分佈於該上層，該些電壓量測線分別電性連接該些連接節點；及複數電芯平衡線，分佈於該下層，該些電芯平衡線分別電性連接該些連接節點；其中，該電子模組電性連接該些電壓量測線及該些電芯平衡線。
4. 如申請專利範圍第1項所述之電池管理裝置，其中各該金屬連接單元由銅所製成並呈片狀，且各該金屬連接單元更包含：一第三連接部，銜接於一該金屬連接單元的該第一連接部與該第二連接部之間，該第三連接部與該第一連接部之間具有一第一夾角，該第三連接部與該第二連接部之間具有一第二夾角，該第一夾角與該第二夾角大於45度且小於135度。
5. 如申請專利範圍第2項所述之電池管理裝置，更包含：複數金屬導片，各該金屬導片電性連接並固定於相鄰二該電池之間，且各該金屬導片連接其中一該金屬連接單元之該第一連接部。
6. 一種應用於申請專利範圍第1項所述之電池管理裝置的裝設方法，包含以下步驟：一金屬連接單元裝設步驟，係裝設該些金屬連接單元之該些第一連接部於該電池組，令該些金屬連接單元固定地連接該電池組；及一電池管理單元裝設步驟，係裝設該電池管理單元於該些金屬連接單元之該些第二連接部，令該電池管理單元固定地連接該些金屬連接單元。
7. 如申請專利範圍第6項所述之電池管理裝置的裝設方法，其中，在該金屬連接單元裝設步驟中，將各該第一連接部之該第一孔洞對齊該電池組之電極，然後驅動該些第一固定件分別對應貫穿該些第一孔洞而螺鎖於該電池組之電極。
8. 如申請專利範圍第7項所述之電池管理裝置的裝設方法，其中，在該電池管理單元裝設步驟中，將各該第二連接部之該第二孔洞對齊其中一該連接節點，然後驅動該些第二固定件分別對應貫穿該些第二孔洞而螺鎖於該電路板上。

Images