模块化电池的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及电池技术领域，尤其涉及模块化电池，包括外壳以及装设于外壳内且相互电性连接的控制系统模组和电池模组，控制系统模组包括输出输入面板，输出输入面板露出于外壳外；电池模组包括至少两个相互之间可拆卸且由控制系统模组对其电压进行检测和控制的子模块电池，各子模块电池之间相互电性连接。本实用新型的模块化电池能够通过控制系统模组对电池模组的各子模块电池的电压进行检测，根据实际需要使用的电压数值的情况，控制各子模块电池进行连接以达到所需求的电压值来执行充电或者放电的工作，避免各子模块电池出现过充或着过放的问题，安全性高。
【专利说明】
模块化电池
技术领域
[0001]本实用新型涉及电池技术领域，尤其涉及模块化电池。
【背景技术】
[0002]现有的电池市场已日渐成熟，在生产和生活中，针对电池往往会有多种不同的需求。市面上出现了一类组装式电池，通过将多个电池进行拼装，从而可以形成不同电量的组装式电池。但现有的组装式电池只是单纯通过多个电池串接在一起使用，各电池无法实现模块化独立工作，如果每个电池有其使用的电压范围，则无法确保各电池在使用电压范围内的正常运作，例如锂三元电池单体的电压范围在2.8?4.2V区间可以操作，维持500次以上的循环寿命，但若超过4.2V称之为过充，低于2.8V以下称为过放，对于锂电池而言，在过充或过放下，因为结构的崩溃裂解，便会大量释出热量及气体，并进而发生短路起火爆炸等危险。同时，现有的组装式电池只能够在前期进行组装，后期较难对电池的数量再次做出增减，这就导致组装式电池使用的范围较为局限，使用的便利性也较差。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的在于针对现有技术的不足提供一种模块化电池，旨在解决现有技术的组装式电池难以确保各电池在使用电压范围内正常运作的技术问题。
[0004]为实现上述目的，本实用新型的技术方案是:模块化电池，包括外壳以及装设于所述外壳内且相互电性连接的控制系统模组和电池模组，所述控制系统模组包括输出输入面板，所述输出输入面板露出于所述外壳外；所述电池模组包括至少两个相互之间可拆卸且由所述控制系统模组对其电压进行检测和控制的子模块电池，各所述子模块电池之间相互电性连接。
[0005]优选地，各所述子模块电池之间并联连接。
[0006]优选地，各所述子模块电池分别设有与所述控制系统模组电性连接的正极电连接片和负极电连接片。
[0007]优选地，各所述子模块电池的上表面和下表面均设有用于与所述正极电连接片位置对应的正极端编号和与所述负极电连接片位置对应的负极端编号。
[0008]优选地，各所述子模块电池分别设有用于与所述控制系统模组电性连接的电压讯号端子。
[0009]优选地，各所述子模块电池包括上盖、下盖和若干个电芯，所述上盖与所述下盖扣合连接，若干个所述电芯设于扣合连接的所述上盖与所述下盖内。
[0010]优选地，所述上盖设有至少一个插柱，所述下盖设有与所述插柱位置对应的插孔，所述插柱与所述插孔插接以使得所述上盖与所述下盖扣合连接;或者，所述下盖设有至少一个插柱，所述上盖设有与所述插柱位置对应的插孔，所述插柱与所述插孔插接以使得所述上盖与所述下盖扣合连接。
[0011]优选地，所述外壳包括顶盖、筒体和底座，所述顶盖和底座分别扣设于所述筒体的顶部和底部，所述顶盖上设有避空槽，所述输出输入面板嵌装于所述避空槽上。
[0012]优选地，所述上盖和所述下盖的外侧壁均形成有第一凹凸结构，所述筒体的内侧壁形成有与所述第一凹凸结构配合的第二凹凸结构，所述子模块电池通过所述第一凹凸结构与所述第二凹凸结构的配合滑入装设于所述外壳内。
[0013]优选地，所述顶盖上还设有便于握持的转动式把手。
[0014]本实用新型的有益效果:本实用新型的模块化电池，通过外壳、控制系统模组和电池模组三部分组合形成，便于模块化电池的整体结构的设计和组装，无需担心会出现难以配合的问题，让模块化电池的内部简洁化，有利于生产，后续维护上亦更为方便；电池模组还可以根据需要可以在组装电池模组时自由增加或者减少子模块电池的数量，以适应其应用的场所;更重要的是，本实用新型的模块化电池能够通过控制系统模组对电池模组的各子模块电池的电压进行检测，根据实际需要使用的电压数值的情况，控制各子模块电池进行连接以达到所需求的电压值来执行充电或者放电的工作，避免各子模块电池出现过充或着过放的问题，安全性高。
【附图说明】
[0015]图1为本实用新型模块化电池的立体结构示意图。
[0016]图2为本实用新型模块化电池的立体结构分解示意图。
[0017]图3为本实用新型模块化电池的筒体的立体结构示意图。
[0018]图4为本实用新型模块化电池的子模块电池的立体结构示意图。
[0019]图5为本实用新型模块化电池的子模块电池的立体结构分解示意图。
[0020]附图标记包括:
[0021]10—外壳11一顶盖12—筒体
[0022]13—底座20—控制系统模组 21—输出输入面板
[0023]30—电池模组31—子模块电池32—正极电连接片
[0024]33—负极电连接片 34 —电压讯号端子 35—第一凹凸结构
[0025]40—分隔板111一转动式把手121—第二凹凸结构
[0026]311一上盖312—下盖313—电芯
[0027]314—插柱315—插孔。
【具体实施方式】
[0028]为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图1?5及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0029]需要说明的是，本实施例中的左、右、上、下、顶、底等方位用语，仅是互为相对概念或是以产品的正常使用状态为参考的，而不应该认为是具有限制性的。
[0030]如图1至图5所示，本实用新型实施例提供的模块化电池，包括外壳10以及装设于所述外壳10内且相互电性连接的控制系统模组20和电池模组30，所述控制系统模组20包括输出输入面板21，所述输出输入面板21露出于所述外壳10外;所述电池模组30包括至少两个相互之间可拆卸且由所述控制系统模组20对其电压进行检测和控制的子模块电池31，各所述子模块电池31之间相互电性连接。具体的，本实用新型的模块化电池通过外壳10、控制系统模组20和电池模组30三部分组合形成，便于模块化电池的整体结构的设计和组装，无需担心会出现难以配合的问题，让模块化电池的内部简洁化，有利于生产，后续维护上亦更为方便;且，电池模组30还可以根据需要可以在组装电池模组30时自由增加或者减少子模块电池31的数量，以适应其应用的场所;更重要的是，本实用新型的模块化电池能够通过控制系统模组20对电池模组30的各子模块电池31的电压进行进行检测，根据实际需要使用的电压数值的情况，控制各子模块电池31进行连接以达到所需求的电压值来执行充电或者放电的工作，避免各子模块电池31出现过充或着过放的问题，安全性高。
[0031]其中，本实施例中的控制系统模组20中包括电路板以及各种所需要的电子器件组成，其能够检测到电池模组20的电压，然后通过控制各个子模块电池31进行并接形成所需求的电压进行工作，例如将不同的电量或者电压状态的子模块电池31进行并接使用。
[0032]其中，子模块电池31可以为子模块锂电池或者其他电池。子模块电池31的数量可以根据实际需求进行增加或者减少，例如，可以采用两个、三个、四个等的子模块电池31组成电池模块。
[0033]本实施例中，各所述子模块电池31之间并联连接。具体的，子模块电池31各自不含电池管理系统，均受控于控制系统模组20，子模块电池31可以在各种不同电量状态下并联连接，执行充电或放电的用途，控制系统模组20具有对于各子模块电池31侦测及开关电源的控制权。其中，上述的充电系统比如:太阳能方式、DCl2V方式或AC方式转直流方式对子模块电池31充电。放电系统可以应用在DC转AC方式负载或DC方式输出。
[0034]本实施例中，结合图4?5所示，各所述子模块电池31分别设有用于与所述控制系统模组20电性连接的正极电连接片32和负极电连接片33。具体的，通过在每个子模块电池31设置一正极电连接片32和负极电连接片33与控制系统模组20电性连接，以实现传输电力的用途，且可以避免子模块电池31之间出现电力的相互干扰，以确保控制系统模组20对各子模块电池31的控制，从而确保电力输出的一致性能。
[0035]本实施例中，结合图4?5所示，各所述子模块电池31的上表面和下表面均设有与所述正极电连接片32位置对应的正极端编号和与所述负极电连接片33位置对应的负极端编号。其中，上述所说的上表面和下表面是基于整个子模块电池31竖直放置时状态定义的，当子模块电池31横向放置时，则该上表面和下表面分别所指的是左侧面和右侧面;具体的，例如，电池模组30包括四个子模块电池31，那么每个子模块电池31的上表面和下表面会对应设置有表示负极的“I”、“2”、“3”和“4”以及表示正极“+”的“I”、“2”、“3”和“4”。
[0036]对于第一个子模块电池31:负极电连接的位置在表示负极的编号“I”的位置，正极电连接片32的位置在表示正极V’的编号“4”的位置。
[0037]对于第二个子模块电池31:负极电连接片33位置在表示负极的编号“2”的位置，正极电连接片32的位置在表示正极V’的编号“3”的位置。
[0038]对于第三个子模块电池31:负极电连接片33位置在表示负极的编号“3”的位置，正极电连接片32的位置在表示正极V’的编号“2”的位置。
[0039]对于第四个子模块电池31:负极电连接片33位置在表示负极编号“4”的位置，正极电连接片32的位置在标示正极V’的编号“I”的位置。
[0040]通过上述的设置方式，可以确保电流是从最正到最负端，用电效率最高，其次还能够实现防呆设计。
[0041 ]在其他实施例中，例如是有五个子模块电池31或者六个子模块电池31，那么对应的正负极编号也需要增加“5”和“6”，以此类推。
[0042]本实施例中，结合图4?5所示，各所述子模块电池31分别设有用于与所述控制系统模组20电性连接的电压讯号端子34。具体的，电压讯号端子34的作用是实现电压讯号的传输，而每个子模块电池31均设有电压讯号端子34可以起到禁止子模块电池31之间的电压讯号重叠或者相互之间产生讯号干扰的问题出现。
[0043]本实施例中，通过正极电连接片32和负极电连接片33以及电压讯号端子34，使得控制系统模组20能够对电池模组30的电源以及电压两者作分隔管理。
[0044]本实施例中，结合图4?5所示，各所述子模块电池31包括上盖311、下盖312和若干个电芯313，所述上盖311与所述下盖312扣合连接，若干个所述电芯313设于扣合连接的所述上盖311与所述下盖312内。具体的，每个子模块电池31的大小又根据设置在电芯313的数量而定，子模块电池31的组装也非常简便，通过上盖311和下盖312的扣合并将若干个电芯313置于上盖311和下盖312内，这样即组装形成一个子模块电池31;且扣合连接的上盖311与下盖312不但方便组装，拆卸也非常容易，对上盖311或者下盖312施加外力即可。其中，电芯313的数量可以为十二至二十个之间，当然还可以少于十二个或者多于二十个。
[0045]本实施例中，结合图5所示，所述上盖311设有至少一个插柱314，所述下盖312设有与所述插柱314位置对应的插孔315，所述插柱314与所述插孔315插接以使得所述上盖311与所述下盖312扣合连接;或者，所述下盖312设有至少一个插柱314，所述上盖311设有与所述插柱314位置对应的插孔315，所述插柱314与所述插孔315插接以使得所述上盖311与所述下盖312扣合连接。具体的，插孔315或者插柱314的位置可以设置在上盖311或者下盖312的边缘处，这样不会占据上盖311和下盖312的其他空间而影响对电芯313的安装，通过插柱314与插孔315的配合方式不但组装式易于进行定位，且连接后的稳定性非常好。
[0046]当然，在其他实施例中，也可以在上盖311同时设置插孔315和插柱314，对应在下盖312同时设置插柱314和插孔315，其目的均为了使得上盖311与下盖312之间能够实现简易的组装功能。
[0047]本实施例中，结合图1?3所示，所述外壳10包括顶盖11、筒体12和底座13，所述顶盖11和底座13分别扣设于所述筒体12的顶部和底部，所述顶盖11上设有避空槽(图未示)，所述输出输入面板21嵌装于所述避空槽上。具体的，组装式，先将底座13与筒体12的底部连接好，可以增加紧固件(例如是螺丝)进一步加强底座13与筒体12底部连接的稳定性，其中，底座13内设有对应正极电连接片32和负极电连接片33的基座槽口(图未示)，然后逐个将子模块电池31放置入筒体12内，子模块电池31的正极电连接片32和负极电连接片33会对应卡到基座槽口内，然后将控制系统模组20装置在最顶部的子模块电池31的上方并位于筒体12内，且与正极电连接片32和负极电连接片33连接，这样通过底座13和控制系统模组20共同构成电池模组30的回路，从而通过控制系统模组20控制电池模组30的充电和放电。另外，避空槽的设置使得控制电池模组30输出输入面板21外露出顶盖11上，这样整个模块化电池可以通过输出输入面板21与外界的电器或者电源线实现电性连接。
[0048]其中，由于控制系统模组20设在子模块电池31的上方，那么可以将控制系统模组20与顶盖11固定在一起，这样打开顶盖11的同时即可取出控制系统模组20，装拆都更加方便。
[0049]另外，结合图2所示，子模块电池31与控制系统模组20之间还可以设置一块分隔板40，将电池模组30与控制系统模组20分隔设置，避免电池模组30与控制系统模组20之间出现不必要的干扰问题。
[0050]本实施例中，结合图4?5所示，所述上盖311和所述下盖312的外侧壁均形成有第一凹凸结构35，所述筒体12的内侧壁形成有与所述第一凹凸结构35配合的第二凹凸结构121，所述子模块电池31通过所述第一凹凸结构35与所述第二凹凸结构121的配合滑入装设于所述外壳10内。具体的，第一凹凸结构35和第二凹凸结构121的设置能够在筒体12内对子模块电池31起到限定位置的作用，防止子模块电池31在筒体12内出现旋转位移等；同时也方便对子模块电池31的安装。
[0051]本实施例中，结合图1?2所示，所述顶盖11上还设有便于握持的转动式把手111。具体的，转动式把手111的设置，一方面方便通过其握持携带整个模块化电池；另一方面还可以通过拉动该转动式把手111来拆卸顶盖11以及与顶盖11连接的控制系统模组20，设计巧妙。另外，通过转动转动式把手111可以将其贴附在顶盖11上表面，也可以在顶盖11的上表面开设有形状与该转动时把手适配的槽，转动一定的角度后该转动时把手直接容置在槽内，这样就可以有效避免该转动时把手影响整个模块化电池的安装。
[0052]综上所述可知本实用新型乃具有以上所述的优良特性，得以令其在使用上，增进以往技术中所未有的效能而具有实用性，成为一极具实用价值的产品。
[0053]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的思想和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.模块化电池，其特征在于:包括外壳以及装设于所述外壳内且相互电性连接的控制系统模组和电池模组，所述控制系统模组包括输出输入面板，所述输出输入面板露出于所述外壳外;所述电池模组包括至少两个相互之间可拆卸且由所述控制系统模组对其电压进行检测和控制的子模块电池，各所述子模块电池之间相互电性连接。2.根据权利要求1所述的模块化电池，其特征在于:各所述子模块电池之间并联连接。3.根据权利要求1所述的模块化电池，其特征在于:各所述子模块电池分别设有用于与所述控制系统模组电性连接的正极电连接片和负极电连接片。4.根据权利要求3所述的模块化电池，其特征在于:各所述子模块电池的上表面和下表面均设有与所述正极电连接片位置对应的正极端编号和与所述负极电连接片位置对应的负极端编号。5.根据权利要求1所述的模块化电池，其特征在于:各所述子模块电池分别设有用于与所述控制系统模组电性连接的电压讯号端子。6.根据权利要求1所述的模块化电池，其特征在于:各所述子模块电池包括上盖、下盖和若干个电芯，所述上盖与所述下盖扣合连接，若干个所述电芯设于扣合连接的所述上盖与所述下盖内。7.根据权利要求6所述的模块化电池，其特征在于:所述上盖设有至少一个插柱，所述下盖设有与所述插柱位置对应的插孔，所述插柱与所述插孔插接以使得所述上盖与所述下盖扣合连接;或者，所述下盖设有至少一个插柱，所述上盖设有与所述插柱位置对应的插孔，所述插柱与所述插孔插接以使得所述上盖与所述下盖扣合连接。8.根据权利要求7所述的模块化电池，其特征在于:所述外壳包括顶盖、筒体和底座，所述顶盖和底座分别扣设于所述筒体的顶部和底部，所述顶盖上设有避空槽，所述输出输入面板嵌装于所述避空槽上。9.根据权利要求8所述的模块化电池，其特征在于:所述上盖和所述下盖的外侧壁均形成有第一凹凸结构，所述筒体的内侧壁形成有与所述第一凹凸结构配合的第二凹凸结构，所述子模块电池通过所述第一凹凸结构与所述第二凹凸结构的配合滑入装设于所述外壳内。10.根据权利要求8所述的模块化电池，其特征在于:所述顶盖上还设有便于握持的转动式把手。
【文档编号】H01M10/04GK205488361SQ201620230537
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年3月24日
【发明人】李祎
【申请人】深圳市技领科技有限公司