电池、电池制造方法及电池系统的制作方法

专利名称：电池、电池制造方法及电池系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及ー种电池系统，尤其是涉及一种电池及电池制造方法。
背景技术：
通常，电池广泛地用于给电子装置供电。图I所示为现有技术中的一种电池的示意图。如图I所示，电池102包括多个被隔离板隔离的电池单元104_1-104_5。在电池102密封之后，电池102的正极与负极突出来，位于电池102的外部。通过电池102的正极和负极可检测电池102的状态。然而，由于电池102是密封的，且只有电池102的正极和负极突出来位于电池102的外部，当用户想检测内部电池单元104_1-104_5的状态时，就需要在电池102的相应位置上钻孔，将外部检测单元与内部电池单元相连。这种方法有许多缺陷。
首先，杂质会通过孔侵入电池102内部，从而影响电池102的性能。其次，检测单元与内部电池单元的连接不稳定。由此，检测単元不能保持始終与内部电池单元相连。第三，由于电池单元104_1_104_5具有电解液，如果用户钻孔的位置不够准确，在电池单元上的孔会泄露电解液,从而损坏电池。此外，将外部检测单元安装在电池上会改变电池的形状或尺寸。因此，使电池不再适合某些产品，或者以某种方式修改产品才能适应检测单元。

发明内容
本发明要解决的技术问题在于提供ー种电池，无需在电池上额外钻孔，即可检测内部电池单元的状态。为解决上述技术问题，本发明提供了ー种电池，其包括多个被隔离板隔离的电池単元；与所述多个电池单元相连的多个检测単元，用以检测所述多个电池单元的状态；以及至少ー个接ロ，所述接ロ与所述多个检测单元相连，并接收来自于所述多个检测单元且表示所述多个电池单元的状态的检测结果，其中，在所述电池密封之后，所述多个电池单元和所述多个检测单元密封在所述电池中。本发明所述的电池，还包括电路板，所述电路板经由所述多个检测单元与所述多个电池单元相连,所述电路板上包括将所述接口和所述多个检测单元相连的连接电路,在所述电池密封之后，所述电路板密封在所述电池中。本发明所述的电池，所述电路板上包括多个孔，在所述电路板安装在所述多个电池単元上之后，通过所述多个孔给所述多个电池单元注入电解液，以及在注入所述电解液之后，密封所述多个孔。本发明所述的电池，所述接ロ还与所述电池的正极和负极相连，并接收来自于所述正极和负极的所述电池的状态信息。本发明所述的电池，所述多个检测单元为具有预定高度的电棒，用于检测所述多个电池单元的电压。
本发明所述的电池，还包括多个电动杆，所述多个电动杆分别连接在相邻的电池単元之间，并将所述多个电池单元相串联。本发明所述的电池，所述多个检测单元包括嵌在所述多个电动杆中的多个电棒，以检测所述多个电池单元的电压。本发明所述的电池，所述接ロ包括连接器，所述连接器包括多个引脚，所述多个引脚分别与所述多个检测单元相连，以接收所述检测結果。
本发明所述的电池，所述多个检测单元包括至少ー个热敏电阻，以检测所述多个电池单元的温度。本发明所述的电池，电池管理単元接收来自于所述接ロ的所述检测結果，并根据所述检测结果采取预定措施。本发明还提供了一种制造电池的方法，其包括用隔离板将电池中的多个电池单元隔离；将多个检测单元嵌在所述电池中，以检测所述多个电池单元的状态；通过与所述多个检测単元相连的接ロ输出来自于所述多个检测单元旦表示所述多个电池单元的状态的检测結果；以及将所述多个电池单元和所述多个检测单元密封在所述电池中。本发明所述的电池制造方法，还包括将电路板安装在所述多个电池单元上；在所述电路板上设置将所述接ロ与所述多个检测单元相连的连接电路；以及将所述电路板密封在所述电池中。本发明所述的电池制造方法，还包括在所述电路板安装在所述多个电池单元上之后，通过所述电路板上的孔给所述多个电池单元注入电解液；以及在注入所述电解液之后，密封所述孔。本发明所述的电池制造方法，还包括通过将所述接ロ与所述电池的正极和负极相连，以输出表示所述电池的状态的检测結果。本发明所述的电池制造方法，所述多个检测单元具有预定高度，并检测所述多个电池的电压。本发明所述的电池制造方法，还包括通过多个电动杆连接所述多个电池单元中相邻的电池単元，以串联所述多个电池单元。本发明所述的电池制造方法，将所述多个检测単元嵌在所述电池中的步骤还包括将多个电棒嵌在所述多个电动杆中，以检测所述多个电池单元的电压。本发明所述的电池制造方法，输出表示所述多个电池单元的状态的检测结果的步骤还包括经由连接器的多个引脚输出来自于所述多个检测单元的表示所述多个电池单元的状态的检测結果。本发明所述的电池制造方法，将所述多个检测単元嵌在所述电池中的步骤还包括将至少一个热敏电阻嵌在所述电池中，以检测所述多个电池单元的温度。本发明还提供了ー种电池系统，其包括有隔离板隔开的多个电池単元；与所述多个电池単元相连的多个检测単元，用以检测所述多个电池单元的状态；以及与所述多个检测单元相连的电池管理単元，其接收来自于所述多个检测单元且表示所述多个电池单元的状态的检测结果，井根据所述检测结果采取措施，其中，所述电池管理单元经由接ロ与外部装置通信，在所述电池密封之后，所述多个电池单元、所述多个检测单元和所述电池管理单元密封在所述电池中。
本发明所述的电池系统，还包括电路板，所述电路板安装在所述多个电池单元上，所述电路板上包括将所述电池管理単元和所述多个检测单元相连的连接电路、以及将所述电池管理単元和所述接ロ相连的连接电路，在所述电池密封之后，所述电路板密封在所述电池中。本发明所述的电池系统，所述电路板上包括多个孔，在所述电路板安装在所述多个电池単元上之后，通过所述孔给所述多个电池单元注入电解液，以及在注入所述电解液之后，密封所述孔。本发明所述的电池系统，所述多个检测单元分别具有预定高度，并检测所述多个电池单元的电压。本发明所述的电池系统，还包括多个电动杆，所述多个电动杆分别连接在相邻的电池单元之间，将所述多个电池単元相串联。本发明所述的电池系统，所述多个检测单元包括嵌在所述多个电动杆中的电棒， 以检测所述多个电池单元的电压。本发明所述的电池系统，所述多个检测单元还包括至少ー个热敏电阻，以检测所述多个电池单元的温度。与现有技术相比，本发明的电池、电池制造方法以及电池系统无需在电池上额外钻孔，即可检测内部电池单元的状态。由此，保持了电池的完整性，且避免电池受到杂质侵害。以下结合附图和具体实施例对本发明的技术方案进行详细的说明，以使本发明的特性和优点更为明显。


图I所示为现有技术的ー种电池的示意图；图2A所示为根据本发明的一个实施例的含有嵌入式检测单元的电池的示意图；图2B所示为根据本发明的另ー个实施例的含有嵌入式检测单元的电池的示意图；图2C所示为根据本发明的另ー个实施例的含有嵌入式检测单元的电池的示意图；图2D所示为根据本发明的另ー个实施例的含有嵌入式检测单元的电池的示意图；图3A所示为根据本发明的一个实施例的含有嵌入式检测单元的电池内部结构的示意图；图3B所示为根据本发明的一个实施例的将检测単元嵌到电池中的示意图；图3C所示为根据本发明的另ー个实施例的含有嵌入式检测单元的电池内部结构的不意图；图3D所示为根据本发明的另ー个实施例的含有嵌入式检测单元的电池内部结构的不意图；图3E所示为根据本发明的另ー个实施例的将检测単元嵌到电池中的示意图；图3F所示为根据本发明的另ー个实施例的含有嵌入式检测单元的电池内部结构的不意图；图3G所示为根据本发明的另ー个实施例的含有嵌入式检测单元的电池内部结构的不意图；图3H所示为根据本发明的另ー个实施例的将检测単元嵌到电池中的示意图；图4A所示为根据本发明的一个实施例的电路板的平面示意图；图4B所示为根据本发明的一个实施例的电路板的立体示意图；图4C所示为根据本发明的另ー个实施例的电路板的平面示意图；图4D所示为根据本发明的另ー个实施例的电路板的平面示意图；
图4E所示为根据本发明的另ー个实施例的电路板的平面示意图；图4F所示为根据本发明的另ー个实施例的电路板的平面示意图；图4G所示为根据本发明的另ー个实施例的电路板的平面示意图；图5A所示为根据本发明的一个实施例的安装在电池上的电路板的示意图；图5B所示为根据本发明的另ー个实施例的安装在电池上的电路板的示意图；图6A所示为根据本发明的一个实施例的电路板上电路的方框图；图6B所示为根据本发明的另ー个实施例的电路板上电路的方框图；图6C所示为根据本发明的另ー个实施例的电路板上电路的方框图；图6D所示为根据本发明的另ー个实施例的电路板上电路的方框图；图7所示为根据本发明的另ー个实施例的电路板的示意图；图8A所示为根据本发明的一个实施例的包括含有嵌入式检测单元的电池的应用系统不意图；图SB所示为根据本发明的另ー个实施例的包括含有嵌入式检测单元的电池的应用系统不意图；以及图9所示为根据本发明的一个实施例的制造含有嵌入式检测单元的电池的方法流程图。
具体实施例方式以下将对本发明的实施例给出详细的说明。虽然本发明将结合实施例进行阐述，但应理解为这并非意指将本发明限定于这些实施例。相反，本发明意在涵盖由后附权利要求项所界定的本发明精神和范围内所定义的各种可选项、可修改项和等同项。在一个实施例中，本发明公开了ー种包括多个电池单元的电池，其中，所述多个电池単元由隔离板隔开，并通过多个电动杆串联。多个检测単元与所述多个电池单元相连，以检测所述多个电池单元的状态。在电池密封之后，将所述多个检测単元嵌在电池中，并通过电池外部的多个接ロ输出所述多个检测单元的检测结果。有利的是，用户无需对电池钻孔，即可检测内部电池单元的状态。由此，保持了电池的完整性，且不会给电池引入杂质。图2A和图2C分别所示为根据本发明的一个实施例的含有嵌入式检测单元的电池202A和202C的示意图。电池202A或202C包括多个被隔离板隔离的电池单元(图2A中未示出)。在电池202A或202C密封之后，连接器208的多个引脚以及电池202A或202C的正极204和负极206位于电池202A或202C的表面。在一个实施例中，连接器208，正极204和负极206位于电池202A或202C的顶部面板上。连接器208、正极204和负极206的位置不是固定的，可以根据内部电池单元而变化。在一个实施例中，多个检测单元(图2A中未示出)嵌在电池202A或202C中，以检测内部电池单元的状态。连接器208的引脚与嵌入式检测单元相连，每个引脚分别与ー个检测单元相连。在电池202A或202C密封之前，在电池202A或202C内部配置将引脚与嵌入式检测单元相连的连接电路，由此，在电池202A或202C密封之后，连接电路嵌在电池202A或202C中。由此，电池管理单元通过引脚监测内部电池单元的状态，并根据状态采取预定的措施。举例而言，如果电池管理単元检测到电池单元发生异常状态(例如，内部电池単元的电压高于预定阈值)，电池管理单元采取保护措施。有利的是，当使用电池202A或202C时，嵌入式检测单元检测电池202A或202C中的电池单元的状态，检测结果经由连接器208输出。由此，用户无需对电池202A或202C钻孔或安装外部检测单元。因此，保持了电池202A或202C的完整性，无需钻孔，从而不会给电池202A或202C引入杂质。此外，由于用户无需在电池202A或202C上安装额外的元件， 电池202A或202C的尺寸和形状无需改变。由此，电池202A或202C可应用于现有技术中的应用系统，而无需改变应用系统。因此，设计者可以设计一种将电池202A或202C安装到各种应用系统中的通用安装固定装置。另外，连接器208还包括与电池202A或202C的正极204和负极206相连的引脚。在电池202A或202C密封之前，在电池202A或202C的内部配置将引脚与正极204和负极206相连的连接电路，由此，在电池202A或202C密封之后，将连接电路嵌在电池202A或202C中。由此，电池管理单元还通过连接器208监测电池202A或202C的状态。有利的是，省略了将电池管理単元与正极204和负极206相连的电路，从而降低了成本并减小了尺寸。在另ー个实施例中，连接器208位于电池202B或202D外部的任何地方，如图2B或图2D所示。在电池202B或202D密封之后，从电池202B或202D开始延伸出电缆210，在电缆210中，多个电线并排排列，相互连接、缠绕在一起或编织成麻花状，以形成单个装置。在电池202B或202D中，电缆210的电线相互隔离，且与嵌入式检测单元相连，以传送表示内部电池单元的状态的数据。在电池202B或202D密封之前，在电池202B或202D的内部配置将电缆210中的电线与嵌入式检测单元相连的连接电路，由此，在电池202B或202D密封之后，连接电路嵌在电池202B或202D中。连接器208与电池202B或202D外部的电缆210的一端相连。此外，电缆210中的电线与电池202B或202D的正极204和负极206相连，以传送表示电池202B或202D的状态的数据。由此，连接器208还通过相应的引脚接收数据以及
输出数据。有利的是，连接器208的位置更加灵活，无需安装电池202B或202D上。此外，电池202B或202D的形状更加简单，从而简化了将电池202B或202D安装到应用系统中的安装固定装置的设计。图3A所示为根据本发明的一个实施例的含有嵌入式检测单元的电池(例如，图2A中的电池202A或图2B中的电池202B)的内部结构的示意图。在图3A的实施例中，表示图2A中的电池202A或图2B中的电池202B的电池302A包括多个被隔离板隔离的电池单元304_1-304_6。电池302A可包括任意数目的电池单元。隔离板312_1在电池302A的ー侧隔离电池302A。隔离板312_2隔离电池单元304_1和电池单元304_2。正极板306_1和负极板306_2作为电池单元304_1的正极和负极，配置在电池单元304-1中，分别与隔离板312_1和312_2相邻。在电池单元304_1的电极306_1和306_2之间的空隙中注入电解液，例如，酸性液。相似的，电池单元304_2-304_6的正极板和负极板分别配置在电池单元304_2-304_6中，分别与相应的隔离板相邻。电动杆(例如，铅酸杆308_1)连接在电池单元304_1的负极板306_2和电池单元304_2的正极板306_3之间，从而，将电池单元304_1与电池单元304_2相串联。相似的，相应的电动杆连接在电池单元304_2和304_3，304_3和304_4，304_4和304_5，以及304_5和304_6相邻的电板之间，从而，将电池单元304_2-304_6相串联。此外，多个检测单元分别与电池单元304_1_304_6相连，以检测电池单元304_1-304_6的状态。在一个实施例中，电棒310_1(例如，金属棒)部分地嵌入电动杆308_1，以检测电池单元304_1和304_2的状态，例如，输出电池单元304_1的负极电压和电池单元304_2的正极电压。 图3B所示为根据本发明的一个实施例的将检测単元嵌到电池中的示意图。在图3B的实施例中，电动杆308_1的电壳308_1’连接在电池单元304_1的电板306_2和306_3之间。电壳308_1’的顶部表面有一个孔。孔的直径大于电棒310_1的直径。电棒310_1通过孔部分地插在电壳308_1’中，并保持一段时间，其间，通过孔和电棒310_1之间的空隙注入液态金属(例如，液态铅)，直到液态铅充满电壳308_1’。由此，当液态铅变成固态，形成电动杆308_1，同时将电棒310_1牢固地安装在电动杆308_1上。相似的，參见图3A，电棒310_2_310_5分别部分地嵌在对应的电动杆中，以检测电池单元304_2-304_6的状态。此外，作为电池的正极204和负极206的电棒分别固定在电池单元304_1的正极板306_1和电池单元304_6的负极板306_4上，以检测电池302的正极电压和负极电压。因此，电路板经由图3A中所示的电棒310_1-310_5、正极204和负极206与电池单元304_1-304_6相连。在电路板上配置将连接器208的引脚与电棒310_1_310_5相连的连接电路。图3C所示为根据本发明的另ー个实施例的含有嵌入式检测单元的电池(例如，图2C中的电池202C或图2D中的电池202D)的内部结构的示意图。在图3C的实施例中，表示图2C中的电池202C或图2D中的电池202D的电池302C包括多个被隔离板隔离的电池单元354_1-354_8。电池302C可包括任意数目的电池单元。隔离板352_1在电池302C的ー侧隔离电池302C。隔离板352_2隔离电池单元354_1和电池单元354_2。电板356_1和356_2作为电池单元354_1的正极板和负极板，配置在电池单元354_1中，分别与隔离板352j和352_2相邻。在电池单元354_1的电极356_1和356_2之间的空隙中注入电解液，例如，酸性液。相似的，电池单元354_2_354_8的正极板和负极板分别配置在电池单兀354_2_354_8中，分别与相应的隔尚板相邻。电动杆(例如，铅酸杆)连接在电池单元354_1的负极板356_2和电池单元354_2的正极板356_3之间，从而，将电池単元354_1与电池单元354_2相串联。相似的，相应的电动杆连接在电池单元 354_2 和 354_3，354_3 和 354_4，354_4 和 354_5，354_5 和 354_6，354_6和354_7，以及354_7和354_8相邻的电板之间，从而，将电池单元354_2_354_8相串联。电棒358_1和358_7作为检测单元，以检测电池单元354_1_354_8的状态。在一个实施例中，电棒358_1检测电池单元354_1和354_2的状态，例如，输出电池单元354_1的负极电压和电池单元354_2的正极电压。在另ー个实施例中，电棒358_1_358_7位于电池302D有中间区域，如图3D所示。图4C中与图3C中标记相似的元件具有相似的功能，为了简洁和清楚起见，不再赘述。图3E所示为根据本发明的另ー个实施例的将检测単元嵌到电池中示意图。如图3B所示，外部模具(未示出)放在电板356_2和356_3的表面上。通过模具上的孔往模具中注入液态金属(例如，液态铅)直到液态铅充满外部模具。由此，当液态铅变成固态，形成具有预定高度的电动杆358_1。相似的，參见图3C或图3D，形成具有预定高度的电棒358_2_358_7，以检测电池单元358_2-358_8的状态。此外，作为电池的正极204和负极206的电棒固定在电池单元 354_1的正极板356_1和电池单元354_8的负极板305_4上，以检测电池302C或302D的正极电压和负极电压。因此，电路板经由图3C或图3D中所示的电棒358_1-358_7、正极204和负极206与电池单元354_1-354_8相连。在电路板上形成将连接器208的引脚与电棒358_1-358_7，正极204和负极206相连的电路。有利的是，采用更为简单的制作エ序形成检测单元，例如电棒358_1-358_7。因此，检测单元更为牢固地形成在电池单元354_1_354_8上。图3F所示为根据本发明的另ー个实施例的含有嵌入式检测单元的电池(例如，图2C中的电池202C或图2D中的电池202D)的内部结构的示意图。图3F中与图3C中标记相似的的元件具有相似的功能，为了简洁和清楚起见，不再赘述。在图3F的实施例中，电棒(例如，铅酸杆)358_1A与电池单元354_1的负极电板356_2相连，电棒358_1B与电池单元354_2的正极电板356_3相连。相似的，相应的电棒358_2A-358_7A和358_2B_358_7B与电池单元354_2_354_8的相邻的电板相连。电棒358_1A-358_7A和358_1B_358_7B作为检测单元，以检测电池单元354_1-354_8的状态。在一个实施例中，电棒358_1A检测电池单元354_1负极电板的状态，例如，输出电池单元354_1的负极电压。电棒358_1B检测电池单元354_1正极电板的状态，例如，输出电池单元354_2的正极电压。在另ー个实施例中，电棒358_1A-358_7A和358_1B_358_7B位于电池单元354_1-354_8的电极的另一端，如图3G所示。图3G中与图3F中标记相似的元件具有相似的功能，为了简洁和清楚起见，不再赘述。图3H所示为根据本发明的另ー个实施例的将检测単元嵌到电池中示意图。电棒358_1A-358_1B以与图3E所示的电棒358_1相类似的方式加工而成，因为具有相似的功能。图4A和图4B所示为根据本发明的一个实施例的配置将多个接ロ(例如，图2A和/或图2B中连接器208)的引脚与嵌在电池中的多个检测单元相连的电路板400A的示意图。图4A和图4B结合图2A和图3A进行描述。图4A所示为电路板400A的平面示意图。图4B所示为电路板400A的立体示意图。电路板400A的尺寸和形状与电池302A的尺寸和形状相匹配。由此，电路板400A与电池302A的内部电池单元相匹配。如图4A中的平面示意图所示，电路板400A上的孔404_1_404_7的位置与电池302A中的电棒310_1-310_5、正极204和负极206的位置相匹配，孔404_1_404_7的尺寸与电棒310_1-310_5、正极204和负极206的尺寸相匹配。由此，当电路板400A放在电池302A的电池单元304_1-304_6上时，电棒310_1_310_5、正极204和负极206经由相应的孔404_1-404_7 穿过电路板 400A。此外，电路板400A上孔406_1-406_6的位置与电池单元304_1_304_6的正极板和负极板之间的空隙的位置相匹配。由此，当电路板400A放在电池302A上时，孔406_1-406_6直接穿过电池单元304_1-304_6的正极板和负极板之间的空隙。在电路板400A放在电池302A上之后，通过孔406_1-406_6在电池单元304_1_304_6的正极板和负极板之间的空隙中注入电解液。如图4B中的立体示意图所示，孔406_1_406_6所在的电路板400A的中间区域与电路板400A的其它区域相比向下凹陷。另外，孔404_1-404_7到中间区域的通道与电路板400A的其它区域相比也向下凹陷。由此，将连接器208的引脚与电棒310_1-310_5、正极204和负极206相连的连接电路位于通道和中间区域。有利的是，连接电路的电线不再从电路板400A的表面突出来，因此，电路板400A的表面相对较平。由此，电池302A做好准备， 在随后的操作中进行密封。图4C和图4D所示为根据本发明的另ー个实施例的配置将多个接ロ(例如，图2C和/或图2D中连接器208)的引脚与嵌在电池中的多个检测単元相连的电路板400C的示意图。图4C和图4D结合图2C和图3C进行描述。图4C所示为电路板400C的平面示意图。图4D所示为电路板400C的立体示意图。电路板400C的尺寸和形状与电池302C的尺寸和形状相匹配。由此，电路板400C与电池302C的内部电池单元相匹配。如图4C中的平面示意图所示，电路板400C上的孔454_1_454_9的位置与电池302C中的电棒358_1-358_7、正极204和负极206的位置相匹配，孔454_1_454_9的尺寸与电棒358_1-358_7、正极204和负极206的尺寸相匹配。由此，当电路板400C放在电池302C的电池单元304_1-304_8上时，电棒358_1_358_7、正极204和负极206经由相应的孔454_1-454_9 穿过电路板 400C。此外，电路板400C上孔456_1-456_8的位置与电池单元354_1_354_8的正极板和负极板之间的空隙的位置相匹配。由此，当电路板400C放在电池302C上时，孔456_1-456_8直接穿过电池单元354_1-354_8的正极板和负极板之间的空隙。在电路板400C放在电池302C上之后，通过孔456_1-456_8在电池单元354_1_354_6的正极板和负极板之间的空隙中注入电解液。如图4D的立体示意图所示，孔456_1_456_8所在的电路板400C的中间区域与电路板400C的其它区域相比向下凹陷。另外，孔454_1-454_9到中间区域的通道与电路板400C的其它区域相比也向下凹陷。由此，将连接器208的引脚与电棒358_1-358_7、正极204和负极206相连的连接电路位于通道和中间区域。有利的是，连接电路的电线不再从电路板400C的表面突出来，因此，电路板400C的表面相对较平。由此，电池302C做好准备，在随后的操作中进行密封。在另ー个实施例中，孔456_1-456_8位于电路板400E的边缘区域，孔454_1_454_3和454_5-454_7位于电路板400E有中间区域，如图4E所示。图4E中与图4C和图4D中标记相似的元件，以如上所述的方式工作。
图4F所示为根据本发明的另ー个实施例的配置将多个接ロ(例如，图2C和/或图2D中连接器208)的引脚与嵌在电池中的多个检测単元相连的电路板400F的示意图。图4F结合图2C和图3F进行描述。电路板400F的尺寸和形状与电池302F的尺寸和形状相匹配。由此，电路板400F与电池302F的内部电池单元相匹配。如图4F中的平面示意图所示，电路板400F上的孔454_1A_454_7A，454_1B-454_7B,454_8,和 454_9 的位置与电池 302F 中的电棒 358_1A_358_7A 和358_1B-358_7B,正极204和负极206的位置相匹配，孔454_1_454_9的尺寸与电棒358_1-358_7、正极204和负极206的尺寸相匹配。由此，当电路板400F放在电池302F的电池单元 354_1-354_8 上时，电棒 358_1A_358_7A 和 358_1B_358_7B，正极 204 和负极 206经由相应的孔 454_1A-454_7A，454_1B-454_7B，454_8 和 454_9 穿过电路板 400F。此外，电路板400F上孔456_1-456_8的位置与电池单元354_1_354_8的正极板和负极板之间的空隙的位置相匹配。由此，当电路板400F放在电池302F上时，孔456_1-456_8直接穿过电池单元354_1-354_8的正极板和负极板之间的空隙。在电路板400F放在电池302F上之后，通过孔456_1-456_8在电池单元354_1_354_8的正极板和负极板之间的空隙中注入电解液。在另ー个实施例中，孔454_1A-454_3A，454_5A-454_7A，454_1B-454_3B 和454_5B-454_7B位于电路板400G的中间区域，孔456_1_456_8位于电路板400G的边缘区域，如图4G所示。图4G中与图4F中标记相似的元件，以如上所述的方式工作。图5A所示为根据本发明的一个实施例的将电路板(例如，将如图4A和/或图4B所示电路板400A)安装到电池302A上之后的电池500A(例如，图3A中的电池302A)的示意图。如图5A所示，在电路板400A放在电池302A上之后，电棒310_1_310_5、正极204和负极206穿过电路板400A，内部电池单元304_1-304_6的其它部分密封在电路板400A之下。电棒310_1-310_5，正极204和负极206的顶部与电路板400A的顶部在ー个平面上。另外,孔406_1-406_6直接穿过电池单元304_1-304_6的正极板和负极板之间的空隙。在图5A中，电池单元304_1-304_6的位置由虚线标示在电池302A上。图5B所示为根据本发明的一个实施例的将电路板(例如，图4C和/或图4中的电路板400C)安装到电池302C上之后的电池500B (例如，图3C中的电池302C)的示意图。如图5B所示，在电路板400C放在电池302C上之后，电棒358_1_358_7、正极204和负极206穿过电路板400C，内部电池单元354_1-354_8的其它部分密封在电路板400C之下。电棒358_1-358_7，正极204和负极206的顶部与电路板400C的顶部在ー个平面上。另外，孔456_1-456_8直接穿过电池单元354_1_354_8的正极板和负极板之间的空隙。在图5B中，电池单元354_1-354_8的位置由虚线标示在电池302C上。在另ー个实施例中，可修改电池500B，使其分别与放在电池302D，302F和302G上的电路板400E，400F和400G相匹配。图6A所示为根据本发明的一个实施例的电路板(例如，图4A和/或4B所示的电路板400上的电路600A)的示意图。图6A结合图2A，图3A和图4A和/或4B进行描述。在图6A的实施例中，连接器280安装在电路板400A上。当电路板400A放在电池302A上，电棒310_1-310_5、正极204和负极206通过相应的孔穿过电路板400A。如上所述，作为检测单元的电棒310_1-310_5检测内部电池单元304_1-304_6的状态，正极204和负极206表示电池302A的正极和负极。电线604A_1-604A_7连接在检测单元(例如，电棒310_1-310_5、正极204和负极206)与连接器208之间，并位于电路板400A凹陷的通道和中间区域。因此，电线604A_1-604A_7在中间区域并排排列，最终连接到连接器208对应的引脚。在工作中，电池管理单元通过与检测单元(例如，电棒310_1_310_5、正极204和负极206)相连的连接器208相应的引脚监测内部电池单元304_1-304_6和电池302A的状态,例如，内部电池单元304_1-304_6和电池302A的电压。另外，在电路板400A安装在电池302A上之后，通过孔406_1_406_6在电池单元304_1-304_6的正极板和负极板之间的空隙中注入电解液，直到电解液充满电池単元304_1-304_6的正极板和负极板之间的空隙。然后，密封孔406_1-406_6以防止电解液泄
露。 在电线604A_1-604A_7安装在电路板400A和孔406_1_406_6密封之后，用盖板密封电池302A。如图2A所示，盖板密封住除正极204、负极206和连接器208之外的其它元件。图6B所示为根据本发明的另ー个实施例的电路板600B(例如，图4A和/或4B中的电路板400)的示意图。图6B中与图6A的中标记相似的元件具有相似的功能，为了简洁和清楚起见，不再赘述。图6B结合图2B、图3B和图4A和/或4B进行描述。在图6B的实施例中，当电路板400A放在电池302A上时，电棒310_1_310_5、正极204和负极206通过相应的孔穿过电路板400A。如上所述，作为检测单元的电棒310_1-310_5检测内部电池单元304_1-304_6的状态，正极204和负极206表示电池302A的正极和负极。连接在检测单元(例如，电棒310_1-310_5、正极204和负极106)与连接器208之间的电线604A_1-604A_7位于电路板400A凹陷的通道和中间区域。因此，电线604A_1-604A_7在中间区域并排排列，并装入柔软的媒介物中形成带状结构，如电缆210。在电池302A密封之后，包括电线604A_1-604A_7的电缆210从电池202B向外延イ申，并与连接器208相连。如图2B所示，连接器208相应的引脚经由电缆210中的电线604A_1-604A_7与检测单元(例如，电棒310_1_310_5、正极204和负极206)相连。图6C所示为根据本发明的一个实施例的电路板(例如，图4C和/或4D所示的电路板400C)上的电路600C的示意图。图6C结合图2C，图3C和图4C和/或4D进行描述。在图6C的实施例中，连接器280安装在电路板400C上。当电路板400C放在电池302C上，电棒358_1-358_7、正极204和负极206通过相应的孔穿过电路板400C。如上所述，作为检测单元的电棒358_1-358_7检测内部电池单元304_1_304_6的状态，正极204和负极206表示电池302C的正极和负极。电线604A_1-604A_7连接在检测单元(例如，电棒358_1-358_7、正极204和负极206)与连接器208之间，并位于电路板400C凹陷的通道和中间区域。因此，电线654C_1-654C_9在中间区域并排排列，最终连接到连接器208对应的引脚。在工作中，电池管理单元通过与检测单元(例如，电棒358_1_358_7、正极204和负极206)相连的连接器208相应的引脚监测内部电池单元354_1-354_8和电池302C的状态，例如，内部电池单元354_1-354_8和电池302C的电压。另外，在电路板400C安装在电池302C上之后，通过孔456_1_456_8在电池单元354_1-354_8的正极板和负极板之间的空隙中注入电解液，直到电解液充满电池単元354_1-354_8的正极板和负极板之间的空隙。然后，密封孔456_1_456_8以防止电解液泄露。在一个实施例中，电线654C_1-654C_9用铅锡合金焊接，将电棒358_1-358_7，正极204和负极206与连接器208的引脚相连。在另ー个实施例中，多个金属片(例如，铜片)焊接在电棒358_1-358_7，正极204，负极206和连接器208的引脚上。随后，电线654C_1-654C_9的端头由铅锡合金焊接在金属片上，将电棒358_1_ 358_7，正极204，负极206和连接器208的引脚相连。在电线654C_1-654C_9焊接在电路板400C上和在孔456_1_456_6密封之后，用盖板密封电池302C。如图2C所示，盖板密封住除正极204、负极206和连接器208之外的其它元件。图6D所示为根据本发明的另ー个实施例的在电路板(例如，图4A和/或4B上的电路板)600D的示意图。图6D中的元件与图6C中的元件标记相似,具有相似的功能,为了简洁和清楚起见，不再赘述。图6D结合图2C、图3C和图4C和/或4D进行描述。在图6D的实施例中，当电路板400C放在电池302C上时，电棒358_1_358_7、正极204和负极206通过相应的孔穿过电路板400C。如上所述，电棒358_1_358_7作为检测单元，检测内部电池单元354_1-354_8和表示电池302C的正极和负极的正极204和负极206的状态。与将检测单元(例如，电棒358_1-358_7、正极204和负极106)与连接器208相连的电线654D_1-654D_9位于电路板400C凹陷的通道和中间区域。随后，电线654D_1_654D_9在中间区域并排排列，并装入柔软的媒介物中形成帯状结构，如电缆210。在电池302C密封之后，包括电线654D_1-654D_9的电缆210从电池202D向外延イ申，并与连接器208相连。如图2D所示，连接器208相应的引脚经由电缆210中的电线654D_1-654D_9与检测单元(例如，电棒358_1_358_7、正极204和负极206)相连。在另ー个实施例中，可修改电路板600C和600D，使其分别与放在电池302D，302F和302G上的电路板400E，400F和400G相匹配。电线以如上所述的方式排列。图7所示为根据本发明的另ー个实施例的电路板700的示意图。图7结合图2A、图3A，图4A和/或4B进行描述。在图7所示的实施例中，电路板700的结构与图4A和/或图4B中的电路板400A的结构相类似。由此，当电路板700安装在电池302A上，电棒310_1-310_5、正极204和负极206通过相应的孔穿过电路板700。另外，通过相应的孔406_1-406_6给电池单元304_1-304_6的正极板和负极板之间的空隙注入电解液。然而，与电路板400A相比，电路板(例如，印刷电路板702)固定在除去孔406_1-406_6所占区域之外的电路板700的中间区域。图7所示的阴影区表示电路板700的印刷电路板702。在一个实施例中，连接器208安装在印刷电路板702上。而且，在印刷电路板702上形成(例如，钻出)焊接孔706_1-706_7。焊接孔706_1_706_7位于与电棒310_1-310_5、正极204和负极206相对应的通道附近。在印刷电路板702上，焊接孔706_1-706_7经由在非导通衬底上层压的铜片所蚀刻的导通路径、轨迹或信号路径与连接器208相应的引脚相连。在电路板700安装在电池302A上之后，电棒310_1_310_5、正极204和负极206通过电棒和孔之间成对的电线704_1-704_7与相应的焊接孔706_1-706_7相连。如上所述，焊接孔706_1-706_7经由印刷电路板702上的导通路径、轨迹或信号路径与连接器208相应的引脚相连。作为检测单元的电棒310_1-310_5检测内部电池单元304_1-304_6的状态，正极204和负极206表示电池302A的正极和负极。由此，检测单元(例如，电棒310_1_310_5、正极204和负极206)与连接器208相应的引脚相连。在检测单元(例如，电棒310_1_310_5、正极204和负极206)经由电线704_1-704_7与连接器208相应的引脚相连之后，用盖板密封电池302A。如图2A所示，盖板密封住除去电池302A的正极204和负极206以及连接器208之外的其它元件。另外，其它检测单元(例如，ー个或多个热敏电阻)可嵌在电池302A中，以检测内部电池单元3041-3046的状态(例如，检测电池单元304_1-304_6的温度)。连接器208相应的引脚与那些嵌入式检测单元相连，以接收那些检测单元的输出。相似的，在电池302A 密封之前，在电池302A中配置将那些检测单元和连接器208相应的引脚相连的连接电路，由此，在密封电池302A之后，该连接电路也被密封。在另ー个实施例中，电池管理单元也可以配置在印刷电路板702上。检测单元(例如，电棒310_1-310_5、正极204和负极206)与电池管理单元相连，并将表示电池302A的内部电池单元的状态的检测结果输出给电池管理単元。电池管理単元根据检测结果监测内部电池单元304_1-304_6和电池202A的状态。此外，电池管理单元经由接ロ(例如，含有多个引脚的连接器)与外部装置通信，且根据内部电池单元304_1-304_6的状态采取预定的措施，以防止内部电池单元304_1-304_6和电池202A损坏。在电池密封之后，电池管理单元和相关的电路也密封在电池中。在另ー个实施例中，可以修改电路板700，使其分别与放在电池302D，302F和302G上的电路板400E，400F和400G相匹配，并以如上所述的方式形成焊接孔和排列电线。图8A所示为根据本发明的一个实施例的包括含有嵌入式检测单元的电池(例如，图2A中的电池202A或图2C中的电池202C)的应用系统800A的示意图。图8A结合图2A，图2C,图3A，图3C，图3D，图3F和图3G进行描述。在应用系统800A中，电池202A或202C与电子装置802相连，并为电子装置802供电。此外，电池管理单元804与连接器208相连，并监测内部电池单元304_1-304_6或354_1-354_8和电池202A或202C的状态，且采取预定的措施，以防止内部电池单元304_1-304_6 或 354_1-354_8 和电池 202A 或 202C 损坏。更具体地说，电池管理単元(BMS)804经由电缆806与连接器208的引脚相连。由此，电池管理单元804经由与电池202A或202C中嵌入式检测单元(例如，电棒310_1-310_5，电棒 358_1-358_7 或电棒 358_1A_358_7A 和电棒 358_1B_358_7B)相连的连接器208相应的引脚监测内部电池单元304_1-304_6或354_1_354_8的状态。在一个实施例中，电池管理单元804通过计算检测单元(例如，电棒310_1-310_5，电棒358_1_358_7或电棒358_1A-358_7A和电棒358_1B_358_7B)检测到的内部电池单元304_1_304_6或354_1-354_8的正极板和负极板之间的电压差监测内部电池单元304_1_304_6或354_1-354_8的电压。如果电池管理单元804检测到内部电池单元304_1_304_6或354_1-354_8中有ー个电池单元的电压大于预定阈值，则判定那个电池单元发生异常状況。由此，电池管理单元804采取保护措施，以防止电池单元损坏。此外，电池管理単元804还经由与正极204和负极206相连的连接器208相应的引脚监测电池202A或202C的状态。在一个实施例中，电池管理单元804通过计算正极204和负极206处电池202A或202C的正极和负极之间的电压差监测电池202A或202C的电压。如果电池管理单元804检测到电池202A或202C的电压大于预定阈值，则判定电池202A或202C发生异常状況。由此，电池管理单元804采取保护措施，以防止电池202A或202C损坏。在一个实施例中，电池管理单元804嵌在电子装置802中。然而，在另ー个实施例中，电池管理単元804也可位于电子装置802的外部，且与电子装置802通信。另外，如果连接器208经由电缆210与电池(例如，图2B中的电池202B或图2D中的电池202D)相连，则连接器208可以设置在应用系统800A的任意位置。连接器208经 由电缆与电池202B或202D的连接器208相连，且以如上所述的类似的方式工作。在如图8B所示另ー个实施例的应用系统800B中，电池管理単元804也可以配置和密封在电池(例如，电池202A，202B，202C或2020D)中，以管理内部电池单元并经由连接器208与电子装置802通信。举例而言，电池管理单元804配置在电路板400A，400C，400E，400F，400G和/或电路板700上。如上所述，电池管理单元804接收来自于嵌入式检测单元(例如，电棒310_1-310_5，电棒358_1-358_7或电棒358_1A-358_7A和电棒358_1B-358_7B)正极204和负极206且表示内部电池单元和电池的状态的检测結果，并根据检测结果监测内部电池单元和电池的状态。电池管理単元804经由连接器208的多个引脚将内部电池单元304_1-304_6或354_1-354_8的状态传送给电子装置802，从而，采取预定的措施以防止内部电池单元304_1-304_6或354_1-354_8和电池202A，202B，202C或202D损坏。图9所示为根据本发明的一个实施例的制造电池(例如，图2A中的电池202A，图2B中的电池202B，图2C中的电池202C或图2D中的电池202D)的方法流程图900。在步骤902中，电池中的隔离板隔离多个电池单元。在步骤904中，将作为正极板和负极板的两个电板分别安装在每个电池単元的两边，并与相应的隔离板相邻。在步骤906中，将电动杆(例如，铅杆)连接在每两个相邻的电池单元的相邻电板之间，从而将多个电池单元串连起来。在步骤908中，将多个检测单元嵌在电池中，以检测电池单元的状态。在一个实施例中，作为检测单元的电棒直接检测相应电池单元的状态，例如检测电池单元的正极电压，负极电压和温度等。在另ー个实施例中，将作为检测单元的电棒嵌在每个电动杆中，以检测相应的电池单元的状态,例如,检测电池单元的电压。在步骤910中，将电路板安装在电池上。在步骤912中，将连接检测单元和接ロ的连接电路安装在电路板上。在步骤914中，通过电路板上的孔将电解液注入电池单元的正极板和负极板之间的空隙中，然后，密封这些孔。在步骤916中，密封电池，从而，将电池中除去电池的正极和负极以及接ロ之外的元件密封起来。因此，本发明提供了ー种含有嵌入式检测单元的电池。有利的是，嵌入式检测单元检测电池的内部电池单元的状态，并经由多个接ロ输出检测結果。由此，无需在电池上额外钻孔，即可检测内部电池单元的状态。因此，保持了电池的完整性，且避免电池受到杂质侵害。此外，由于没有额外的元件安装在电池表面上，电池的尺寸和形状与现有技术中的电池相似。因此，电池可用于现有技术中的应用系统中，而无需改变采用含有安装设备的应用系统。上文具体实施方式
和附图仅为本发明之常用实施例。显然，在不脱离后附权利要 求书所界定的本发明精神和保护范围的前提下可以有各种增补、修改和替换。本领域技术人员应该理解，本发明在实际应用中可根据具体的环境和工作要求在不背离发明准则的前提下在形式、结构、布局、比例、材料、元素、组件及其它方面有所变化。因此，在此披露之实施例仅用于说明而非限制，本发明之范围由后附权利要求及其合法等同物界定，而不限于此前之描述。
权利要求
1.ー种电池，其特征在于，所述电池包括 多个被隔离板隔离的电池单元； 多个检测単元，所述多个检测单元与所述多个电池单元相连，并检测所述多个电池单元的状态；以及 至少ー个接ロ，所述接ロ与所述多个检测单元相连，并接收来自于所述多个检测単元且表示所述多个电池单元的状态的检测結果， 其中，在所述电池密封之后，所述多个电池单元和所述多个检测单元密封在所述电池中。
2.根据权利要求I所述的电池，其特征在于，所述电池还包括 电路板，所述电路板经由所述多个检测单元与所述多个电池单元相连，所述电路板上包括将所述接口和所述多个检测单元相连的连接电路，在所述电池密封之后，所述电路板密封在所述电池中。
3.根据权利要求2所述的电池，其特征在于，所述电路板上包括多个孔，在所述电路板安装在所述多个电池单元上之后，通过所述多个孔给所述多个电池单元注入电解液，以及在注入所述电解液之后，密封所述多个孔。
4.根据权利要求I所述的电池，其特征在于，所述接ロ还与所述电池的正极和负极相连，并接收来自于所述正极和负极的所述电池的状态信息。
5.根据权利要求I所述的电池，其特征在于，所述多个检测单元为具有预定高度的电棒，用于检测所述多个电池单元的电压。
6.根据权利要求I所述的电池，其特征在于，所述电池还包括 多个电动杆，所述多个电动杆分别连接在相邻的电池単元之间，并将所述多个电池单元相串联。
7.根据权利要求6所述的电池，其特征在于，所述多个检测单元包括嵌在所述多个电动杆中的多个电棒，以检测所述多个电池单元的电压。
8.根据权利要求I所述的电池，其特征在于，所述接ロ包括连接器，所述连接器包括多个引脚，所述多个引脚分别与所述多个检测单元相连，以接收所述检测結果。
9.根据权利要求I所述的电池，其特征在于，所述多个检测单元包括至少ー个热敏电阻，以检测所述多个电池单元的温度。
10.根据权利要求I所述的电池，其特征在干，电池管理単元接收来自于所述接ロ的所述检测結果，并根据所述检测结果采取预定措施。
11.一种电池制造方法，其特征在于，所述电池制造方法包括 用隔离板将电池中的多个电池单元隔离； 将多个检测单元嵌在所述电池中，以检测所述多个电池单元的状态； 通过与所述多个检测单元相连的接ロ输出来自于所述多个检测单元旦表示所述多个电池单元的状态的检测结果；以及 将所述多个电池単元和所述多个检测单元密封在所述电池中。
12.根据权利要求11所述的电池制造方法，其特征在于，所述电池制造方法还包括 将电路板安装在所述多个电池单元上； 在所述电路板上设置将所述接ロ与所述多个检测单元相连的连接电路；以及将所述电路板密封在所述电池中。
13.根据权利要求12所述的电池制造方法，其特征在于，所述电池制造方法还包括 在所述电路板安装在所述多个电池单元上之后，通过所述电路板上的孔给所述多个电池単元注入电解液；以及 在注入所述电解液之后，密封所述孔。
14.根据权利要求11所述的电池制造方法，其特征在于，所述电池制造方法还包括 通过将所述接ロ与所述电池的正极和负极相连，以输出表示所述电池的状态的检测结果O
15.根据权利要求11所述的电池制造方法，其特征在于，所述多个检测单元具有预定高度，并检测所述多个电池的电压。
16.根据权利要求11所述的电池制造方法，其特征在于，所述电池制造方法还包括 通过多个电动杆连接所述多个电池单元中相邻的电池单元，以串联所述多个电池单元。
17.根据权利要求16所述的电池制造方法，其特征在于，将所述多个检测单元嵌在所述电池中的步骤还包括 将多个电棒嵌在所述多个电动杆中，以检测所述多个电池单元的电压。
18.根据权利要求11所述的电池制造方法，其特征在于，输出表示所述多个电池单元的状态的检测结果的步骤还包括 经由连接器的多个引脚输出来自于所述多个检测单元的表示所述多个电池单元的状态的检测結果。
19.根据权利要求11所述的电池制造方法，其特征在于，将所述多个检测单元嵌在所述电池中的步骤还包括 将至少一个热敏电阻嵌在所述电池中，以检测所述多个电池单元的温度。
20.一种电池系统,其特征在于,所述电池系统包括 由隔离板隔开的多个电池单元； 多个检测単元，所述多个检测单元与所述多个电池单元相连，并检测所述多个电池单元的状态；以及 电池管理単元，所述电池管理単元与所述多个检测单元相连，并接收来自于所述多个检测单元旦表示所述多个电池单元的状态的检测结果，井根据所述检测结果采取措施， 其中，所述电池管理单元经由接ロ与外部装置通信，在所述电池密封之后，所述多个电池単元、所述多个检测单元和所述电池管理単元密封在所述电池中。
21.根据权利要求20所述的电池系统，其特征在于，所述电池系统还包括 电路板，所述电路板安装在所述多个电池单元上，所述电路板上包括将所述电池管理単元和所述多个检测单元相连的连接电路、以及将所述电池管理単元和所述接ロ相连的连接电路，在所述电池密封之后，所述电路板密封在所述电池中。
22.根据权利要求21所述的电池系统，其特征在于，所述电路板上包括多个孔，在所述电路板安装在所述多个电池单元上之后，通过所述孔给所述多个电池单元注入电解液，以及在注入所述电解液之后，密封所述孔。
23.根据权利要求20所述的电池系统，其特征在干，所述多个检测单元分别具有预定高度，并检测所述多个电池单元的电压。
24.根据权利要求20所述的电池系统，其特征在于，所述电池系统还包括 多个电动杆，所述多个电动杆分别连接在相邻的电池単元之间，将所述多个电池单元相串联。
25.根据权利要求24所述的电池系统，其特征在干，所述多个检测单元包括嵌在所述多个电动杆中的电棒，以检测所述多个电池单元的电压。
26.根据权利要求20所述的电池系统，其特征在于，所述多个检测单元还包括至少ー个热敏电阻，以检测所述多个电池单元的温度。
全文摘要
本发明公开了一种电池、电池制造方法以及电池系统，所述电池制造方法包括用隔离板将电池中的多个电池单元隔离；将多个检测单元嵌在所述电池中，以检测所述多个电池单元的状态；通过与所述多个检测单元相连的接口输出来自于所述多个检测单元且表示所述多个电池单元的状态的检测结果；以及将所述多个电池单元和所述多个检测单元密封在所述电池中。采用本发明无需在电池上额外钻孔，即可检测内部电池单元的状态，从而，保持了电池的完整性，且避免电池受到杂质侵害。
文档编号H01M10/48GK102683765SQ20111005912
公开日2012年9月19日 申请日期2011年3月9日 优先权日2011年3月9日
发明者张卫, 张文博, 王敏, 王绍兰, 马山茗 申请人:凹凸电子(武汉)有限公司