CN105301503A - 电池组的采样结构 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种电池组的采样结构，包括用于与极柱连接的导电连接片、采样线路板、引线以及连接器，采样线路板包括基板、集成在基板上的采样线路以及采样引出端，采样线路以及采样引出端分别与导电连接片对应设置，且每根采样线路的一端均与一个采样引出端连接，采样线路的另一端均延伸至基板的同一侧，形成线路板输出端口，每个导电连接片均通过引线与对应的采样引出端连接，其中，引线的中部拱起，引线的一端与导电连接片连接，引线的另一端与采样引出端连接，连接器与线路板输出端口插接，用于将线路板输出端口内的各线路与电池电路监测系统连接。本申请所提供的电池组的采样结构省去了组装布线的麻烦，并且简化了结构，降低了组装难度。

Description

电池组的采样结构

技术领域

本申请涉及储能器件检测领域，尤其涉及一种电池组的采样结构。

背景技术

相关技术中，为了测试锂离子电池的性能，通常需要在锂离子电池上外接采样线进行采样。此前一般采用硬采样铜线与电池进行连接，但由于铜线较硬，因此组装和布线困难，经常导致采样线与电池脱离。

中国专利CN204303895U公开的一种锂离子电池组的采样结构，包括连接电池极柱间的铝连接片、软采样线及用于与外部连接转化的连接器。软采样线与铝连接片之间通过简单的粘接工艺连接，这种方式虽然克服了硬采样线的组装和布线问题，有效降低了采样线与电池脱离的问题，但由于软采样线需要单独的保护板为其提供排布所需的线槽，并且在组装时需要将软采样线一一塞入相应的线槽内，因此结构较为复杂，且组装困难。

发明内容

本申请提供了一种电池组的采样结构，能够有效简化组装难度。

本申请提供了一种电池组的采样结构，包括用于与极柱连接的导电连接片、采样线路板、引线以及连接器，所述采样线路板包括基板、集成在所述基板上的采样线路以及采样引出端，所述采样线路以及所述采样引出端分别与所述导电连接片对应设置，且每根所述采样线路的一端均与一个所述采样引出端连接，所述采样线路的另一端均延伸至所述基板的同一侧，形成线路板输出端口，每个所述导电连接片均通过所述引线与对应的所述采样引出端连接，其中，所述引线的中部拱起，所述引线的一端与所述导电连接片连接，所述引线的另一端与所述采样引出端连接，所述连接器与所述线路板输出端口插接，用于将所述线路板输出端口内的各线路与电池电路监测系统连接。

优选地，所述采样线路板还包括供电线路以及供电引出端，所述供电引出端至少与其中一个所述导电连接片对应设置，所述供电线路的一端与所述供电引出端连接，所述供电线路的另一端延伸至所述线路板输出端口。

优选地，所述采样线路板还包括平衡回路以及回路引出端，每个所述导电连接片均对应一个所述回路引出端，且每个所述导电连接片均通过所述引线与对应的所述回路引出端连接，所述平衡回路的一端与所述回路引出端连接，所述平衡线路的另一端延伸至所述线路板输出端口。

优选地，与同一所述导电线路板连接的所述引线并排均匀排布。

优选地，所述基板为软质绝缘材料，所述采样线路、所述供电线路以及所述平衡回路均为埋设在所述基板的内部导电箔片。

优选地，所述引线的中部存在一薄弱区域，所述薄弱区域的横截面积小于所述引线的处于所述薄弱区域之外的区域的横截面积。

优选地，所述引线为丝状或片状。

优选地，所述引线为硬质金属材料。

优选地，所述引线与所述采样线路板连接的一端连续设置有多个拱形结构，每个所述拱形结构的端部均与所述采样线路板连接。

优选地，所述引线与所述采样线路板通过引线键合工艺连接。

本申请提供的技术方案可以达到以下有益效果：

本申请所提供的电池组的采样结构通过设置采样线路板将采样线路进行集成，并通过引线将导电连接片以及采样线路板进行连接，省去了组装布线的麻烦，并且简化了结构，降低了组装难度。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本申请。

附图说明

图1为本申请实施例所提供的电池组的采样结构的整体示意图；

图2为本申请实施例所提供的引线及其附近结构的局部放大俯视示意图；

图3为本申请实施例所提供的引线与引出端的多点连接结构示意图。

附图说明：

10-导电连接片；

20-采样线路板；

200-基板；

202-线路；

202a-采样线路；202b-供电线路；202c-平衡回路；

204-引出端；

204a-采样引出端；204b-供电引出端；204c-回路引出端；

206-线路板输出端口；

30-引线；

300-拱形结构；

302-薄弱区域；

40-连接器。

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

具体实施方式

下面通过具体的实施例并结合附图对本申请做进一步的详细描述。文中所述“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”均以附图中的电池组的采样结构的放置状态为参照。

如图1和图2所示，本申请实施例提供了一种电池组的采样结构，包括导电连接片10、采样线路板20、引线30以及连接器40。导电连接片10用于与电池组的极柱连接，由于极柱的尺寸较小，不太适合与采样线路进行连接，因此为每个极柱配一个导电连接片10来增加极柱的连接能力，本实施例中导电连接片10优选采用导电性能良好的铝片。采样线路板20为采样结构的主体部分，主要用于对电池组的采样信号进行传导。而引线30则作为导电连接片10与采样线路板20之间的连接部件。连接器40用于将采样线路板20与电池电路监测系统连接。

如图1所示，采样线路板20包括基板200、集成在基板上的各种线路202、与相应线路进行匹配的引出端204以及线路板输出端口206。

参见图2，线路202主要包括采样线路202a、供电线路202b以及平衡回路202c。采样线路202a作为电池组的采样信号输送线路，是电池组的采样结构中不可或缺的一部分，供电线路202b则主要负责将电池组的电力输送至后方的电池电路监测系统，从而使电池电路监测系统获得单独的电力供应。在相关技术中，一般直接通过采样线路202a对电池电路监测系统进行供电，但这种供电方式由于采样、供电共用线路，因此容易产生相互干扰，影响测试结果，因此本实施例中特别增设了单独的供电线路202b为电池电路监测系统(CSC)供电，供电线路202b可以由单独某一个极柱供电，也可以由多个极柱共同供电。此外，在采样测试过程中经常会发生电压不平衡的问题，为平衡电压，有些电池电路监测系统配置有专门的稳压程序以及稳压电路。因此，本实施例中的采样结构也可设置相应的平衡回路202c用于与电池电路监测系统的稳压电路进行连接，该平衡回路202c可以通过0.5～2安培的电流，以实现平衡功能。

这些线路202的一端延伸至各自所对应的引出端204，另一端则统一延伸至基板200的一侧，使基板200的这一侧成为线路板输出端口206，并与连接器40插接。如图1所示，在本实施例中，电池组上横置有两排极柱及相应的导电连接片10，采样线路板20置于两排导电连接片10之间，而所有的线路202的一端则在基板200的右侧集中形成线路板输出端口206。

对应采样线路202a、供电线路202b以及平衡回路202c，本实施例中的引出端204也相应包括采样引出端204a、供电引出端204b以及回路引出端204c。这些引出端204设置在基板200的边缘对应导电连接片10的位置，其中，每个导电连接片10至少与一个采样引出端204a以及一个回路引出端204c对应，而供电引出端204b也与导电连接片10对应设置，其数量则根据所设置的供电线路202b而定。如图2所示，在本实施例中，每个极柱均为电池电路监测系统供电，因此每个极柱上的导电连接片10均对应设置有一个供电引出端204b，也就是说，本实施例中每个导电连接片10均分别对应一个采样引出端204a、一个供电引出端204b以及一个回路引出端204c。为了便于连接引线30，采样引出端204a、供电引出端204b以及回路引出端204c三者最好并排均匀排布，这样相应的引线30也能够并排均匀地排布，便于连接。

在本实施例中，基板200可以选用硬质绝缘材料，不仅便于布置、设置电子元器件，还能为键合工艺提供一定的支撑力；基板200也可以为软质绝缘材料，并且最好选择软质绝缘材料。而采样线路202a、供电线路202b以及平衡回路202c则均采用导电箔片，三者分别埋设在基板200的内部。软质的基板200配合导电箔片，能够使采样线路板20较为灵活的变换自身形态，以适应电池组的需求，并且，由于采样线路202a、供电线路202b以及平衡回路202c均埋设在基板200内部，因此形态的变换不会对三者产生不利影响，操作人员也不必刻意进行调整。引出端204裸露在基板200的表面，以便于引线30进行连接。在本实施例中，导电箔片可以选自铜箔或铝箔，厚度为0.015mm～0.1mm。

引线30作为导电连接片10与采样线路板20之间的连接结构，对连接的牢固性以及引线30自身的结构强度均有较高的要求。在本实例中，引线30的两端分别与导电连接片10以及引出端204的上表面进行连接导通，因此引线30的两端相对于各自所连接的部件均需要最大程度的保持位置固定，但由于导电片接片10与采样线路板20之间并未固定连接，因此二者可能会产生少许的相对位移，而为了给导电连接片10以及采样线路板20的相对位移提供缓冲，以便保证在发生位移时引线30的端部不会承受过大的作用力，本实施例中将引线30的中部向上拱起，形成一个缓冲区域，以此来吸收位移产生的作用力，降低端部脱离连接的几率。

在本实施例中，引线30的状态可为丝状或片状，当为丝状时，引线30的直径可以在0.2mm～0.6mm范围内进行选择；采用丝状直径需要大于0.6mm时，则可以考虑选择片状，采用片状时引线30的截面为宽度优选在1～4mm范围内，厚度为0.1～0.4mm。

引线30的材质可以选择铜、铝、铜合金或铝合金等硬质金属材质，这样既能够基本保持导电连接片10与采样线路板20之间的位置，又能够利用材料自身的塑性吸收作用力。其中，铝合金可以通过在铝中添加质量分数为1％的硅或1％的镁进行合金强化，由于这种铝合金的硬度较高，因此直径在0.2～0.3mm范围内便可满足需要。

此外，由于采样线路板20上的部件数量较多，结构较为复杂，因此引出端204的尺寸普遍不大，造成了引线30与引出端204之间的连接较为薄弱，容易脱离。如图3所示，为了提高二者之间的连接强度，本实施例中引线30与引出端204进行连接的一端连续设置有多个拱形结构300，每个拱形结构300的端部均与引出端204进行连接。通过这种多点连接的方式，提高了引线30与引出端204之间的连接部位数量，同时也分散了连接部位之间的受力，当某一个连接部位受力脱离后，由于拱形结构300的存在，可以吸收很大一部分作用力，从而只使小部分作用力作用到临近的连接部位上，使得临近的连接部位能够继续保持连接状态。

为了提高引线30与采样线路板20之间的连接强度，本实施例中优选采用引线键合工艺对二者进行焊接，例如热压引线键合、超声引线键合或热声引线键合等。根据本实施例中引线30的材质以及尺寸，优选采用超声引线键合工艺，其中，键合电功率20～100W，键合压力为600～1200gf，键合时间为100～400ms。

在采样测试过程中可能会发生短路等突发状况，如果不采取保护措施则可能造成采样线路板20内部的线路202损坏，而由于这些线路202是集成在基板200上的，因此无法单独更换，一条损坏只能整体更换，成本较高。而引线30作为导电连接片10与采样线路板20的连接结构，其尺寸较小，成本较低，而且更换也较为方便，因此较为适合作为保险结构。请再次参见图2，在本实施例中，引线30的中部存在一薄弱区域302，一般选择在拱起的部分，该薄弱区域302的横截面积小于引线30的其它区域的横截面积，这样引线30便能够起到保险丝的作用，当发生过热短路时，薄弱区域302会发热熔断，造成整个电路断路，从而起到保护作用。

本实施例所提供的电池组的采样结构在组装过程如下：

首先在极柱上安装导电连接片10，然后将采样线路板20放在两排导电连接片10之间，并将引出端204与导电连接片10对准，之后依次引线30与导电连接片10进行焊接，然后将引线30的中部向上拉形成拱起，最后依次将引线30的另一端与对应的引出端204通过引线键合工艺进行多点焊接，在进行多点焊接时，需要前一个连接部位焊接完成后才能制作下一个拱形结构300。

本实施例的采样结构的组装过程省去了布线的麻烦，因此无需再设置保护板以及线槽，简化了结构，降低了组装难度。引线键合工艺简单、成本低廉、由于引线直径较细，且可焊面积相小、键合后焊点电阻小，可以保证良好的导电性能和低欧姆接触，适用于微小区域、轻支撑载荷区域的连接，尤其适合采样线路板20的引出端204与导电连接片10的电连接。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电池组的采样结构，其特征在于，包括用于与极柱连接的导电连接片、采样线路板、引线以及连接器，

所述采样线路板包括基板、集成在所述基板上的采样线路以及采样引出端，所述采样线路以及所述采样引出端分别与所述导电连接片对应设置，且每根所述采样线路的一端均与一个所述采样引出端连接，所述采样线路的另一端均延伸至所述基板的同一侧，形成线路板输出端口，

每个所述导电连接片均通过所述引线与对应的所述采样引出端连接，其中，所述引线的中部拱起，所述引线的一端与所述导电连接片连接，所述引线的另一端与所述采样引出端连接，

所述连接器与所述线路板输出端口插接，用于将所述线路板输出端口内的各线路与电池电路监测系统连接。

2.根据权利要求1所述的电池组的采样结构，其特征在于，所述采样线路板还包括供电线路以及供电引出端，所述供电引出端至少与其中一个所述导电连接片对应设置，所述供电线路的一端与所述供电引出端连接，所述供电线路的另一端延伸至所述线路板输出端口。

3.根据权利要求1或2所述的电池组的采样结构，其特征在于，所述采样线路板还包括平衡回路以及回路引出端，每个所述导电连接片均对应一个所述回路引出端，且每个所述导电连接片均通过所述引线与对应的所述回路引出端连接，所述平衡回路的一端与所述回路引出端连接，所述平衡线路的另一端延伸至所述线路板输出端口。

4.根据权利要求3所述的电池组的采样结构，其特征在于，与同一所述导电线路板连接的所述引线并排均匀排布。

5.根据权利要求3所述的电池组的采样结构，其特征在于，所述基板为软质绝缘材料，所述采样线路、所述供电线路以及所述平衡回路均为埋设在所述基板的内部导电箔片。

6.根据权利要求1所述的电池组的采样结构，其特征在于，所述引线的中部存在一薄弱区域，所述薄弱区域的横截面积小于所述引线的处于所述薄弱区域之外的区域的横截面积。

7.根据权利要求6所述的电池组的采样结构，其特征在于，所述引线为丝状或片状。

8.根据权利要求6或7所述的电池组的采样结构，其特征在于，所述引线为硬质金属材料。

9.根据权利要求1所述的电池组的采样结构，其特征在于，所述引线与所述采样线路板连接的一端连续设置有多个拱形结构，每个所述拱形结构的端部均与所述采样线路板连接。

10.根据权利要求1所述的电池组的采样结构，其特征在于，所述引线与所述采样线路板通过引线键合工艺连接。