CN105388420B - 可拆卸的电压传感模块及包含该模块的电池模块 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的为，提供一种电压传感模块及包含该模块的电池模块，所述模块不仅能够实现从电池模块上拆卸，而且能够与附着在电池单元上的母线形成可靠的电气连接。本发明的电压传感模块包括：母线组装体，其连接于所述电池模块上；以及连接器基板，其可拆卸地连接于所述母线组装体上，所述母线组装体包括：多个母线，其用于连接所述电池单元和所述连接器基板；以及结合部件，其使所述母线维持一定的位置关系，并且连接于所述电池模块上，所述连接器基板包括插入孔，所述母线包括：连接部，其与所述电池单元的分接头连接；插入部，其插入于所述连接器基板的所述插入孔中；以及中间部，其连接所述连接部和所述插入部，并且被所述结合部件包覆。

Description

可拆卸的电压传感模块及包含该模块的电池模块
技术领域
本发明涉及一种电压传感模块及包含该模块的电池模块。
背景技术
通常，电池模块作为构成电池组的单位，是供应电力的单位。例如，在构成作为电动汽车、混合动力电动汽车等的动力而使用的电池组时，多个电池模块通过母线串联，并结合一个电池管理系统(batt ery management system)及功率继电器装配(power relayassembly)而形成一个电池组，其中所述电池模块由多个电池单元串联而成。
并且，由于电池模块由多个单元构成，因此，部分电池单元在过电压、过电流或过发热时，不仅电池模块的安全性和工作效率会成为大问题，而且因电池容量的增大，还需要确保对于高电压的安全性。因此需要将用于检测各电池单元电压的电压传感器等连接到电池单元并以一定的时间间隔进行检测，并报告给BMS。
然而，在现有技术文献的专利文献1中，存在因连接器基板上的熔断器等电气元件发生异常而需要更换PCB或电压传感模块的情况。此时，由于电池的分接头和电压传感模块的母线通过焊接等而粘附在一起，因此不仅难以去除电压传感模块，而且还需要重新焊接新的电压传感模块，由此使得更换工作变得繁杂，消耗大量的时间，且在焊接时，还可能发生品质问题。
【现有技术文献】
【专利文献】
[文献1]韩国公开专利公报第10-2013-0003381号(2013.01.09.)
[文献2]韩国公开专利公报第10-2012-0051808号(2012.05.23.)
发明内容
要解决的技术问题
本发明的实施例用于提供一种电压传感模块及包含该模块的电池模块，所述电压传感模块不仅能够实现从电池模块拆卸，而且还具有与连接在电池单元的母线形成可靠的电气连接的基板。
此外，本发明的实施例用于提供一种用于拆卸电压传感模块的基板的拆卸工具。
此外，本发明的实施例用于提供一种通过所述拆卸工具使基板的拆卸变得容易的电压传感模块及包含其的电池模块。
技术方案
本发明的一方面，提供一种包括电池单元的电池模块用电压传感模块，所述电池模块用电压传感模块包括：母线组装体，其连接于所述电池模块上；以及连接器基板，其以可拆卸地连接于所述母线组装体上，所述母线组装体包括：多个母线，其用于连接所述电池单元和所述连接器基板；以及结合部件，其使所述母线维持一定的位置关系，并且连接于所述电池模块，所述连接器基板包括插入孔，所述母线包括：连接部，其与所述电池单元的分接头连接；插入部，其插入于所述连接器基板的所述插入孔中；以及中间部，其连接所述连接部和所述插入部，并且被所述结合部件包覆。
所述母线组装体的所述结合部件上设置有锁紧突起，并且在所述连接器基板上可以形成有能够插入所述锁紧突起的紧固孔。
所述锁紧突起的自由端部的宽度或直径大于中间部分的宽度或直径，其由沿其长度方向形成的缝隙所隔开的两个部分组成且呈柱状，并且所述连接器基板的所述紧固孔的宽度或直径小于所述自由端部的宽度或直径。
所述结合部件上设置有肋状物(rib)，并且所述连接器基板上可以形成有可插入所述肋状物的肋状物孔(rib hole)。
所述肋状物的周围形成有刻度或条带，所述肋状物插入到所述连接器基板的所述肋状物孔中时，所述肋状物向所述连接器基板上部突出，以使得在所述连接器基板的上方可以看到所述肋状物上形成的所述刻度或条带。
形成有所述插入孔的所述连接器基板的局部上，可以附着有用于插入所述母线的所述插入部的插座端子。
所述插座端子上可以设置有与所述插入部在一处弹性接触的一个上侧接点部和与所述插入部在两处弹性接触的两个下侧接点部。
所述插入部为平板型，并且所述上侧接点部和所述下侧接点部可以相向地配置。
所述结合部件的边缘上可以形成有去除槽，所述去除槽用于去除连接于所述结合部件上的所述连接器基板。
所述连接器基板的中央部上可以设置有电压传感连接器，所述电压传感连接器用于与所述电池模块的电池管理系统(battery manage ment system)进行连接。
所述结合部件可以通过向所述母线部件喷射树脂而形成。
本发明的另一方面，提供一种拆卸工具，其用于将电池模块用电压传感模块的连接器基板从母线组装体上分离下来，所述拆卸工具包括挂靠部，所述挂靠部插入在所述结合部件上形成的去除槽中，并且插入在所述结合部件和结合于所述结合部件上的所述连接器基板之间。
所述挂靠部的下面可以形成有倾斜部，以使得在向所述连接器基板的边缘施压时，所述连接器基板从所述边缘向外侧挤出。
所述结合部件的锁紧突起的自由端部的宽度或直径大于中间部分的宽度或直径，并且其由沿其长度方向形成的缝隙所隔开的两个部分组成且呈柱状；并且所述拆卸工具可以进一步包括形成有压缩孔的解锁部，以使所述锁紧突起从外侧向所述缝隙方向进行压缩。
所述拆卸工具可以进一步包括由弹性材料形成且呈拱形的脚部。
所述解锁部可以设置在所述脚部的下部，所述挂靠部与所述解锁部相比，可以设置在脚部的更靠下的位置。
所述拆卸工具可以进一步包括在所述脚部的上部突出的把手。
本发明的另一方面，提供一种电池模块，所述电池模块包括根据本发明的一方面的电池模块用电压传感模块。
附图说明
图1为根据本发明一实施方式的电池模块用电压传感模块的立体图。
图2为根据本发明一实施方式的母线组装体的立体图。
图3为根据本发明一实施方式的连接器基板30的立体图。
图4的(a)及(b)为根据本发明一实施方式的电压传感模块的插座端子32的立体图及主视图。
图5为用于将根据本发明一实施方式的电池模块用电压测定模块的连接器基板从母线组装体上拆卸下来的拆卸工具的立体图。
图6的(a)及(b)为设置在根据本发明的一实施方式的拆卸工具的脚部上的挂靠部及解锁部的放大立体图及截面图。
附图标记说明
10：电压传感模块
20：母线组装体
21：结合部件
22：母线的连接部
23：母线的插入部
24：锁紧突起
25：肋状物
26：去除槽
30：连接器基板
31：电路基板
32：插座端子
33：熔断器
34：紧固孔
35：电压传感连接器
36：插入孔
37：肋状物孔
38：上侧接点部
39：下侧接点部
40：拆卸工具
41：把手
42：脚部
43：解锁部
44：压缩孔
45：挂靠部
110：单元
112：分接插座(tap socket)
114：插座
116：母线
117：接合销
120：安全罩
122：印刷电路基板
124：BMS连接器
140：PCB
142：基板
144：母线
146：电压传感连接器
具体实施方式
以下，参见附图，对本发明的具体实施方式进行说明。然而，其仅是实施方式的具体例，本发明并不限定于此。
对于本发明的说明，在认为与本发明相关的现有技术的具体说明会干扰本发明的主旨时，将省略对其的详细说明。并且，后述的术语是考虑到本发明的功能而进行定义的术语，因此，会根据使用者、操作者的意图或惯例而有所不同。因此，对其的定义应以本说明书中记载的全部内容为基础而作出。
本发明的技术思想通过权利要求书来确定，以下实施方式只是为了向本发明所属领域的技术人员有效地说明本发明先进技术思想的一种手段。
图1为示出根据本发明一实施方式的电池模块用电压传感模块的立体图。
如图1中所示，根据本发明一实施方式的电池模块用电压传感模块10包括母线组装体20(参见图2)；以及以可拆卸地连接于所述母线组装体20上的连接器基板30(参见图3)。
电池模块(未示出)由多个电池单元(未示出)构成，每个电池单元可以具有正极和负极的分接头。如此，可以利用母线或其它连接部件来将构成电池模块的电池单元的分接头进行连接，以使这些电池单元串联。例如，多个电池模块可以聚集成一个用于电动汽车等的电池组。
连接器基板30在连接于母线组装体20的状态下，母线组装体20的母线的插入部23、锁紧突起24及肋状物25贯穿电路基板31而插入。并且，电路基板31的下部配置有形成于母线组装体20上的去除槽26。
图2为示出根据本发明一实施方式的母线组装体20的立体图。
如图2中所示，母线组装体20包括多个母线22、23。母线22、23接触于电池单元的分接头或连接部件等，或者，例如由连接部22、插入部23及中间部构成，连接部22通过焊接等而被固定，插入部23可以插入于连接器基板30的插入孔36(参见图3)中，中间部连接连接部22和插入部23，并且埋设在结合部件21中。
多个母线22、23由于中间部被埋设在结合部件21中，因此可以被固定为使相互具有一定的位置关系。为了测定每个电池单元的电压，母线的连接部22可以配置成与每个电池单元相连接。并且，母线的连接部22的长度可以根据所连接的每个电池单元的连接位置而有所不同。
结合部件21构成母线组装体20的主体，可以通过向母线22、23的中间部喷射树脂而形成。结合部件21可以以多种形状制备，但是在本实施方式中是具有靠背的椅子形态。结合部件21的上部设置有连接于电池单元上的母线22、23，结合部件21的下部可以设置能够用于连接电路基板31(参见图3)上的电气元件的母线。结合部件21的下部夹持在电池模块多对应的槽中，从而能够将母线组装体20固定在电池模块上。
并且，在与结合部件21的电池模块结合的面相反的一面上突出有母线的插入部23，并且在4个角落设置有锁紧突起24，两侧部上设置有肋状物25。并且，设置有锁紧突起24的四个角落上可以邻接地形成可插入拆卸工具40(参照图5)的挂靠部45的去除槽26。
锁紧突起24可以以多种形态的柱状形成，但是在本实施方式中为圆柱状。锁紧突起24的自由端部的直径或宽度大于中间部分的直径或宽度，例如通过延着锁紧突起24长度方向的缝隙可以被分成两个部分。因此，当连接器基板30结合于母线组装体20时，锁紧突起24可以插入到电路基板31的紧固孔34(参见图3)中。此时，连接器基板30的紧固孔34将压住锁紧突起24的直径大的自由端部，使直径变小，从而能够使锁紧突起24插入到紧固孔34中。此外，自由端部通过紧固孔34后，依靠形成锁紧突起24的部件的弹性力而使锁紧突起24重新变为直径大的状态，以使其卡在紧固孔34周围的电路基板31上，由此，防止连接器基板30从母线组装体20上脱卸下来。
肋状物25可以设置在形成锁紧突起24的结合部件21的表面的两侧上。当连接器基板30结合于母线组装体20时，肋状物25可以插入于电路基板31的肋状物孔37(参照图3)中，并以预设的长度突出。在肋状物25的周围可以设置有刻度或条带，所述刻度或条带在电路基板31完全结合到母线组装体20上时，用于表示肋状物25向电路基板31上方露出的部分(未示出)。
形成于母线组装体20的两侧边缘的去除槽26形成在形成有锁紧突起24的结合部件21表面的4个角落区域上。如果在母线组装体20上结合连接器基板30，则去除槽26位于连接器基板30的下部，并且以一面开放的状态露出。在去除槽26的开放的一面上，可以插入拆卸工具40的挂靠部45。
图3为示出根据本发明一实施方式的连接器基板30的立体图。
参见图3，根据本发明一实施方式的连接器基板30包括电路基板31。在该电路基板31上可以形成插入孔36，其用于插入母线的插入部23；紧固孔34，其用于插入母线组装体20的锁紧突起24；以及肋状物孔37，其用于插入母线组装体20的肋状物25。
此外，在形成于电路基板31上的插入孔36的周围，且在突出有插入部23的电路基板31的面上可以设置插座端子32。电路基板31的表面上可以安装熔断器33及电阻等电气元件。电路基板31的中央部附着有用于连接电池模块的电池管理系统的电压传感连接器35，从而可以连接于电路基板31上的电路上。
图4的(a)及(b)分别示出根据本发明一实施方式的电压传感模块的插座端子32的立体图及主视图。
如图4的(a)及(b)中所示，如果连接器基板30与母线组装体20结合，则插座端子32上可以插入母线的插入部23。对于插座端子32的电路基板31的接合部，可以与电路基板31上的电路进行连接。插座端子32由金属制成，图4的(b)中，在上侧提供一个上侧接点部38，在下侧提供两个下侧接点部39。插座端子32可以将插入的扁平状母线的插入部23在上侧和下侧的三点上进行面接触，从而以弹性方式支撑。
插座端子32可以通过下述方式制得。对一个金属板进行冲压切断后，并在金属板的平面上留下将要成为上侧接点部38和下侧接点部39的部分，之后通过弯曲加工，使上侧接点部38和两个下侧接点部39向插入部23的插入方向弯曲。
图5为示出用于将根据本发明一实施方式的电池模块用电压测定模块10的连接器基板30从母线组装体20上拆卸下来的拆卸工具40的立体图。
如图5中所示，拆卸工具40可以包括：脚部42，其由弹性材料形成且呈拱形；解锁部43，其设置在上述脚部42的下部，并形成有压缩孔44，所述压缩孔44能够压住锁紧部件24的自由端部以使其直径变小；以及挂靠部45，其与所述解锁部43相比设置在脚部42的更靠下的位置的、插入于结合部件21的去除槽26中。此外，拆卸工具40可以进一步包括设置在腿部42上部的把手41。
图6的(a)及(b)为示出设置于根据本发明一实施方式的拆卸工具40的脚部42上的挂靠部45及解锁部43的放大立体图及截面图。
如图6的(a)及(b)中所示，挂靠部45形成为能够支撑电路基板31的下部，挂靠部45的下面是倾斜的，因此挂靠部45的该倾斜面施压于电路基板31的上面时，可以以远离电路基板31的方式受力，从而使得由弹性材料形成的脚部42可以张开，当挂靠部45经过电路基板31后，可以复原到原来的位置，以插入到去除槽26中。。
此外，挂靠部45的倾斜面经过电路基板31时，锁紧突起24的自由端部可以插入到解锁部43的压缩孔44中。由此压缩孔44会挤压自由端部，以使其直径变小，从而使锁紧突起24的自由端部能够通过电路基板31的紧固孔34。此时，如果将拆卸工具40的把手41向上拉起，则连接器基板30会从母线组装体20上脱卸下来。
根据上述结构，由于多个母线通过结合部件21维持一个固定的位置关系，并构成为一体，因此，只要将母线组装体20连接到电池模块上就能完成电池单元和多个母线的连接。
此外，在与母线组装体20的电池模块结合的面相反的一面上突出有母线的插入部23，并且在电路基板31上形成有插入孔36，从而使得连接器基板30可以以可拆卸地结合到母线组装体20上。
此外，由于电路基板31的插入孔36的周围安装有插座端子32，因此插入于插入孔36的母线的插入部23可以插入于插座端子32中。由此使得母线22、23和电路基板31上的电路能够可靠地连接。尤其，插座端子32具备可对扁平的母线的插入部23的上面和下面均进行弹性支撑的上侧接点部和两个下侧接点部，从而使得母线的插入部23和插座端子32进行3点接触，从而能够实现母线和电路基板31上的电路的可靠的连接。
并且，母线组装体20上设置有锁紧突起24，从而可以使与母线组装体20结合的连接器基板30不容易脱卸。
此外，母线组装体20上设置有具有颜色条带等的肋状物25，从而可以确认连接器基板30是否与母线组装体20完全组装。
并且，母线组装体20上形成有去除槽26，使得拆卸工具40的挂靠部45可以插入到电路基板31的下面，从而能够容易地拆卸连接器基板30。
此外，拆卸工具40的脚部42的下部设置有形成有压缩孔44的解锁部43，因此，即使在母线组装体20上提供锁紧突起24的情况下，也能够容易地将连接器基板30从母线组装体20拆卸下来。
以上，通过代表性的实施方式对本发明进行了详细的说明，但应理解，本发明所属技术领域的技术人员在不超过本发明范畴的范围内可以对所述的实施方式进行多种变形。因此，本发明的权利保护范围并不能仅被上述实施方式所定义，不仅被定义为本发明的权利要求书中所记载的范围，还应该被定义为与上述权利要求书记载的范围等同的内容。

Claims (16)

1.一种电池模块用电压传感模块，其包括电池单元，其特征在于，所述模块包括：母线组装体，其连接于所述电池模块上；以及连接器基板，其以可拆卸地连接于所述母线组装体上，
所述母线组装体包括：多个母线，其用于连接所述电池单元和所述连接器基板；以及结合部件，其使所述母线维持一定的位置关系，并且连接于所述电池模块上，
所述连接器基板包括插入孔，
所述母线包括：连接部，其与所述电池单元的分接头连接；插入部，其插入于所述连接器基板的所述插入孔中；以及中间部，其连接所述连接部和所述插入部，并且被所述结合部件包覆。
2.根据权利要求1所述的电池模块用电压传感模块，其特征在于，所述母线组装体的所述结合部件上设置有锁紧突起，并且在所述连接器基板上形成有能够插入所述锁紧突起的紧固孔。
3.根据权利要求2所述的电池模块用电压传感模块，其特征在于，所述锁紧突起的自由端部的宽度或直径大于中间部分的宽度或直径，其由沿其长度方向形成的缝隙所隔开的两个部分组成且呈柱状，并且所述连接器基板的所述紧固孔的宽度或直径小于所述自由端部的宽度或直径。
4.根据权利要求2所述的电池模块用电压传感模块，其特征在于，所述结合部件上设置有肋状物，并且所述连接器基板上形成有可插入所述肋状物的肋状物孔。
5.根据权利要求4所述的电池模块用电压传感模块，其特征在于，所述肋状物的周围形成有刻度或条带，所述肋状物插入到所述连接器基板的所述肋状物孔中时，所述肋状物向所述连接器基板上部突出，以使得在所述连接器基板的上方可以看到所述肋状物上形成的所述刻度或条带。
6.根据权利要求1所述的电池模块用电压传感模块，其特征在于，形成有所述插入孔的所述连接器基板的局部上，附着有用于插入所述母线的所述插入部的插座端子。
7.根据权利要求6所述的电池模块用电压传感模块，其特征在于，所述插座端子上设置有与所述插入部在一处弹性接触的一个上侧接点部和与所述插入部在两处弹性接触的两个下侧接点部。
8.根据权利要求7所述的电池模块用电压传感模块，其特征在于，所述插入部为平板型，并且所述上侧接点部和所述下侧接点部相向地配置。
9.根据权利要求1所述的电池模块用电压传感模块，其特征在于，所述结合部件的边缘上形成有去除槽，所述去除槽用于去除连接于所述结合部件上的所述连接器基板。
10.根据权利要求1所述的电池模块用电压传感模块，其特征在于，所述连接器基板的中央部上设置有电压传感连接器，所述电压传感连接器用于与所述电池模块的电池管理系统进行连接。
11.根据权利要求1所述的电池模块用电压传感模块，其特征在于，所述结合部件通过向所述母线喷射树脂而形成。
12.一种拆卸工具，其用于将权利要求1至权利要求11中任一项所述的电池模块用电压传感模块的连接器基板从母线组装体上分离下来，其特征在于，所述拆卸工具包括挂靠部，所述挂靠部插入在所述结合部件上形成的去除槽中，并且插入在所述结合部件和结合于所述结合部件上的所述连接器基板之间。
13.根据权利要求12所述的拆卸工具，其特征在于，所述挂靠部的下面形成有倾斜部，以使得在向所述连接器基板的边缘施压时，所述连接器基板从所述边缘向外侧挤出。
14.根据权利要求12所述的拆卸工具，其特征在于，所述结合部件的锁紧突起的自由端部的宽度或直径大于中间部分的宽度或直径，并且其由沿其长度方向形成的缝隙所隔开的两个部分组成且呈柱状，所述拆卸工具进一步包括形成有压缩孔的解锁部，以使所述锁紧突起从外侧向所述缝隙方向进行压缩。
15.根据权利要求14所述的拆卸工具，其特征在于，所述拆卸工具进一步包括由弹性材料形成且呈拱形的脚部，
所述解锁部设置在所述脚部的下部，所述挂靠部与所述解锁部相比设置在脚部的更靠下的位置。
16.一种电池模块，包括权利要求1至权利要求11中任一项所述的电池模块用电压传感模块。
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