CN109273653A - 一种电池模组用汇流排 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电池模组用汇流排，所述汇流排包括设置有对外充放电的连接器的电路板、在所述电路板两侧纵向排列的多个连接铝片、固定所述连接铝片的塑料边框和固定所述连接铝片与电路板的固定膜；所述连接器通过电路板两侧的印刷电路与所述连接铝片电连接。本发明的电池模组用汇流排，具有更高的能量密度、结构稳定、电连接安全可靠、生产效率高。
Description
技术领域
本发明涉及电池制造技术，具体涉及一种电池模组用汇流排。
背景技术
在目前石油资源日益枯竭的大环境下，电动汽车作为传统燃油车的替代品越来越受到重视，中国的电动汽车产业也在政策的支持下发展迅速。作为电动汽车的核心部件，动力电池的技术也不断更新，而动力电池的成组技术则是其中的一个重要的方向。电池模组是电芯的一个集成体，一般由数个甚至数十个电芯通过串并联组成，并引出汇总的正负极。如何保证成组后更高的能力密度、结构稳定、电连接的安全可靠、生产中的高效都是值得研究的方向。
发明内容
有鉴于此，本发明期望提供一种电池模组用汇流排，成组后有更高的能量密度、结构稳定、电连接安全可靠、生产效率高。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
本发明实施例提供了一种电池模组用汇流排，所述汇流排包括设置有对外充放电的连接器的电路板、在所述电路板两侧纵向排列的多个连接铝片、固定所述连接铝片的塑料边框和固定所述连接铝片与电路板的固定膜；所述连接器通过电路板两侧的印刷电路与所述连接铝片电连接。
上述方案中，所述塑料边框包括边框条和定位条，所述边框条贴合在所述连接铝片的外端，所述定位条伸入相邻的两个所述连接铝片之间的间隙中。
上述方案中，所述定位条在朝向所述连接铝片的一侧设有定位所述连接铝片的定位凹槽，所述连接铝片设有与所述定位凹槽配合的凸出部。
上述方案中，所述塑料边框的底端还设有定位所述连接铝片在电池模组中位置的定位块，所述定位块一端固定在所述塑料边框，另一端与所述电池模组中的电芯的相应部位配合。
上述方案中，所述定位块包括第一定位块和第二定位块；所述第一定位块设置在所述定位条上，所述第一定位块的一端插入两个相邻的所述电芯的极柱之间的间隙中，所述第一定位块在第一方向的两侧面分别抵靠两个所述极柱；所述第二定位块设置在所述边框条上，所述第二定位块的内端从第二方向抵靠所述电芯；所述第一方向与所述第二方向相互垂直。
上述方案中，所述第一定位块在所述第一方向的两个侧面设有预设大小的倒角，所述第二定位块在抵靠所述电芯的一面设有预设大小的倒角。
上述方案中，所述电路板两侧的上表面和下表面均设有固定所述连接铝片与电路板的所述固定膜；所述固定膜的一部分固定于所述连接铝片、另一部分固定于所述电路板。
上述方案中，所述固定膜包括上下叠合固定的基层和粘结层，所述固定膜通过所述粘结层的粘结力固定于所述连接铝片或所述电路板。
上述方案中，所述固定膜的外端设置有固定所述连接铝片和所述塑料边框的延伸条，所述延伸条位于所述连接铝片和所述塑料边框相接处的上方或下方。
上述方案中，所述连接铝片和所述电路板通过镍带建立电连接，所述镍带一端连接到所述连接铝片、另一端连接到所述电路板。
本发明的电池模组用汇流排，包括多个连接铝片、与多个所述连接铝片分别电连接的电路板、固定所述连接铝片的塑料边框和固定所述连接铝片与电路板的固定膜；所述电路板设置有向外放电或获取外部充电的连接器，所述连接器与所述连接铝片均电连接；可见，本发明的电池模组用汇流排将原来的整体式塑料线束隔离板改进为塑料边框，在不降低结构稳定的情况下，大大减少了重量和厚度，提高了电池的能量密度，并通过厚度很薄的固定膜固定所述连接铝片与电路板，进一步提高了电池模组的结构稳定性，但厚度增加很少。
本发明的其他有益效果将在具体实施方式中结合具体技术方案进一步说明。
附图说明
图1为现有技术中方壳电芯组成的电池模组的示意图；
图2为图1中线束隔离板的示意图；
图3为本发明实施例电池模组用汇流排的示意图；
图4为本发明实施例电池模组用汇流排中塑料边框正面的示意图；
图5为本发明实施例电池模组用汇流排中塑料边框反面的示意图；
图6为图5中A处的局部放大示意图；
图7为本发明实施例电池模组用汇流排安装在电池模组上的示意图；
图8为图7中B-B向的剖视示意图；
图9为图8中C处的局部放大示意图；
图10为本发明实施例电池模组用汇流排中电路板一侧的固定膜的示意图；
图11为本发明实施例电池模组用汇流排中电路板另一侧的固定膜的示意图；
图12为本发明实施例电池模组用汇流排除去固定膜后的示意图。
具体实施方式
需要说明的是，在本发明实施例记载中，除非另有说明和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，可以是电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
需要说明的是，本发明实施例中如有涉及的术语“第一\第二\第三”，仅是区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序，可以理解地，“第一\第二\第三”在允许的情况下可以互换特定的顺序或先后次序。应该理解“第一\第二\第三”区分的对象在适当情况下可以互换，以使这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
目前，对于方壳电芯，如图1、2所示，常见的成组方式就是将数个电芯2以及缓冲绝缘片3按照一定的规律交错堆叠起来，然后在电芯组周围通过端板4和侧板5的焊接形成稳定结构的电芯组6。进一步地，为了将电芯组6中的电芯通过串并联的形式连接起来一起对外供电或充电，并采集电池组的信息，如温度信息，在电芯组6上方有一个线束隔离板7，并在线束隔离板上方安置一个模组上盖板8，最终形成一个完整的电池模组1。
线束隔离板的基板7.1为塑料材质，在基板7.1的两侧通过一些卡扣结构固定了数个连接铝片7.2，连接铝片7.2通过激光焊接工艺和下方电芯组6种电芯的极柱2.1焊接在一起。而在线束隔离板7中间，则是用双面胶粘贴的U形结构的印刷线路板(PCB，PrintedCircuit Board)7.3，用于对电池模组电压以及温度信号的采集，PCB板7.3包含连接器7.3.1以及PCB基材7.3.2上的印刷电路，以及用于键合工艺的镍片7.3.3。
线束隔离板主要的作用是将电池模组中每个电芯2的电压信号以及电池模组中温度采集点的温度信号传输至连接器，最终通过线束传输至电池管理系统(BMS，BATTERYMANAGEMENT SYSTEM)。PCB板7.3上的镍片7.3.3和连接铝片7.2之间通过铝丝7.4电连接，电连接采用一种通过金属细丝进行电连接的键合工艺连接，从而将铝片的上的电位信号通过印刷电路7.3.3信号传输至连接器7.3.1的引脚。同时，PCB板7.3上的镍片7.3.3和连接铝片上有两处温度传感器7.5，依然通过键合工艺将温度信号传给PCB板上的连接器7.3.1。
此方案的缺点在于：首先，需要一个整体的基板7.1，会提高电池模组整体的高度和重量，降低了电池模组的能量密度；其次，PCB板7.3是通过双面胶粘贴在基板7.1上，结构不是太稳定；再次，键合工艺的铝丝焊接比较复杂，不仅效率低，而且电连接并不牢固，在生产、运输、甚至使用的过程中容易断裂。
针对上述问题，本发明实施例提供了一种电池模组用汇流排，所述汇流排可以包括设置有对外充放电的连接器的电路板、在所述电路板两侧纵向排列的多个连接铝片、固定所述连接铝片的塑料边框和固定所述连接铝片与电路板的固定膜；所述连接器通过电路板两侧的印刷电路与所述连接铝片电连接。
这里，所述汇流排是指将电芯组中的电芯通过串并联的形式连接起来一起对外供电或充电，并采集电池组的信息，相当于上面所述的线束隔离板7；所述电路板相当于上面所述的PCB板；所述连接铝片一端连接电芯的极柱，另一端连接到电路板，相当于上面所述的连接铝片7.2。
本发明实施例的原理：将原来的整体式塑料线束隔离板改进为塑料边框，在不降低结构稳定的情况下，大大减少了重量和厚度，提高了电池的能量密度，并通过厚度很薄的固定膜固定所述连接铝片与电路板，进一步提高了电池模组的结构稳定性，但厚度增加很少。
在一种实施方式中，所述塑料边框可以包括边框条和定位条，所述边框条贴合在所述连接铝片的外端，所述定位条伸入相邻的两个所述连接铝片之间的间隙中。这样，可以更好的固定所述连接铝片，能够理解，不设置定位条也是可行的。
在一种实施方式中，所述定位条可以在朝向所述连接铝片的一侧设有定位所述连接铝片的定位凹槽，所述连接铝片设有与所述定位凹槽配合的凸出部。这样，能进一步固定所述连接铝片的位置。
在一种实施方式中，所述塑料边框的底端还可以设有定位所述连接铝片在电池模组中位置的定位块，所述定位块一端固定在所述塑料边框，另一端与所述电池模组中的电芯的相应部位配合。所述塑料边框的底端即所述塑料边框的反面，所述定位块可以插入所述电芯的相应部位，或插入所述电芯与电芯之间的间隙中，来定位所述连接铝片。
在一种实施方式中，所述定位块可以包括第一定位块和第二定位块；所述第一定位块设置在所述定位条上，所述第一定位块的一端插入两个相邻的所述电芯的极柱之间的间隙中，所述第一定位块在第一方向的两侧面分别抵靠两个所述极柱；所述第二定位块设置在所述边框条上，所述第二定位块的内端从第二方向抵靠所述电芯；所述第一方向与所述第二方向相互垂直。这样，所述第一定位块定位所述连接铝片的第一方向，所述第二定位块定位所述连接铝片的第二方向；
这里，所述第一方向是指前后或左右等在同一直线上的两个方向，不是单指一个方向；同理，所述第二方向也是指左右或前后等在同一直线上的两个方向。由于塑料边框相对所述电芯，不存在转动，因此，通过限制所述塑料边框在第一方向和第二方向上的移动，就完全确定所述塑料边框在水平面的位置；而所述塑料边框在竖直方向，即高度方向的位置会有其他结构限制，不是本发明实施例的内容，不作介绍。
在一种实施方式中，所述第一定位块可以在所述第一方向的两个侧面设有预设大小的倒角，所述第二定位块在抵靠所述电芯的一面设有预设大小的倒角。所述倒角，可以使得装配的时候对齐更方便高效。所述预设大小可以根据装配的情况设置。
在一种实施方式中，所述电路板两侧的上表面和下表面均可以设有固定所述连接铝片与电路板的所述固定膜；所述固定膜的一部分固定于所述连接铝片、另一部分固定于所述电路板。这样，将电路板和连接铝片固定的更牢固，能够理解，只在上表面或下表面一处固定也是可以的。也就是固定膜的数量可以是四块，即一侧的上表面和下表面各一块，另一侧的上表面和下表面各一块。
在一种实施方式中，所述固定膜可以包括上下叠合固定的基层和粘结层，所述固定膜通过所述粘结层的粘结力固定于所述连接铝片或所述电路板。具体地，所述基层可以是由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET，Polyethylene terephthalate)制成，粘结层可以是一种热敏胶制成。这样，不用在粘结层外设置保护套，存放、运输、装配方便，装配后加热即可完成固定。能够理解粘结层可以是其它胶，也能理解，所述固定膜可以不设置粘结层，可以是固定膜在制造中增加自粘剂，增加自粘性达到固定目的等。
在一种实施方式中，所述固定膜的外端设置有固定所述连接铝片和所述塑料边框的延伸条，所述延伸条位于所述连接铝片和所述塑料边框相接处的上方或下方。这里，所述连接铝片和所述塑料边框相接处，可以是所述连接铝片和所述塑料边框的定位条的相接处；这样，可以进一步提高了电池模组的结构稳定性。
在一种实施方式中，所述连接铝片和所述电路板可以通过镍带建立电连接，所述镍带一端连接到所述连接铝片、另一端连接到所述电路板。具体地，所述镍带的厚度可以为0.5mm，所述镍带的宽度可以为7mm。这样，电连接牢固，在生产、运输、甚至使用的过程中不容易断裂。
以下结合附图及具体实施例，对本发明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用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图3所示，本发明实施例提供了一种电池模组用汇流排，所述汇流排包括电路板11、在所述电路板11两侧纵向排列的多个连接铝片12、固定所述连接铝片12的塑料边框13和固定所述连接铝片12与电路板11的固定膜14；电路板11设置有对外充放电的连接器111，所述连接器111通过电路板11两侧的印刷电路(未在图中示出)与所述连接铝片12电连接。
本实施例中，如图4-6所示，所述塑料边框13包括边框条131和定位条132，所述边框条131贴合在所述连接铝片12的外端，所述定位条132伸入相邻的两个所述连接铝片12之间的间隙中。这样，可以更好的固定所述连接铝片12。
本实施例中，所述定位条132在朝向所述连接铝片12的一侧设有定位所述连接铝片12的定位凹槽133，所述连接铝片12设有与所述定位凹槽133配合的凸出部121。这样，能进一步固定所述连接铝片12的位置。
本实施例中，所述塑料边框13的底端还设有定位所述连接铝片12在电池模组中位置的定位块，所述定位块一端固定在所述塑料边框13，另一端与所述电池模组中的电芯的相应部位配合。所述塑料边框13的底端即所述塑料边框13的反面，所述定位块可以插入所述电芯的相应部位，或插入所述电芯与电芯之间的间隙中，来定位所述连接铝片12。
本实施例中，所述定位块包括第一定位块134和第二定位块135；所述第一定位块134设置在所述定位条132上，所述第一定位块134的一端插入两个相邻的所述电芯的极柱31之间的间隙中，所述第一定位块134在第一方向的两侧面分别抵靠两个所述极柱31；所述第二定位块135设置在所述边框条131上，所述第二定位块135的内端从第二方向抵靠所述电芯，如图7-9所示。
这里，所述第一方向是指如图5所示的左右方向，同理，所述第二方向也是指如图5所示的前后方向。这样，通过限制所述塑料边框13在第一方向和第二方向上的移动，就能确定所述塑料边框13在水平面的位置。
本实施例中，所述第一定位块134在所述第一方向的两个侧面设有预设大小的倒角1341，所述第二定位块135在抵靠所述电芯的一面设有预设大小的倒角1351。所述倒角1341或1351，可以使得装配的时候对齐更方便高效。
本实施例中，所述第一定位块134还开设有减重的减重槽1342，这样减轻整个塑料边框的重量，也能增加第一定位块134的弹性，更便于装配。
本实施例中，如图10、11所示，所述电路板11两侧的上表面和下表面均设有固定所述连接铝片12与电路板11的所述固定膜14，即共设置四块固定膜14,；所述固定膜14的一部分固定于所述连接铝片12、另一部分固定于所述电路板11。这样，将电路板11和连接铝片12固定的更牢固。需要说明的是，所述图10、11的固定膜14均为立体图，且是同一个观察点，因此图11中固定膜的后侧被遮挡，与图10的图形略有不同，但是实际上两者基本是一样的。
本实施例中，所述固定膜14包括上下叠合固定的基层(未在图中示出)和粘结层(未在图中示出)，所述固定膜14通过所述粘结层的粘结力固定于所述连接铝片12或所述电路板11。具体地，所述基层可以是由PET制成，粘结层可以是一种热敏胶制成。这样，不用在粘结层外设置保护套，存放、运输、装配方便，装配后加热即可完成固定。
本实施例中，所述固定膜14的外端设置有固定所述连接铝片12和所述塑料边框13的延伸条141，所述延伸条141位于所述连接铝片12和所述塑料边框13相接处的上方或下方。这样，可以进一步提高电池模组的结构稳定性。
本实施例中，所述固定膜14设有让位通孔142，所述让位通孔142便于所述电路板11和所述连接铝片12建立电连接，是导线或导体进入的通道，这里的导线或导体可以是下面所述的镍带15(参见图12)。
本实施例中，如图12所示，所述连接铝片12和所述电路板11通过镍带15建立电连接，所述镍带15一端连接到所述连接铝片12、另一端连接到所述电路板11。具体地，所述镍带15的厚度为0.5mm，所述镍带15的宽度为7mm。这样，电连接牢固，在生产、运输、甚至使用的过程中不容易断裂。
本实施例中，所述汇流排设置有温度传感器16，所述温度传感器设置在所述连接铝片12，并电连接所述电路板11，用于感测所述连接铝片12的温度，并将感测温度通过电路板11发送给电池控制部件(未在图中示出)。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种电池模组用汇流排，其特征在于，所述汇流排包括设置有对外充放电的连接器的电路板、在所述电路板两侧纵向排列的多个连接铝片、固定所述连接铝片的塑料边框和固定所述连接铝片与电路板的固定膜；所述连接器通过电路板两侧的印刷电路与所述连接铝片电连接。
2.根据权利要求1所述的电池模组用汇流排，其特征在于，所述塑料边框包括边框条和定位条，所述边框条贴合在所述连接铝片的外端，所述定位条伸入相邻的两个所述连接铝片之间的间隙中。
3.根据权利要求2所述的电池模组用汇流排，其特征在于，所述定位条在朝向所述连接铝片的一侧设有定位所述连接铝片的定位凹槽，所述连接铝片设有与所述定位凹槽配合的凸出部。
4.根据权利要求2所述的电池模组用汇流排，其特征在于，所述塑料边框的底端还设有定位所述连接铝片在电池模组中位置的定位块，所述定位块一端固定在所述塑料边框，另一端与所述电池模组中的电芯的相应部位配合。
5.根据权利要求4所述的电池模组用汇流排，其特征在于，所述定位块包括第一定位块和第二定位块；所述第一定位块设置在所述定位条上，所述第一定位块的一端插入两个相邻的所述电芯的极柱之间的间隙中，所述第一定位块在第一方向的两侧面分别抵靠两个所述极柱；所述第二定位块设置在所述边框条上，所述第二定位块的内端从第二方向抵靠所述电芯；所述第一方向与所述第二方向相互垂直。
6.根据权利要求5所述的电池模组用汇流排，其特征在于，所述第一定位块在所述第一方向的两个侧面设有预设大小的倒角，所述第二定位块在抵靠所述电芯的一面设有预设大小的倒角。
7.根据权利要求1或2所述的电池模组用汇流排，其特征在于，所述电路板两侧的上表面和下表面均设有固定所述连接铝片与电路板的所述固定膜；所述固定膜的一部分固定于所述连接铝片、另一部分固定于所述电路板。
8.根据权利要求7所述的电池模组用汇流排，其特征在于，所述固定膜包括上下叠合固定的基层和粘结层，所述固定膜通过所述粘结层的粘结力固定于所述连接铝片或所述电路板。
9.根据权利要求7所述的电池模组用汇流排，其特征在于，所述固定膜的外端设置有固定所述连接铝片和所述塑料边框的延伸条，所述延伸条位于所述连接铝片和所述塑料边框相接处的上方或下方。
10.根据权利要求1或2所述的电池模组用汇流排，其特征在于，所述连接铝片和所述电路板通过镍带建立电连接，所述镍带一端连接到所述连接铝片、另一端连接到所述电路板。
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