CN110112477A - 电芯连接系统 - Google Patents
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Abstract
本发明电芯连接系统包括电芯、隔离板和汇流排,电芯安装于隔离板的下表面并通过隔离板上的开孔与隔离板上表面的汇流排电性连接,隔离板的上表面还设有印制电路板,印制电路板通过柔性片柔性连接于采样元件,且印制电路板与采样元件通过柔性片电性导通,系统还包括用于将采样元件相对固定于汇流排上的定位结构。采样元件电连接于印制电路板,采样元件采集电芯信号并经柔性片传递至印制电路板,保证了电芯信号的正常采集;使用柔性片连接于采样元件和印制电路板之间,利用柔性片的弹性起到缓冲、减震的作用,配合将采样元件相对固定于汇流排上的定位结构,可避免由震动、机械冲击、电芯膨胀产生较大位移而导致的电芯信号采集线路受损的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及电池领域,具体涉及一种电芯连接系统。
背景技术
电池电压、温度参数的采集对电池质量至关重要,然而电芯在使用时往往由于易膨胀而导致电池内部连接应力增大,最终可能会导致电压和温度信号采集线路受损;此外,外部震动、机械冲击也可能会损伤线路。
因此,有必要提供一种方案,解决现有技术中因震动、机械冲击、电芯膨胀而导致的电压和温度信号采集线路受损的技术问题。
发明内容
为了解决现有技术中因震动、机械冲击、电芯膨胀而导致的电芯信号采集线路受损的技术问题,本发明提供了一种电芯连接系统。
本发明提供的电芯连接系统,包括电芯、隔离板和汇流排,所述电芯安装于所述隔离板的下表面并通过所述隔离板上的开孔与所述隔离板上表面的所述汇流排电性连接,所述隔离板的上表面还设有印制电路板,所述印制电路板通过柔性片柔性连接于采样元件,且所述印制电路板与所述采样元件通过所述柔性片电性导通,所述电芯连接系统还包括用于将所述采样元件相对固定于所述汇流排上的定位结构。
本发明中,采样元件电连接于印制电路板,采样元件采集电芯信号并经柔性片传递至印制电路板,保证了电芯信号的正常采集;使用柔性片连接于采样元件和印制电路板之间,利用柔性片的弹性起到缓冲、减震的作用,配合将采样元件相对固定于汇流排上的定位结构,可避免由震动、机械冲击、电芯膨胀产生较大位移而导致的电芯信号采集线路受损的技术问题。
本发明电芯连接系统的进一步改进在于,所述采样元件包括温度传感器;所述柔性片包括导电的连接臂,所述连接臂的第一端固定并电性连接于所述温度传感器,所述连接臂的第二端固定并电性连接于所述印制电路板;所述定位结构包括用于压迫所述温度传感器至接触所述汇流排的压板,所述压板连接于所述隔离板并压设于所述连接臂的第一端上。
本发明电芯连接系统的更进一步改进在于,所述连接臂和所述压板均为条形。
本发明电芯连接系统的更进一步改进在于,所述汇流排形成有凹槽,所述汇流排上设有供所述温度传感器容置的凹槽。
本发明电芯连接系统的更进一步改进在于,所述连接臂连接有铜帽,所述铜帽罩设于所述温度传感器外并贴合于所述凹槽。
本发明电芯连接系统的更进一步改进在于,所述铜帽的贴合于所述凹槽的一侧形成有通孔,所述铜帽内填充有导热胶。
本发明电芯连接系统的更进一步改进在于,所述印制电路板上设有安装孔,所述压板通过所述安装孔连接于所述隔离板。
本发明电芯连接系统的进一步改进在于,所述采样元件包括导电的金属片,所述金属片通过焊接结构固定于所述汇流排;
所述柔性片包括导电的弹片,所述弹片形成有连接部和波浪形的缓冲部,所述连接部固定并电性连接于所述印制电路板,所述缓冲部固定并电性连接于所述金属片。
本发明电芯连接系统的更进一步改进在于,所述金属片和所述弹片均为铜片或镍片。
本发明电芯连接系统的更进一步改进在于,所述连接部焊接于所述印制电路板。
附图说明
图1为本发明实施例的电芯连接系统的结构示意图。
图2为图1实施例中的压板与汇流排的连接结构示意图。
图3为图1实施例中的连接臂和铜帽的连接结构示意图。
图4为图1实施例中的连接臂、铜帽和温度传感器的连接结构示意图。
图5为图2的侧视示意图。
图6为图1实施例中的弹片与汇流排的连接结构示意图。
具体实施方式
为了解决现有技术中因震动、机械冲击、电芯膨胀而导致的电芯信号采集线路受损的技术问题,本发明提供了一种电芯连接系统。
下面结合附图和具体实施例对本发明电芯连接系统作进一步说明。本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。
结合图1至图6所示,一种电芯连接系统,包括电芯、隔离板10和汇流排20,电芯安装于隔离板10的下表面并通过隔离板10上的开孔与隔离板10上表面的汇流排20电性连接,隔离板10的上表面还设有印制电路板40,印制电路板40通过柔性片柔性连接于采样元件,且印制电路板40与采样元件通过柔性片电性导通,电芯连接系统还包括用于将采样元件相对固定于汇流排20上的定位结构。
本发明中,采样元件电连接于印制电路板40,采样元件采集电芯信号并经柔性片传递至印制电路板40,保证了电芯信号的正常采集;使用柔性片连接于采样元件和印制电路板40之间,利用柔性片的弹性起到缓冲、减震的作用,配合将采样元件相对固定于汇流排20上的定位结构,可避免由震动、机械冲击、电芯膨胀产生较大位移而导致的电芯信号采集线路受损的技术问题。
如图1所示,本实施例中,两组汇流排20分别位于隔离板10的两侧,印制电路板40位于两组汇流排20之间。电芯设于隔离板10的下方,隔离板10上形成有供电芯露出的通孔(图中未显示);汇流排20安装于隔离板10的上方并连接于电芯;印制电路板40安装于隔离板10的上方并位于隔离板10的中部、两侧汇流排20之间。
采样元件连接于汇流排20的靠近印制电路板40的一侧,采样元件经汇流排20获取或感应电芯信号,然后采样元件将电芯信号电性传递至印制电路板40,采样元件的数量、位置、种类可根据实际情况进行布设;本实施例中一侧,采样元件经汇流排20获取电芯的温度信号和电压信号。
如图2至图5所示,进一步地,采样元件包括温度传感器61;柔性片包括导电的连接臂31,连接臂31的第一端固定并电性连接于温度传感器61,连接臂31的第二端固定并电性连接于印制电路板40;定位结构包括用于压迫温度传感器61至接触汇流排20的压板51,压板51连接于隔离板10并压设于连接臂31的第一端上。
本实施例中,进行电芯温度信号采集时,使用温度传感器61作为采样元件;本实施例中连接臂31为FPC(Flexible Printed Circuit,柔性电路板),温度传感器61与柔性的连接臂31电性连接,温度信号经连接臂31传递至印制电路板40,实现了温度信号的采集;此外,使用柔性电路板作为长力臂结构,可有效吸收电芯上下0.5mm高度公差;压板51压设于连接臂31上,将温度传感器61牢靠地压设于汇流排20;具有压设、定位作用的压板51与柔性的连接臂31相配合,可避免由震动、机械冲击、电芯膨胀产生较大位移而导致的电芯信号采集线路受损的技术问题。较佳地,压板51具有弹性,压板51为簧片。
本实施例中,连接臂31为0.3~0.4mm厚度的FPC。较佳的,柔性的连接臂31连接于硬性的印制电路板40。更进一步地,连接臂31和压板51均为条形。
本实施例中,连接臂31和压板51均为条形,此为根据电芯、隔离板10具体结构所设计,本发明中连接臂31和压板51的形状不限于此,只要连接臂31起到电性连接作用的同时具有柔性,并且压板51具有压设连接臂31并将温度传感器61压设于汇流排20上的作用即可。
本实施例中,压板51为簧片,压板51压设于连接臂31上,从而将热敏电阻牢靠地压设于凹槽21内,通过预压量和簧片材料选型使温度传感器61有效贴合汇流排20,确保电芯温度温度、可靠地传递至温度传感器61。本实施例中的簧片的厚度为0.2mm。
更进一步地,汇流排20形成有凹槽21,汇流排20上设有供温度传感器61容置的凹槽21。
由于温度传感器61具有一定的高度,故在汇流排20形成一凹槽21后将温度传感器61设置于凹槽21内,由此不仅能够实现温度检测,而且能够使系统的整体高度保持一致;柔性的连接臂31内设有电连接于温度传感器61两级的线路,而且连接臂31可吸收电芯上下高度公差,避免温度传感器61位移过大。
更进一步地,连接臂31连接有铜帽612,铜帽612罩设于温度传感器61外并贴合于凹槽21。
更进一步地,铜帽612的贴合于凹槽21的一侧形成有通孔613,铜帽612内填充有导热胶。
较佳地,使用SMT(Surface Mount Technology,表面贴装技术)将温度传感器61贴装于连接臂31,使用热敏电阻作为温度传感器61。铜帽612罩设于温度传感器61外并贴合于凹槽21的靠近电芯的一侧。温度传感器61与铜帽612之间的空间填充导热性能良好的导热胶。电芯温度经汇流排20传递至铜帽612,再由导热胶传递至温度传感器61,温度传感器61感应温度后将温度信号传递至连接臂31。
较佳地,温度传感器61设置在电池的中部和电池的两端各设置一处来代表电池各部位的温度。
更进一步地,印制电路板40形成有安装孔,压板51通过安装孔连接于隔离板10。
本实施例中,印制电路板40形成有安装孔,压板51的第一端和隔离板10之间通过穿设于安装孔的固定件相连接,压板51的第二端压设于连接臂31上。压板51(簧片)的第二端形成有弯头。
如图6所示,进一步地,采样元件包括导电的金属片62,金属片62通过焊接结构固定于汇流排20;柔性片包括导电的弹片,弹片形成有连接部321和波浪形的缓冲部322,连接部321固定并电性连接于印制电路板40,缓冲部322固定并电性连接于金属片62。
本实施例中,进行电芯电压信号采集时,使用具导电性能的金属片62作为采样元件;定位结构包括焊接结构;金属片62通过焊接结构固定于汇流排20获取电压信号;弹片亦具导电性能,故金属片62上的电压信号直接经柔性片(弹片)传递至印制电路板40,实现电压信号的正常采集;同时,弹片具有一波浪形的缓冲部322,本实施例中,缓冲部322通过精密冲压成型回型(S型)线路,可有效承受6个方向的震动和机械冲击,可承受电芯膨胀产生的较大位移。
当采样电压时,柔性片具有导电性,起到传递电压的作用;同时柔性片又具有波浪形缓冲部322,可有效承受6个方向的震动和机械冲击,可承受电芯膨胀产生的较大位移。
本实施例中,弹片与印制电路板40之间采用回流焊,焊接剪切力大于100N,金属片62与汇流排20之间采用激光焊,焊接剪切力大于100N。
较佳地,具导电性的弹片与金属片62之间为一体成型;既能采集、传递电压信号,又能承受震动、机械冲击和电芯膨胀所导致的位移。
更进一步地,金属片62和弹片均为铜片或镍片。
较佳地,为了在串联线路中每个电池单元的正负极都设置电压采样点,金属片62设置在电池串联线路中的每个电池单元的始末端和中间点处。
本实施例中,隔离板10形成有供连接臂31、缓冲部322穿过的开口,隔离板10作为安装、支撑架体,其形状及结构应当被设计为适于电芯、汇流排20、印制电路板40、采样元件和柔性片安放的结构,而根据电芯、汇流排20、印制电路板40、采样元件和柔性片的连接结构设计隔离板10可由本领域技术人员根据常规技术手段实现。
较佳地,如图1所示,本发明电芯连接系统使用AAS薄型定制汽车级连接器,安装空间小,适用于个VW模组及各种薄型模组。
本发明电芯连接系统,在正常采样电芯信号的同时,通过设置柔性片,避免了因震动、机械冲击、电芯膨胀而导致的电芯信号采集线路受损,提高了产品的质量,具有极佳的技术效果。
本发明采样温度时,采用长力臂结构,并用簧片压紧铜帽612,起到快速传热精确采集温度的作用;使用0.3~0.4mm厚PCB,采用长力臂结构,并用簧片压紧铜帽612,可有效吸收电芯上下0.5mm装配公差,使铜帽612始终贴合在汇流排20上,确保电芯温度稳定、可靠的传递至温度传感器61。
采样电压时,于PCB和汇流排20之间设置弹片,起到缓冲、减震、提高稳定性的作用。
以上仅是本发明的较佳实施例而已,并非对本发明做任何形式上的限制,虽然本发明已以较佳实施例揭露如上,然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专业的技术人员,在不脱离本发明技术方案的范围内,当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本发明技术方案的内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。
需要说明的是,本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等,均仅用以配合说明书所揭示的内容,以供熟悉此技术的人士了解与阅读,并非用以限定本发明可实施的限定条件,故不具技术上的实质意义,任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整,在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下,均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
Claims (10)
1.一种电芯连接系统,其特征在于:包括电芯、隔离板和汇流排,所述电芯安装于所述隔离板的下表面并通过所述隔离板上的开孔与所述隔离板上表面的所述汇流排电性连接,所述隔离板的上表面还设有印制电路板,所述印制电路板通过柔性片柔性连接于采样元件,且所述印制电路板与所述采样元件通过所述柔性片电性导通,所述电芯连接系统还包括用于将所述采样元件相对固定于所述汇流排上的定位结构。
2.如权利要求1所述的电芯连接系统,其特征在于:所述采样元件包括温度传感器;
所述柔性片包括导电的连接臂,所述连接臂的第一端固定并电性连接于所述温度传感器,所述连接臂的第二端固定并电性连接于所述印制电路板;
所述定位结构包括用于压迫所述温度传感器至接触所述汇流排的压板,所述压板连接于所述隔离板并压设于所述连接臂的第一端上。
3.如权利要求2所述的电芯连接系统,其特征在于:所述连接臂和所述压板均为条形。
4.如权利要求2所述的电芯连接系统,其特征在于:所述汇流排形成有凹槽,所述汇流排上设有供所述温度传感器容置的凹槽。
5.如权利要求4所述的电芯连接系统,其特征在于:所述连接臂连接有铜帽,所述铜帽罩设于所述温度传感器外并贴合于所述凹槽。
6.如权利要求5所述的电芯连接系统,其特征在于:所述铜帽的贴合于所述凹槽的一侧形成有通孔,所述铜帽内填充有导热胶。
7.如权利要求2所述的电芯连接系统,其特征在于:所述印制电路板上设有安装孔,所述压板通过所述安装孔连接于所述隔离板。
8.如权利要求1所述的电芯连接系统,其特征在于:所述采样元件包括导电的金属片,所述金属片通过焊接结构固定于所述汇流排;
所述柔性片包括导电的弹片,所述弹片形成有连接部和波浪形的缓冲部,所述连接部固定并电性连接于所述印制电路板,所述缓冲部固定并电性连接于所述金属片。
9.如权利要求8所述的电芯连接系统,其特征在于:所述金属片和所述弹片均为铜片或镍片。
10.如权利要求8所述的电芯连接系统,其特征在于:所述连接部焊接于所述印制电路板。
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