CN112272446A - 一种能源动力电池的fpc采压线及制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种新能源动力电池的FPC采压线及制作方法，FPC采压线可包括：FPC主体；多个采压点，其布设在所述FPC主体两端；以及连接器，其焊接在所述PFC主体上，具有数量与所述采压点一致的端子，所述端子与所述采压点之间通过蚀刻在所述FPC主体上的相应线路连接，其中，各条线路布置成使得其电阻都相同。本发明直接通过采压线进行电池均衡，不需要电压采样和均衡双路设计，降低了电池重量和体积，提升了电池能量密度，同时提升了动力电池采压数据一致性，提高了电压采集精度。
Description
技术领域
本发明涉及柔性线路板领域，具体地涉及一种新能源动力电池的FPC采压线及制作方法。
背景技术
柔性电路板(Flexible Printed Circuit Board)又称“FPC柔性板”，是用柔性的绝缘基材制成的印刷电路，具有许多硬性印刷电路板不具备的优点。例如它可以自由弯曲、卷绕、折叠，可依照空间布局要求任意安排，并在三维空间任意移动和伸缩，从而达到元器件装配和导线连接的一体化。
随着新能源动力电池能量密度的增加及BMS系统的技术发展功能日渐增多的需要，为确保动力电池的安全性，对动力电池进行电压、温度采集监控，由于FPC的轻量化、小型化、一体化、安全性的优点，FPC采压线的应用日渐增多。图1示出了一种现有新能源动力电池的FPC采压线，这种FPC采压线由于采压点2与连接器3的位置距离不一致，因此，线阻也不一致(R1≠R2≠R3≠…)，进而影响电压采集精度。当需要对模组进行均衡时，例如R1＝0.1欧姆，R2＝0.2欧姆，均衡电流为0.5安培，通过U＝IR，则U1＝0.5*0.1＝0.05伏，U2＝0.5*0.2＝0.1伏,，线阻不均产生的压降导致U1与U2存在0.05伏的压差。随着大电池模组的开发应用，采压点的距离越大，电芯的电压采集数据与实际的偏差越大。由于监测偏差，各电芯电量不一致，将降低电池容量，影响整体电池组、电池包的能量密度。如果监测异常偏差较大时，可能导致部分电池电芯过充，安全风险隐患无比巨大。
发明内容
本发明旨在提供一种新能源动力电池的FPC采压线及制作方法，以解决上述问题。为此，本发明采用的具体技术方案如下：
根据本发明的一方面，提供了一种新能源动力电池的FPC采压线，其可包括：
FPC主体；
多个采压点，其布设在所述FPC主体两端；
以及连接器，其焊接在所述PFC主体上，具有数量与所述采压点一致的端子，所述端子与所述采压点之间通过蚀刻在所述FPC主体上的相应线路连接，其中，各条线路布置成使得其电阻都相同。
进一步地，所述FPC主体可以是单面或双面FPC。
进一步地，各条线路采用蛇形绕线、粗细搭配或其组合的方式实现电阻相同。
进一步地，所述电阻不超过1欧姆。
根据本发明的另一方面，提供了一种用于制作如上所述的FPC采压线的方法，其可包括以下步骤：
S1.根据新能源动力电池的模组结构确定FPC主体的尺寸、采压点的数量以及连接器的规格；
S2.根据公式R＝ρL/S计算线路的长度和横截面积,其中，R为线路电阻，ρ为线路的电阻率，L为线路的长度，S为线路的横截面积，由于横截面积＝厚度*宽度，因此在厚度确定的情况下能够得到线路的宽度；
S3.在S1和S2的基础上进行布线设计，使其满足所有线路的电阻相同的要求；
S4.根据布线设计结果进行线路制作；
S5.将连接器焊接于FPC主体的预定位置上。
进一步地，在进行布线设计时，采用蛇形绕线、粗细搭配或其组合的方式来实现电阻相同。
进一步地，在进行布线设计时，在满足电阻要求和空间允许的情况下，线宽越大越好。
进一步地，电阻不超过1欧姆。
本发明采用上述技术方案，具有的有益效果是：直接通过采压线进行电池均衡，不需要电压采样和均衡双路设计，降低了电池重量和体积，提升了电池能量密度，同时提升了动力电池采压数据一致性，提高了电压采集精度。
附图说明
为进一步说明各实施例，本发明提供有附图。这些附图为本发明揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本发明的优点。图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。
图1是现有技术的用于新能源动力电池的FPC采压线的示意图；
图2是本发明的用于新能源动力电池的FPC采压线的示意图。
具体实施方式
现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。
实施例1
如图2所示，一种用于新能源动力电池的FPC采压线，其可包括FPC主体10、多个采压点20以及连接器30。FPC主体1可以是单面或双面FPC，其大小可根据新能源动力电池的模组大小确定。FPC主体1通常是两端大中间小，类似工字形。采压点20布设在FPC主体1的两端，其数量根据需要设置。在所示实施例中，FPC采压线具有12个采压点20。连接器30焊接在PFC主体10上，具有数量与采压点20一致的端子，所述端子与采压点20之间通过蚀刻在FPC主体10上的相应线路(即采压线L11、L12、L13...)连接，其中，各条线路布置成使得其电阻都相同，即FPC采压线的各条线路的线阻一样(R11＝R12＝R13＝…)。优选地，各条线路采用蛇形绕线、粗细搭配或其组合的方式来实现电阻相同。通常距离连接器远的线以粗线为主，距离连接器近的线以细线+蛇形线为主。具体地说，靠近连接器的采压点与端子之间的线路采用蛇形绕线来增加其长度，如L11和L12所示，而远离连接器的采压点与端子之间的线路采样粗细搭配或粗细搭配和蛇形绕线组合的方式，如L13所示。
为避免产生压降，影响测量精度，采压线线阻的阻值越小越好。一般建议根据模组大小，将采压线的线阻设定不超过1欧姆。优选地，不超过0.5欧姆。
与现有FPC采压线相比，采压线的内阻一致，当均衡电流确定时，线阻一致时，U＝IR，可以确保每一路电压、电流的一致性，不会产生压差，从而提升了动力电池采压数据一致性，提高了电压采集精度，同时也实现了电池均衡，不需要电压采样和均衡双路设计，降低了电池重量和体积，提升了电池能量密度。
实施例2
本发明还公开了一种用于制作上述新能源动力电池的FPC采压线的制作方法，其包括以下步骤：
S1.根据新能源动力电池的模组结构确定FPC主体的尺寸、采压点的数量以及连接器的规格(端子数)；
S2.根据公式R＝ρL/S计算线路的长度和横截面积,其中，R为线路电阻，ρ为线路的电阻率，L为线路的长度，S为线路的横截面积，由于横截面积＝厚度*宽度，因此在厚度确定的情况下能够得到线路的宽度；
S3.在S1和S2的基础上进行布线设计，使其满足所有线路的电阻相同的要求，即，设计出每条线路的长度、宽度以及相应走线方式，具体地，在进行布线设计时，应该考虑以下因素：
1)为避免产生压降，影响测量精度，阻值越小越好，一般建议根据模组大小，将采样线线阻设定不超过1欧姆，优选地，不超过0.5欧姆；
2)为避免超出上限，可以将设计线阻设置在上限的80％(如0.5欧*80％＝0.4欧)，线阻在布线空间允许的情况下越小越好；
3)为避免温升过高，常规线宽设计≥0.25mm，在满足线阻要求和布线空间允许的情况下，线宽越大越好；
因此，在进行布线设计时，可以采用蛇形绕线、粗细搭配或其组合的方式来平衡上述因素，进而达到实现电阻相同的目的；
S4.根据布线设计结果进行线路制作，线路制作过程为常规技术，这里不再进行描述；
S5.将连接器焊接于FPC主体的预定位置上。
尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种新能源动力电池的FPC采压线，包括：
FPC主体；
多个采压点，其布设在所述FPC主体两端；
以及连接器，其焊接在所述PFC主体上，具有数量与所述采压点一致的端子，所述端子与所述采压点之间通过蚀刻在所述FPC主体上的相应线路连接，
其特征在于，各条线路布置成使得其电阻都相同。
2.如权利要求1所述的FPC采压线，其特征在于，所述FPC主体是单面或双面FPC。
3.如权利要求1所述的FPC采压线，其特征在于，各条线路采用蛇形绕线、粗细搭配或其组合的方式实现电阻相同。
4.如权利要求1至3中任一项所述的FPC采压线，其特征在于，所述电阻不超过1欧姆。
5.一种如权利要求1所述的FPC采压线的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.根据新能源动力电池的模组结构确定FPC主体的尺寸、采压点的数量以及连接器的规格；
S2.根据公式R＝ρL/S计算线路的长度和横截面积,其中，R为线路电阻，ρ为线路的电阻率，L为线路的长度，S为线路的横截面积，由于横截面积＝厚度*宽度，因此在厚度确定的情况下能够得到线路的宽度；
S3.在S1和S2的基础上进行布线设计，使其满足所有线路的电阻相同的要求；
S4.根据布线设计结果进行线路制作；
S5.将连接器焊接于FPC主体的预定位置上。
6.如权利要求5所述的制作方法，其特征在于，在进行布线设计时，采用蛇形绕线、粗细搭配或其组合的方式来实现电阻相同。
7.如权利要求6所述的制作方法，其特征在于，在进行布线设计时，在满足电阻要求和空间允许的情况下，线宽越大越好。
8.如权利要求5-7中任一项所述的制作方法，其特征在于，电阻不超过1欧姆。
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|---|---|---|---|---|
| CN113597108A (zh) * | 2021-07-28 | 2021-11-02 | 恒赫鼎富(苏州)电子有限公司 | 一种FPC材质Cable线材及其制作工艺 |
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| CN210668601U (zh) * | 2019-11-12 | 2020-06-02 | 深圳市亿诚鑫科技有限公司 | 锂电池保护板电压信号采样装置及免焊电池模组 |
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