CN115579588A - 一种ffc-fpc组合式电池模组集成采集母排 - Google Patents

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Abstract

本发明属于新能源动力电池包及储能技术领域，公开了一种FFC‑FPC组合式电池模组集成采集母排。所述集成采集母排包括胶膜层和固定于胶膜层上的FFC组件和多个导电汇流连接排，所述FFC组件中的FFC排线通过FPC与导电汇流连接排中转连接，所述FPC设置于FFC排线与导电汇流连接排连接的弯折处。本发明采用简单胶膜层粘贴固定FFC组件和导电汇流连接排，将所有的散件联合成一个整体集成盖板，具有结构简单、轻薄，连接稳固的优点。并在FFC组件和导电汇流连接排的连接中采用了FPC中转的设计方案，省去了FFC排线折弯工序，便于定位压合和焊接；另外，将保险丝内置于FPC内，提高了保险丝的可靠性。

Description

一种FFC-FPC组合式电池模组集成采集母排
技术领域
本发明属于新能源动力电池包及储能技术领域，具体涉及一种FFC-FPC组合式电池模组集成采集母排。
背景技术
随着电动汽车行业的迅速发展，动力总成的电气化趋势越来越明显。电池作为电动车的动力核心，是整个电动汽车非常重要的部分。一台电动汽车的电池系统往往由许多个单体电池通过串并联组成，其使用效率，续航里程，以及在恶劣条件下的长期可靠性等关乎整车的使用性能和安全。
随着行业的规范化发展，电池包的设计朝着标准化方向发展，电池包零部件也朝向集成式方向设计，产业的自动化和集成化趋势对零部件供应商的设计配合能力，以及零部件的品质和性能提出更高的要求。另外电动汽车目前成本居高，在设计源头降低成本，是本领域技术人员的共同目标。
集成采集母排(CCS或IBB)是一种高度集成化的电池信号采集(如温度采集、压力采集等)及管理系统，现有的CCS主要由塑胶支架、FPC组件和导电汇流连接铝排(铝巴)组成，FPC组件包括FPC板、连接器、镍片、NTC电阻等，FPC组件上的所有器件都是通过SMT来贴片到FPC板上。其存在结构复杂，成本较高，占用空间大，整体偏重的问题。
FFC排线又称柔性扁平线缆，可以任意选择导线数目及间距，使联线更方便，大大减少电子产品的体积，减少生产成本，提高生产效率，主要应用于移动部件与主板之间、PCB板对PCB板之间、小型化电器设备中作数据传输线缆之用。目前较少用于电池模组采集集成母排，且对其结构设计的公开较少。
在采用FFC的实施方案中，将排线与铝巴焊接前需要将该线排折弯定位，由于线排非常柔软，容易发生形变，导致压合时的定位工作非常困难，经常出现线头无法落在预设焊接区的情况。而且，由于FFC铜导体厚度存在公差，且切削加工时加工精度有限，导致依托FFC本体做保险丝设计时，每根保险丝的熔断电流或熔断时间存在差异，导致产品的可靠性下降。
发明内容
针对以上现有技术存在的缺点和不足之处，本发明的目的在于提供一种FFC-FPC组合式电池模组集成采集母排。本发明集成采集母排的结构设计采用简单胶膜层粘贴固定FFC组件和导电汇流连接排，将所有的散件联合成一个整体集成盖板，具有结构简单、轻薄，连接稳固的优点。并在FFC组件和导电汇流连接排的连接中采用了FPC中转的设计方案，省去了FFC排线折弯工序，便于定位压合和焊接；另外，将保险丝内置于FPC内，提高了保险丝的可靠性。
本发明目的通过以下技术方案实现：
一种FFC-FPC组合式电池模组集成采集母排，包括胶膜层和固定于胶膜层上的FFC组件和多个导电汇流连接排，所述FFC组件中的FFC排线通过FPC与导电汇流连接排中转连接，所述FPC设置于FFC排线与导电汇流连接排连接的弯折处。
进一步地，所述胶膜层为PET胶膜层，PET胶膜层的厚度为0.03～2mm。
进一步地，所述PET胶膜层由PET层和胶粘层组成，PET层厚度为0.03～1mm，胶粘层厚度为0.01～0.1mm；PET层的塑化温度为120～180℃。
进一步地，所述胶膜层为单独的上胶膜层，FFC组件、FPC和导电汇流连接排均通过上胶膜层粘贴固定成一个整体集成盖板；或所述胶膜层包括上胶膜层和下胶膜层，FFC组件、FPC和导电汇流连接排粘贴固定于上、下胶膜层之间；所述上胶膜层为单面胶，下胶膜层为单面胶或双面胶。本发明胶膜层主要作用是粘贴固定FFC组件、FPC和导电汇流连接排，将所有的散件联合成一个整体集成盖板，以及起到绝缘、防水功能。其具有结构简单、连接稳固、占用空间小、重量轻及成本低的优点。
进一步地，所述上胶膜层和/或下胶膜层开设有安置导电汇流连接排或焊接位点或信号采集位点的开口。导电汇流连接排通过该开口与电池包电芯极柱进行配合连接或焊接。
进一步地，所述FFC组件包括FFC排线，FFC排线采集端与FPC通过焊接或插接固定，FFC排线输出端经汇集后与输出连接器连接。
进一步地，所述导电汇流连接排为铝巴。
进一步地，所述FFC组件中的FFC排线通过FPC与导电汇流连接排中转连接的结构为：FFC排线对应位置开孔，FPC在开孔处与FFC排线连接，然后FPC再连接至导电汇流连接排。
进一步地，所述FPC与FFC排线连接的方式为FFC排线中铜导线与FPC直接焊接，或通过镍片中转焊接，即铜导线与镍片焊接后，镍片再与FPC焊接完成连接。
进一步地，所述FPC与导电汇流连接排连接的方式为直接焊接，或通过镍片中转焊接，即FPC与镍片焊接后，镍片再与导电汇流连接排焊接完成连接。
进一步优选地，所述焊接方式采用超声波焊接、锡焊或激光点焊。
进一步地，所述FPC中内置保险丝。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明集成采集母排主体采用FFC组件替代传统FPC组件，具有结构简单、成本低、平整度高、可粘贴固定的优点。
(2)本发明对集成采集母排的结构进行重新设计，采用胶膜层粘贴固定FFC组件、FPC和导电汇流连接排，将所有的散件联合成一个整体集成盖板，并通过后续导电汇流连接排与电芯极柱连接之后，实现集成采集母排整个结构在电池包上的固定。整个集成采集母排结构简单、轻薄，连接稳固，无需特制的塑胶支架及补强板结构，占用空间小，对于提高电池空间利用率及降低成本具有显著的创新意义。
(3)本发明在FFC组件和导电汇流连接排的连接中采用了FPC中转的设计方案，将FPC设置于FFC排线与导电汇流连接排连接的弯折处，省去了FFC排线折弯工序，便于定位压合和焊接；另外，将保险丝内置于FPC内，提高了保险丝的可靠性。
附图说明
图1为本发明实施例1中集成采集母排的整体结构示意图；
图2为本发明实施例1中集成采集母排的上胶膜层结构示意图；
图3为本发明实施例1中集成采集母排的下胶膜层结构示意图；
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
本实施例的一种FFC-FPC组合式电池模组集成采集母排，其结构示意图如图1～3所示。包括上胶膜层1、下胶膜层2和粘贴固定于上、下胶膜层之间的FFC组件3和多个导电汇流连接排4，所述FFC组件中的FFC排线5通过FPC 6与导电汇流连接排4中转连接，所述FPC6设置于FFC排线5与导电汇流连接排4连接的弯折处，FPC中内置保险丝7。
所述上、下胶膜层将所有的散件(FFC组件、FPC和导电汇流连接排)联合成一个整体集成盖板。上、下胶膜层的典型结构为均采用厚度为0.13mm的单面PET胶膜(由0.1mm、塑化温度为150℃的PET层和0.03mm的胶粘层组成)，或上胶膜层采用厚度0.13mm的PET单面胶，下胶膜层采用厚度0.5mm的PET双面胶(由0.4mm、塑化温度为150℃的PET层和0.05mm的胶粘层组成)。
所述上、下胶膜层开设有安置导电汇流连接排的开口8，导电汇流连接排上设有焊接孔9，导电汇流连接排4可通过该焊接孔9与电芯极柱进行焊接固定。
所述导电汇流连接排4采用铝巴。
所述FFC组件3包括FFC排线5，FFC排线5采集端位置开孔，FPC 6在开孔处与FFC排线5中铜导线直接通过超声波焊接，然后FPC 6通过镍片10中转焊接，即FPC 6与镍片10焊接后，镍片10再与铝巴通过超声波焊接；FFC排线5输出端经汇集后与输出连接器11连接。
实施例2
本实施例的一种FFC-FPC组合式电池模组集成采集母排，包括上胶膜层和粘贴固定于上胶膜层的FFC组件和多个导电汇流连接排，所述FFC组件中的FFC排线通过FPC与导电汇流连接排中转连接，所述FPC设置于FFC排线与导电汇流连接排连接的弯折处。
所述上胶膜层将所有的散件(FFC组件、FPC和导电汇流连接排)联合成一个整体集成盖板。上胶膜层的典型结构为采用0.5mm的PET单面胶(由0.4mm、塑化温度为150℃的PET层和0.1mm的胶粘层组成)。
所述上胶膜层开设有安置FPC和导电汇流连接排的开口，导电汇流连接排上设有焊接孔，导电汇流连接排可通过该焊接孔与电芯极柱进行焊接固定。
所述导电汇流连接排采用铝巴。
所述FFC组件包括FFC排线，FFC排线采集端位置开孔，FPC在开孔处与FFC排线中铜导线直接通过超声波焊接，然后FPC与镍片焊接后再与铝巴通过超声波焊接；FFC排线输出端经汇集后与输出连接器连接。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其它的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种FFC-FPC组合式电池模组集成采集母排，其特征在于，包括胶膜层和固定于胶膜层上的FFC组件和多个导电汇流连接排，所述FFC组件中的FFC排线通过FPC与导电汇流连接排中转连接，所述FPC设置于FFC排线与导电汇流连接排连接的弯折处。
2.根据权利要求1所述的一种FFC-FPC组合式电池模组集成采集母排，其特征在于，所述胶膜层为PET胶膜层，PET胶膜层的厚度为0.03～2mm。
3.根据权利要求2所述的一种FFC-FPC组合式电池模组集成采集母排，其特征在于，所述PET胶膜层由PET层和胶粘层组成，PET层厚度为0.03～1mm，胶粘层厚度为0.01～0.1mm；PET层的塑化温度为120～180℃。
4.根据权利要求1所述的一种FFC-FPC组合式电池模组集成采集母排，其特征在于，所述胶膜层为单独的上胶膜层，FFC组件、FPC和导电汇流连接排均通过上胶膜层粘贴固定成一个整体集成盖板；或所述胶膜层包括上胶膜层和下胶膜层，FFC组件、FPC和导电汇流连接排粘贴固定于上、下胶膜层之间；所述上胶膜层为单面胶，下胶膜层为单面胶或双面胶。
5.根据权利要求4所述的一种FFC-FPC组合式电池模组集成采集母排，其特征在于，所述上胶膜层和/或下胶膜层开设有安置导电汇流连接排或焊接位点或信号采集位点的开口。
6.根据权利要求1所述的一种FFC-FPC组合式电池模组集成采集母排，其特征在于，所述FFC组件包括FFC排线，FFC排线采集端与FPC通过焊接或插接固定，FFC排线输出端经汇集后与输出连接器连接。
7.根据权利要求1所述的一种FFC-FPC组合式电池模组集成采集母排，其特征在于，所述导电汇流连接排为铝巴。
8.根据权利要求1所述的一种FFC-FPC组合式电池模组集成采集母排，其特征在于，所述FFC组件中的FFC排线通过FPC与导电汇流连接排中转连接的结构为：FFC排线对应位置开孔，FPC在开孔处与FFC排线连接，然后FPC再连接至导电汇流连接排。
9.根据权利要求8所述的一种FFC-FPC组合式电池模组集成采集母排，其特征在于，所述FPC与FFC排线连接的方式为FFC排线中铜导线与FPC直接焊接，或通过镍片中转焊接，即铜导线与镍片焊接后，镍片再与FPC焊接完成连接；所述FPC与导电汇流连接排连接的方式为直接焊接，或通过镍片中转焊接，即FPC与镍片焊接后，镍片再与导电汇流连接排焊接完成连接；所述焊接方式采用超声波焊接、锡焊或激光点焊。
10.根据权利要求1所述的一种FFC-FPC组合式电池模组集成采集母排，其特征在于，所述FPC中内置保险丝。
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