CN117219975A - 电池集成板、快插式电池模组及母座 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电池集成板、快插式电池模组及母座，涉及电池技术领域。所述电池集成板包括一体化集成的电路板和对接口，所述电路板上设有若干个金属连接点，所述金属连接点用于与电芯的电极连接；所述对接口包括若干个触点，所述若干个触点包括电连接触点和采集触点。本发明的快插式电池模组通过电池集成板实现了现有电池模组电池模组中的支架、连接器、FPC和汇流排等功能的集成，简化了快插式电池模组的结构，提升了快插式电池模组的生产效率。

Description

电池集成板、快插式电池模组及母座

技术领域

本申请涉及电池技术领域，尤其是涉及一种电池集成板、快插式电池模组及母座。

背景技术

在现有的软包电芯模组中，一般包括特定数量的软包电芯、支架、汇流排、端板、FPC以及连接器等结构，电池模组在生产制作过程中需要的物料种类较多，从而导致模组的成组效率较低，且装配复杂。

为了提升电池模组的生产效率，一般会将FPC、支架以及汇流排等结构固定在一块绝缘板上，以形成一种集成组件。然而，采用此种方式形成的集成组件的结构较为复杂，制造工艺较为复杂，电池模组的生产效率较低。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种电池集成板、快插式电池模组及母座，以解决现有的电池模组制造效率较低的问题。

根据本申请的第一方面提供一种电池集成板，所述电池集成板包括一体化集成的电路板和对接口，所述电路板上设有若干个金属连接点，所述金属连接点用于与电芯的电极连接；

所述对接口包括若干个触点，所述若干个触点包括电连接触点和采集触点。

优选地，所述采集触点包括温度采集触点、电压采集触点和电流采集触点中的一种或多种。

根据本申请的第二方面提供一种快插式电池模组，所述电芯组件包括若干个电芯，所述若干个电芯的电极与所述若干个金属连接点对应连接，组成所述若干个电芯的串/并联关系。

优选地，所述快插式电池模组包括壳体，所述若干个电芯和所述电池集成板的部分设置在所述壳体的内部，所述对接口暴露于所述壳体的外部。

优选地，所述壳体包括第一壳部和第二壳部，所述电芯组件设置在所述第一壳部的内部，所述第一壳部具有开口，所述第二壳部盖设于所述开口；

所述第二壳部开设有贯穿所述第二壳部的连通口，所述电池集成板的部分位于所述第一壳部的内部，所述电池集成板的另一部分经所述连通口伸出。

优选地，所述快插式电池模组还包括凸起部，所述凸起部自第二壳部朝向所述第二壳部的内部伸出，所述凸起部将所述第二壳部的内部空间划分为导向槽和安置空间，所述电池集成板设置在所述导向槽内，所述电芯组件设置在所述安置空间内。

优选地，所述壳体还包括凸块，所述凸块固定于所述第二壳部的背对所述第一壳部的一侧，所述凸块开设有连接孔。

优选地，所述若干个电芯沿第一方向堆叠设置，所述电池集成板设置在所述电芯组件在第二方向上的一端，任一所述电芯所包括的电极均朝向电池集成板，并且与所述电池集成板连接，所述第一方向与所述第二方向垂直。

优选地，所述快插式电池模组还包括缓冲构件，所述缓冲构件设置在所述电芯组件在所述第二方向上背对所述电池集成板的一端，所述缓冲构件与所述壳体的内侧壁贴合，所述缓冲构件能够发生弹性形变。

优选地，所述快插式电池模组还包括弹性构件，所述弹性构件设置在所述电芯组件在所述第一方向上的端部，所述弹性构件与所述壳体贴合，所述弹性构件能够发生弹性形变。

根据本申请的第三方面提供一种母座，所述母座用于与上述的快插式电池模组连接，所述母座包括凹槽，所述凹槽内部设置有金属对接点，所述电池集成板的对接口能够插入所述凹槽，以使所述金属对接点与所述触点连接。

本申请提供的电池集成板包括一体化集成的电路板和对接口，电路板上设有若干个金属连接点，金属连接点用于与电芯连接，使得电芯可以通过电路板内部的铜排(或者覆铜层)进行连接，并且通过对接口中的电流连接触点实现电流的传输，有效代替了现有的电池模组中的用于连接电芯的汇流排结构；并且电芯的电压、电流或温度等信号可以通过电路板内部的铜排(或者覆铜层)传递至对接口的采集触点，进而通过采集触点将电压、电流或温度等信号的输出，有效替代了现有电池模组中的用于连接的连接器和FPC；电路板具有一定强度，能够支撑电芯，有效替代了现有的电池模组中的支架。如此，通过电池集成板实现了现有电池模组中的支架、连接器、FPC和汇流排等功能的集成，简化了电池模组的结构，提升了电池模组的生产效率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出本发明的实施例的快插式电池模组的立体结构示意图；

图2示出本发明的实施例的快插式电池模组的爆炸图；

图3示出电池集成板的结构示意图；

图4示出本发明的实施例的快插式电池模组的部分结构示意图；

图5示出电池集成板与电芯组件的相对位置图；

图6示出第一壳部的立体结构图；

图7示出第一壳部与电池集成板的相对位置图；

图8示出母座的结构示意图；

图9示出母座与用电设备连接的示意图。

图标：1-电池集成板；11-电路板；12-对接口；13-金属连接点；2-电芯组件；21-电芯；3-壳体；31-第一壳部；311-第一板件；312-第二板件；313-第三板件；314-第四板件；315-第五板件；316-导向槽；317-安置空间；32-第二壳部；321-连通口；33-凸块；331-连接孔；4-凸起部；5-缓冲构件；6-弹性构件；7-捆扎部；8-防护罩；91-母座；911-凹槽；92-用电设备外壳；L1-第一方向；L2-第二方向；L3-第三方向。

具体实施方式

提供以下具体实施方式以帮助读者获得对这里所描述的方法、设备和/或系统的全面理解。然而，在理解本申请的公开内容之后，这里所描述的方法、设备和/或系统的各种改变、修改及等同物将是显而易见的。例如，这里所描述的操作的顺序仅仅是示例，其并不限于这里所阐述的顺序，而是除了必须以特定顺序发生的操作之外，可做出在理解本申请的公开内容之后将是显而易见的改变。此外，为了提高清楚性和简洁性，可省略本领域中已知的特征的描述。

这里所描述的特征可以以不同的形式实施，并且不应被解释为局限于这里所描述的示例。更确切地说，已经提供了这里所描述的示例仅用于示出在理解本申请的公开内容之后将是显而易见的实现这里描述的方法、设备和/或系统的诸多可行方式中的一些方式。

在整个说明书中，当元件(诸如，层、区域或基板)被描述为“在”另一元件“上”、“连接到”另一元件、“结合到”另一元件、“在”另一元件“之上”或“覆盖”另一元件时，其可直接“在”另一元件“上”、“连接到”另一元件、“结合到”另一元件、“在”另一元件“之上”或“覆盖”另一元件，或者可存在介于它们之间的一个或更多个其他元件。相比之下，当元件被描述为“直接在”另一元件“上”、“直接连接到”另一元件、“直接结合到”另一元件、“直接在”另一元件“之上”或“直接覆盖”另一元件时，可不存在介于它们之间的其他元件。

如在此所使用的，术语“和/或”包括所列出的相关项中的任何一项和任何两项或更多项的任何组合。

尽管可在这里使用诸如“第一”、“第二”和“第三”的术语来描述各个构件、组件、区域、层或部分，但是这些构件、组件、区域、层或部分不受这些术语所限制。更确切地说，这些术语仅用于将一个构件、组件、区域、层或部分与另一构件、组件、区域、层或部分相区分。因此，在不脱离示例的教导的情况下，这里所描述的示例中所称的第一构件、组件、区域、层或部分也可被称为第二构件、组件、区域、层或部分。

为了易于描述，在这里可使用诸如“在……之上”、“上部”、“在……之下”和“下部”的空间关系术语，以描述如附图所示的一个元件与另一元件的关系。这样的空间关系术语意图除了包含在附图中所描绘的方位之外，还包含装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的装置被翻转，则被描述为相对于另一元件位于“之上”或“上部”的元件随后将相对于另一元件位于“之下”或“下部”。因此，术语“在……之上”根据装置的空间方位而包括“在……之上”和“在……之下”两种方位。所述装置还可以以其他方式定位(例如，旋转90度或处于其他方位)，并将对在这里使用的空间关系术语做出相应的解释。

在此使用的术语仅用于描述各种示例，并非用于限制本公开。除非上下文另外清楚地指明，否则单数的形式也意图包括复数的形式。术语“包括”、“包含”和“具有”列举存在的所陈述的特征、数量、操作、构件、元件和/或它们的组合，但不排除存在或添加一个或更多个其他特征、数量、操作、构件、元件和/或它们的组合。

由于制造技术和/或公差，可出现附图中所示的形状的变化。因此，这里所描述的示例不限于附图中所示的特定形状，而是包括在制造期间出现的形状上的改变。

这里所描述的示例的特征可按照在理解本申请的公开内容之后将是显而易见的各种方式进行组合。此外，尽管这里所描述的示例具有各种各样的构造，但是如在理解本申请的公开内容之后将显而易见的，其他构造是可能的。

以下将结合图1至图9对本申请的电池集成板1、快插式电池模组及母座91进行描述，在图1至图9中，第一方向L1、第二方向L2和第三方向L3两两垂直。

根据本申请的一方面提供一种电池集成板1，如图1所示，电池集成板1包括一体化集成的电路板11和对接口12，电路板11上设有若干个金属连接点13，金属连接点13用于与电芯连接；对接口12包括若干个触点，对接口12用于与母座91连接，若干个触点包括电连接触点和采集触点。

本申请提供的电池集成板1包括一体化集成的电路板11和对接口12，电路板11上设有若干个金属连接点13，金属连接点13用于与电芯连接，使得电芯可以通过电路板11内部的铜排(或者覆铜层)进行连接，并且通过对接口12中的电流连接触点实现电流的传输，有效代替了现有的电池模组中的用于连接电芯的汇流排结构；并且电芯的电压、电流或温度等信号可以通过电路板11内部的铜排(或者覆铜层)传递至对接口12的采集触点，进而通过对接口12中的采集触点实现电压、电流或温度等信号的输出，有效替代了快插式电池模组中的用于连接的连接器和FPC；电路板11具有一定强度，能够支撑电芯21，有效替代了现有的电池模组中的支架。如此，通过电池集成板1实现了现有电池模组中的支架、连接器、FPC和汇流排等功能的集成，简化了快插式电池模组的结构，提升了快插式电池模组的生产效率。

在本申请的实施例中，采集触点包括温度采集触点、电压采集触点和电流采集触点其中的一种或多种，进而实现温度信号、电压信号和电流信号中的一种或者多种信号的采集。

在本申请的实施例中，如图1所示，电池集成板1包括多个金属连接点13，多个金属连接点13中每两个金属连接点13为一组，多组金属连接点13沿第一方向L1间隔设置，每组内的金属连接点13位于电路板11在第一方向L1上的同一高度上，每组内的两个金属连接点13分别与同一个电芯21的两个电极电连接，金属连接点13与电极的连接方式可以为螺栓压接、锡焊接、超声焊接或者激光焊接等。

优选地，对接口12可以为金手指，对接口12中的触点与金属连接点13电连接。具体来说，电路板11内部的铜排(或者覆铜层)可以划分为两类，第一类为用于实现金属连接点之间的连接以及金属连接点与电连接触点连接，从而对电芯21进行串联或者并联，并且将串联或者并联形成的电路与电连接触点连接，从而实现电流的传输；第二类用于将电连接点与触点连接，从而将电压、电流或温度等传递至温度采集触点、电压采集触点和电流采集触点，并通过温度采集触点、电压采集触点和电流采集触点实现对快插式电池模组的外部输出。通过设置对接口12，在将快插式电池模组与快插式电池模组的外部设备(例如母座91)连接或者拆卸时，仅需将对接口12与之连接，通过一次插拔即可实现连接或者拆卸，简化了装配过程。

此外，通过电池集成板1实现了现有电池模组中的支架、连接器、FPC和汇流排等功能的集成，减小了在快插式电池模组中占用的空间，提升了快插式电池模组的空间利用率。

本申请的第二方面提供一种快插式电池模组，如图2至图7所示，快插式电池模组包括上述的电池集成板1和电芯组件2，电芯组件2包括若干个电芯21，电池集成板1包括电路板11和对接口12，若干个电芯21与若干个金属连接点13对应连接，进而组成若干个电芯21的串/并联关系。

可选地，如图5所示，电芯组件2包括若干个电芯21，若干个电芯21沿第一方向L1堆叠设置，每一个电芯21包括的电极均朝向第二方向L2上的同一端。每一个电芯21包括两个电极，两个电极沿第三方向L3间隔排布。

如图2、图3和图4所示，快插式电池模组包括壳体3，电芯组件2和电池集成板1的部分设置在壳体3的内部，电池集成板1的部分自壳体3的内部伸出，使得对接口12暴露于壳体3的外部，如此，能够便于实现对接口12的对外连接。

进一步地，快插式电池模组还包括防护罩8，防护罩8包覆电池集成板1的经连通口321伸出的部分。防护罩8能够保证电池集成板1的对接口12的安全，避免快插式电池模组在运输过程中因异物导致的电池集成板1的对接口12的损坏。

此外，防护罩8的朝向壳体3的一侧具有凸块，壳体3上与凸块对应的位置设置凹口，在防护罩8罩设在电池集成板1的端部上时，凸块伸入凹口内，从而实现防护罩8的固定。

可选地，防护罩8可以为绝缘材料制成，例如PC(PC，Polycarbonate，聚碳酸酯)、ABS(ABS，Acrylonitrile Butadiene Styrene plastic，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料)或者PP(PP，polypropylene，聚丙烯)等，防护罩8也可以是金属材料制成，此时，防护罩8的表面需要喷塑或包覆绝缘材料。

进一步地，壳体3包括第一壳部31和第二壳部32，电芯组件2设置在第一壳部31的内部，第一壳部31具有开口，第二壳部32盖设于开口。第一壳部31的内部空间被划分沿第二方向L2依次设置的导向槽316和安置空间317。第二壳部32上开设有连通孔，连通孔沿第一方向L1贯穿第二壳部32，使得电池集成板1的对接口12能够自第二壳部32伸出，以便于电池集成板1与快插式电池模组的外部结构对接。壳体3能够为电芯组件2和电池集成板1提供外部保护，并为电芯组件2及电池集成板1构成的整体结构的装配提供可靠的壳体结构。

可选地，壳体3可以为PC、ABS、PP等注塑成型，壳体3也可以为金属材料制成，例如钢铁、铜、铝、钛等。

在本申请的实施例中，快插式电池模组还包括凸起部4，凸起部4自第一壳部31的内侧壁朝向壳体3的内部伸出，凸起部4将第一壳部31的内部空间划分为导向槽316和安置空间317。在快插式电池模组组装的过程中，将电池集成板1对准凸起部4与第一壳部31之间的导向槽316，通过凸起部4能够对电池集成板1的位置进行定位，并且在电池集成板1和电芯组件2安装的过程中，凸起部4能够对电池集成板1和电芯组件2进行导向，保证电芯组件2和电池集成板1安装位置的准确性。

如图6和图7所示，第一壳部31包括第一板件311、第二板件312、第三板件313、第四板件314和第五板件315，第一板件311和第二板件312平行，第三板件313与第四板件314平行，第一板件311、第三板件313、第二板件312和第四板件314沿第五板件315的边缘设置。凸起部4的数量可以为两个，两个凸起部4分别自第一板件311和第二板件312伸出，两个凸起部4的朝向第一壳部31的内部的一端间隔设置。凸起部4在第三方向L3上的尺寸小于金属连接点13的边缘距电路板11在第三方向L3上的距离，能够避免在装配的过程中电池集成板1与电芯组件2的连接位置被损坏。

此外，壳体3还包括凸块33，凸块33固定于第二壳部32的背对第一壳部31的一侧，凸块33开设有连接孔331。如图9所示，在进行快插式电池模组固定时，可以通过螺钉穿过用电设备的用电设备外壳92和连接孔331，从而实现快插式电池模组的固定。

如图3和图5所示，快插式电池模组还包括弹性构件6，弹性构件6设置在电芯组件2在第一方向L1上的端部，弹性构件6与壳体3贴合，弹性构件6能够发生弹性形变。在快插式电池模组中，弹性构件6能够沿第一方向L1被压缩，弹性构件6能够为电芯21在空电态和满电态之间切换提供活动空间，同时也保证了电芯21自新电芯21到旧电芯21的过程中出现的膨胀能够被有效吸收，从而保证壳体3的尺寸不会发生变化。

可选地，弹性构件6可以为EVA泡棉，硅胶泡棉，PU泡棉或者橡胶等材料制成。

进一步地，弹性构件6的数量为两个，两个弹性构件6分别设置在电芯组件2在第一方向L1上的两端，能够进一步地对电芯21出现的膨胀能够被有效吸收。

在本申请的实施例中，快插式电池模组还包括捆扎部7，捆扎部7环绕电芯组件2一周，电芯组件2和两个弹性构件6被固定为一个整体，捆扎部7能够对电芯组件2施力，捆扎部7能够为电芯组件2提供初期和后期的压力。

进一步地，捆扎部7为束缚带，束缚带为电芯组件2提供初期和后期的束缚力，能够便于电芯组件2进行装配。同时，束缚带对电芯组件2施力，能够保证电芯组件2可以在正常压力范围内工作。束缚带可以胶带、打包带或者金属带，例如PI胶带(PI，Polyimide，聚酰亚胺)、PC胶带(PC，Polycarbonate，聚碳酸酯)等。

在本申请的实施例中，快插式电池模组还包括缓冲构件5，缓冲构件5设置在电芯组件2在第二方向L2上背对电池集成板1的一端，缓冲构件5可以与电芯组件2粘接。缓冲构件5与壳体3的内侧壁贴合，缓冲构件5能够沿第二方向L2发生弹性形变。缓冲构件5能够避免电芯组件2中的电芯21直接接触壳体3，进而避免了壳体3对电芯21的磨损，从而达到保护电芯21的效果。

可选地，缓冲构件5可以为EVA泡棉、硅胶泡棉、PU泡棉或者橡胶等材料制成。

根据本申请的第三方面提供一种母座91，如图8所示，凹槽911内部设置有金属对接点，电池集成板的对接口能够插入凹槽911，以使金属对接点与触点连接。在将快插式电池模组与母座91连接时，仅需要将电池集成板的对接口插入凹槽911内，此时金属对接点与触点连接；在进行快插式电池模组拆卸时，仅需将对接口自凹槽911内拔出，如此与实现了快插式电池模组的快速插拔。

可选地，如图9所示，母座91可以固定在用电设备外壳92上，凹槽911内部还设置有外接连接点，外界连接点和金属对接点位于凹槽911彼此相对的两个内侧壁上，外接连接点通过线缆板或者线束与用电设备的控制器电连接，从而对用电设备进行供电，并且通过线缆板或者线束能够将电压、电流或温度等信号传输至控制器，实现对快插式电池模组的电压、电流或温度的监测。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (11)

1.一种电池集成板，其特征在于，所述电池集成板包括一体化集成的电路板和对接口，所述电路板上设有若干个金属连接点，所述金属连接点用于与电芯的电极连接；

所述对接口包括若干个触点，所述若干个触点包括电连接触点和采集触点。

2.根据权利要求1所述的电池集成板，其特征在于，所述采集触点包括温度采集触点、电压采集触点和电流采集触点其中的一种或多种。

3.一种快插式电池模组，其特征在于，所述快插式电池模组包括电芯组件和权利要求1或者2所述的电池集成板，所述电芯组件包括若干个电芯，所述若干个电芯的电极与所述若干个金属连接点对应连接，组成所述若干个电芯的串/并联关系。

4.根据权利要求3所述的快插式电池模组，其特征在于，所述快插式电池模组包括壳体，所述若干个电芯和所述电池集成板的部分设置在所述壳体的内部，所述对接口暴露于所述壳体的外部。

5.根据权利要求4所述的快插式电池模组，其特征在于，所述壳体包括第一壳部和第二壳部，所述电芯组件设置在所述第一壳部的内部，所述第一壳部具有开口，所述第二壳部盖设于所述开口；

所述第二壳部开设有贯穿所述第二壳部的连通口，所述电池集成板的部分位于所述第一壳部的内部，所述电池集成板的另一部分经所述连通口伸出。

6.根据权利要求5所述的快插式电池模组，其特征在于，所述快插式电池模组还包括凸起部，所述凸起部自第二壳部朝向所述第二壳部的内部伸出，所述凸起部将所述第二壳部的内部空间划分为导向槽和安置空间，所述电池集成板设置在所述导向槽内，所述电芯组件设置在所述安置空间内。

7.根据权利要求5所述的快插式电池模组，其特征在于，所述壳体还包括凸块，所述凸块固定于所述第二壳部的背对所述第一壳部的一侧，所述凸块开设有连接孔。

8.根据权利要求4-7中任一项所述的快插式电池模组，其特征在于，所述若干个电芯沿第一方向堆叠设置，所述电池集成板设置在所述电芯组件在第二方向上的一端，任一所述电芯所包括的电极均朝向电池集成板，并且与所述电池集成板连接，所述第一方向与所述第二方向垂直。

9.根据权利要求8所述的快插式电池模组，其特征在于，所述快插式电池模组还包括缓冲构件，所述缓冲构件设置在所述电芯组件在所述第二方向上背对所述电池集成板的一端，所述缓冲构件与所述壳体的内侧壁贴合，所述缓冲构件能够发生弹性形变。

10.根据权利要求8所述的快插式电池模组，其特征在于，所述快插式电池模组还包括弹性构件，所述弹性构件设置在所述电芯组件在所述第一方向上的端部，所述弹性构件与所述壳体贴合，所述弹性构件能够发生弹性形变。

11.一种母座，其特征在于，所述母座用于与权利要求3-10中任一项所述的快插式电池模组连接，所述母座包括凹槽，所述凹槽内部设置有金属对接点，所述电池集成板的对接口能够插入所述凹槽，以使所述金属对接点与所述触点连接。