CN118265222A - 一种新能源电池用高精密线路板结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种新能源电池用高精密线路板结构，属于线路板技术领域，包括若干线路板本体和矩形隔离板，所述线路板本体设置于隔离板的一侧表面，若干所述线路板本体相互之间形成间隙，所述隔离板远离线路板本体的一侧朝向新能源电池设置，若干所述线路板本体相互之间形成间隙，所述隔离板表面位于若干间隙的位置处设置有若干凹槽；其对电路板保护效果较好。

Description

一种新能源电池用高精密线路板结构

技术领域

本发明属于线路板技术领域，具体涉及一种新能源电池用高精密线路板结构。

背景技术

新能源电池是一种广泛应用于各种新能源设备或用电场景的电量容器，由于新能源电池的应用场景较为广泛，在不同的使用场景中，需要电池输出的电能也不同，需要对电池的充放电进行控制，因此，新能源电池通常与一线路板电连接，线路板用于控制电池的充放电，同时，由于不同的场景中，电池和线路板所处的环境不同，部分环境中线路板结构需要承受升温和外力冲击，因此需要引入额外的保护结构对线路板整体针对此类环境变化做出保护。

一般的保护方法，例如中国专利CN116761378B公开的一种用于新能源电池包的电路板结构，包括隔离板、信息采集电路组件及信息汇总电路组件；隔离板包括隔离板主体，隔离板主体的端部具有电路板安装部；信息采集电路组件包括设于隔离板主体上的柔性线路板，以及与柔性线路板电连接的信息采集结构；信息汇总电路组件包括设于电路板安装部上的电路支撑板，叠设于电路支撑板上的防火板，以及叠设于防火板上的印刷线路板，柔性线路板与印刷线路板电连接，且电路支撑板、防火板及印刷线路板均间隔设；其通过设置隔离板对采集信息和汇总信息的电路板进行隔离，可解决传统技术中新能源电池包中的PCB缺乏保护，在受到冲击和热失控时容易损坏失去功能的问题；然而，上述结构中，发挥隔离作用的结构厚度没有变化，对于电路板的各个部分，保护效果一致，然而，不同的使用场景中，需要的保护效果不同，同时，对于电路板的不同部位，需要的保护力度不同，例如，当电路板某个部位需要更好地隔热性时，需要相应加厚隔热层，此时过薄的隔热层会导致隔热效果不佳，同时，当某个部位无需更好的隔热性时，无需过厚的隔热层，此时过厚的隔热层会导致电池内的空间挤占或空间浪费，为此，需要一种对电路板保护效果好的新能源电池用高精密线路板结构。

发明内容

为解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种新能源电池用高精密线路板结构，具有对电路板保护效果好的特点。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种新能源电池用高精密线路板结构，包括若干线路板本体和矩形隔离板，所述线路板本体设置于隔离板的一侧表面，若干所述线路板本体相互之间形成间隙，所述隔离板远离线路板本体的一侧朝向新能源电池设置；

若干所述线路板本体相互之间形成间隙，所述隔离板表面位于若干间隙的位置处设置有若干凹槽。

作为本发明的一种优选技术方案，任一所述凹槽中设置有加强筋，所述加强筋垂直于间隙且垂直于凹槽轴向设置，所述加强筋由热塑性弹性体构成。

作为本发明的一种优选技术方案，所述隔离板设置有线路板本体一侧的表面上设有若干隔热层，若干所述隔热层设置于线路板本体和隔离板之间。

作为本发明的一种优选技术方案，所述线路板本体设置有固定孔，若干所述隔离层对应固定孔开设有容纳孔，所述隔离板对应固定孔开设有螺孔，所述固定孔，容纳孔和螺孔通过螺钉固定，任一所述隔热层包括两平行设置的隔热板，以及设置于两所述隔热板中的若干聚乙烯垫块，所述聚乙烯垫块与隔热板胶合连接。

作为本发明的一种优选技术方案，还包括若干监控电路模块，若干所述监控电路模块与隔离板之间设置有隔热层，若干所述监控电路模块与线路板本体电连接。

作为本发明的一种优选技术方案，任一所述隔热层与隔离板之间设置有电磁屏蔽层，所述电磁屏蔽层包括绝缘层和设置于绝缘层中的屏蔽板。

作为本发明的一种优选技术方案，所述绝缘层靠近隔热层的一侧设置有若干隔热槽，若干所述隔热槽相互垂直设置。

作为本发明的一种优选技术方案，：所述隔热层侧面收窄形成条状边缘。

本发明的有益效果为：

(1)通过使若干沿平行于隔离板边缘排列的隔热层的厚度，从中心到两侧呈递减趋势，使得针对位于隔离板中间，散热效率较低且受到热量较多的线路板本体或监控电路模块设置较厚的隔热层，确保隔热防护效果，针对位于隔离板边缘，散热效率较高且受到热量较少的线路板本体或监控电路模块设置较薄的隔热层，降低空间挤占和隔热层材料的浪费；

(2)通过使线路板本体或监控电路模块与隔离板螺接，并将隔离板的结构实质为中间设置有聚乙烯垫块的两平行的隔热板，使得在新能源电池工作时，隔热层可更好地发挥隔热防护作用的同时，可在新能源电池工作时利用放热现象，使线路板本体或监控电路模块更紧密地固定在隔离板上；

(3)通过使线路板本体或监控电路模块与隔离板螺接，并将隔离板的结构设置为中间设置有聚乙烯垫块的两平行的隔热板，使得在新能源电池工作时，隔热层可更好地发挥隔热防护作用的同时，可在新能源电池工作时利用放热现象，使线路板本体或监控电路模块更紧密地固定在隔离板上。

附图说明

为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的局部剖面示意图。

主要元件符号说明：

图中：1、隔离板；2、线路板本体；3、隔热层；31、隔热板；32、聚乙烯垫块；4、电磁屏蔽层；5、监控电路模块；6、凹槽；61、加强筋。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为实现预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如下。

请参阅图1-2，一种新能源电池用高精密线路板结构，包括线路板本体2和矩形隔离板1，线路板本体2设置于隔离板1的一侧表面，隔离板1远离线路板本体2的一侧朝向新能源电池设置；

具体地，隔离板1为矩形，矩形隔离板1上设置有矩形线路板，线路板的长边与隔离板1的长边平行，隔离板1的短边尺寸大于线路板的短边尺寸，隔离板1的长边尺寸大于线路板的长边尺寸，线路板设置于隔离板1上，且不突出于隔离板1侧面，此时，线路板本体2与隔离板1另一侧的空间隔离，使用时，隔离板1未设置有线路板本体2的一侧表面朝向新能源电池设置，线路板本体2与新能源电池电连接，可选地，线路板本体2作为新能源电池的控制模块，或作为化成电路板对新能源电池进行化成工序，用于控制新能源电池的充放电，隔离板1用于将线路板本体2与新能源电池隔开，对线路板进行保护，防止电池损坏时对线路板本体2造成冲击或腐蚀。

部分情况下，一个线路板不足以完成对新能源电池的控制等功能，同时，出于结构强度，电子元件布置等原因，需要多个电路板完成同一个功能，为此，可选地，线路板本体2共有若干个，若干线路板本体2相互之间形成间隙。

在部分发生事故的情况中，新能源电池会产生鼓包或者破裂，当隔离板1设置于新能源电池附近时，隔离板1自身会在新能源电池鼓包或破裂的影响下，受到剪切力导致破裂，而当隔离板1破裂时，有概率连带其上的线路板本体2或监控电路模块5破裂，其上的储存模块损坏，进而有概率导致作业人员在随后的故障分析中无法从线路板本体2或监控电路模块5中提取数据，为降低隔离板1破裂时对其上模块的损坏概率，若干间隙位于隔离板1对侧的对应位置处设置有若干与间隙平行的凹槽6；

具体地，例如，两个线路板本体2之间的间隔为3cm，此间隙垂直投影到隔离板1上形成间隙区，此时间隙区内不存在任何线路板本体2及其对应结构，间隙区底面，即隔离板1表面对应间隙的位置处挖有凹槽6，此时，隔离板1在间隙区的部位形成结构弱点，当隔离板1受到电池膨胀或破裂带来的剪切力作用时，剪切力更集中地作用于挖有凹槽6的部分，此时，当隔离板1有破裂的趋势，或者发生破裂时，隔离板1会沿凹槽6断裂，而由于凹槽6所在的间隙区内不存在任何线路板本体2及其对应结构，且凹槽6与间隙平行设置，因此破裂不会直接作用于线路板本体2或者监控电路模块5上；

具体地，为避免设置一条凹槽6时，凹槽6离剪切力作用点过远，且作用点与线路板本体2重合时，同样会导致隔离板1在线路板本体2处破裂，导致线路板本体2损坏，为此，当有两个线路板本体2以及若干个监控电路模块5时，相互之间存在有若干个间隙区，此时对应若干个间隙区设置有若干个凹槽6，当剪切力作用于隔离板1上时，隔离板1上离作用点最近的凹槽6发生破裂，进一步避免了破裂直接作用于线路板本体2或者监控电路模块5上；

通过在隔离板1上若干间隙位于隔离板1对侧的位置处设置若干与间隙平行的凹槽6，使得当隔离板1在新能源电池鼓包或者破裂的作用下发生断裂时，避免破裂直接作用于线路板本体2或者监控电路模块5上，降低了隔离板1破裂对线路的影响，进一步保证了隔离板1对线路板本体2的保护作用。

在隔离板1设置凹槽6，人为制造结构弱点后，无论新能源电池是否发生鼓包或破裂，均会导致结构强度的下降，此时凹槽6有更大的概率在除新能源电池以外的外部因素下提前发生破裂，无法发挥对线路板本体2的保护作用，为此，任一凹槽6中设置有加强筋61，加强筋61垂直于间隙且垂直于凹槽6轴向设置，加强筋61由热塑性弹性体构成；

当隔离板1未安装与新能源电池板附近，或者安装后新能源电池未高功率运行，故障进而鼓包或破裂概率较小时，热塑性弹性体加强筋61的硬度较高，可部分填充凹槽6的空间，在隔离板1受到剪切力作用时，凹槽6内的加强筋61加强凹槽6部分的结构强度，完成在常温下，对隔离板1结构强度的补强，在周围温度较高时，代表有较大概率新能源电池处于故障状态，需要降低凹槽6处的结构强度，此时热塑性弹性体结构强度变低，凹槽6处失去支撑，使得凹槽6可发挥人造结构弱点的作用，在新能源电池破裂时将隔离板1的断裂地点控制在凹槽6处；

通过在凹槽6处设置热塑性弹性体构成的加强筋61，使得凹槽6在常温状态下，即隔离板1未安装与新能源电池板附近，或者安装后新能源电池未高功率运行，故障进而鼓包或破裂概率较小时，对隔离板1结构强度的补强，降低隔离板1在电池以外因素作用下断裂的概率，在周围温度较高时，代表有较大概率新能源电池处于故障状态，需要降低凹槽6处的结构强度时软化，使凹槽6可正常发挥控制断裂点的作用，兼顾了平时的结构强度以及故障时对线路板本体2的保护。

在线路板本体2与新能源电池电连接并协同工作的过程中，线路板本体2自身或者新能源电池有概率出现故障，故障会导致线路板本体2电路中电流或电压不稳，因此，对线路板本体2电路进行电流或者电压进行监控可对故障进行预测、发现或记录，为此，还包括若干监控电路模块5，若干监控电路模块5设置于隔离板1上，为避免监控电路模块5和电路板本体2在垂直与自身的方向上相互产生电磁干扰，监控电路模块5与线路板本体2在隔离板1表面的垂直投影相互之间不重合，若干监控电路模块5和线路板本体2电连接，并各自输入有监控程序，使用时，若干监控电路模块5实时读取线路板本体2各处的电压和电流，并利用自身预输入的监控程序分析读取的电压和电流数据是否超出正常值范围，当超出时，若干监控电路模块5通过发出声光信号或者电信号的方式做故障报警；

在新能源电池和线路板本体2协同工作的过程中，新能源电池自身有概率放出较大的热量，热量传递至线路板本体2或监控电路模块5时，有概率对电路正常运行或者功能造成影响，进而影响新能源电池及设备的正常使用，为避免此类情况的发生，隔离板1设置有线路板本体2一侧的表面上设有若干隔热层3，若干隔热层3和监控电路模块5一一对应设置，线路板本体2和隔离板1之间同样设置有隔热层3；为配合相邻线路板的间隙，每个线路板本体2或监控电路模块5与下方的隔热层3构成一个单元，相邻两个单元之间形成间隙。

通过设置隔热层3，当新能源电池产生的热量传递至隔离板1进而准备传递至线路板本体2或监控电路模块5时，位于电路和隔离板1之间的隔热层3阻止热量的进一步传递，完成对线路板本体2或监控电路模块5的隔热作用。

可选地，隔热层3侧面收窄形成条状边缘，具体地，隔热层3中每一个隔热板31均为矩形板，矩形板的侧边收束形成条状边缘，边缘与矩形板边长平行，由于热能会在一个材料中的尖端聚集，此时位于隔热层3侧面的条状边缘聚集了较多热量，同时，由于条状边缘突出于隔热层3侧面，此时热量从隔热层3侧面散开至周围环境中，加速了进入隔热层3的热能的散开，进而降低了从隔热层3传递至线路板本体2或监控电路模块5的热能量，进一步提高了隔热效率。

上述隔热层3发挥作用的过程中，对于电路板的不同部位，需要的保护力度不同，例如，当电路板某个部位需要更好地隔热性时，需要相应加厚隔热层3，此时过薄的隔热层3会导致隔热效果不佳，同时，当某个部位无需更好的隔热性时，无需过厚的隔热层3，此时过厚的隔热层3会导致电池内的空间挤占或空间浪费，同时会导致隔热层3的材料浪费，而上述结构中，隔热层3的厚度较为平均，保护效果和结构厚度无法根据不同部位进行适应性调整，为此，若干隔热层3的厚度从中心到两侧呈递减趋势，具体地，以隔离板1中心的位置处定义为中心，以中心为起点，沿隔离板1长边朝两侧延伸的方向上，隔热层3的厚度由厚减薄；

当新能源电池产生的热量穿过隔离板1和隔热层3来到线路板本体2或者监控电路模块5时，越靠近隔离板1中间的部分，四周存在其他由新能源电池传递至此隔离板1上而产生的热源，同时，四周的其他隔离板1上结构会阻碍热量的发散，热量散开的效率较低，因此对于靠近隔离板1中心的监控电路模块5或线路板本体2，需要较厚的隔热层3，而越靠近隔离板1边缘的部分，热量朝四周散开时，遮挡越少，且其他热源越少，因此热量散开效率最高，因此对于靠近隔离板1边缘的监控电路模块5或线路板本体2，无需过厚的隔热层3；

因此具体地，线路板和若干监控电路模块5沿平行于矩形隔离板1长边的方向设置，此时隔热层3同样沿平行于矩形隔离板1长边的方向设置，此时若干个隔热层3沿一条直线排列，且部分隔热层3靠近隔离板1中部，有的部分隔热层3靠近隔离板1边缘，在隔热层3设置时，最靠近隔离板1中部的隔热层3厚度最厚，位于隔离板1中部隔热层3两侧的隔热板31厚度略微减薄，例如，隔热层3共设置有五个，五个隔热层3沿隔离板1长边排列，其中一个隔热层3位于隔离板1中间，则位于隔离板1中间的隔热层3厚度为10mm，两个位于中间隔热层3两边的隔热层3的厚度为6mm，剩余两个位于边缘的隔热层3的厚度为3mm；

通过使若干沿平行于隔离板1边缘排列的隔热层3的厚度，从中心到两侧呈递减趋势，使得针对位于隔离板1中间，散热效率较低且受到热量较多的线路板本体2或监控电路模块5设置较厚的隔热层3，确保隔热防护效果，针对位于隔离板1边缘，散热效率较高且受到热量较少的线路板本体2或监控电路模块5设置较薄的隔热层3，降低空间挤占和隔热层3材料的浪费。

一般的线路板通过留有固定孔，并在安装时通过将螺栓穿过固定孔和安装部位后，将线路板固定在安装部位上，同时，热量在传播过程中，每次经过传播介质的变换，导热率会降低，为进一步提高导热效果的同时，提高工作过程中线路板的固定紧密度，线路板本体2设置有固定孔，隔离层对应固定孔开设有容纳孔，隔离板1对应固定孔开设有螺孔，固定孔，容纳孔和螺孔用于对齐后拧入螺钉，此时，固定孔，容纳孔和螺孔通过螺钉固定，线路板本体2或监控电路模块5，隔热板31和隔离板1相互之间螺接；同时，每一个隔热层3包括两平行设置的隔热板31，以及设置于两所述隔热板31中的若干聚乙烯垫块32，聚乙烯垫块32与隔热板31胶合连接，此时每一个隔热层3中均存在有空隙；

当新能源电池处于工作状态，对外放热时，热量穿过隔离板1传递至隔热层3，此时，隔热层3中的空隙使得热量在隔热层3内传播的过程中面临传播介质的变化，降低热量传播效率，提高了隔热层3的防护效果，同时，当隔热层3受到热量时，聚乙烯垫块32受到热量膨胀，带动整个隔热层3的厚度增大，厚度增大的隔热层3带动线路板本体2或监控电路模块5向远离隔离板1一侧运动，与螺帽更紧密地抵接；

通过使线路板本体2或监控电路模块5与隔离板1螺接，并将隔离板1的结构设置为中间设置有聚乙烯垫块32的两平行的隔热板31，使得在新能源电池工作时，隔热层3可更好地发挥隔热防护作用的同时，可在新能源电池工作时利用放热现象，使线路板本体2或监控电路模块5更紧密地固定在隔离板1上。

在监控电路模块5运行的过程中，监控电路模块5自身的放电过程有概率通过电磁感应在线路板本体2中产生电流，干扰线路板本体2的功能，为避免此类情况的发生，每个隔热层3与隔离板1之间设置有电磁屏蔽层4，所述电磁屏蔽层4包括绝缘层和设置于绝缘层中的屏蔽板，绝缘层用于保护屏蔽板免受外界冲击，同时防止外部电流流至屏蔽板上，屏蔽板由金属构成，当监控电路模块5产生磁场时，屏蔽层防止磁场传递至外部电路，降低监控电路模块5对线路板本体2的影响。

为进一步提升对线路板本体2或监控电路模块5的隔热保护，同时，提升绝缘层自身的结构强度，绝缘层靠近隔热层3的一侧设置有若干隔热槽，若干所述隔热槽相互垂直设置，当电磁屏蔽层4和隔热层3安装完毕后，若干隔热槽和隔热层3靠近电磁屏蔽层4一侧形成空隙，此空隙同样使得热量在传播至隔热槽时，使得热量经过介质变化，进一步降低了热量的传播效率，同时，若干个相互垂直的隔热槽设定完毕后，若干个隔热槽壁在绝缘层表面形成若干条加强筋61，加强了绝缘层自身的结构强度。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做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内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简介修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (8)

1.一种新能源电池用高精密线路板结构，其特征在于：包括若干线路板本体和矩形隔离板，所述线路板本体设置于隔离板的一侧表面，若干所述线路板本体相互之间形成间隙，所述隔离板远离线路板本体的一侧朝向新能源电池设置；

若干所述线路板本体相互之间形成间隙，所述隔离板表面位于若干间隙的位置处设置有若干凹槽。

2.根据权利要求1所述的一种新能源电池用高精密线路板结构，其特征在于：任一所述凹槽中设置有加强筋，所述加强筋垂直于间隙且垂直于凹槽轴向设置，所述加强筋由热塑性弹性体构成。

3.根据权利要求1所述的一种新能源电池用高精密线路板结构，其特征在于：所述隔离板设置有线路板本体一侧的表面上设有若干隔热层，若干所述隔热层设置于线路板本体和隔离板之间。

4.根据权利要求1所述的一种新能源电池用高精密线路板结构，其特征在于：所述线路板本体设置有固定孔，若干所述隔离层对应固定孔开设有容纳孔，所述隔离板对应固定孔开设有螺孔，所述固定孔，容纳孔和螺孔通过螺钉固定，任一所述隔热层包括两平行设置的隔热板，以及设置于两所述隔热板中的若干聚乙烯垫块，所述聚乙烯垫块与隔热板胶合连接。

5.根据权利要求1所述的一种新能源电池用高精密线路板结构，其特征在于：还包括若干监控电路模块，若干所述监控电路模块与隔离板之间设置有隔热层，若干所述监控电路模块与线路板本体电连接。

6.根据权利要求1所述的一种新能源电池用高精密线路板结构，其特征在于：任一所述隔热层与隔离板之间设置有电磁屏蔽层，所述电磁屏蔽层包括绝缘层和设置于绝缘层中的屏蔽板。

7.根据权利要求6所述的一种新能源电池用高精密线路板结构，其特征在于：所述绝缘层靠近隔热层的一侧设置有若干隔热槽，若干所述隔热槽相互垂直设置。

8.根据权利要求3所述的一种新能源电池用高精密线路板结构，其特征在于：所述隔热层侧面收窄形成条状边缘。