CN206834239U - 智能电池保护板、智能电池及可移动平台 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供一种智能电池保护板，所述保护板包括：电路板，包括顶面以及与所述顶面相对的底面；控制电路，设于所述电路板的顶面，所述控制电路用于控制所述智能电池的电芯；其中，所述电路板设有焊盘，所述焊盘设于所述电路板的底面，用于焊接电芯的极耳。本实用新型还提供一种具有该智能电池保护板的智能电池及可移动平台。

Description

智能电池保护板、智能电池及可移动平台
技术领域
本实用新型涉及一种智能电池保护板、使用该智能电池保护板的智能电池及可移动平台。
背景技术
目前无人飞行器主要采用智能电池作为其电源，因为智能电池的体积比容量较低，因此造成了无人飞行器的续航时间较短。
目前智能电池通常有保护板、极耳板和电芯构成，其中极耳板和保护板通过连接器和电源线进行连接；电芯的正极耳和负极耳会穿过极耳板专门设置的通孔后再进行弯针并与极耳板焊接固定，需要单独提供极耳板。此外，保护板和极耳板之间留有空隙，会占据智能电池的容量空间，从而降低了智能电池的体积比容量。此外，连接线和电源线不仅增加了物料成本及组装成本，还降低了智能电池的工作稳定性。
实用新型内容
有鉴于此，有必要提供一种有效提高智能电池的体积比容量和工作稳定性的智能电池及具有该智能电池的可移动平台。
一种智能电池的保护板，所述保护板包括：电路板，包括顶面以及与所述顶面相对的底面；控制电路，设于所述电路板的顶面，所述控制电路用于控制所述智能电池的电芯；其中，所述电路板设有焊盘，所述焊盘设于所述电路板的底面，用于焊接电芯的极耳。
进一步地，所述电路板设有对应于所述极耳并贯穿所述电路板的焊接孔，通过所述焊接孔将所述极耳与各自对应的焊盘连接。
进一步地，所述焊盘对应所述焊接孔设置，并且遮盖与其对应设置的焊接孔。
进一步地，所述极耳的与所述焊盘焊接一端的端部弯折并与各自对应的所述焊盘面接触，并且通过焊接方式与相对应的所述焊盘焊接固定。
进一步地，所述控制电路包括控制器和电子开关，所述控制器和所述电子开关设置于所述电路板背离所述电芯的一侧表面，所述控制器与所述电子开关电连接，并控制所述电子开关的通断，以控制所述智能电池的电源输出或断开。
进一步地，所述控制器为MCU。
进一步地，所述控制电路还包括电量计，所述电量计与所述控制器电连接，用于检测所述智能电池的当前剩余电量。
进一步地，所述焊盘和所述焊接孔均为多个，多个所述焊盘与多个所述焊接孔分别一一对应设置。
进一步地，所述焊盘为电阻焊接盘或激光焊接盘。
一种智能电池，包括：壳体；如上所述的保护板，安装在所述壳体内；以及多个电芯，与所述保护板电连接，并且安装在所述壳体内。
进一步地，所述壳体包括壳体本体和盖板，所述盖板盖设于所述壳体本体从而形成容置腔，所述保护板和所述电芯单元收容于所述容置腔内。
一种可移动平台，所述可移动平台包括机身、动力系统、以及和如上所述智能电池，所述机身设有电池仓，所述智能电池收容于所述电池仓内，所述智能电池与所述动力系统电连接，并为所述动力系统供电。
进一步地，所述可移动平台为无人飞行器、云台或无人车。
本实用新型的实施方式提供的智能电池将正极耳和负极耳直接与所述保护板的底面进行焊接固定，不仅降低了电池的生产工序和物料成本，同时提高了所述智能电池的可靠性及电池的体积比容量，并且有利于提高智能电池的续航能力以及便于小型化设计。同时具有该智能电池的无人飞行器的续航时间显著增加，并且飞行稳定提高。
附图说明
图1是本实用新型实施方式提供的无人飞行器的结构示意图。
图2是图1中的无人飞行器的电路连接结构示意图。
图3是图1中所示智能电池的分解结构示意图。
图4是图3中所示的保护板的底面结构示意图。
图5是图1中所示的智能电池的剖视结构示意图。
主要元件符号说明
智能电池 100
壳体 10
壳体本体 11
盖板 12
智能电池保护板 20
电路板 21
控制器 22
电子开关 23
焊盘 24
电量计 25
电芯单元 30
电芯 31
电芯外壳 311
正极耳 312
负极耳 313
无人飞行器 200
机身 201
动力系统 202
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本实用新型。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
在实现本实用新型的过程中，发明人发现了如下问题：
目前可移动平台的工作时间通常较短，一个重要原因是因为电池的容量较低，即电池的续航能力较差。通常智能电池包括保护板、转接板(或称极耳板)和多个电芯组成。因为多个电芯需要根据产品的需要堆叠在一起，并且多个所述电芯延伸出的正极耳和负极耳焊接在同一块极耳板上。所述极耳板再通过连接器、电源线与保护板连接，从而形成完整的智能电池。
传统的智能电池需要正极耳和负极耳穿过极耳板，然后弯折与焊盘压接后再进行焊接，导致极耳板没有多余的面积布置电路，因此必须通过连接线与保护板连接。此外，极耳板与保护板之间存在空隙，这样浪费空间，不得不减小电芯的体积，从而会占据智能电池的容量空间，导致智能电池容量降低。再者，连接线和电源线增加物料成本、组装成本，并且导致了智能电池的可靠性降低。
本实用新型实施例提供的智能电池采用正极耳和负极耳与保护板的底面焊接，从而使所述保护板的顶面具有有效面积用于布置电路。这样就不再需要极耳板以及与之配套的连接线等，同时提高了电连接的可靠性。同时，具有该智能电池的可移动平台具有更长的持续工作时间及更稳定的使用状态。下面，通过具体实施例，对智能电池及具有该智能电池的可移动平台进行详细说明。其中所述可移动平台可以为无人飞行器或者无人车等。所述可移动平台包括机身、动力系统以及所述智能电池，其中，所述机身设有电池仓，所述电池仓用于收容所述智能电池。所述智能电池收容于所述电池仓内，并且所述智能电池与所述动力系统电连接并为所述动力系统供电。
下面以可移动平台为无人飞行器时为例，对具有所述智能电池的无人飞行器进行具体的描述。请同时参阅图1和图2，图1是本实用新型提供的无人飞行器结构示意图；图2是图1中的无人飞行器的电路连接结构示意图。
本实用新型提供一种无人飞行器200。所述无人飞行器200包括智能电池100、机身201和动力系统202。
所述机身201包括电池仓(图未示)。所述电池仓设于所述机身201。所述智能电池100设置于所述电池仓内。所述动力系统202与所述智能电池100 电连接，用于为所述无人飞行器200提供飞行的动力。
当然，当所述可移动平台为无人车、云台时具有类似的电池仓，本实用新型对此不再赘述。
请参阅图3，图3是图1中所示智能电池的分解结构示意图。所述智能电池100包括壳体10、智能电池保护板20和电芯单元30。所述壳体10具有容置腔111。所述智能电池保护板20以及所述电芯单元30收容安装于所述壳体10的容置腔111内。
所述壳体10包括壳体本体11和盖板12。所述盖板12盖设于所述壳体本体11顶部，从而组配形成所述壳体10。
在本实施方式中，所述壳体本体11由多个部件组配形成。当然，在其他实施方式中，所述壳体本体11还可以为一体成型结构，本实用新型在此不做限定。所述壳体本体11具有容置腔111，且所述壳体本体11顶部呈开口结构。所述容置腔111用于收容所述智能电池保护板20及所述电芯单元 30。在其他实施方式中，所述壳体本体11还可以设置有散热孔(图未示)，用于在所述智能电池100工作时进行散热。
所述盖板12盖设于所述壳体本体11的开口结构处。所述盖板12盖设于所述壳体本体11从而封闭所述的容置腔111。在本实施方式中，所述盖板12与所述壳体本体11相互扣合设置，例如，通过卡扣结构扣合设置。当然，在其他的实施方式中，所述盖板12与所述壳体本体11还可以通过其他方式固定，例如，胶合、通过紧固件连接等，本实用新型对此不做限定。
请结合参阅图2，所述智能电池保护板20收容于所述容置腔111内，且靠近所述电芯单元30的顶部设置。所述智能电池保护板20包括电路板21、控制电路、和多个焊盘24。所述控制电路和多个所述焊盘24均设置于所述电路板21上。
在本实施方式中，所述电路板21为印制电路板，所述电路板21用于承载固定所述控制电路和多个所述焊盘24。具体地，所述电路板21的顶面设置有所述控制电路。所述顶面是指所述电路板21背离所述电芯单元30方向的表面。所述电路板21的底面设置有多个所述焊盘24，所述底面是指所述电路板21朝向所述电芯单元30方向的表面。此外，所述电路板21具有多个焊孔211，多个所述焊孔211贯穿所述电路板21设置。
所述控制电路包括控制器22、电子开关23以及电量计25。所述控制器 22通过所述电路板21分别与所述电子开关23和多个所述焊盘24以及电量计25电连接。
所述控制器22设置于所述电路板21的顶面。所述控制器22分别与所述电子开关23、多个所述焊盘24以及电量计25电连接。所述控制器22控制所述电子开关23的通断，以控制所述智能电池的电源输出或断开。具体地，所述控制器22通过所述电路板21与所述电子开关23和多个所述焊盘 24电连接。所述控制器22可以接收所述电量计25发送的电信号。所述电量计25用于监测所述智能电池100的电量信息等参数。所述控制器22接收所述电量计25发送的监测信息，从而监测所述智能电池100的当前剩余电量等状态，从而实现对所述智能电池100的各种保护功能。在本实施方式中，所述控制器22为MCU(MicrocontrollerUnit，微控制单元)。
所述电子开关23设置于所述电路板21的顶面。所述电子开关23用于控制所述电芯单元30的电能的输入或输出。具体地，所述电子开关23受所述控制器22的控制，在所述智能电池100发生过充、过放、短路、温度过高或过低等情况下由所述控制器22控制电子开关23断开，从而保证电池的安全。在所述控制器22的控制下打开和闭合。在本实施方式中，所述电子开关23为MOS开关。
请结合参阅图4，多个所述焊盘24均设置于所述电路板21的底面。具体地，多个所述焊盘24贴覆于所述电路板21的底面，并且与多个所述焊孔 211一一对应设置。具体地，多个所述焊盘24分别贴覆于其对应所述焊孔 211底部。换句话说，此时所述焊孔211底部被所述焊盘24遮盖，形成底部被遮盖、顶部开口的结构。
请结合参阅图5，是图1中所示的智能电池的剖视结构示意图。所述电芯单元30包括多个电芯31，所述电芯31包括电芯外壳311、正极耳312、负极耳313、正极片(图未示)、负极片(图未示)、隔膜(图未示)和电解液(图未示)。所述电芯外壳311具有收容空间，其中所述正极片、所述负极片和所述隔膜收容于所述电芯外壳311的收容空间内。所述正极耳312和所述负极耳313统称为极耳。所述正极耳312和所述负极耳313部分收容于所述电芯外壳311内，且分别与所述正极片和所述负极片连接，并向外延伸出所述电芯外壳311。所述电解液可以为液体状态或者半固态，其同样收容于所述电芯外壳311内，并且设置于所述正极片和所述负极片之间。
在本实施方式中，所述电芯31的个数为6或12个。当然，在其他的实施方式中，所述电芯31还可以为其他个数，本实用新型对此不做限定。
所述电芯外壳311可以为金属外壳，比如钢壳或铝壳；也可以为柔性材质的外壳，比如铝塑膜等，本实用新型对此不作限定。所述电芯外壳311具有收容空间，并用于收容所述正极片、负极片、隔膜、正极耳312和负极耳 313收容于所述电芯外壳311的收容空间内。
所述正极片包括正极集流体(图未示)和涂覆于所述正极集流体表面的正极活性材料(图未示)。在本实施方式中，所述正极集流体为铝箔。
所述负极片包括负极集流体(图未示)和涂覆于所述正极集流体表面的负极活性材料(图未示)。在本实施方式中，所述负极集流体为铜箔。
所述隔膜用于分隔所述正极片和所述负极片，防止所述正极片和所述负极片接触而发生短路。
在本实用新型中，所述正极片、所述隔膜和所述负极片依次叠放，并且三者呈卷绕设置。所述正极耳312与所述正极片连接；所述负极耳313与所述负极片连接。
所述正极耳312的一端与所述正极片的集流体连接，另一端延伸出所述电芯外壳311收容空间，并与其对应的焊盘24焊接固定。在本实施方式中，所述正极耳312的个数为多个，每个所述正极耳312分别对应一焊盘24。具体地，所述正极耳312延伸出所述电芯外壳311的一端的端部进行弯曲并且与其对应的焊盘24接触。
可以理解，此时所述正极耳312与所述焊盘24为面接触；然后通过与所述焊盘24对应的焊孔211进行焊接，从而将所述正极耳312和与其对应的焊盘24焊接固定。焊接方式可以选择电阻焊接或者激光焊接，此时，焊盘24可以为电阻焊盘或激光焊盘，通过电阻焊接或者激光焊接从所述焊孔 211顶部方向进行焊接，从而将所述正极耳312和与其对应的焊盘24焊接固定。可以理解，所述正极耳312和与其相对应的焊盘24焊接，从而固定于所述智能电池保护板20底面，所述正极耳312的中间部分位于所述电芯31 和所述电路板21之间。
此外，所述正极耳312和所述焊盘24的固定方式不限于电阻焊接和激光焊接，二者还可以采用其他方式与所述焊盘24焊接固定，本实用新型对此不做限定。所述正极耳312与所述正极片的集流体同样通过焊接方式固定。当然，所述正极耳312与所述正极片的集流体还可以采用其他方式固定连接，本实用新型对此不做限定。
所述负极耳313与所述正极耳312的连接方式类似，所述负极耳313同样与所述负极片的集流体连接，另一端延伸出所述电芯外壳311的收容空间，并与其相对应的焊盘24焊接固定。所述负极耳313的个数同样为多个，并且每个所述负极耳313同样分别对应一焊盘24。具体地，所述负极耳313 延伸出所述电芯外壳311的一端的端部首先进行弯折并且与其对应的焊盘 24面接触，然后通过与所述焊盘24对应的焊孔211将所述负极耳313和与其对应的焊盘24焊接固定。
可以理解，所述负极耳313与所述正极耳312一一对应设置，所述负极耳313的个数与所述正极耳312的个数相同。在本实施方式中，所述负极耳 313与所述负极片的集流体同样采用焊接方式固定连接。所述负极耳313与所述负极片的集流体还可以采用其他方式固定连接，本实用新型对此不做限定。
本实用新型的实施方式提供的智能电池将正极耳和负极耳直接与所述保护板的底面进行焊接固定，不仅降低了电池的生产工序和物料成本，同时提高了所述智能电池的可靠性及电池容量。同时具有该智能电池的无人飞行器或无人车的工作时间显著增加，并且运行稳定性提高。
另外，本技术领域的普通技术人员应当认识到，以上的实施方式仅是用来说明本实用新型，而并非用作为对本实用新型的限定，只要在本实用新型的实质精神范围之内，对以上实施例所作的适当改变和变化都落在本实用新型要求保护的范围之内。

Claims (13)

1.一种智能电池保护板，其特征在于，所述保护板包括：
电路板，包括顶面以及与所述顶面相对的底面；
控制电路，设于所述电路板的顶面，所述控制电路用于控制所述智能电池的电芯；
其中，所述电路板设有焊盘，所述焊盘设于所述电路板的底面，用于焊接电芯的极耳。
2.根据权利要求1所述的智能电池保护板，其特征在于：所述电路板设有对应于所述极耳并贯穿所述电路板的焊接孔，通过所述焊接孔将所述极耳与各自对应的焊盘连接。
3.根据权利要求2所述的智能电池保护板，其特征在于：所述焊盘对应所述焊接孔设置，并且遮盖与其对应设置的焊接孔。
4.根据权利要求3所述的智能电池保护板，其特征在于：所述极耳的与所述焊盘焊接一端的端部弯折并与各自对应的所述焊盘面接触，并且通过焊接方式与相对应的所述焊盘焊接固定。
5.根据权利要求3所述的智能电池保护板，其特征在于：所述控制电路包括控制器和电子开关，所述控制器和所述电子开关设置于所述电路板背离所述电芯的一侧表面，所述控制器与所述电子开关电连接，并控制所述电子开关的通断，以控制所述智能电池的电源输出或断开。
6.根据权利要求4所述的智能电池保护板，其特征在于：所述控制器为MCU。
7.根据权利要求6所述的智能电池保护板，其特征在于：所述控制电路还包括电量计，所述电量计与所述控制器电连接，用于检测所述智能电池的当前剩余电量。
8.根据权利要求3所述的智能电池保护板，其特征在于，所述焊盘和所述焊接孔均为多个，多个所述焊盘与多个所述焊接孔分别一一对应设置。
9.根据权利要求3所述的智能电池保护板，其特征在于：所述焊盘为电阻焊接盘或激光焊接盘。
10.一种智能电池，其特征在于，包括：
壳体；
权利要求1～9任一项所述的保护板，安装在所述壳体内；以及
多个电芯，与所述保护板电连接，并且安装在所述壳体内。
11.根据权利要求10所述的智能电池，其特征在于：所述壳体包括壳体本体和盖板，所述盖板盖设于所述壳体本体从而形成容置腔，所述保护板和所述电芯单元收容于所述容置腔内。
12.一种可移动平台，所述可移动平台包括机身、动力系统、以及权利要求10或11所述智能电池，所述机身设有电池仓，所述智能电池收容于所述电池仓内，所述智能电池与所述动力系统电连接，并为所述动力系统供电。
13.根据权利要求12所述的可移动平台，其特征在于，所述可移动平台为无人飞行器、云台或无人车。
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