CN210628445U - 信息采集装置及电池模组 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例提供了一种信息采集装置及电池模组，涉及新能源电池领域。所述信息采集装置应用于包括单体电芯的电池模组，所述信息采集装置包括信息采集基板、信息采集线、温度采集元件及电压采集端子。所述温度采集元件设置于所述电池模组，用于采集所述电池模组的温度信息。所述电压采集端子的一端连接于所述信息采集基板、另一端连接待检测单体电芯的极耳，用于采集所述待检测单体电芯的电压信息。所述信息采集线设置于所述信息采集基板，并分别与所述电压采集端子和所述温度采集元件连接，用于传输所述温度信息和所述电压信息。该信息采集装置结构简单，易于制作，简化了采集电池模组的单体电芯的电压及温度的方式。

Description

信息采集装置及电池模组

技术领域

本实用新型涉及新能源电池技术领域，具体而言，涉及一种信息采集装置及电池模组。

背景技术

随着以节能和智能为趋势的电气化进程不断推进，更为清洁高效的新能源电动车取代传统燃油车是未来发展趋势。动力电池包作为电动汽车的动力输出核心，其安全状态就显得尤为重要。而获得动力电池包的工作状态，例如电压及温度是保障动力电池包安全状态的前提。动力电池内部主要是采用方形电芯或圆柱电芯模组进行串联、并联组合以满足不同容量或电压的需求。

目前主要采用两种方式采集电池模组中的单体电芯的电压及温度。一种方式是使用传统的线束采集并传递电压以及温度数据，但是这种方式中，不同电池模组之间的柔性电路板(Flexible Printed Circuit，FPC)采集板采集动力电池模组的单体电芯的电压以及温度数据，这种方式生产工艺流程繁琐。如何简化采集电池模组的单体电芯的电压及温度的方式是当前值得探讨的问题。

实用新型内容

基于上述问题，本实用新型的目的在于提供一种信息采集装置及电池模组，能够简化采集动力电池包的单体电芯的电压及温度的方式。

本实用新型提供一种技术方案：

第一方面，实施例提供一种信息采集装置，应用于包括单体电芯的电池模组，所述信息采集装置包括信息采集基板、信息采集线、温度采集元件及电压采集端子；

所述温度采集元件设置于所述电池模组，用于采集所述电池模组的温度信息；

所述电压采集端子的一端连接于所述信息采集基板、另一端连接待检测单体电芯的极耳，用于采集所述待检测单体电芯的电压信息；

所述信息采集线设置于所述信息采集基板，并分别与所述电压采集端子和所述温度采集元件连接，用于传输所述温度信息和所述电压信息。

在可选的实施方式中，所述信息采集装置还包括信息采集芯片，所述信息采集芯片与所述信息采集线连接，所述信息采集芯片用于接收所述信息采集线传输的所述单体电芯的温度信息和电压信息。

在可选的实施方式中，所述信息采集装置还包括通讯元件，所述通讯元件设置于所述信息采集基板的边沿处，所述通讯元件与所述信息采集芯片连接，所述通讯元件用于传输所述待检测单体电芯的温度信息和电压信息。

在可选的实施方式中，所述信息采集基板为印制电路板，所述信息采集线为通过刻蚀覆盖在所述印制电路板上的导电金属箔而形成的导线。

在可选的实施方式中，所述信息采集基板为印制电路板，所述信息采集基板表面上形成有线槽，所述信息采集线设在所述线槽内。

在可选的实施方式中，所述信息采集线为固定于所述线槽内的导电金属箔所形成的导线。

在可选的实施方式中，所述信息采集装置还包括金属连接层，所述金属连接层设置于所述信息采集基板，所述金属连接层用于连接所述电压采集端子与所述信息采集线。

在可选的实施方式中，所述金属连接层为镀锡层。

在可选的实施方式中，所述信息采集基板开设有通孔，所述信息采集基板通过穿过所述通孔的连接件固定于待检测物体。

第二方面，实施例提供一种电池模组，包括多个单体电芯和前述实施方式任意一项所述的信息采集装置，所述信息采集装置与各所述单体电芯连接，所述信息采集装置用于采集各所述单体电芯的温度信息和电压信息。

本实用新型提供的信息采集装置及电池模组的有益效果是：

本实用新型实施例提供了一种信息采集装置及电池模组，应用于包括单体电芯的电池模组，所述信息采集装置所述信息采集装置包括信息采集基板、信息采集线、温度采集元件及电压采集端子。所述温度采集元件设置于所述电池模组，用于采集所述电池模组的温度信息。所述电压采集端子的一端连接于所述信息采集基板、另一端连接待检测单体电芯的极耳，用于采集所述待检测单体电芯的电压信息。所述信息采集线设置于所述信息采集基板，并分别与所述电压采集端子和所述温度采集元件连接，用于传输所述温度信息和所述电压信息。该信息采集装置结构简单，易于制作，简化了采集电池模组的单体电芯的电压及温度的方式。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，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实用新型的某些实施例，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为本实用新型实施例提供的信息采集装置的结构示意图之一。

图2为本实用新型实施例提供的信息采集装置的结构示意图之二。

图3为本实用新型实施例提供的电池模组的结构示意图之一。

图4为本实用新型实施例提供的电池模组的结构示意图之二。

图标：100-信息采集装置；10-信息采集基板；20-信息采集线；40-电压采集端子；50-金属连接层；60-信息采集芯片；70-通讯元件；80-通孔；200-电池模组；211-极耳；300-电池管理系统。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

经发明人研究发现，目前电池模组的单体电芯的电压数据和温度数据采集一般使用以下两种方式进行：

第一种，使用传统的线束采集并传递电压以及温度数据，采集线束一端连接到电芯模组，另一端连接到电池管理系统(BATTERY MANAGEMENT SYSTEM，BMS)，这种方式在电芯模组排布的时就需要给线束预留一定空间，这将导致原本有限的电池包内部空间变的更加拥挤，并且不同模组之间采集线束相互交错、捆绑使电池包内部走线错综复杂，进而导致可靠性差等问题。

第二种，使用FPC采集板连接电池模组，采集并传递电压以及温度数据，这种FPC采集板体积小，柔软可弯曲，使电池模组的设计空间紧凑，组装自由度大幅提升，也能在动力电池包轻量化方面提供一定帮助。但由于FPC采集板在生产加工制造、检验等环节流程繁琐，同时基于FPC本身材质要求较高导致其价格昂贵。因此使用FPC无论是从成本上还是生产工艺上，都不利于大批量化使用。如何简化采集电池模组的单体电芯的电压及温度的方式是当前值得探讨的问题。

基于上述研究，本实用新型实施例提供了一种信息采集装置及电池模组，下面该信息采集装置及电池模组进行详细阐述。

请参阅图1，图1为本实用新型实施例提供的信息采集装置100的结构示意图之一，本实施例提供了一种信息采集装置100，应用于包括单体电芯的电池模组，本实施例提供的信息采集装置100包括信息采集基板10、信息采集线20、温度采集元件(未示出)及电压采集端子40。

所述温度采集元件设置于所述电池模组，用于采集所述电池模组的温度信息。

所述电压采集端子40的一端连接于所述信息采集基板10、另一端连接所述待检测单体电芯的极耳，用于采集待检测单体电芯的电压信息。

所述信息采集线20设置于所述信息采集基板10，并分别与所述电压采集端子40和所述温度采集元件连接，用于传输所述温度信息和所述电压信息。

本实用新型实施例中，温度采集元件可以是温度传感器，该温度传感器可通过卡夹夹持于所述电池模组，或者通过粘合胶设置于所述电池模组，以实时采集所述电池模组的温度信息，并通过与所述温度传感器连接的所述信息采集线20传输所述温度信息。所述温度传感器的具体型号可参考现有技术，在此不做限定。

电压采集端子40可以是金属片，例如，铝片、镍片、铜片或镍铜合金金属片。具体材质可根据单体电芯的极耳的材质确定。例如，当极耳的材质为镍时，为了使得电压采集端子40与极耳之间的焊接较为牢固，则采用镍片作为电压采集端子40。当极耳的材质为铜时，则采用铜片作为电压采集端子40。如此，保证电压采集端子40在电池模组的使用过程中，不易受到车辆的颠簸而出现断点现象，从而保证电压信息和温度信息采集的可靠性。

同时，本实用新型实施例中，电压采集端子40为多个且彼此间隔布置在所述信息采集基板10上。可以理解的是，电压采集端子40的数量和排布方式可以根据电池模组中的单体电池的排布和使用情况进行合理调节。所述信息采集基板10上的信息采集线20分别与各所述电压采集端子40连接形成通路，用于采集电压信息。

进一步地，在本实用新型实施例的一些具体实施方式中，电压采集端子40的一端延伸出信息采集基板10，位于所述信息采集基板10上的另一端则可以通过蚀刻形成。由此，可以便于将电压采集端子40与所述信息采集基板10相连，并保证信息传递的效果。

请结合参阅图2，图2为本实用新型实施例提供的信息采集装置100的结构示意图之二。在本实用新型另一种可选的实施方式中，所述信息采集装置100还包括金属连接层50，所述金属连接层50设置于所述信息采集基板10，所述金属连接层50用于连接所述电压采集端子40与所述信息采集线20。所述金属连接层50可以为镀锡层。即，电压采集端子40的一端延伸出信息采集基板10，位于所述信息采集基板10上的另一端则通过金属连接层50与所述信息采集基板10连接。由此，可以便于将电压采集端子40与所述信息采集基板10相连，并保证信息传递的效果。

进一步地，作为一种可选的实施方式，所述信息采集基板10为印制电路板(Printed circuit boards，PCB)，所述信息采集线20为通过刻蚀覆盖在所述印制电路板上的导电金属箔而形成的导线。由此，该结构的信息采集线20可以更加方便的形成在所述信息采集基板10上，并且不存在二次连接或者装配，集成在所述信息采集基板10上，增加了其信息传输的准确性和可靠性。

作为另一种可选的实施方式，所述信息采集基板10为印制电路板，所述信息采集基板10表面上形成有线槽，所述信息采集线20设在所述线槽内。所述信息采集线20为固定于所述线槽内的导电金属箔所形成的导线。线槽可以对信息采集线20起到一定的保护作用，提高信息采集装置100的使用可靠性。同时，将信息采集线20集成固定于所述信息采集基板10上，能够避免现有技术中出现的信息采集线20束之间的摩擦、碰撞导致的破损，布局简单。

上述印制电路板可以采用FR-4(环氧玻璃纤维板)、A1级覆铜板，此级别为汽车电子级别，电绝缘性能良好，平整度好，表面光滑，无凹坑，厚度公差标准，在150℃下仍有较高的机械强度，干态，湿态下电气性能好，同时由于原材料的优势保证了质优价廉，交货周期稳定，使用与大批量使用。

采用印制电路板作为信息采集基板10，相较于现有技术中使用线束采集电压和温度信息，带来的空间拥挤和走线繁琐的问题，采用印制电路板可有效减少布线和装配的差错，节省了所述信息采集装置100的调试，维修和检查时间。同时，印制电路板布线密度高，体积小，重量轻，有利于进一步使得电池模组轻量化。由于印制电路板还具有可再现性和一致性，使得可在工业生产中批量生产。

本实用新型实施例中，采用设置于所述电池模组的温度采集元件采集所述电池模组的温度信息，利用电压采集端子40采集单体电芯的电压信息，并利用集成于所述信息采集基板10中的信息采集线20传输所述电压信息和所述温度信息，结构简单，易于装配，从而使得采集单体电芯温度信息和电压信息的方式简化。

进一步地，请接着参阅图2，本实用新型实施例中所述信息采集装置100还包括信息采集芯片60，所述信息采集芯片60与所述信息采集线20连接，所述信息采集芯片60用于接收所述信息采集线20传输的所述温度信息和所述电压信息。

需要说明的是，上述温度采集元件采集到的温度信息以及电压采集端子40采集到的电压信息均为电信号，为了获得准确的温度数据和电压数据，需要将电信号转换为数字信号。因此，所述信息采集芯片60接收到所述信息采集线20传输的所述单体电芯的温度信息和电压信息之后，还将所述温度信息和电压信息转换为数字信号格式的温度信息和电压信息。

进一步地，本实用新型实施例中，所述信息采集装置100还包括通讯元件70，所述通讯元件70设置于所述信息采集基板10的边沿处，所述通讯元件70与所述信息采集芯片60连接，所述通讯元件70用于传输所述温度信息和所述电压信息。

所述通讯元件70可以是电池组连接器，作为一种可选的实施方式，所述电池组连接器一端连接所述信息采集芯片60、另一端与电池管理系统连接，所述电池组连接器用于接收信息采集芯片60发送的温度信息和电压信息，并将所述温度信息和所述电压信息传输给电池管理系统。所述电池管理系统根据接收到的电压信息和温度信息对电池模组进行管理，能够提高单体电池的利用率，防止单体电池出现过度充电和过度放电。

作为另一种可选的实施方式，当电池模组的数量为多个时，每个电池组连接器的一端连接所述信息采集芯片60、另一端与其他信息采集装置100中的电池连接器连接。所述电池连接器将温度信息和电压信息传输给其他电池连接器，再发送给电池管理系统。

进一步地，本实用新型实施例中，所述信息采集装置100还包括保护元件，所述保护元件设置于所述信息采集基板10上，且与所述信息采集线20连接。所述保护元件根据实际使用情况可以选用保险丝或者自身电路结构形成的保护结构，该保护结构的保护元件可以用于电池过流保护，从而可以提高整个信息采集装置100的使用安全性。

本实用新型实施例中，所述保护元件为贴片式保险丝，该贴片式保险丝锡焊连接至信息采集线20中。保护元件的个数可以根据需要检测的单体电芯的个数进行合理调节。由此，所述保护元件来源广泛，并且装配方便，容易与信息采集线20连接，起到对整个电池模组进行系统保护的作用。

进一步地，本实用新型实施例中还所述信息采集装置100包括保护膜，所述保护膜设置于所述信息采集基板10的表面，以覆盖所述信息采集线20及所述信息采集芯片60。所述保护膜用于将所述信息采集线20及所述信息采集芯片60集成到所述信息采集基板10上，保护膜具有耐压绝缘、耐磨、提高所述信息采集线20及所述信息采集芯片60的结构密封性能的作用。对所述信息采集线20及所述信息采集芯片60以及其他相关部件起到很好的保护作用，保证整个信息采集装置100的使用安全性和可靠性。

可选地，所述保护膜可以是三防漆，其能够避免金属连接层50或其他焊点氧化，同时避免尘土障碍影响信息采集装置100工作正常运行。在信息采集基板10外面形成保护膜起到防潮，绝缘，防静电作用确保信息采集基板10在恶劣环境下正常运行。

所述信息采集基板10开设有通孔80，所述信息采集基板10通过穿过所述通孔80的连接件固定于待检测物体。可选地，所述待检测物体可以是电池模组。所述信息采集装置100通过该通孔固定于电池模组上。由此，通过信息采集装置100采集电池模组中的单体电芯的电压信息和温度信息。

请结合参阅图3，图3为本实用新型实施提供的电池模组200的结构示意图之一。本实用新型实施例还提供了一种电池模组200，包括多个单体电芯和上述的信息采集装置100，所述信息采集装置100与各所述单体电芯的连接，所述信息采集装置100用于采集各所述单体电芯的温度信息和电压信息。

作为一种可选的实施方式，所述信息采集装置100包括的所述温度采集元件设置于所述电池模组200，用于采集所述电池模组200的温度信息。所述电压采集端子40与所述单体电芯的极耳211连接，用于采集所述单体电芯的电压信息。

作为一种可选的实施方式，该电池模组200上设置有定位件，信息采集装置100通过信息采集基板10上的通孔与定位件的配合，预定位在电池模组上。由此，通过这种连接方式，可以实现对单体电芯的信息采集。同时，减少了信息采集装置100所需要的装配空间，缩小了电池模组的体积。

请结合参阅图4，图4为本实用新型实施例提供的电池模组200的结构示意图之二。作为一种可选的实施方式，所述电池模组200可以为多个，并通过所述信息采集装置100中的通讯元件70连接，并共同连接于电池管理系统300。所述电池管理系统300用于根据所述信息采集装置100采集到的电压信息和温度信息对电池模组进行管理，提高电池模组200的使用寿命。

本实用新型实施例中，各单体电芯的连接关系没有特殊限制，可以是多个单体电芯彼此串联、并联或者混联，其连接方式可以是脉冲焊、激光焊或者机械连接。

综上所述，本实用新型实施例提供了一种信息采集装置100及电池模组200，所述信息采集装置100应用于包括单体电芯的电池模组200，所述信息采集装置100包括信息采集基板10、信息采集线20、温度采集元件及电压采集端子40。所述温度采集元件设置于所述电池模组，用于采集所述电池模组的温度信息。所述电压采集端子40的一端连接于所述信息采集基板10、另一端连接待检测单体电芯的极耳，用于采集所述待检测单体电芯的电压信息。所述信息采集线20设置于所述信息采集基板10，并分别与所述电压采集端子40和所述温度采集元件连接，用于传输所述温度信息和所述电压信息。该信息采集装置100结构简单，易于制作，简化了采集电池模组200的单体电芯的电压及温度的方式。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种信息采集装置，其特征在于，应用于包括单体电芯的电池模组，所述信息采集装置包括信息采集基板、信息采集线、温度采集元件及电压采集端子；

所述温度采集元件设置于所述电池模组，用于采集所述电池模组的温度信息；

所述电压采集端子的一端连接于所述信息采集基板、另一端连接待检测单体电芯的极耳，用于采集所述待检测单体电芯的电压信息；

所述信息采集线设置于所述信息采集基板，并分别与所述电压采集端子和所述温度采集元件连接，用于传输所述温度信息和所述电压信息。

2.根据权利要求1所述的信息采集装置，其特征在于，所述信息采集装置还包括信息采集芯片，所述信息采集芯片与所述信息采集线连接，所述信息采集芯片用于接收所述信息采集线传输的所述单体电芯的温度信息和电压信息。

3.根据权利要求2所述的信息采集装置，其特征在于，所述信息采集装置还包括通讯元件，所述通讯元件设置于所述信息采集基板的边沿处，所述通讯元件与所述信息采集芯片连接，所述通讯元件用于传输所述待检测单体电芯的温度信息和电压信息。

4.根据权利要求1所述的信息采集装置，其特征在于，所述信息采集基板为印制电路板，所述信息采集线为通过刻蚀覆盖在所述印制电路板上的导电金属箔而形成的导线。

5.根据权利要求1所述的信息采集装置，其特征在于，所述信息采集基板为印制电路板，所述信息采集基板表面上形成有线槽，所述信息采集线设在所述线槽内。

6.根据权利要求5所述的信息采集装置，其特征在于，所述信息采集线为固定于所述线槽内的导电金属箔所形成的导线。

7.根据权利要求1所述的信息采集装置，其特征在于，所述信息采集装置还包括金属连接层，所述金属连接层设置于所述信息采集基板，所述金属连接层用于连接所述电压采集端子与所述信息采集线。

8.根据权利要求7所述的信息采集装置，其特征在于，所述金属连接层为镀锡层。

9.根据权利要求1所述的信息采集装置，其特征在于，所述信息采集基板开设有通孔，所述信息采集基板通过穿过所述通孔的连接件固定于待检测物体。

10.一种电池模组，其特征在于，包括多个单体电芯和权利要求1-9任意一项所述的信息采集装置，所述信息采集装置与各所述单体电芯连接，所述信息采集装置用于采集各所述单体电芯的温度信息和电压信息。

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