CN211350897U - 一种电池模组结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于锂离子电池技术领域，尤其涉及一种电池模组结构，包括若干电芯、印刷电路板、第一金属片和第二金属片，若干电芯的极耳均穿过印刷电路板，第一金属片固定连接在印刷电路板的上表面，在相邻两个电芯中，其中一电芯的任一极耳与另一电芯的任一极耳相向对折接触形成对折部，对折部的下表面与第一金属片接触连接，对折部的上表面与第二金属片接触连接，第二金属片与若干电芯串联和/或并联，第二金属片设置有电流输出端，印刷电路板设置有电压信号输出端。本实用新型提供的电池模组结构能够减少电池的电压采集误差，提高电压采集精度，保障电池电量计算结果的准确度以及保护装置的动作的精准性。

Description

一种电池模组结构

技术领域

本实用新型属于锂离子电池技术领域，尤其涉及一种电池模组结构。

背景技术

锂离子电池由于其能量密度高、体积小、重量轻以及其他优越的性能，在近年来得到了蓬勃的发展，广泛应用于我们日常生活以及工业生产中。

在动力电池、储能电池等领域，由于单颗锂离子电芯容量及电压的限制，需要采用多颗锂离子电芯进行串、并联组合成电池组才能满足需求。电池组通常要求配备有电池管理系统，能够对每一串电池的工作状态进行监控，采集每一串电池的电压数据，用于电池组电量计算，以及为保护装置的动作提供依据，避免电池组出现过度放电、过度充电、电压不平衡等异常现象，以保障电池组能够安全、可靠的工作。在电池组设计过程中，锂离子电芯的串、并联组装方法尤为重要，它直接影响电压采集的精度，以及间接影响到电量计算结果的准确度以及保护装置的动作的精准性。

然而，在现有组装方法中，电压采集线和电流线在电芯串、并联位置，无法避免的都会共用一段线路，该段线路等效于一个固定电阻器，根据欧姆定律U＝I*R，该段线路的压降将随通过电流的大小变化而变化，而电压采集线的电压则等于电芯电压减去该段线路上的压降。也就是说，在现有组装方法中，电压采集的误差会受到电流线上电流的影响，电流越大时，电压误差则越大，并且电流线上的电流也往往不是恒定的，所以电压误差也不是固定的，致使电压采集精度无法得到保障。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：针对现有技术的不足，提供一种电池模组结构，减少电池的电压采集误差，提高电压采集精度，保障电池电量计算结果的准确度以及保护装置的动作的精准性。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种电池模组结构，包括若干电芯、印刷电路板、第一金属片和第二金属片，若干所述电芯的极耳均穿过所述印刷电路板，所述第一金属片固定连接在所述印刷电路板的上表面，在相邻两个所述电芯中，其中一所述电芯的任一所述极耳与另一所述电芯的任一所述极耳相向对折接触形成对折部，所述对折部的下表面与所述第一金属片接触连接，所述对折部的上表面与所述第二金属片接触连接，所述第二金属片与若干所述电芯串联和/或并联，所述第二金属片设置有电流输出端，所述印刷电路板设置有电压信号输出端。

其中，电芯极耳紧贴着第二金属片，当电池组大电流输出时，极耳产生的热量大部分将传导至第二金属片，热量由第二金属片对空气进行耗散。由于第二金属片具有表面积大的特点，该电池模组结构有利于降低极耳的温度。

电压信号输出端连接电池管理系统，对每一串电池的工作状态进行监控，采集每一串电池的电压数据，用于电池组电量计算，以及为保护装置的动作提供依据，避免电池组出现过度放电、过度充电、电压不平衡等异常现象，以保障电池组安全、可靠的工作。

作为本实用新型所述的电池模组结构的一种改进，所述印刷电路板内部设置电压采集线路，所述第一金属片与所述电压采集路线电连接。

作为本实用新型所述的电池模组结构的一种改进，所述第二金属片、所述极耳和所述第一金属片通过固定件连接。其中，固定件设置为螺丝。第二金属片采用螺丝装配，将极耳锁紧在第一金属片上，操作简便，无需通过锡焊或激光焊接，极大地减少了锡用量，也省去了昂贵的激光设备投入，不但降低了生产成本，还提高生产效率，减少了生产工时。而且，通过螺丝拆装电芯非常方便，极大提高了电池模组的可维修性。另外，通过螺丝固定在电池制程中不会产生温度，避免了锡焊或激光焊时产生的高温传递至电芯内部的极耳和隔膜，对电池性能造成影响。通过螺丝固定的装配方式，在电池的电性能方面属于无损装配。

作为本实用新型所述的电池模组结构的一种改进，所述印刷电路板、所述极耳、所述第一金属片和所述第二金属片的表面均设置有通孔。第二金属片通过固定件经由极耳表面的通孔将极耳锁紧在第一金属片上。

作为本实用新型所述的电池模组结构的一种改进，所述第一金属片与所述印刷电路板焊接固定。第一金属片的一侧连接极耳，另一侧连接印刷电路板，第一金属片用于采集每一节电芯的电压信号，再通过印刷电路板汇总至电池管理系统。

作为本实用新型所述的电池模组结构的一种改进，所述印刷电路板的表面设置若干与所述极耳相对应的凹槽，所述凹槽开设在所述第一金属片的两侧。极耳的表面冲压好通孔后，穿过印刷电路板表面的凹槽，弯折贴在第一金属片上。

作为本实用新型所述的电池模组结构的一种改进，所述电流输出端设置在所述第二金属片的顶部。

作为本实用新型所述的电池模组结构的一种改进，所述电压信号输出端设置在所述印刷电路板的上表面。

作为本实用新型所述的电池模组结构的一种改进，所述第二金属片的材质为铝或铜。第二金属片用于电流传输，需选用铝片或铜片等导电性能较好的材质。

作为本实用新型所述的电池模组结构的一种改进，所述第一金属片的材质为不锈钢镀镍或铁镀镍。第一金属片由于仅采集电压信号，无需通过大电流，可选用不锈钢镀镍或铁镀镍材质。

本实用新型的有益效果包括但不限于：本实用新型提供的电池模组结构，依据开尔文测试原理，将电流线和电压采集线的电气连接上，在电芯极耳位置完全分离，在相邻两个电芯中，其中一电芯的任一极耳与另一电芯的任一极耳相向对折接触形成对折部，对折部的下表面与第一金属片接触连接，进行电压信号的采集，汇总到印刷电路板表面的电压信号输出端；对折部的上表面与第二金属片接触连接，第二金属片的顶部设置有电流输出端，由对折部的上表面进行电流的输出，即可将电流线对电压采集线的影响减少至最低。本实用新型提供的电池模组结构能够减少电池的电压采集误差，提高电压采集精度，保障电池电量计算结果的准确度以及保护装置的动作的精准性。

附图说明

图1是本实用新型电池模组结构的整体结构示意图。

图2是本实用新型电池模组结构的部分爆炸图。

图3是本实用新型电池模组结构的结构局部放大图。

其中：1-电芯，2-印刷电路板，3-极耳，4-第一金属片，5-第二金属片，6-电流输出端，7-电压信号输出端，8-通孔。

具体实施方式

如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接受的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、水平”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，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装置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。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，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，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明，但不作为对本实用新型的限定。

为了便于描述，本实用新型电池模组结构，以电芯竖直放置，两个极耳端为电芯的顶端。

实施例

本实施例提供一种电池模组结构，包括若干电芯1、印刷电路板2、第一金属片4和第二金属片5，若干电芯1的极耳3均穿过印刷电路板2，第一金属片4固定连接在印刷电路板2的上表面，在相邻两个电芯1中，其中一电芯1的任一极耳3与另一电芯1的任一极耳3相向对折接触形成对折部，对折部的下表面与第一金属片4接触连接，对折部的上表面与第二金属片5接触连接，第二金属片5与若干电芯1串联和/或并联，第二金属片5设置有电流输出端6，印刷电路板2设置有电压信号输出端7。

其中，电芯1极耳3紧贴着第二金属片5，当电池组大电流输出时，极耳3产生的热量大部分将传导至第二金属片5，热量由第二金属片5对空气进行耗散。由于第二金属片5具有表面积大的特点，该电池模组结构有利于降低极耳3的温度。

电压信号输出端7连接电池管理系统，对每一串电池的工作状态进行监控，采集每一串电池的电压数据，用于电池组电量计算，以及为保护装置的动作提供依据，避免电池组出现过度放电、过度充电、电压不平衡等异常现象，以保障电池组安全、可靠的工作。

进一步地，印刷电路板2内部设置电压采集线路，第一金属片4与电压采集路线电连接。

进一步地，第二金属片5、极耳3和第一金属片4通过固定件连接。其中，固定件设置为螺丝。第二金属片5采用螺丝装配，将极耳3锁紧在第一金属片4上，操作简便，无需通过锡焊或激光焊接，极大地减少了锡用量，也省去了昂贵的激光设备投入，不但降低了生产成本，还提高生产效率，减少了生产工时。而且，通过螺丝拆装电芯1非常方便，极大提高了电池模组的可维修性。另外，通过螺丝固定在电池制程中不会产生温度，避免了锡焊或激光焊时产生的高温传递至电芯1内部的极耳3和隔膜，对电池性能造成影响。通过螺丝固定的装配方式，在电池的电性能方面属于无损装配。

进一步地，印刷电路板2、极耳3、第一金属片4和第二金属片5的表面均设置有通孔8。第二金属片5通过固定件经由极耳3表面的通孔8将极耳3锁紧在第一金属片4上。

进一步地，第一金属片4与印刷电路板2焊接固定。第一金属片4的一侧连接极耳3，另一侧连接印刷电路板2，第一金属片4用于采集每一节电芯1的电压信号，再通过印刷电路板2汇总至电池管理系统。

进一步地，印刷电路板2的表面设置若干与极耳3相对应的凹槽，凹槽开设在第一金属片4的两侧。极耳3的表面冲压好通孔8后，穿过印刷电路板2表面的凹槽，弯折贴在第一金属片4上。

进一步地，电流输出端6设置在第二金属片5的顶部。

进一步地，电压信号输出端7设置在印刷电路板2的上表面。

进一步地，第二金属片5的材质为铝或铜。第二金属片5用于电流传输，需选用铝片或铜片等导电性能较好的材质。

进一步地，第一金属片4的材质为不锈钢镀镍或铁镀镍。第一金属片4由于仅采集电压信号，无需通过大电流，可选用不锈钢镀镍或铁镀镍材质。

本实用新型的装配过程是：将第一金属片4焊接固定在印刷电路板2上，电芯1的极耳3表面冲通孔8后，穿过印刷电路板2上开设的凹槽，极耳3两两相向对折接触形成对折部，对折部的下表面分别贴在第一金属片4上，第二金属片5通过螺丝将极耳3锁紧在第一金属片4上，电流线直接由第二金属片5顶部的电流输出端6引出，由对折部的上表面进行电流输出，对折部的下表面进行电压信号采集，将电流线和电压采集线的电气连接上，在电芯1的极耳3位置完全分离，将电流线对电压采集线的影响减少至最低。

综上所述，本实用新型提供的电池模组结构能够减少电池的电压采集误差，提高电压采集精度，保障电池电量计算结果的准确度以及保护装置的动作的精准性。

上述说明示出并描述了本实用新型的若干优选实施方式，但如前所述，应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施方式的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述实用新型构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种电池模组结构，其特征在于，包括若干电芯、印刷电路板、第一金属片和第二金属片，若干所述电芯的极耳均穿过所述印刷电路板，所述第一金属片固定连接在所述印刷电路板的上表面，在相邻两个所述电芯中，其中一所述电芯的任一所述极耳与另一所述电芯的任一所述极耳相向对折接触形成对折部，所述对折部的下表面与所述第一金属片接触连接，所述对折部的上表面与所述第二金属片接触连接，所述第二金属片与若干所述电芯串联和/或并联，所述第二金属片设置有电流输出端，所述印刷电路板设置有电压信号输出端。

2.根据权利要求1所述的电池模组结构，其特征在于，所述印刷电路板内部设置电压采集线路，所述第一金属片与所述电压采集路线电连接。

3.根据权利要求1所述的电池模组结构，其特征在于，所述第二金属片、所述极耳和所述第一金属片通过固定件连接。

4.根据权利要求1所述的电池模组结构，其特征在于，所述极耳、所述第一金属片和所述第二金属片的表面均设置有通孔。

5.根据权利要求1所述的电池模组结构，其特征在于，所述第一金属片与所述印刷电路板焊接固定。

6.根据权利要求1所述的电池模组结构，其特征在于，所述印刷电路板的表面设置若干与所述极耳相对应的凹槽，所述凹槽开设在所述第一金属片的两侧。

7.根据权利要求1所述的电池模组结构，其特征在于，所述电流输出端设置在所述第二金属片的顶部。

8.根据权利要求1所述的电池模组结构，其特征在于，所述电压信号输出端设置在所述印刷电路板的上表面。

9.根据权利要求1所述的电池模组结构，其特征在于，所述第二金属片的材质为铝或铜。

10.根据权利要求1所述的电池模组结构，其特征在于，所述第一金属片的材质为不锈钢镀镍或铁镀镍。

Images