CN213210272U - 一种电芯模组双层fpc的采样结构及电池模组 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电芯模组双层FPC的采样结构及电池模组，包括：电芯组件、汇流片和采样组件；电芯组件至少包括两个沿排列方向并排设置的待测电芯；汇流片设置于待测电芯的顶部，并且电连接至少两个待测电芯；采样组件包括相互连接的采样电路板和采样支脚，采样电路板设置于待测电芯的顶部，采样支脚从采样电路板朝向汇流片延伸，采样支脚与汇流片焊接形成焊接区；采样电路板为双层FPC。由于本实用新型将单面板转变为双面板的应用无需改变FPC的外形尺寸便能增加电芯采集的数量。

Description

一种电芯模组双层FPC的采样结构及电池模组

技术领域

本实用新型涉及电芯模组电压采样技术领域，尤其涉及一种电芯模组双层FPC的采样结构及电池模组。

背景技术

近年来，随着国家大力推进新能源汽车的发展，也极大的带动了动力电池的发展。由于国家新能源补贴的逐步降低，并且对电池包的能量密度提出了更高的要求，因此在对电池包在轻量化设计方面也提出了更高的要求。

目前模组的采样基本都采用柔性印刷电路板(FPC，Flexible PrintedCircuit)的采样形式，在小模组的采样设计上单层FPC成为主流，但是对于长模组的采样，在FPC的宽度限定的情况下，单层FPC的尺寸已明显不能满足需求，因此可以采用双层FPC，同时模组与电池管理系统(BMS，BATTERY MANAGEMENT SYSTEM)之间的通讯由于空间的受限，也正在由线束转接方案转变为FPC直连。

在FPC宽度尺寸无法增加的情况下，需被采样的电芯数量越来越多，单层FPC铜线数量已无法满足采样需求。

所有的采样铜箔线均需汇总连接到采样连接器的PIN针上，单层板能够给铜箔与连接器PIN针的连接提供的空间十分有限，甚至需要绕过连接器进行连接，大大增加了FPC在连接器端的尺寸，双层板可以很好的解决此问题。

采集模块的通讯接口与FPC连接器不在同一平面，若FPC与采集模块的通讯连接采用线束转接，占用空间，需增加线束固定支架

采样点越多时，需要的转接线束越粗，弯折困难，难以固定。

因此，亟需提供一种电芯模组双层FPC的采样结构及电池模组的技术方案，能够在FPC宽度尺寸不变的情况下，满足采集更多电芯电压的需求，同时该FPC可以直接连接到BMS进行通讯，有效节省电池包内空间，减少支架设计，降低模组重量及成本。

实用新型内容

本实用新型提供一种电芯模组双层FPC的采样结构，包括：电芯组件、汇流片和采样组件；

所述电芯组件至少包括两个沿排列方向并排设置的待测电芯；

所述汇流片设置于所述待测电芯的顶部，并且电连接至少两个所述待测电芯；

所述采样组件包括相互连接的采样电路板和采样支脚，所述采样电路板设置于所述待测电芯的顶部，所述采样支脚从所述采样电路板朝向所述汇流片延伸，所述采样支脚与所述汇流片焊接形成焊接区；

所述采样电路板为双层FPC。

进一步地、所述双层FPC内部形成连接孔，所述连接孔用于电连接上层FPC和下层FPC。

进一步地、所述采样支脚设置在所述双层FPC的远离所述电芯组件的平面。

进一步地、所述采样组件还包括传导电路板；

所述传导电路板的一端与所述双层FPC电连接，所述传导电路板与所述采样电路板形成预设角度。

进一步地、还包括：弹性支撑组件；

所述弹性支撑组件设置在所述传导电路板和所述电芯组件之间，用于将所述传导电路板与所述电芯组件连接。

进一步地、还包括：电池管理设备；

所述电池管理设备与所述传导电路板的另一端连接，用于根据所述待测电芯的电压确定荷电状态。

进一步地、还包括：连接器；

所述连接器的输入端与所述电池管理设备连接。

进一步地、所述连接器的输出端形成有多个PIN针接口。

进一步地、所述汇流片为镍片。

另一方面、本实用新型一种电池模组，所述电池模组设置有电压采样结构，所述电压采样结构包括如上述所述的电芯模组双层FPC的采样结构。

本实用新型的实施具备以下技术效果：

1)由于本实用新型将单面板转变为双面板的应用无需改变FPC的外形尺寸；

2)采样铜线去连接器后排PIN脚焊接时，可以不用绕过连接器本体，直接从PIN针间穿过，不会增加FPC外形尺寸。

3)未采用一般模组线束转接通讯的方式，由模组引出FPC直接连接到通讯模块中；

4)引出部分FPC不需要增加塑料支架等结构进行固定，通过弹性支撑体支撑，利用弹性支撑体表面粘贴的双面胶达到固定的目的。

附图说明

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。

图1为本实用新型提供的一种电芯模组双层FPC的采样结构的结构示意图；

图2为本实用新型提供的一种连接器的结构示意图；

图3为本实用新型提供的一种双层FPC的结构示意图；

图4为本实用新型提供的一种电芯模组双层FPC的采样结构的侧视图；

图5为本实用新型提供的另一种电芯模组双层FPC的采样结构的侧视图；

其中：1-电芯组件，2-汇流片，3-采样组件，4-弹性支撑组件，5-电池管理设备，6-连接器；

11-模组端板；

31-采样电路板，32-采样支脚，33-传导电路板，34-连接孔；

61-PIN针接口。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件时，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件，“连接”可以是电连接也可以是通信连接。

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申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。

一方面、本实用新型提供一种电芯模组双层FPC的采样结构，图1为本实用新型提供的一种电芯模组双层FPC的采样结构的结构示意图；图2为本实用新型提供的一种连接器6的结构示意图；图3为本实用新型提供的一种双层FPC的结构示意图；图4为本实用新型提供的一种电芯模组双层FPC的采样结构的侧视图；图5为本实用新型提供的另一种电芯模组双层FPC的采样结构的侧视图；如图1-5所示，包括：电芯组件1、汇流片2和采样组件3；

所述电芯组件1至少包括两个沿排列方向并排设置的待测电芯；

所述汇流片2设置于所述待测电芯的顶部，并且电连接至少两个所述待测电芯；

所述采样组件3包括相互连接的采样电路板31和采样支脚32，所述采样电路板31设置于所述待测电芯的顶部，所述采样支脚32从所述采样电路板31朝向所述汇流片2延伸，所述采样支脚32与所述汇流片2焊接形成焊接区；

所述采样电路板31为双层FPC。

在上述实施例基础上，本说明书一个实施例中，所述双层FPC内部形成连接孔34，所述连接孔34用于电连接上层FPC和下层FPC。

在上述实施例基础上，本说明书一个实施例中，所述采样支脚32设置在所述双层FPC的远离所述电芯组件1的平面。

具体的，电芯组件1可以包括多组串联的单体电芯，每组单体电芯均包括电芯极耳，电芯极耳可以是相邻单体电芯的接触点也可以是单体电芯的物理电芯极耳，电芯极耳可以用于检测对应单体电芯的电压。电芯组件1的具体形状在本说明书实施例中不做具体限定，可以根据实际需要进行设置，优选的长方体。可以理解的是，电芯组件1还可以包括模组端板11，模组端板11可以用于固定和保护待测电芯，模组端板11可以是中空且顶部有开口的箱体，模组端板11的开口可以用于焊接采样支脚32与汇流片2，开口的形状和大小在本说明书实施例中不做具体限定，可以根据实际需要进行设置。

可以理解的是，汇流片2是导体，汇流片2的数量可以与电芯极耳的数量相等或大于电芯极耳的数量。两个汇流片2之间的电压差可以表示对应电芯的电压值。

具体的，本说明书实施例提供的采样电路板31为双层FPC，双层FPC可以包括上层FPC和下层FPC，上层FPC和下层FPC可以通过连接孔34电连接，该连接孔34可以是铜箔连接的镀铜孔，可以理解的是上层FPC和下层FPC是互补干扰的电路结构。

双层FPC的电路数量可以与汇流片2和采样支脚32的数量相等，使得每个汇流片2通过采样支脚32与双层FPC的电路一一对应焊接。采样支脚32可以并排设置在采样电路板31的一面。

可以理解的是采样支脚32可以设置在采样电路板31的一面，且以采样电路板31的长度方向线对称设置。

在上述实施例基础上，本说明书一个实施例中，所述采样组件3还包括传导电路板33；

所述传导电路板33的一端与所述双层FPC电连接，所述传导电路板33与所述采样电路板31形成预设角度。

在上述实施例基础上，本说明书一个实施例中，还包括：弹性支撑组件4；

所述弹性支撑组件4设置在所述传导电路板33和所述电芯组件1之间，用于将所述传导电路板33与所述电芯组件1连接。

具体的，传导电路板33可以是采样组件3的一部分，传导电路板33可以设置在电芯模组外侧且与采样电路板31不同相交的平面。

示例的，当电芯模组为长方体时，采样电路板31设置在电芯模组对应长方体的顶面，传导电路板33设置在电芯模组对应长方体的侧面。传导电路板33与采样电路板31的夹角为90度。

可以理解的是，预设角度可以根据电芯模组的形状确定。预设角度可以是小于180度。

具体的，弹性支撑组件4可以用于将传导电路板33固定在电芯组件1的侧面。弹性支撑组件4可以是具有弹性形变的双面胶结构。弹性支撑组件4的具体构造在本说明书实施例中不做具体限定，可以根据实际需要进行设置。

在上述实施例基础上，本说明书一个实施例中，还包括：电池管理设备5；

所述电池管理设备5与所述传导电路板33的另一端连接，用于根据所述待测电芯的电压确定荷电状态。

具体的，电池管理设备5可以是BMS；BMS可以用于准确估测每组单体电芯的荷电状态，还可以在电池充放电过程中，实时采集电动汽车蓄电池组中的每组单体电芯的端电压和温度、充放电电流及电芯组件1的总电压，防止电芯组件1发生过充电或过放电现象。同时能够及时给出电芯组件1状况，挑选出有问题的单体电芯，保持整组电芯组件1运行的可靠性和高效性，使剩余电量估计模型的实现成为可能。除此以外，还要建立每块单体电芯的使用历史档案，为进一步优化和开发新型电、充电器、电动机等提供资料，为离线分析系统故障提供依据。电芯组件1充放电的过程通常会采用精度更高、稳定性更好的电流传感器来进行实时检测，一般电流根据BMS的前端电流大小不同，来选择相应的传感器量程进行接近，以400A为例，通常采用开环原理，国内外的厂家均采用可以耐低温、高温、强震的JCE400-ASS电流传感器，选择传感器时需要满足精度高，响应时间快的特点。BMS还可以使每组单体电芯中各个电池都达到均衡一致的状态。

在上述实施例基础上，本说明书一个实施例中，还包括：连接器6；

所述连接器6的输入端与所述电池管理设备5连接。

在上述实施例基础上，本说明书一个实施例中，所述连接器6的输出端形成有多个PIN针接口61或USB接口。

具体的，连接器6的一端可以与电池管理设备5的信息输出或输出端连接，连接器6的另一端可以形成有多个PIN针孔，连接器6可以用于连接外部数据采集设备，连接器6可以便于外部数据采集设备将采集的电压、电流和温度等参数进行采集，提供本实用新型的适用性。

可以理解的是，PIN针接口61的数量在本说明书实施例中不做具体限定，可根据实际需要进行设置。

在上述实施例基础上，本说明书一个实施例中，所述汇流片2为镍片。

具体的，汇流片2可以是金属片，为了方便焊接优选的是镍片。

本实用新型的实施可以在不改变FPC的外形尺寸的情况下采集更多的电芯电压；并且上下层FPC的铜箔走线互不干扰；同时减少了线束固定支架；本实用新型采用FPC直连，可以大大提高电池包内空间利用率。

本实用新型的工作原理可以是：

1.双层FPC内部排布时，上下层铜线互不干扰，上层铜线与下层铜线的连接通过镀铜孔实现。

2.下层FPC铜线通过连接器6PIN针焊盘穿过到连接器6后排进行焊接。不需要从连接器6边缘绕，减少FPC尺寸空间。

3.FPC在制作过程中将弹性支撑体粘贴完毕，与电芯模组进行焊接；

4.FPC引出端自然下垂，将模组端板11侧的弹性支撑体粘贴在模组端板11上；

5.固定电池管理设备5(通信模块)，并与弹性支撑体粘贴；

6.将FPC外部数据采集设备(外通讯连接器6)与电池管理设备5(通信模块)连接器6对插，完成安装。

另一方面、本实用新型提供一种电池模组，所述电池模组设置有电压采样结构，所述电压采样结构包括如上述所述的电芯模组双层FPC的采样结构。

另一方面、本实用新型提供一种车辆，所述车辆设置有电力系统，所述电力系统包括上述任一项所述的电芯模组双层FPC的采样结构。

由于电池模组和/或车辆设置有电芯模组双层FPC的采样结构，因此也具备其技术效果，在此不再赘述。

需要说明的是，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的和区别类似的对象，两者之间并不存在先后顺序，也不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

应该理解，以上描述是为了进行图示说明而不是为了进行限制。通过阅读上述描述，在所提供的示例之外的许多实施方式和许多应用对本领域技术人员来说都将是显而易见的。因此，本教导的范围不应该参照上述描述来确定，而是应该参照前述权利要求以及这些权利要求所拥有的等价物的全部范围来确定。出于全面之目的，所有文章和参考包括专利申请和公告的公开都通过参考结合在本文中。在前述权利要求中省略这里公开的主题的任何方面并不是为了放弃该主体内容，也不应该认为申请人没有将该主题考虑为所公开的申请主题的一部分。

Claims (10)

1.一种电芯模组双层FPC的采样结构，其特征在于，包括：电芯组件(1)、汇流片(2)和采样组件(3)；

所述电芯组件(1)至少包括两个沿排列方向并排设置的待测电芯；

所述汇流片(2)设置于所述待测电芯的顶部，并且电连接至少两个所述待测电芯；

所述采样组件(3)包括相互连接的采样电路板(31)和采样支脚(32)，所述采样电路板(31)设置于所述待测电芯的顶部，所述采样支脚(32)从所述采样电路板(31)朝向所述汇流片(2)延伸，所述采样支脚(32)与所述汇流片(2)焊接形成焊接区；

所述采样电路板(31)为双层FPC。

2.根据权利要求1所述的电芯模组双层FPC的采样结构，其特征在于，所述双层FPC内部形成连接孔(34)，所述连接孔(34)用于电连接上层FPC和下层FPC。

3.根据权利要求2所述的电芯模组双层FPC的采样结构，其特征在于，所述采样支脚(32)设置在所述双层FPC的远离所述电芯组件(1)的平面。

4.根据权利要求1所述的电芯模组双层FPC的采样结构，其特征在于，所述采样组件(3)还包括传导电路板(33)；

所述传导电路板(33)的一端与所述双层FPC电连接，所述传导电路板(33)与所述采样电路板(31)形成预设角度。

5.根据权利要求4所述的电芯模组双层FPC的采样结构，其特征在于，还包括：弹性支撑组件(4)；

所述弹性支撑组件(4)设置在所述传导电路板(33)和所述电芯组件(1)之间，用于将所述传导电路板(33)与所述电芯组件(1)连接。

6.根据权利要求5所述的电芯模组双层FPC的采样结构，其特征在于，还包括：电池管理设备(5)；

所述电池管理设备(5)与所述传导电路板(33)的另一端连接，用于根据所述待测电芯的电压确定荷电状态。

7.根据权利要求6所述的电芯模组双层FPC的采样结构，其特征在于，还包括：连接器(6)；

所述连接器(6)的输入端与所述电池管理设备(5)连接。

8.根据权利要求7所述的电芯模组双层FPC的采样结构，其特征在于，所述连接器(6)的输出端形成有多个PIN针接口(61)。

9.根据权利要求1所述的电芯模组双层FPC的采样结构，其特征在于，所述汇流片(2)为镍片。

10.一种电池模组，其特征在于，所述电池模组设置有电压采样结构，所述电压采样结构包括如权利要求1-9任一项所述的电芯模组双层FPC的采样结构。

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