CN216413209U - 包括使用柔性印刷电路板的单元堆叠结构的电池组 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种包括使用柔性印刷电路板(FPCB)的单元堆叠结构的电池组。该电池组包括：至少两个电池单元；配置为将电池单元相互电连接的柔性印刷电路板；和配置为保护电池单元的电池保护电路，其中柔性印刷电路板包括将电池单元以预定连接状态连接的单元连接部。因此，在根据本实用新型的电池组中，通过使用柔性印刷电路板代替常规的硬质材料印刷电路板来实现电池单元之间的连接结构，从而通过提高电池单元的连接结构的自由度，可制造具有各种堆叠结构的电池组。

Description

包括使用柔性印刷电路板的单元堆叠结构的电池组
技术领域
本实用新型涉及一种电池组，更具体地，涉及一种包括使用柔性印刷电路板(FPCB)的单元堆叠结构的电池组。
背景技术
通常，在应用/安装于诸如便携式电子装置和电动车辆这样的需要可再充电储电装置的装置的电池中，串联或并联连接的多个电池单元与用于延长电池单元的寿命并且保护电池免于异常操作的电池保护电路电连接，以形成一个电池组。
在制造这种电池组的方法中，如果需要将电池单元串联/并联连接，则使用这样的方法，即将电池保护电路模块安装在由硬质材料制成的印刷电路板(PCB) 上，并且通过印刷电路板(PCB)在电池单元之间连接并将电池单元和保护电路模块连接。
然而，在使用这种方法的情况下，存在的问题在于，由于印刷电路板(PCB) 由硬质材料制成，所以电池单元的连接结构受到印刷电路板(PCB)的形状限制。
为了解决该问题，使用了以任意堆叠结构连接电池单元并且形成单独的保护电路模块的方法。
然而，当形成单独的保护电路模块时，由于针对每个电池单元的每个电极端子焊接镍线并将其连接至保护电路模块的复杂工艺，所以存在生产率降低的问题。
(专利文献1)KR10-2009-0026650A
实用新型内容
技术问题
本实用新型是为了解决上述问题，并且本实用新型提供了一种通过使用柔性印刷电路板(FPCB)的单元连接结构来形成各种堆叠结构的电池组。
技术方案
根据本实用新型的实施方式，一种电池组，包括：至少两个电池单元；配置为将所述电池单元相互电连接的柔性印刷电路板(FPCB)；和配置为保护所述电池单元的电池保护电路，其中所述柔性印刷电路板包括将所述电池单元以预定连接状态连接的单元连接部。
具体地，所述柔性印刷电路板进一步包括：端子接入部，所述端子接入部与所述电池单元的每个电极端子连接；和保护电路连接部，所述保护电路连接部配置为将所述柔性印刷电路板与所述电池保护电路电连接，其中所述单元连接部配置将所述端子接入部以预定连接状态连接，从而将所述电池单元以预定连接状态连接。
此外，所述柔性印刷电路板根据所述电池单元的堆叠状态形成被弯曲的弯曲空间和未被弯曲的非弯曲空间，其中所述电池保护电路安装在形成于所述柔性印刷电路板上的所述非弯曲空间中。
其中，所述单元连接部形成为将所述端子接入部以预定连接状态连接的连接路径图案的形式，其中所述连接路径图案根据所述电池单元要被连接的连接状态而变化。
有益效果
本实用新型通过使用柔性印刷电路板(FPCB)代替常规的硬质材料印刷电路板(PCB)来实现电池单元之间的连接结构，从而通过提高电池单元的连接结构的自由度，可制造具有各种堆叠结构的电池组。
此外，由于可以以各种方式改变电池组的形状，所以形状可应用于更广范围的产品。
附图说明
图1是示意性地示出根据本实用新型的使用柔性印刷电路板(FPCB)的电池单元的连接结构的一示例的示图。
图2是示意性地示出根据本实用新型的使用柔性印刷电路板(FPCB)的电池单元的连接结构的另一示例的示图。
图3是图解单元连接部的示例的示意图。
图4是示意性地示出根据本实用新型的使用柔性印刷电路板(FPCB)制造包括单元堆叠结构的电池组的方法的流程图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图详细描述本实用新型的实施方式，使得本领域普通技术人员可容易地实现本实用新型。然而，本实用新型可以以各种形式实现，并不限于本文中描述的实施方式。在图中，为了清楚地描述本实用新型而省略了与描述无关的部分，在整个申请中相同的参考标记指代相同的元件。
可使用包括序数的术语，诸如第一和第二来描述各种元件，但元件不受这些术语限制。上述术语仅用来将一个部件与另一个部件区分开。例如，在不背离本实用新型的范围的情况下，第一部件可被称为第二部件，反之亦然。本申请中使用的术语仅用来描述具体的实施方式，并不旨在限制本实用新型。单数形式的术语可包括复数形式，除非另有说明。
在整个申请中，当一个部分“连接”至另一个部分时，这不仅包括“直接连接”的情况，而且还包括在之间具有其他元件的情况下“间接连接”的情况。此外，当某一部分“包括”某一部件时，其是指可进一步包括其他部件，而不排除其他部件，除非另有说明。如整个本申请中使用的，术语“…步骤”或“…的步骤”不是指“用于…的步骤”。
对于本实用新型中使用的术语，在考虑到本实用新型中的功能的情况下，尽可能选择目前广泛使用的通用术语，但这可根据本领域技术人员的意图或先例、以及新技术的出现而变化。此外，在某些情况下，有申请人任意选择的术语，在该情况下，将在相应实用新型的描述中详细描述该术语的含义。因此，本实用新型中使用的术语应根据该术语的含义和本实用新型的整体内容来定义，而不是简单的术语名称。
下文中，将参照附图详细描述本实用新型。
1.根据本实用新型的电池组
根据本实用新型的电池组100包括各种单元堆叠结构，并且可配置为包括以下构造。
1.1.电池单元110
根据本实用新型的电池组100配置为包括至少两个电池单元。
电池单元通过之后描述的柔性印刷电路板(FPCB)以预定连接状态彼此电连接，并且电池单元可进行堆叠，以形成预定的堆叠结构。
在一个实施方式中，如图1中所示，电池单元基于之后描述的柔性印刷电路板(FPCB)120以彼此面对的形式布置，并且可以以在垂直方向和水平方向上折叠的方式堆叠，并且如图2中所示，在另一个实施方式中，电池单元可相对于柔性印刷电路板(FPCB)120布置成行并且可在水平方向中的任何一个方向上折叠或者以卷起的方式折叠。
然而，本实用新型不限于此，可通过之后描述的柔性印刷电路板(FPCB) 120将电池单元相互电连接并且以期望的形状实现各种堆叠结构。
此外，尽管在图1和图2中示出了四个电池单元110与一个柔性印刷电路板(FPCB)120连接，但电池单元110的数量不限于此，电池单元110的数量可根据需要而变化。
1.2.柔性印刷电路板(FPCB：Flexible Printed Circuit Board)120
柔性印刷电路板是一种由软质材料制成并且具有柔性弯曲特性的印刷电路板(PCB)，是将电池单元110相互电连接的构造，并且可包括以下构造。
A.端子接入部122
端子接入部是与电池单元110的电极端子连接的构造，并且可通过将每个电池单元的正/负端子焊接到柔性印刷电路板(FPCB)120来形成。
更具体地，基于柔性印刷电路板(FPCB)120，例如，在电池单元110如图1中所示布置成彼此面对或者如图2中所示布置成行的状态下，可通过将每个电池单元110的正/负端子焊接到柔性印刷电路板(FPCB)120来形成端子接入部。
就是说，端子接入部是指电池单元的电极端子与柔性印刷电路板(FPCB) 120之间的连接区域，由于形成这种端子接入部，每个电池单元110电连接至柔性印刷电路板(FPCB)120。
因此，如图1和图2中所示，针对每个电池单元110提供两个端子接入部。
B.单元连接部124
单元连接部是用于将与每个电池单元的电极端子连接的端子接入部122进行连接，从而将电池单元以预定连接状态连接的构造。
具体地，单元连接部是用于将通过端子接入部122与柔性印刷电路板(FPCB) 120连接的电池单元110以串联/并联连接状态连接的构造，例如，如图3中所示，单元连接部实现为将端子接入部122进行连接的连接路径图案的形式，并且端子接入部122根据连接路径图案进行连接，使得电池单元110可根据连接路径图案而以串联/并联连接状态进行电连接。
图3中所示的单元连接部是为了理解其功能而示意性地示出了一示例，该单元连接部可根据通过端子接入部122与柔性印刷电路板(FPCB)120连接的电池单元110要被连接的连接状态而灵活变化。
就是说，通过根据电池单元110要被连接的状态而在柔性印刷电路板(FPCB) 120上形成单元连接部，电池单元110可以以期望的连接状态相互电连接，而不受电池单元110的堆叠结构或布置状态的限制。
C.保护电路连接部126
保护电路连接部是将柔性印刷电路板(FPCB)120与电池保护电路(未示出)电连接的构造，例如，可由图1和图2中所示的电线形成。
当保护电路连接部由电线构成时，通过将一端连接至柔性印刷电路板 (FPCB)120以形成保护电路连接部连接区域126a并且将另一端连接至电池保护电路(未示出)，可将柔性印刷电路板(FPCB)120与电池保护电路(未示出)相互电连接。
以预定连接状态相互电连接的电池单元110经由柔性印刷电路板(FPCB) 120的端子接入部122和单元连接部124，通过该保护电路连接部连接至电池保护电路(未示出)，由此，之后描述的电池保护电路(未示出)监测电池单元 110的电压状态，从而保护电池单元110免于过充电、过放电、过电流和短路。
如图1和图2中所示，保护电路连接部的数量可根据与柔性印刷电路板 (FPCB)120连接的电池单元110的数量或布置而变化。
另外，保护电路连接部连接区域126a是指保护电路连接部与柔性印刷电路板(FPCB)120连接的位置/区域，并且可根据与柔性印刷电路板(FPCB)120 连接的电池单元110的布置状态，考虑到其中电池保护电路(未示出)能够很好地执行监测电池单元110的电压状态的功能的位置来形成保护电路连接部连接区域126a。
D.弯曲空间/非弯曲空间(未示出)
如上所述，在本实用新型中，由于电池单元110通过具有柔性和良好弯曲特性的柔性印刷电路板(FPCB)120的端子接入部122和单元连接部124相互电连接，所以可通过利用柔性印刷电路板(FPCB)120的特性以期望的形状堆叠电池单元110来构成电池组100。
此时，基于柔性印刷电路板(FPCB)120，例如，当电池单元110在垂直方向、水平方向上折叠或者以诸如卷起之类的形式堆叠时，根据堆叠的结构，在柔性印刷电路板(FPCB)120中形成弯曲空间和非弯曲空间，作为用于改善电池组的小型化和重量降低的示例，下述的电池保护电路(未示出)可安装在未被弯曲的非弯曲空间中。
1.3.电池保护电路(未示出)
电池保护电路是保护电池单元110的构造，具体地，电池保护电路可保护电池单元110免于包括过充电、过放电、过电流和短路在内的电池单元110的异常操作。这种电池保护电路通过保护电路连接部126连接至柔性印刷电路板 (FPCB)120并且电连接至电池单元110，以监测电池单元110的电压状态，使得可通过防止发生诸如过充电、过放电、过电流和短路之类的危险问题而保护电池。
如上所述，作为用于改善电池组的小型化和重量降低的实施方式，该电池保护电路可安装在根据电池单元110的堆叠结构而形成在柔性印刷电路板 (FPCB)120中的非弯曲空间中。
在这种情况下，在构成电池组100时，与常规的电池组不同，由于电池保护电路安装在根据电池单元110的堆叠结构而形成在柔性印刷电路板(FPCB) 120中的空间中而不必提供用于安装电池保护电路(未示出)的单独空间，所以可实现更加改进的电池组的小型化和重量降低。
如上所述，本实用新型通过具有柔性和良好弯曲特性的柔性印刷电路板 (FPCB)将电池单元电连接，由于电池单元可以以期望的连接状态连接并且可以以期望的堆叠结构进行堆叠，所以可以以所需的形式以各种方式实现电池组，从而可提高应用效率。
2.根据本实用新型的制造电池组的方法(参照图4)
根据本实用新型的制造具有各种单元堆叠结构的电池组的方法包括：通过具有柔性和良好弯曲特性的柔性印刷电路板(FPCB)120将电池单元110相互电连接，以期望的形状堆叠电池单元110，因而可包括以下步骤。
2.1.单元布置步骤S100
单元布置步骤是将要进行连接的至少两个电池单元110相对于柔性印刷电路板(FPCB)120以预定布置方式布置的步骤。
例如，如图1中所示，电池单元110可基于柔性印刷电路板(FPCB)120 布置成彼此面对，或者可如图2中所示布置成行。此时，如图1和图2中所示，每个电池单元110的电极端子应当设置为面对柔性印刷电路板(FPCB)120。
通过以这种方式将电池单元110的电极端子布置成面对柔性印刷电路板 (FPCB)120，可执行将每个电池单元110的电极端子与柔性印刷电路板(FPCB) 120连接的端子接入部形成步骤S200。
2.2.端子接入部形成步骤S200
端子接入部形成步骤是将至少两个电池单元110的每个电极端子焊接并连接至柔性印刷电路板(FPCB)120并且形成端子接入部122的步骤，端子接入部122是柔性印刷电路板(FPCB)120与每个电池单元110之间的连接区域。
更具体地，在通过单元布置步骤S100将至少两个以上的电池单元110相对于柔性印刷电路板(FPCB)120以预定形状布置的状态下，通过将每个电池单元110的正/负端子焊接到柔性印刷电路板(FPCB)120以形成端子接入部122，相应的电池单元110可电连接至柔性印刷电路板(FPCB)120。
以这种方式，由于端子接入部122通过分别连接至每个电池单元110的正/ 负端子来形成，所以如图1和图2中所示，可对每个电池单元110配置两个端子接入部122。
端子接入部122的布置形状或数量也可根据柔性印刷电路板(FPCB)120 上的电池单元110的布置状态或数量而变化。
作为一实施方式，如图1中所示，当电池单元110基于柔性印刷电路板 (FPCB)120布置成彼此面对时，与相对的电池单元110对应的端子接入部122 的每一个也可形成为彼此面对。
作为另一实施方式，如图2中所示，当电池单元110基于柔性印刷电路板 (FPCB)120布置成行时，与每个电池单元110对应的每个端子接入部122也可形成为布置成行。
图1和图2示出了四个电池单元110与一个柔性印刷电路板(FPCB)120 连接，但本实用新型不限于此，电池单元110的数量可根据需要而变化，相应地，在端子接入部形成步骤中形成的端子接入部122的数量也可变化。
2.3.单元连接部形成步骤S300
单元连接部形成步骤是形成将端子接入部122连接的单元连接部124，以便将电池单元110以预定连接状态连接的步骤，端子接入部122通过端子接入部形成步骤S200形成在柔性印刷电路板(FPCB)120中。
具体地，例如，如图3中所示，单元连接部124可形成为将形成在柔性印刷电路板(FPCB)120上的端子接入部122连接的连接路径图案的形式。当形成单元连接部124时，由于端子接入部122以根据单元连接部124的连接状态连接，所以电池单元110可以以根据单元连接部124的连接状态彼此电连接。
图3中所示的单元连接部是为了理解其功能而示意性地示出了一示例，在单元连接部形成步骤中形成的单元连接部可根据电池单元要被连接的连接状态而灵活变化。
就是说，通过根据电池单元110要被连接的状态在柔性印刷电路板(FPCB) 120上形成单元连接部，电池单元110可以以期望的连接状态相互电连接，而不受电池单元110的堆叠结构或布置状态的限制。
2.4.保护电路连接部连接步骤S400
保护电路连接部连接步骤是这样的步骤，该步骤将作为电池单元110与电池保护电路(未示出)之间的连接结构的保护电路连接部126连接至柔性印刷电路板(FPCB)120，以便将通过端子接入部形成步骤S200和单元连接部形成步骤S300而经由柔性印刷电路板(FPCB)120相互电连接的电池单元110连接至电池保护电路(未示出)。
如上所述，保护电路连接部126例如可由电线形成。在这种情况下，保护电路连接部连接步骤S400可由以下步骤构成：将电线的一端连接至柔性印刷电路板(FPCB)120以及通过之后描述的保护电路连接步骤S600将另一端连接至电池保护电路(未示出)，使得可形成通过柔性印刷电路板(FPCB)120的端子接入部122和单元连接部124以预定连接状态连接的电池单元110与电池保护电路(未示出)之间的电连接。
在此，当在保护电路连接部连接步骤中将保护电路连接部126连接至柔性印刷电路板(FPCB)120时，可根据与柔性印刷电路板(FPCB)120连接的电池单元110的布置和数量，考虑到其中电池保护电路(未示出)能够很好地执行监测电池单元110的电压状态的功能的位置来形成该连接。
2.5.单元堆叠步骤S500
单元堆叠步骤是在电池单元110通过端子接入部形成步骤S200和单元连接部形成步骤S300而以预定连接状态连接的状态下以预定堆叠结构堆叠电池单元 110的步骤。
由于在上述步骤S100至S400中电池单元110通过柔性印刷电路板(FPCB) 120以预定连接状态彼此电连接，所以柔性印刷电路板(FPCB)120可通过使用柔性且良好弯曲的特性以期望的堆叠结构堆叠电池单元110。
例如，如图1中所示，当电池单元110基于柔性印刷电路板(FPCB)120 布置成彼此面对并连接时，电池单元110可以以在垂直方向和水平方向上折叠的方式堆叠。
再例如，如图2中所示，当电池单元110基于柔性印刷电路板(FPCB)120 布置成行并连接时，电池单元110可通过在水平方向中的一个方向上折叠或卷起来堆叠。
由于电池单元110通过在单元连接部形成步骤S300中形成的单元连接部 124，以根据单元连接部124的连接状态彼此电连接，所以在单元堆叠步骤S500 中堆叠电池单元110时，可以以期望的形状堆叠电池单元110，而不受电池单元 110之间的连接状态或布置状态限制。
2.6.保护电路连接步骤S600
保护电路连接步骤是将电池保护电路(未示出)连接到保护电路连接部126 的步骤，保护电路连接部126通过保护电路连接部连接步骤S400与柔性印刷电路板(FPCB)120连接。
在该保护电路连接步骤中，当保护电路连接部126由电线构成时，在通过保护电路连接部连接步骤S400将一端连接至柔性印刷电路板(FPCB)120的状态下，将另一端连接至电池保护电路(未示出)。
以这种方式，通过经由保护电路连接步骤将电池单元110和电池保护电路 (未示出)相互连接，电池保护电路(未示出)可监测电池单元110的电压状态，由此，可保护电池单元110免于包括过充电、过放电、过电流和短路在内的异常操作。
2.7.保护电路安装步骤S700
根据本实用新型的制造具有各种单元堆叠结构的电池组的方法可进一步包括安装在保护电路连接步骤S600中连接的电池保护电路(未示出)的保护电路安装步骤。
如上所述，在本实用新型中，电池单元110通过具有柔性和良好弯曲特性的柔性印刷电路板(FPCB)120的端子接入部122和单元连接部124相互电连接，使得利用柔性印刷电路板(FPCB)120的特性，电池单元110可通过单元堆叠步骤S500以期望的形状堆叠。
此时，在单元堆叠步骤S500中，基于柔性印刷电路板(FPCB)120，例如，当电池单元110在水平方向上上下折叠或卷起时，根据堆叠结构，在柔性印刷电路板(FPCB)120中形成被弯曲的弯曲空间和未被弯曲的非弯曲空间，作为用于改善电池组的小型化和重量降低的示例，可执行将电池保护电路安装在非弯曲空间中的保护电路安装步骤S700。
就是说，可通过将电池保护电路安装在通过单元堆叠步骤S500形成在柔性印刷电路板(FPCB)120上的非弯曲空间中来执行保护电路安装步骤S700，通过这些步骤，电池组可被制得更小更轻。
另一方面，尽管根据上面的实施方式具体地描述了本实用新型的技术构思，但应当注意，上面的实施方式是说明的目的，而不是限制的目的。此外，本实用新型技术领域的技术人员将能够理解到，在本实用新型的精神的范围内，各种实施方式是可能的。

Claims (4)

1.一种电池组，其特征在于，包括：
至少两个电池单元；
配置为将所述电池单元相互电连接的柔性印刷电路板；和
配置为保护所述电池单元的电池保护电路，
其中所述柔性印刷电路板包括将所述电池单元以预定连接状态连接的单元连接部。
2.根据权利要求1所述的电池组，其特征在于，其中所述柔性印刷电路板进一步包括：
端子接入部，所述端子接入部与所述电池单元的每个电极端子连接；和
保护电路连接部，所述保护电路连接部配置为将所述柔性印刷电路板与所述电池保护电路电连接，
其中所述单元连接部配置将所述端子接入部以预定连接状态连接，从而将所述电池单元以预定连接状态连接。
3.根据权利要求2所述的电池组，其特征在于，其中所述柔性印刷电路板根据所述电池单元的堆叠状态形成被弯曲的弯曲空间和未被弯曲的非弯曲空间，
其中所述电池保护电路安装在形成于所述柔性印刷电路板上的所述非弯曲空间中。
4.根据权利要求2所述的电池组，其特征在于，其中所述单元连接部形成为将所述端子接入部以预定连接状态连接的连接路径图案的形式，
其中所述连接路径图案根据所述电池单元要被连接的连接状态而变化。
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