CN217158550U - 一种圆柱电池模组信号采集组件及圆柱电池模组 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电池技术领域，公开一种圆柱电池模组信号采集组件，包括支架、铜排和采集件，铜排包括正极输出铜排、负极输出铜排和至少一个串联铜排，正极输出铜排、串联铜排和负极输出铜排分别与电芯单元电连接形成串联结构。正极输出铜排、负极输出铜排和串联铜排均设置于支架上，且支架上设置铜排的一侧设置有隔离筋，利用隔离筋可分隔正极输出铜排、串联铜排和负极输出铜排，以避免短路。采集件也设置于支架上，采集件电连接于铜排和电芯单元。该圆柱电池模组信号采集组件通过铜排和采集件的结合，可实现对电芯单元的信号采集，其结构简单，占空间较小，有利于圆柱电池模组的轻量化设计。本实用新型还提出一种圆柱电池模组。

Description

一种圆柱电池模组信号采集组件及圆柱电池模组

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，尤其涉及一种圆柱电池模组信号采集组件及圆柱电池模组。

背景技术

动力电池向着更高能量密度、更小体积和更高的功率密度的方向发展，为保证电池的安全性能，电池管理系统必须实时检测动力电池单体电压和电池组的温度，避免单体电池失效引起的问题。目前电池模组的电压和温度的采集一般采用线束，其存在诸多缺点，一是国内线束生产基本是人工作业，成本较高，加工精度和生产效率较低，在大批量生产时线束产品不良率较高；二是线束基本都是以成捆的方式进行包装防护，相对整体线束横截面积较大，不利于小尺寸电池模组的布置设计；三是大多线束连接设计没有保险装置，当采集回路发生短路时不能有效保护采集线路安全；四是线束的固定方式相对复杂，对安装空间要求比较高，进一步增加了小尺寸电池模组的布置难度；五是线束质量也较重，不利于电池模组的轻量化设计开发。

因此，亟需一种圆柱电池模组信号采集组件及圆柱电池模组，以解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的一个目的在于提供一种圆柱电池模组信号采集组件，以解决现有的采集组件占用空间较多，且结构复杂等问题，有效减小圆柱电池模组的重量和尺寸。

如上构思，本实用新型所采用的技术方案是：

一种圆柱电池模组信号采集组件，圆柱电池模组包括多个电芯单元，所述电芯单元的正极和负极位于同一侧，所述圆柱电池模组信号采集组件包括：

铜排，所述铜排包括正极输出铜排、负极输出铜排和至少一个串联铜排，所述正极输出铜排、所述串联铜排和所述负极输出铜排分别与所述电芯单元电连接形成串联结构；

支架，一侧设置有隔离筋，所述铜排设置于所述支架上，所述隔离筋用于分隔所述正极输出铜排、所述串联铜排和所述负极输出铜排；

采集件，设置于所述支架上，所述采集件电连接于所述铜排和所述电芯单元。

可选地，所述正极输出铜排上设置有至少一个正极连接片，所述负极输出铜排上设置有至少一个负极连接片，每个所述串联铜排上均设置有至少一个所述正极连接片和至少一个所述负极连接片；每个所述电芯单元均电连接一个所述正极连接片和一个所述负极连接片，且当所述串联铜排设置有多个时，每个所述电芯单元电连接的所述正极连接片和所述负极连接片不属于同一个所述串联铜排。

可选地，所述正极输出铜排包括正极输出铜排本体和正极片，所述正极输出铜排本体抵接所述支架，所述正极连接片和所述正极片均设置于所述正极输出铜排本体上；

所述负极输出铜排包括负极输出铜排本体和负极片，所述负极输出铜排本体抵接所述支架，所述负极连接片和所述负极片均设置于所述负极输出铜排本体上。

可选地，所述支架未设置所述铜排的一侧设置有多个容置槽，所述容置槽内设置有贯通所述支架的第一定位孔和第二定位孔，所述电芯单元一对一的设置于所述容置槽内，所述电芯单元的正极位于所述第一定位孔内，所述电芯单元的负极的部分位于所述第二定位孔下方。

可选地，所述正极连接片与位于所述第一定位孔内的所述电芯单元的正极焊接连接，所述负极连接片与位于所述第二定位孔下方的所述电芯单元的负极焊接连接。

可选地，所述串联铜排的所述正极连接片与所述负极连接片不处于同一水平面。

可选地，所述采集件包括柔性电路板和设置于所述柔性电路板上的镍片，所述柔性电路板通过所述镍片电连接于所述铜排。

可选地，所述采集件还包括热敏电阻，所述热敏电阻设置于所述柔性电路板上，所述柔性电路板通过所述热敏电阻电连接于所述电芯单元。

可选地，所述采集件还包括连接器，所述连接器通过所述柔性电路板电连接于所述镍片和所述热敏电阻。

可选地，所述支架上还设置有卡接槽，所述连接器设置于所述柔性电路板上，且通过所述柔性电路板与所述卡接槽卡接。

可选地，所述圆柱电池模组信号采集组件还包括加强件，所述加强件位于所述柔性电路板未设置所述连接器的一面，所述柔性电路板和所述加强件上均设置有卡接孔，所述卡接槽的槽壁上设置有卡接扣，所述卡接扣能够插入所述卡接孔内以固定所述柔性电路板。

可选地，所述支架设置所述铜排的一侧还设置有固定凸起，所述铜排上开设有固定孔，所述固定凸起穿设于所述固定孔内，所述固定凸起与所述铜排热熔固定。本实用新型的另一个目的在于提供一种圆柱电池模组，能够有效降低自身重量和尺寸，同时保证圆柱电池模组的安全性和使用性能。

一种圆柱电池模组，包括多个电芯单元和上述的圆柱电池模组信号采集组件。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型提出的圆柱电池模组信号采集组件，包括支架、铜排和采集件，圆柱电池模组包括多个电芯单元，其电芯单元的正极和负极位于同一侧。而铜排包括正极输出铜排、负极输出铜排和至少一个串联铜排，正极输出铜排、串联铜排和负极输出铜排分别与电芯单元电连接形成串联结构。正极输出铜排、负极输出铜排和至少一个串联铜排均设置于支架上，正极输出铜排和负极输出铜排设置于支架的两端，而串联铜排位于前述两者之间。支架上设置铜排的一侧设置有隔离筋，该隔离筋可用于分隔正极输出铜排、串联铜排和负极输出铜排，以避免短路。采集件也设置于支架上，采集件电连接于铜排和电芯单元。该圆柱电池模组信号采集组件通过铜排和采集件的结合，可实现对圆柱电池模组的信号采集，其结构简单，占空间较小，有利于圆柱电池模组的轻量化设计。

本实用新型提出的圆柱电池模组包括上述的圆柱电池模组信号采集组件，可实现多个电芯单元的信号采集，保证圆柱电池模组的安全性和使用性能，同时还可降低圆柱电池模组的自身重量和尺寸。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的圆柱电池模组信号采集组件的爆炸图；

图2是图1中A处的放大图；

图3是本实用新型实施例提供的圆柱电池模组信号采集组件第一视角的结构示意图；

图4是本实用新型实施例提供的圆柱电池模组信号采集组件第二视角的结构示意图。

图中：

1、支架；11、第一定位孔；12、固定凸起；13、卡接槽；14、隔离筋；15、第二定位孔；16、容置槽；

2、铜排；201、固定孔；202、正极连接片；203、负极连接片；21、正极输出铜排；211、正极片；22、串联铜排；23、负极输出铜排；231、负极片；

3、柔性电路板；4、镍片；5、热敏电阻；6、连接器；7、加强件。

具体实施方式

为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。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。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

现有的利用线束对电池模组进行信号采集的方法具有结构复杂、质量较重等问题，不利于实现圆柱电池模组的轻量化设计与开发，为解决上述问题，本实施例提供一种圆柱电池模组信号采集组件。圆柱电池模组包括多个电芯单元，每个电芯单元的正极和负极位于同一侧，因此后续可将采集件设置在电芯单元的同一侧。

如图1至图4所示，圆柱电池模组信号采集组件包括支架1、铜排2和采集件，其中铜排2包括正极输出铜排21、负极输出铜排23和至少一个串联铜排 22，正极输出铜排21、串联铜排22和负极输出铜排23分别与电芯单元电连接形成串联结构。上述正极输出铜排21、负极输出铜排23和至少一个串联铜排 22均设置于支架上，正极输出铜排21和负极输出铜排23设置于支架1的两端，而串联铜排22位于前述两者之间。且支架1上设置铜排2的一侧设置有隔离筋 14，隔离筋14设置有多条，该隔离筋14可用于分隔正极输出铜排21、串联铜排22和负极输出铜排23，以避免圆柱电池模组短路。采集件也设置于支架1上，采集件电连接于铜排2和电芯单元。

进一步地，铜排2上设置有正极连接片202和负极连接片203，正极连接片202和负极连接片203能够分别与电芯单元的正极和负极抵接，以实现铜排2与电芯单元的电连接。如图1所示，正极输出铜排21上设置有至少一个正极连接片202，负极输出铜排23上设置有至少一个负极连接片203，每个串联铜排22 上均设置有至少一个正极连接片202和至少一个负极连接片203，每个电芯单元均电连接一个正极连接片202和一个负极连接片203。而当串联铜排22设置有多个时，每个电芯单元电连接的正极连接片202和负极连接片203不属于同一个串联铜排22。

当电芯单元设置有多个，多个电芯单元分为N组电芯单元时，为实现N组电芯单元的串联，铜排2包括一个正极输出铜排21、一个负极输出铜排23和 N-1个串联铜排22。其中正极输出铜排21上设置有多个正极连接片202，负极输出铜排23上设置有多个负极连接片203，而每个串联铜排22上设置有多个正极连接片202和多个负极连接片203。正极输出铜排21通过正极连接片202一对一的电连接于第一组电芯单元中每个电芯单元的正极，负极输出铜排23通过负极连接片203一对一的电连接于第N组电芯单元中每个电芯单元的负极。而任一个串联铜排22则通过负极连接片203一对一的电连接于一组电芯单元中每个电芯单元的负极，通过正极连接片202一对一的电连接于相邻一组电芯单元中每个电芯单元的正极。

本实施例中，如图1和图3所示，串联铜排22设置为“几”字型结构，该结构是根据圆柱电池模组的体积以及容量需求设计和选择的。圆柱电池模组中具有5排，第一、三、五排具有6个电芯单元，第二、四排具有5个电芯单元，正极输出铜排21具有7个正极连接片202，7个正极连接片202电连接第一排6 个电芯单元的正极和第二排1个电芯单元的正极；串联铜排22包括第一串联铜排、第二串联铜排和第三串联铜排，均包括7个正极连接片202和7个负极连接片203，第一串联铜排的负极连接片203连接第一排6个电芯单元的负极和第二排1个电芯单元的负极，第一串联铜排的正极连接片202连接第二排其他4 个电芯单元、第三排中间2个电芯单元和右侧1个电芯单元的正极；第二串联铜排的负极连接片203连接第二排其他4个电芯单元、第三排中间2个电芯单元和右侧1个电芯单元的负极，第二串联铜排的正极连接片202连接第三排其他3个电芯单元和第四排的右侧4个电芯单元的正极，第三串联铜排的负极连接片203连接第三排其他3个电芯单元和第四排的右侧4个电芯单元的负极，第四串联铜排的正极连接片202连接第四排左侧的1个电芯单元和第5排6个电芯单元的正极，负极输出铜排23连接第四排左侧的1个电芯单元和第5排6 个电芯单元的负极，完成本实施例的串联结构。而在其他一个实施例中，也可根据圆柱电池模组的体积和容量的变化，调整电芯单元的数量及排布方式，并据此设计不同形状的串联铜排22。例如串联铜排22也可以设置为“一”字型，即每组电芯单元沿同一方向依次排列，正极连接片202和负极连接片203相对设置于串联铜排22的两侧。

可选地，为便于与电芯单元的正极和负极连接，正极连接片202设置为圆形，负极连接片203设置为矩形，不仅可增大接触面积，还可避免在安装时混淆出错。另外，因为电芯单元的极柱是凸出电芯单元外壳设置的，所以为了便于正极连接片202和电芯单元正极的抵接，负极连接片203和电芯单元负极的抵接，正极连接片202和负极连接片203不处于同一水平面。即本实施例中在串联铜排22的厚度方向，将串联铜排22设置为阶梯状，当串联铜排22设置于支架1上时，负极连接片203将更靠近电芯单元的外壳。串联铜排22阶梯状的结构设计不仅利于其与电芯单元正负极的可靠抵接，再配合其自身材质使得其还具有一定的弹性变形，可在一定程度上为电芯单元多次循环充电后的体积膨胀提供一定的缓冲空间。

可选地，如图4所示，在支架1未设置铜排2的一侧设置有多个容置槽16，一个容置槽内16可放置一个电芯单元，而在每个容置槽16内还设置有贯通该支架1的第一定位孔11和第二定位孔15，当电芯单元放置于容置槽16内时，电芯单元的正极位于第一定位孔11内，而电芯单元的负极的部分将位于第二定位孔15的下方，从而定位每个电芯单元的正极和负极，以便于后续与铜排2的连接。

可选地，正极连接片202和位于第一定位孔11内的电芯单元的正极焊接连接，负极连接片203和位于第二定位孔15下方的电芯单元的负极焊接连接。为保证焊接效果，与电芯单元焊接部分的铜排2的厚度为0.2～0.5mm，而为便于铜排2的加工，串联铜排22整体可设计为一个厚度。

但是输出铜排其上因有电流汇集，则为避免输出铜排过载，输出铜排和串联铜排22的结构略有不同。具体地，正极输出铜排21包括正极输出铜排本体和正极片211，正极连接片202和正极片211均设置于正极输出铜排本体上，即正极输出铜排本体与串联铜排22较为一致，正极输出铜排本体抵接支架1，而正极片211则设置于正极输出铜排本体远离支架1的一侧。可选地，正极输出铜排本体可通过正极片211连接外部线路。正极输出铜排21具有正极片211的部分的厚度为2～3mm，即正极输出铜排21整体的厚度并不均匀，其具有变截面。

与正极输出铜排21类似地，负极输出铜排23包括负极输出铜排本体和负极片231，负极输出铜排本体抵接支架1，负极连接片203和负极片231均设置于负极输出铜排本体上。可选地，负极输出铜排本体通过负极片231连接外部线路。负极输出铜排23具有负极片231的部分的厚度为2～3mm，而负极输出铜排23设置负极连接片203部分的厚度依然为0.2～0.5mm。

本实施例中，对于圆柱电池模组的信号采集包括电压信号采集和温度信号采集，采集件包括柔性电路板3和设置于柔性电路板3上的镍片4，镍片4一对一的电连接于铜排2，以采集与铜排2电连接的电芯单元的电压信号。

可选地，采集件还包括热敏电阻5，热敏电阻5设置于柔性电路板3上，且电连接于电芯单元，以此采集电芯单元的温度信号。本实施例中对于温度信号的采集，可根据生产经验和实验仿真结果，只采集圆柱电池模组中温度较高的电芯单元的温度信号，而无须采集每个电芯单元的温度信号。

可选地，采集件还包括连接器6，连接器6通过柔性电路板3电连接于镍片 4和热敏电阻5，以此使得经铜排2和柔性电路板3所采集的电压信号和温度信号最终可汇总于连接器6。可选地，柔性电路板3的表面通过蚀刻形成有保险丝，当发生短路故障时，能够迅速熔断，避免外接线路短路引起圆柱电池模组的短路损坏。

另外要说明的是铜排2、采集件和支架1的固定结构，支架1上设置有卡接槽13，该卡接槽13即可用于固定连接器6，连接器6设置于柔性电路板3上，且设置有连接器6的部分柔性电路板3可随着连接器6插设于卡接槽13内。

如图2所示，圆柱电池模组信号采集组件还包括加强件7，该加强件7设置于柔性电路板3未设置连接器6的一面，且当连接器6插设于卡接槽13内时，加强件7夹设于卡接槽13的槽底和柔性电路板3之间。可选的，加强件7为柔性电路板补强板。在加强件7和柔性电路板3上均设置有卡接孔，卡接槽13的槽壁上设置有卡接扣，在将该部分插设于卡接槽13内时，卡接扣将从柔性电路板3表面滑过，而后插入该卡接孔内，以此将柔性电路板3与支架1固定。

更进一步地，支架1设置铜排2的一侧还设置有固定凸起12，铜排2上则开设有固定孔201，固定孔201设置有多个，且均匀的布置于铜排2上，当铜排2设置于支架1上时，固定凸起12穿设于固定孔201内。可选地，支架1的材质为塑胶，当铜排2和支架1的位置固定，即可采用热熔焊接工艺将固定凸起 12和铜排2焊接固定。

本实施例还提供一种圆柱电池模组，包括上述的圆柱电池模组信号采集组件，可实现圆柱电池模组中多个电芯单元的电压信号和温度信号的采集，保证圆柱电池模组的安全性和使用性能，同时还可降低圆柱电池模组的自身重量和尺寸。

以上实施方式只是阐述了本实用新型的基本原理和特性，本实用新型不受上述实施方式限制，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还有各种变化和改变，这些变化和改变都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (13)

1.一种圆柱电池模组信号采集组件，圆柱电池模组包括多个电芯单元，所述电芯单元的正极和负极位于同一侧，其特征在于，所述圆柱电池模组信号采集组件包括：

铜排(2)，所述铜排(2)包括正极输出铜排(21)、负极输出铜排(23)和至少一个串联铜排(22)，所述正极输出铜排(21)、所述串联铜排(22)和所述负极输出铜排(23)分别与所述电芯单元电连接形成串联结构；

支架(1)，一侧设置有隔离筋(14)，所述铜排(2)设置于所述支架(1)上，所述隔离筋(14)用于分隔所述正极输出铜排(21)、所述串联铜排(22)和所述负极输出铜排(23)；

采集件，设置于所述支架(1)上，所述采集件电连接于所述铜排(2)和所述电芯单元。

2.根据权利要求1所述的圆柱电池模组信号采集组件，其特征在于，所述正极输出铜排(21)上设置有至少一个正极连接片(202)，所述负极输出铜排(23)上设置有至少一个负极连接片(203)，每个所述串联铜排(22)上均设置有至少一个所述正极连接片(202)和至少一个所述负极连接片(203)；每个所述电芯单元均电连接一个所述正极连接片(202)和一个所述负极连接片(203)，且当所述串联铜排(22)设置有多个时，每个所述电芯单元电连接的所述正极连接片(202)和所述负极连接片(203)不属于同一个所述串联铜排(22)。

3.根据权利要求2所述的圆柱电池模组信号采集组件，其特征在于，所述正极输出铜排(21)包括正极输出铜排本体和正极片(211)，所述正极输出铜排本体抵接所述支架(1)，所述正极连接片(202)和所述正极片(211)均设置于所述正极输出铜排本体上；

所述负极输出铜排(23)包括负极输出铜排本体和负极片(231)，所述负极输出铜排本体抵接所述支架(1)，所述负极连接片(203)和所述负极片(231)均设置于所述负极输出铜排本体上。

4.根据权利要求2所述的圆柱电池模组信号采集组件，其特征在于，所述支架(1)未设置所述铜排(2)的一侧设置有多个容置槽(16)，所述容置槽(16)内设置有贯通所述支架(1)的第一定位孔(11)和第二定位孔(15)，所述电芯单元一对一的设置于所述容置槽(16)内，所述电芯单元的正极位于所述第一定位孔(11)内，所述电芯单元的负极的部分位于所述第二定位孔(15)下方。

5.根据权利要求4所述的圆柱电池模组信号采集组件，其特征在于，所述正极连接片(202)与位于所述第一定位孔(11)内的所述电芯单元的正极焊接连接，所述负极连接片(203)与位于所述第二定位孔(15)下方的所述电芯单元的负极焊接连接。

6.根据权利要求2所述的圆柱电池模组信号采集组件，其特征在于，所述串联铜排(22)的所述正极连接片(202)与所述负极连接片(203)不处于同一水平面。

7.根据权利要求1至6任一项所述的圆柱电池模组信号采集组件，其特征在于，所述采集件包括柔性电路板(3)和设置于所述柔性电路板(3)上的镍片(4)，所述柔性电路板(3)通过所述镍片(4)电连接于所述铜排(2)。

8.根据权利要求7所述的圆柱电池模组信号采集组件，其特征在于，所述采集件还包括热敏电阻(5)，所述热敏电阻(5)设置于所述柔性电路板(3)上，所述柔性电路板(3)通过所述热敏电阻(5)电连接于所述电芯单元。

9.根据权利要求8所述的圆柱电池模组信号采集组件，其特征在于，所述采集件还包括连接器(6)，所述连接器(6)通过所述柔性电路板(3)电连接于所述镍片(4)和所述热敏电阻(5)。

10.根据权利要求9所述的圆柱电池模组信号采集组件，其特征在于，所述支架(1)上还设置有卡接槽(13)，所述连接器(6)设置于所述柔性电路板(3)上，且通过所述柔性电路板(3)与所述卡接槽(13)卡接。

11.根据权利要求10所述的圆柱电池模组信号采集组件，其特征在于，所述圆柱电池模组信号采集组件还包括加强件(7)，所述加强件(7)位于所述柔性电路板(3)未设置所述连接器(6)的一面，所述柔性电路板(3)和所述加强件(7)上均设置有卡接孔，所述卡接槽(13)的槽壁上设置有卡接扣，所述卡接扣能够插入所述卡接孔内以固定所述柔性电路板(3)。

12.根据权利要求1所述的圆柱电池模组信号采集组件，其特征在于，所述支架(1)设置所述铜排(2)的一侧还设置有固定凸起(12)，所述铜排(2)上开设有固定孔(201)，所述固定凸起(12)穿设于所述固定孔(201)内，所述固定凸起(12)与所述铜排(2)热熔固定。

13.一种圆柱电池模组，其特征在于，包括多个电芯单元和权利要求1-12任一项所述的圆柱电池模组信号采集组件。

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