CN217544717U - 一种电池模组及用电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电池模组，包括：多个并排排列并串联的单体电池，单体电池具有极性相反的两极柱，两极柱分别位于单体电池相对的两侧，相邻两单体电池的同一侧极柱的极性相反；两信号采集部件，分别位于单体电池相对的两侧并与单体电池上不同的极柱连接，以采集单体电池上的两极柱的信号，其中，信号采集部件包括PCB板和多个用于与极柱相连接的电压检测探头，多个电压检测探头沿单体电池的排列方向依次设置于PCB板上；信号处理单元，两信号采集部件分别电连接至信号处理单元。本实用新型提供的电池模组，用以解决现有技术中对单体电池信号检测不稳定的问题，以及信号采集部件不便固定、易晃动的问题。

Description

一种电池模组及用电装置

技术领域

本实用新型涉及电池模组技术领域，尤其涉及一种电池模组及用电装置。

背景技术

在现有的电池模组中，当单体电池正负极位于电池两侧时，一般是采用一套信号采集部件，并将其安装在电池模组的一侧，该信号采集部件与单体电池的其中一侧极柱位置相对应，单体电池另一侧的极柱将采用线束或其他形式引入到该信号采集部件上，以此借用同一套信号采集部件实现对单体电池两极柱的电压和/或温度的采集，但存在线束引线复杂，线路压降大，采集不准确等问题。

另外，在现有的电池模组中，信号采集部件均采用柔性电路板(FPC)，但其存在如下问题：柔性电路板固定困难，连线复杂，且在极柱侧出的环境下，由于电池包的震动柔性电路板容易撕裂，造成信号采集不稳定。

实用新型内容

为了克服上述现有技术所述的至少一种缺陷，本实用新型提供一种电池模组，以解决现有技术中对单体电池信号检测不稳定的问题，以及信号采集部件不便固定、易晃动的问题。

本实用新型为解决其问题所采用的技术方案是：

一种电池模组，包括：

多个并排排列并串联的单体电池，单体电池具有极性相反的两极柱，两极柱分别位于单体电池相对的两侧，相邻两单体电池的同一侧极柱的极性相反；

两信号采集部件，分别位于单体电池相对的两侧并与单体电池上不同的极柱连接，以采集单体电池上的两极柱的电压信号，其中，信号采集部件包括PCB板和多个用于与极柱相连接的电压检测探头，多个电压检测探头沿单体电池的排列方向依次设置于PCB板上；

信号处理单元，两信号采集部件分别连接至信号处理单元。

本实用新型提供的电池模组，通过在单体电池两侧分别安装信号采集部件，利用两相对独立的信号采集部件分别采集单体电池两极柱的电压信号，并将两个信号采集部件的信号分别连接至信号处理单元，分别进行处理，以提高信号检测的稳定性；另外，该信号采集部件采用PCB板做为主体结构，再将电压检测探头排列设置于PCB板上，利用PCB板提供一定的支撑作用，如对多个单体电池排列的刚性支撑和/或对电压检测探头的刚性支撑，减少单体电池的晃动，避免电压检测探头位置的变形，便于电压检测探头与极柱的对准。

本实用新型另一方面还提供了一种用电装置，该用电装置包括如上所述的电池模组。

附图说明

图1为本实用新型实施例的电池模组的结构示意图；

图2为本实用新型实施例的电池模组的爆炸示意图；

图3为本实用新型实施例的单体电池的结构示意图；

图4为本实用新型实施例的信号采集部件的结构示意图；

图5为本实用新型实施例的连接件的结构示意图；

图6为本实用新型实施例的固定架的结构示意图；

图7为图6所示的子架体的结构示意图；

图8为图1所示的A部局部放大图。

其中，附图标记含义如下：

1、单体电池；11、电池壳体；12、极柱；2、信号采集部件；21、PCB板；211、螺接孔；22、电压检测探头；23、信号处理单元；24、故障检测探头；25、柔性电路板；26、连接器；3、连接件；31、U型主体；32、折边；33、连接孔；4、固定架；401、子架体；41、安装槽；42、通槽；43、隔离柱；44、销柱；5、箱体；51、托架式液冷板；52、围板；6、活动压板；7、压紧件；71、垫条；8、抵接板。

具体实施方式

为了更好地理解和实施，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。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“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，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。

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实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本实用新型。

参阅图1和图2，本实用新型公开了一种电池模组，包括：多个并排排列并串联的单体电池1、两信号采集部件2和信号处理单元23，两信号采集部件2被设置成用于采集单体电池1的电池信号，且两信号采集部件2分别电连接至信号处理单元23。电池信号可以包括电压信号、温度信号等。

其中，单体电池1具有极性相反的两极柱12，两极柱12分别位于单体电池1相对的两侧，相邻两单体电池1的同一侧极柱12的极性相反，以便于相邻两单体电池1之间的串联。具体为，两极柱12分别为正极极柱和负极极柱。

参阅图2和图3，具体的，单体电池1包括电池壳体11和两极柱12，电池壳体11呈薄板状，两极柱分别设置于电池壳体11长度方向的两侧，多个单体电池1沿电池壳体11的厚度方向排列；当然，根据该电池模组的其他需要，两极柱12也可以分别设置于电池壳体11高度方向的两侧。本实施例中将以两极柱12分别位于电池壳体11长度方向的两侧进行阐述。

两信号采集部件2分别位于单体电池1相对的两侧并与单体电池1上不同的极柱12连接，以采集单体电池1上的两极柱12的电压信号，同理，两信号采集部件2分别位于电池壳体11长度方向的两侧，以便于信号采集部件2与极柱12的电性连接和物理连接。

如此，通过在单体电池1两侧分别安装信号采集部件2，利用两相对独立的信号采集部件2分别采集单体电池1两极柱12的电压信号，相较于同侧采集，可以改善由于电池壳体腐蚀对所检测的电压信号准确度的影响，在此基础上，再将两个信号采集部件2的信号分别连接至信号处理单元23，分别进行处理，以提高信号检测的稳定性。

参阅图4，特别的，信号采集部件2包括PCB板21和多个用于与极柱12相连接的电压检测探头22，多个电压检测探头222沿单体电池1的排列方向依次设置于PCB板21上。

通过上述方案，信号采集部件2采用PCB板21做为主体结构，再将电压检测探头22排列设置于PCB板21上，利用PCB板21提供一定的支撑作用，如对多个单体电池1排列的刚性支撑和/或对电压检测探头22的刚性支撑，减少单体电池1的晃动，避免电压检测探头22位置的变形，便于电压检测探头22与极柱12的对准。

具体的，电压检测探头22为镍片，全部电压检测探头22均焊接在PCB板21的下边沿。当然，电压检测探头22在PCB板21上的位置还可根据要求焊接于PCB板21的其他位置处。

更为重要的，信号处理单元23为两个，两个信号处理单元23分别设置于两PCB板21上，由此，将信号处理单元23集成至信号采集部件2中，并具体将信号处理单元23焊接于PCB板21以实现两者之间的电性连接和物理连接。

通过上述方案，利用PCB板21对信号处理单元23进行支撑，无需再设置专门的支撑结构，减少零部件数量和组装步骤，降低成本，同时每一个信号采集部件2所采集到的电池信号均可由集成在PCB板21上的信号处理单元23直接处理，以此实现对两侧所采集的电池信号的分别处理，集成度高，减少线束，进一步提高采集精度。

参阅图4和图8，在本实施例中，每一信号采集部件2上的电压检测探头22间隔地采集位于同一侧的极柱12的电压信号，具体表现为，除去首末两端的电压检测探头22外，相邻两电压检测探头22的排列距离基本等于相邻两单体电池1的排列距离的两倍，借助相邻两单体电池1之间的串联，以此通过一个电压检测探头22同时采集相邻两单体电池1同一侧的极柱12的电压信号，在不影响每个单体电池1的两极柱12都能检测的前提下，减少每一信号采集部件2中的电压检测探头22的数量，以便于电压检测探头22的安装，解决同侧采集时串联电池数量越多、电路板越大时所造成的在同侧安装不便的问题。

参阅图2、图6和图8，在本实施例中，该电池模组还包括多个连接件3和两个固定架4，连接件3被设置成用于将多个单体电池1进行电性串联，固定架4作为承载部件，用于夹持固定并排排列的单体电池1，以及用于承载PCB板21和连接件3。

其中，相邻两单体电池1其中一侧的极柱12通过连接件3相串联连接，电压检测探头22焊接于连接件3，通过直焊的方式，以进一步提高电压检测探头22的采集精度。

其中，两固定架4相对设置于单体电池1的两侧，固定架4上排列设置有多个用于插设单体电池1的安装槽41和多个与单体电池1的极柱12位置相对应的通槽42，安装槽41和通槽42的数量多于或等于单体电池1的数量，以满足所有单体电池1均能安装在固定架4上，并可通过设置相邻两安装槽41之间的间隙大小来控制相邻两单体电池1之间的间隙大小，为单体电池1提供膨胀空间，且无需在相邻两单体电池1之间加设缓冲间隔件，以减少成本。

其中，PCB板21固定连接于固定架4远离单体电池1的一侧，连接件3由外向内地穿过相邻的两通槽42并固定连接于固定架4上，以此利用固定架4实现对PCB板21和连接件3的载承。

重要的，通过上述方案的组合，借助固定架4对单体电池1、PCB板21和连接件3三者的固定和定位，使得电压检测探头22、连接件3以及极柱12的相对位置更为稳定，确保极柱12电压的高精度采集。

较佳的，固定架4朝向PCB板21的一侧面上设置有多个隔离柱43，PCB板21抵接并螺接于隔离柱43，以使固定架4与PCB板21之间形成间隙。具体的，PCB板21上设置有多个与不同的隔离柱43位置相对应的螺接孔211，螺接孔211的孔径小于隔离柱43的直径，螺钉由外向内的穿过螺接孔211并与隔离柱43螺接。

较佳的，参阅图5和图6，连接件3包括U型主体31和由U型主体31的两边沿向外弯折延伸的折边32，两折边32分别穿过固定架4的相邻两通槽42并与相邻两单体电池1的同一侧极柱12相抵接，U型主体31上设置有多个连接孔33，固定架4上设置有与连接柱相铆接配合的销柱44，通过连接孔33与销柱44的配合以将连接件3固定在固定架4上，并为折边32与极柱12的抵接提供预紧力。当然，折边32与极柱12之间还可加以焊接以确保其电性连接。

较佳的，参阅图6和图7，固定架4沿其长度方向依次分割形成多个子架体401，同一固定架4的全部子架体401均与PCB板21相固定连接。具体的，每一子架体401上均设置有如上所述的安装槽41、通槽42、隔离柱43和销柱44，两固定架4中相对应的子架体401可用于夹持组装一定数量的单体电池1，以将全部单体电池1分隔成多个小电池模块，便于检测和更换，同时，还可借助PCB板21的刚性，以辅助小电池模块的对齐排列，并提供一定的支撑作用。

参阅图4，在本实施例中，两信号采集部件2的至少之一还可包括多个故障检测探头24，其中，单体电池1的两极柱12之一与单体电池1的电池壳体11导电连接，以使其中一极柱12与电池壳体11形成等电位，如正极极柱与电池壳体11导电连接以形成等电位。当然，极柱12与电池壳体11之间的导电连接的具体实现方式，可以采用单体电池1内部走线的方式，也可以采用外部走线的方式，亦或者两者一体成型的方式，本实施例对此不做限定。

障检测探头24的数量可以等同于单体电池1的数量，也可少于单体电池1的数量，不同的故障检测探头24分别与不同的单体电池1中的电池壳体11连接，以采集全部或部分电池壳体11的电压信号。

通过上述方案的结合，利用电压检测探头22采集单体电池1中的极柱12的电压信号，利用故障检测探头24采集电池壳体11的电压信号，再利用信号处理单元23对极柱12的电压信号与电池壳体11的电压信号进行对比分析，以识别该单体电池1是否存在故障，如电池壳体11是否出现腐蚀等问题。

较佳的，多个故障检测探头24集成于一柔性电路板25上，柔性电路板25电连接于PCB板21远离电压检测探头22的一侧。

特别的，每一信号采集部件2中的故障检测探头24的数量与每一固定架4中的子架体401的数量相同，故障检测探头24采集小电池模块中的某一电池壳体11的电压信号，以判断该小电池模块中是否存在故障。

参阅图4，在本实施例中，信号采集部件2还包括温度检测探头(图中未标出)，温度检测探头被设置成用于采集单体电池1的温度信号。其中，温度检测探头可以集成在电压检测探头22上，或者集成在故障检测探头24上，或者独立连接至单体电池1的极柱12上，或者独立连接至单体电池1的电池壳体11上，以能够间接地或直接地采集单体电池1的温度信号即可。

参阅图4，在本实施例中，信号采集部件2还包括连接器26，连接器26设置于PCB板21上，用于将信号采集部件2采集到的电池信号或经过信号处理单元23处理过的信号传输至用电装置。

参阅图1和图2，在本实施例中，该电池模组还包括箱体5、活动压板6、压紧件7和抵接板8。

其中，多个单体电池1在箱体5内依次并排排列成组，活动压板6沿多个单体电池1的排列方向活动地设置于箱体5内，其中一端部的单体电池1抵接于箱体5的一围板52上，另一端部的单体电池1抵接于活动压板6。

具体的，以图2所展示的方向为参考，箱体5包括一托架式液冷板51和四个围板52，托架式液冷板51承托于单体电池1的下方，以对单体电池1进行冷却；四个围板52通过螺栓连接于托架式液冷板51的四周以围成用于容纳单体电池1的安装腔，围板52属于低矮款式，即围板52的高度较大的矮于单体电池1的高度，后端的围板52抵接于后端的单体电池1的后侧面；活动压板6通过螺栓可活动地连接于托架式液冷板51上，并抵接于前端的单体电池1的前侧面，利用围板52与活动压板6的配合夹持，以适应不同数量的单体电池1的组装；左右两侧的两围板52分别抵接于两固定架4的下半部分，并位于信号采集部件2和连接件3的下方，从而在不影响信号采集部件2和连接件3的同时，实现对单体电池1的左右两侧的限定，并提供力以间接地将连接件3的折边32压紧在单体电池1的极柱12上。

其中，压紧件7的两端分别连接于箱体5的一围板52和活动压板6上，并将多个单体电池1远离箱体5底部的一侧压紧。

具体的，压紧件7呈倒U型状，压紧件7的横边抵接于单体电池1的上方，压紧件7的两竖边分别通过螺栓固定连接于后端的围板52和活动压板6上，结合箱体5、活动压板6和压紧件7以实现对多个单体电池1的整体捆绑，整体连接更为稳固。

特别的，压紧件7上设置有垫条71，该垫条71位于压紧件7的横边与单体电池1之间，避免压紧件7与单体电池1之间的刚性接触。较佳的，垫条71具有弹性，从而为单体电池1提供竖向上的膨胀空间。

其中，抵接板8补夹持于单体电池1与活动压板6之间，或者被夹持于单体电池1与箱体5的围板52之间，以避免单体电池1与活动压板6或围板52之间的刚性接触。

具体的，抵接板8设置有两个，抵接板8的高度与单体电池1的高度相适配，其中一抵接板8位于后端的围板52和后端的单体电池1之间，另一抵接板8位于活动压板6和前端的单体电池1之间。另外，两抵接板8还均位于压紧件7的两竖边的内侧，以借用压紧件7将两抵接板8的上半部分进行约束，避免抵接板8的上半部分向外翘曲。

另外，本实用新型还公开了一种用电装置，该用电装置包括如上所述的任一种电池模组。

本实用新型方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。

Claims (14)

1.一种电池模组，其特征在于，包括：

多个并排排列并串联的单体电池，所述单体电池具有极性相反的两极柱，两所述极柱分别位于所述单体电池相对的两侧，相邻两所述单体电池的同一侧极柱的极性相反；

两信号采集部件，分别位于所述单体电池相对的两侧并与所述单体电池上不同的极柱连接，以采集所述单体电池上的两极柱的电压信号，其中，所述信号采集部件包括PCB板和多个用于与所述极柱相连接的电压检测探头，多个所述电压检测探头沿所述单体电池的排列方向依次设置于所述PCB板上；

信号处理单元，两所述信号采集部件分别电连接至所述信号处理单元。

2.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，所述信号处理单元为两个，两个所述信号处理单元分别设置于两所述PCB板上。

3.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，每一所述信号采集部件上的电压检测探头间隔地采集位于同一侧的所述极柱的电压信号。

4.根据权利要求3所述的电池模组，其特征在于，相邻两所述单体电池其中一侧的极柱通过连接件相串联连接，所述电压检测探头焊接于所述连接件。

5.根据权利要求4所述的电池模组，其特征在于，还包括两相对设置于所述单体电池两侧的固定架，所述PCB板固定连接于所述固定架远离所述单体电池的一侧，所述固定架上排列设置有多个用于插设所述单体电池的安装槽和多个与所述单体电池的极柱位置相对应的通槽，所述连接件由外向内地穿过相邻的两所述通槽并固定连接于所述固定架上。

6.根据权利要求5所述的电池模组，其特征在于，所述固定架沿其长度方向依次分割形成多个子架体，同一所述固定架的全部所述子架体均与所述PCB板相固定连接。

7.根据权利要求5所述的电池模组，其特征在于，所述固定架朝向所述PCB板的一侧面上设置有多个隔离柱，所述PCB板抵接并螺接于所述隔离柱，以使所述固定架与PCB板之间形成间隙。

8.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，两所述信号采集部件的至少之一还包括多个故障检测探头，所述单体电池的正极极柱与所述单体电池的电池壳体导电连接，所述故障检测探头连接所述电池壳体，以采集至少部分所述电池壳体的电压信号。

9.根据权利要求8所述的电池模组，其特征在于，多个所述故障检测探头集成于一柔性电路板上，所述柔性电路板电连接于所述PCB板远离所述电压检测探头的一侧。

10.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，所述信号采集部件还包括温度检测探头，所述温度检测探头被设置成用于采集所述单体电池的温度信号。

11.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，还包括箱体和活动压板，多个所述单体电池在所述箱体内依次并排排列成组，所述活动压板沿多个所述单体电池的排列方向活动地设置于所述箱体内，其中一端部的所述单体电池抵接于所述箱体的一围板上，另一端部的所述单体电池抵接于所述活动压板。

12.根据权利要求11所述的电池模组，其特征在于，还包括压紧件，所述压紧件的两端分别连接于所述箱体的一围板和所述活动压板上，并将多个所述单体电池远离所述箱体底部的一侧压紧。

13.根据权利要求11所述的电池模组，其特征在于，还包括抵接板，所述抵接板补夹持于所述单体电池与活动压板之间和/或被夹持于所述单体电池与所述箱体的围板之间。

14.用电装置，其特征在于，包括如权利要求1至13任一项所述的电池模组。

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