CN217740620U - 一种集成保险功能的电池采样装置、电池模组和电池包 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种集成保险功能的电池采样装置、电池模组和电池包，该电池采样装置包括FFC采样线束、采样板、连接片和键合引线；FFC采样线束包括多根采样线，多根采样线均设置有两端，第一端与采样板连接，第二端延伸至连接片上；键合引线设置于采样线与连接片之间，键合引线的一端与采样线的第二端连接，另一端与连接片电连接。电池模组，包括电芯和电池采样装置。电池包包括多个相互电连接的电池模组或包括多个电芯和连接于电芯上的电池采样装置。本实用新型通过键合引线将采样线与连接片进行电连接，键合引线充当保险丝的功能对采样回路进行保护且键合引线尺寸规格多样，可进行二次返修，减少售后维修成本。

Description

一种集成保险功能的电池采样装置、电池模组和电池包

技术领域

本实用新型属于电池技术领域，特别是涉及一种集成保险功能的电池采样装置、电池模组和电池包。

背景技术

目前在电池采样系统中通常采用线束采集、FPC(柔性电路板)以及FFC(柔性扁平线) 采集等方案，各方案通常存在以下不足：线束采集在组装过程中不能够实现自动化生产，影响模组的生产效率；并且线束上无法集成保险丝，当采样线路中产生大电流时没法及时切断采样回路，这样容易导致系统着火。FPC采集虽然能够实现自动化生产，同时也能够在线路上集成保险功能，但是由于FPC的加工流程比较繁琐，且原材料PI膜较贵，导致FPC的成本较高。FFC采集方案相对于线束采集方案，FFC能够实现自动化组装，提高模组生产效率；相对于FPC采集方案，FFC采集方案的成本更低；但是存在集成保险困难的问题。

目前主要采取以下两种方案进行集成保险丝功能，第一种方案参阅图1，通过FFC与PCB 板结合，再在PCB板上蚀刻或者贴片保险丝，但这种方案，首先保险丝位置距离电芯较远，对电池端采样线路不能够起到更好的保护作用，其次，若采用的是蚀刻保险丝，当保险丝熔断后不能够进行二次返修，当采用贴片保险丝时，尽管可以二次更换，但成本上会增加不少。第二种方案参阅图2，将FFC中的导体做局部冲切处理，但这样增加了设备及模具的精度要求，同时也影响了FFC的生产效率以及产品良率；另外保险丝熔断时间参数只能够做到15A 3S内熔断；并且无法对保险丝进行二次返修，大大增加了售后成本。

除此之外，FFC在与巴片的电连接上也存在一些工艺瓶颈，常用的工艺有超声波和激光焊接，由于FFC的铜导体线路比较窄，最常用的是1mm宽度，采用超声波工艺的话，焊接过程中容易导致线路焊断，采用激光焊接的话，焊接面积太小，焊接后的连接强度达不到设计要求。

因此，需要提供一种针对上述现有技术不足的改进技术方案。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种集成保险功能的电池采样装置、电池模组和电池包，至少用于解决现有技术中FFC采集方案存在集成保险丝功能困难的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种集成保险功能的电池采样装置，其特征在于，所述电池采样装置包括FFC采样线束、采样板、连接片和键合引线；

所述FFC采样线束包括多根采样线，多根所述采样线均设置有两端，分别为第一端和第二端，所述采样线的第一端与所述采样板连接，所述采样线的第二端延伸至所述连接片上；

所述键合引线设置于所述采样线与所述连接片之间，所述键合引线的一端与所述采样线的第二端连接，另一端与所述连接片电连接，所示连接片用于与电芯连接。

优选地，所述采样线的第一端与所述采样板之间还设置有转接板或连接器。

优选地，所述采样线的第二端设置有焊盘，所述键合引线的一端通过所述焊盘焊接于所述采样线上，且所述键合引线与所述焊盘之间形成有第一焊点；所述键合引线的另一端通过键合焊的方式焊接于所述连接片上，且所述键合引线与所述连接片之间形成有第二焊点；所述第一焊点和所述第二焊点上均涂覆有保护胶层。

优选地，所述焊盘下方设置有补强板，所述补强板用于增加所述焊点的强度。

优选地，所述连接片上设置有背胶层，延伸至所述连接片上的所述采样线通过所述背胶层粘贴于所述连接片上。

优选地，所述采样线上包裹有采样线绝缘膜。

优选地，所述键合引线为易熔金属材料键合引线。

本实用新型还提供一种电池模组，包括电芯和上述的电池采样装置，所述连接片与所述电芯电连接。

另外，本实用新型还提供一种电池包，所述电池包包括多个电池模组，多个所述电池模组之间相互电连接，所述电池模组为上述的电池模组。

本实用新型还提供一种电池包，所述电池包包括多个电芯和连接于所述电芯上的电池采样装置，所述电池采样装置为上述的电池采样装置。

如上所述，本实用新型的集成保险功能的电池采样装置、电池模组和电池包，具有以下有益效果：

本实用新型中的集成保险功能的电池采样装置包括FFC采样线束、采样板、连接片和键合引线，键合引线的一端设置在连接片上，另一端与延伸至连接片上的采样线连接，将采样线第二端的焊盘与连接片之间通过键合引线进行电连接，一方面键合引线可以充当保险丝的功能对电池采样回路进行保护，能够更好的保护采样线路，另一方面键合引线可以充当导体将采样线路与连接片进行电连接，且符合保险丝尽量设置在靠近电芯的原则；键合引线的两端均通过焊接的方法连接，可进行二次返修，对于电池模组或电池包的售后维修成本会减少；键合引线的尺寸规格很多，可以根据不同的熔断电流和时间要求选择不同规格的键合引线；另外，本实用新型中的键合引线直接与连接片键合焊接连接，取代了采样线上面的转接端子，降低了物料和加工成本。

附图说明

图1显示为现有技术中FFC采集线与PCB板结合的采样装置的结构示意图。

图2显示为现有技术中FFC中的导体做局部冲切处理后的结构示意图。

图3显示为本实用新型具体实施例中电池采样装置的结构示意图。

图4显示为图3的局部放大图。

元件标号说明

11 FFC采集线

12 PCB板

13 保险丝

14 连接器

15 转接端子

100 采样线

200 FFC采样线束

300 连接片

400 键合引线

500 焊盘

600 补强板

700 保护胶层

800 背胶层

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其它优点及功效。

请参阅图1至图4。须知，本说明书所附图示所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

本实用新型中的集成保险功能的电池采样装置包括FFC采样线束、采样板、连接片和键合引线，键合引线的一端设置在连接片上，另一端与延伸至连接片上的采样线连接，将采样线第二端的焊盘与连接片之间通过键合引线进行电连接，一方面键合引线可以充当保险丝的功能对电池采样回路进行保护，能够更好的保护采样线路，另一方面键合引线可以充当导体将采样线路与连接片进行电连接，且符合保险丝尽量设置在靠近电芯的原则；键合引线的两端均通过焊接的方法连接，可进行二次返修，对于电池模组或电池包的售后维修成本会减少；键合引线的尺寸规格很多，可以根据不同的熔断电流和时间要求选择不同规格的键合引线；另外，本实用新型中的键合引线直接与连接片键合焊接连接，取代了采样线上面的转接端子，降低了物料和加工成本。

参阅图1所示，现有技术中的采样装置采用FFC采集线11与PCB板12结合的方式，即将FFC采集线11的导体端部焊接在PCB板12上，然后在PCB板12上蚀刻或贴片上保险丝13，FFC采集线11的另一端通过转接端子15与电芯进行电连接，使用线束通过连接器14 与电池管理系统进行连接，从而形成一个闭合回路，但是保险丝13的位置距离电芯较远，对电池端的采样线路不能够起到更好的保护作用；另外，采用蚀刻保险丝13，当保险丝13熔断后不能够进行二次返修，采用贴片保险丝13时，尽管可用二次更换，但成本上会增加不少。

参阅图2所示，将FFC中的导体做局部冲切处理，这样增加了设备及模具的精度要求，在生成工艺上也增加了难度，影响FFC的生成效率以及产品良率；另外保险丝熔断时间参数也受到很大程度的限制，也无法对保险丝进行二次返修，大大增加了售后成本，所以，现实中很少采用这种方法来集成保险功能。

为了解决上述现有技术中的一系列问题，参阅图3和图4所示，本实用新型提供一种集成保险功能的电池采样装置，该电池采样装置包括FFC采样线束200、采样板(图中未示出)、连接片300和键合引线400；其中，FFC采样线束200包括多根采样线100，多根采样线100均设置有两端，分别为第一端和第二端，采样线100的第一端与采样板连接，其中，采样板与电池管理系统连接，采样线100的第二端延伸至连接片300上；键合引线400设置于采样线100与连接片300之间，键合引线400的一端与所样线的第二端连接，另一端与连接片300 电连接，连接片300用于与电芯连接。

具体的，参阅图3所示，采样线100为FFC采样线束200的一个分支，采样线100的第一端与采样板连接，其中，采样板用于连接电池管理系统(BMS)，在一种实施例中，采样板上面设置有焊盘，FFC采样线束200中的各个分支采样线100直接采用锡焊接到采样板上，但在本实施例中具体关于采样线100的第一端与采样板的连接关系，在此不做过分限制。

具体的，本实施例中采用键合引线400的方案将FFC采样线束200的导体末端与连接片 300之间通过键合引线400进行电连接，首先键合引线400可以充当保险丝的功能对电池采样回路进行保护，其次，键合引线400可以充当导体将采样线路与连接片300进行电连接作用；在本实施例中连接片300为巴片，当然在其他实施例中，也可以采用键合引线400将采样线100与电池极柱连接。另外，键合引线400的尺寸规格多样，可以根据不通的熔断电流和时间要求来选择不通规格的键合引线400。

作为示例，采样线100的第一端与采样板之间还设置有转接板(图中未示出)或连接器 (图中未示出)。

具体的，连接器和转接板均起到连接作用，当采样线100的第一端与采样板之间设置有连接器时，需要在FFC采样线束200的一端压接端子，再将端子组装到连接器上，连接器可以直接插接到采样板上；当采样板上的一个接口需要连接多个模组时，需要在采样线100的第一端设置转接板，将多根采样线100的第一端均连接于转接板上，然后通过转接线束将转接板与采样板连接；以上属于实际应用中的两种方案，具体在此不再过分赘述。

作为示例，采样线100的第二端设置有焊盘500，键合引线400的一端通过焊盘500焊接于采样线100上，且键合引线400与焊盘500之间形成有第一焊点，第一焊点上涂覆有保护胶层700。

具体的，焊盘500是表面贴装装配的基本构成单元，在采样线100的第二端设置焊盘500，以便于将键合引线400与采样线100之间的电连接，键合引线400通过键合焊的方式焊接于焊盘500上，通过焊接的方式，取代了现有技术中FFC上面转接镍片端子，从而降低了物料和加工成本。

另外，键合引线400的一端与采样线100上的焊盘500之间形成的焊点上涂覆有保护胶层700，保护胶层700用于保护焊点不被氧化，对焊点进行完全覆盖处理；另外，本实施例中的焊盘500可以为方形焊盘500、圆形、岛形、多边形或开口型焊盘500，也可以为其他特殊形状的焊盘500，具体关于焊盘500的具体形状，在此不做过分限制。

在本实施例中，焊盘500与采样线100的第二端可以为一体式连接，也可以为分体式连接，根据实际使用需求进行结构设计。

作为示例，键合引线400通过键合焊的方式焊接于连接片300上，且键合引线400与连接片300之间形成有第二焊点，第二焊点上涂覆有保护胶层700。

具体的，键合焊是采用加热、加压或超声的方式破坏被焊表面的氧化层和污染，产生塑性变形，使得键合引线400与被焊面亲密接触，达到原子间的引力范围并导致界面间原子扩散而形成焊点，在本实施例中，键合焊为热压键合、超声键合或热声键合焊，具体不做过分限制；另外，在焊点上涂覆保护胶层700，保护胶层700用于保护焊点不被氧化，对焊点进行完全覆盖处理。

作为示例，焊盘500下方设置有补强板600，补强板600用于增加焊点的强度。

具体的，参阅图4，补强板600设置与焊盘500的下方，可增强焊盘500上键合引线400 与采样线100的焊接强度，具体关于补强板600与焊盘500之间的连接方式，以及补强板600 的材料选择，在此均不做过分限制。

作为示例，连接片300上设置有背胶层800，延伸至连接片300上的采样线100通过背胶层800粘贴于连接片300上。

具体的，将部分采样线100通过背胶层800粘贴于连接片300上，防止使用过程中采样线100来回弯折而导致损坏，同时，将采样线100的第二端固定在连接片300上，这样使得键合引线400的两端均固定，以保证通过键合引线400将采样线100与连接片300能够很好的进行电连接。

作为示例，采样线100上包裹有采样线100绝缘膜。

作为示例，键合引线400为易熔金属材料键合引线400。

优选地，键合引线400为纯铝键合引线400或锡键合引线400。键合引线400与采样线 100上的焊盘500焊接时、以及与连接片300进行焊接时都比较容易，解决了现有技术中FFC 与巴片采用超声波或激光焊接时，焊接效果不好的问题。

本实用新型还提供一种电池模组，该电池模组包括电芯和上述的电池采样装置，其中，连接片300与电芯电连接。

另外，本实用新型还提供一种电池包，该电池包包括多个电池模组，多个电池模组之间相互电连接，该电池模组为本实用新型中的电池模组。

本实用新型还提供一种电池包，该电池包为无模组方案，电池包包括多个电芯和连接于电芯上的电池采样装置，该电池采样装置为上述的本实用新型中的电池采样装置。

综上所述，本实用新型中的集成保险功能的电池采样装置包括FFC采样线束、采样板、连接片和键合引线，键合引线的一端设置在连接片上，另一端与延伸至连接片上的采样线连接，将采样线第二端的焊盘与连接片之间通过键合引线进行电连接，一方面键合引线可以充当保险丝的功能对电池采样回路进行保护，能够更好的保护采样线路，另一方面键合引线可以充当导体将采样线路与连接片进行电连接，且符合保险丝尽量设置在靠近电芯的原则；键合引线的两端均通过焊接的方法连接，可进行二次返修，对于电池模组或电池包的售后维修成本会减少；键合引线的尺寸规格很多，可以根据不同的熔断电流和时间要求选择不同规格的键合引线；另外，本实用新型中的键合引线直接与连接片键合焊接连接，取代了采样线上面的转接端子，降低了物料和加工成本。所以，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种集成保险功能的电池采样装置，其特征在于，所述电池采样装置包括FFC采样线束、采样板、连接片和键合引线；

所述FFC采样线束包括多根采样线，多根所述采样线均设置有两端，分别为第一端和第二端，所述采样线的第一端与所述采样板连接，所述采样线的第二端延伸至所述连接片上；

所述键合引线设置于所述采样线与所述连接片之间，所述键合引线的一端与所述采样线的第二端连接，另一端与所述连接片电连接，所述连接片用于与电芯连接。

2.根据权利要求1所述的集成保险功能的电池采样装置，其特征在于：所述采样线的第一端与所述采样板之间还设置有转接板或连接器。

3.根据权利要求1所述的集成保险功能的电池采样装置，其特征在于：所述采样线的第二端设置有焊盘，所述键合引线的一端通过所述焊盘焊接于所述采样线上，且所述键合引线与所述焊盘之间形成有第一焊点；键合引线的另一端通过键合焊的方式焊接于所述连接片上，且所述键合引线与所述连接片之间形成有第二焊点；所述第一焊点和所述第二焊点上均涂覆有保护胶层。

4.根据权利要求3所述的集成保险功能的电池采样装置，其特征在于：所述焊盘下方设置有补强板，所述补强板用于增加所述焊点的强度。

5.根据权利要求1所述的集成保险功能的电池采样装置，其特征在于：所述连接片上设置有背胶层，延伸至所述连接片上的所述采样线通过所述背胶层粘贴于所述连接片上。

6.根据权利要求1所述的集成保险功能的电池采样装置，其特征在于：所述采样线上包裹有采样线绝缘膜。

7.根据权利要求1所述的集成保险功能的电池采样装置，其特征在于：所述键合引线为易熔金属材料键合引线。

8.一种电池模组，其特征在于，包括电芯和权利要求1～7任一所述的电池采样装置，所述连接片与所述电芯电连接。

9.一种电池包，其特征在于：所述电池包包括多个电池模组，多个所述电池模组之间相互电连接，所述电池模组为权利要求8中所述的电池模组。

10.一种电池包，其特征在于，所述电池包包括多个电芯和连接于所述电芯上的电池采样装置，所述电池采样装置为权利要求1～7任一所述的电池采样装置。

Images