CN218586269U - 一种集成母排及储能电池模组 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种集成母排及使用该集成母排的储能电池模组。所述集成母排包括：绝缘支撑板，包括平面板体，平面板体开设有贯穿绝缘支撑板的若干第一预留孔；若干汇流排，与绝缘支撑板上的第一预留孔对应布置，且每个汇流排覆盖与其对应的第一预留孔并通过铆钉铆接在平面板体的上平面上；电信号采集装置，固定在平面板体的上平面并通过金属连接件与每个汇流排进行连接；转接口，设置在电信号采集装置的端部并用于与电信号采集装置中的信号导通。本申请通过改变模具的结构方式和其上连接件的连接方式，能够大幅降低集成母排及储能电池模组的生产成本。
Description
技术领域
本申请涉及一种母排技术领域，具体而言，涉及一种应用于储能电池模组的集成母排及使用该集成母排的储能电池模组。
背景技术
随着当前社会能源危机日益严重，新能源汽车越来越受到社会关注，尤其是电动汽车，而动力电池包是电动汽车的重要组成部分，电池模组是动力电池包的核心部件。
为了监视动力电池包中各个电池的工作状态，需实时地对电池的电压、电流和温度等数据的采集，从而为电池系统的安全监控与寿命优化提供依据。CCS(Cells ContactSystem，集成母排)属于汽车BMS(Battery Management System,电池管理系统)动力系统的一部分。目前CCS产品由FPC(Flexible Printed Circuit board，柔性印刷电路板)、塑胶结构件、铜铝排等组成。FPC由于其高度集成、超薄厚度、超柔软度等特点，在安全性、轻量化、布局规整等方面具备突出优势，而CCS又将此前分开装配的塑胶结构件、铜铝排等与FPC集成到一起，大大缩减了厚度，因此CCS产品具有自动化程度高，适合规模化大批量生产的特点。
CCS产品通常又划分为线束隔离板CCS、热压形式CCS等。线束隔离板CCS的生产时间短，但线束隔离板CCS通常为注塑件，需采用模具进行注塑，模具导致线束隔离板CCS的成本过高。而热压形式CCS虽然模具费用有所降低，但是热压形式CCS需要的“上下固定膜”需热压才能定性，且热压时间过长，导致其产量严重受限。
电池模组由于使用场景的不同，又分为动力电池和室内储能电池，相较于安装在电动汽车的动力电池相比，室内储能电池不会经受频繁的颠簸和振动，若室内储能电池采用与动力电池相同的CCS产品，就会导致储能电池的生产成本较高。因此，如何降低储能电池的生产成本，成为业内亟待解决的问题。
实用新型内容
本申请实施例的目的在于提供一种集成母排，其通过改变模具的结构方式和其上连接件的连接方式，能够大幅降低集成母排的生产成本。
本申请实施例的另一目的还在于提供一种使用上述集成母排的储能电池模组。
第一方面，提供了一种集成母排，包括：
绝缘支撑板，包括平面板体，所述平面板体开设有贯穿所述绝缘支撑板的若干第一预留孔；
若干汇流排，与所述绝缘支撑板上的第一预留孔对应布置，且每个汇流排覆盖与其对应的第一预留孔并通过铆钉铆接在所述平面板体的上平面上；
电信号采集装置，固定在所述平面板体的上平面并通过金属连接件与每个汇流排进行连接；
转接口，设置在所述电信号采集装置的端部并用于与所述电信号采集装置中的信号导通。
可选地，所述电信号采集装置通过铆钉铆接在所述平面板体上。
可选地，所述铆钉的头部位于所述平面板体的下平面，所述铆钉的钉柱穿过所述平面板体且所述钉柱的顶部高出所述上平面预定高度。
可选地，所述平面板体上还开设有若干第二预留孔，所述电信号采集装置上开设有与第二预留孔对齐布置的若干第三预留孔。
可选地，所述电信号采集装置包括PCB板、软性线路板或线束中的任一种；
所述软性线路板或所述PCB板的接线端与所述金属连接件焊接，其内部回路通过排线方式和/或蚀刻与所述转接口导通；
所述线束的一端与所述金属连接件焊接，另一端与所述转接口连接。
可选地，铆钉为塑料铆钉或金属铆钉。
可选地，所述绝缘支撑板的厚度范围为0.25-1.0mm；所述铆钉的选用直径范围为3.1-6.1mm。
可选地，所述汇流排的中间部分带有拱形结构。
可选地，所述集成母排还包括两个输出极，两个所述输出极位于所述平面板体的两个端部，且每个输出极与其所在的端部位于最外侧的汇流排导通。
根据本申请的第二方面，还提供了一种储能电池模组，包括由多个电芯沿预定方向堆叠而成的电芯组，以及如上任一项所述的集成母排，所述集成母排扣设在所述电芯组的顶部，第一预留孔与电芯对应设置且每个电芯的输出极柱由第一预留孔穿出以与汇流排导通。
本申请中的集成母排具有的有益效果：
1、采用平面板体结构的绝缘支撑板，相较于隔离板形式CCS、热压形式CCS，简化了模具结构，大幅降低模具制作成本；
2、平面板体的结构利于铆钉的使用，铆钉的连接方式简单，成本低，能够大幅降低集成母排的生产成本。
3、通过铆钉铆接固定汇流排和电信号采集装置，去除了粘胶的使用，提高了储能电池模组的阻燃性能
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为根据本申请实施例示出的一种集成母排的结构示意图；
图2为图1所示集成母排的爆炸图；
图3为根据本申请实施例示出的一种铆钉的固定方式图；
图4为根据本申请实施例示出的另一种铆钉的固定方式图；
图5为根据本申请实施例示出的一种储能电池模组的结构示意图。
图示说明：
1-集成母排；2-电芯组；100-绝缘支撑板；110-第一预留孔；120-第二预留孔；130-第三预留孔；200-汇流排；210-拱形结构；300-电信号采集装置；400-转接口；500-铆钉；600-金属连接件；700-输出极。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。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，都属于本申请保护的范围。
图1为根据本申请实施例示出的一种集成母排的结构示意图。图2为图1所示集成母排的爆炸图。参见图1和图2，集成母排1包括绝缘支撑板100、若干汇流排200、电信号采集装置300和转接口400。
绝缘支撑板100包括平面板体，平面板体开设有贯穿绝缘支撑板100的若干第一预留孔110。若干汇流排200与绝缘支撑板100上的第一预留孔110对应布置，且每个汇流排200覆盖与其对应的第一预留孔110并通过铆钉500铆接在平面板体的上平面上。电信号采集装置300，固定在平面板体的上平面并通过金属连接件600与每个汇流排200进行连接。转接口400设置在电信号采集装置300的端部并用于与电信号采集装置300中的信号导通。
本申请中的集成母排用于与电池模组匹配使用。其中，集成母排1上的第一预留孔110的个数与布置情况与所匹配的电池模组中电芯的个数和电芯输出极柱电芯输出极柱的位置对应。在集成母排1与电池模组匹配使用时，每个电芯的输出极柱由第一预留孔110穿出并与汇流排200导通。汇流排200通过金属连接件600与电信号采集装置300导通，电信号采集装置300与转接口400导通，进而实现电池模组内部与外界进行信号交互。
第一预留孔110的形状可为方形、梯形、圆形等，本申请对于第一预留孔110的开孔形状不做具体限定，例如可以根据电芯输出极柱的形状进行适配，在一种可能的实施方式中，第一预留孔与电芯输出极柱的形状一致，且第一预留孔的尺寸大于电芯输出极柱的尺寸。
本申请中的集成母排1采用平面板体结构的绝缘支撑板100，在绝缘支撑板100上通过铆钉500将汇流排200进行铆接。由于本申请适用的使用场景为储能电池模组，储能电池模组仅需存放在室内，挪移频率低，颠簸和振动的频率较低。通常汇流排200与电芯输出极柱之间的连接力标准要求在(10-30g)*g(重力加速度)，而铆钉500将汇流排200锚固在绝缘支撑板100上后，铆钉500对汇流排200的锚固力达到8000*g，因此采用铆钉500铆接完全可以保证储能电池模组在室内放置、正常挪移时汇流排200与电芯输出极柱的稳定导通。由于绝缘支撑板100为平面板体，平面板体的制作模具较为简单，因而能够大幅降低集成母排的制作成本，平面板体的结构利于铆钉500的使用，铆钉500的连接方式简单，成本较低，因此本申请中的集成母排能够大幅降低储能电池的生产成本。
在一种实施方案中，电信号采集装置300通过铆钉500铆接在平面板体上。电信号采集装置300也采用铆钉500的方式，可以使集成母排中的连接或固定方式统一。采用统一的连接件，采购成本低，安装要求少，提高安装效率。同时，电信号采集装置300和绝缘支撑板100的固定采用铆接，可实现自动化生产，提高生产效率，同时相较于热压形式CCS，去除了粘胶的使用，提高储能电池模组的阻燃性能，使产品整体的防火等级提高。
图3为根据本申请实施例示出的一种铆钉的固定方式图，参见图3，铆钉500包括头部和钉柱。铆钉500的头部位于平面板体的下平面，铆钉500的钉柱穿过平面板体且钉柱的顶部高出上平面预定高度。本申请实施例中通过铆钉500铆接汇流排200时，钉柱的顶端需高出汇流排200的上表面，通过铆钉500铆接电信号采集装置300时，钉柱的顶端需高出电信号采集装置300的上表面。
图4为根据本申请实施例示出的另一种铆钉的固定方式图。其中铆钉500的头部还设有限位部，用于使铆钉稳固地铆接在平面板体上。需要说明的是，图3、图4所示出的铆钉的结构只是示例性的，凡是能够将汇流排和电信号采集装置实现固定的铆接结构均落入本申请的保护范围。
由图3和图4可知，铆钉500将头部设于平面板体的下表面，由于头部的厚度较薄，因此铆钉500的头部不会对电芯产生过多的干涉，提高电芯的安全性。
在一种实施方案中，平面板体上还开设有若干第二预留孔120，电信号采集装置300上开设有与第二预留孔120对齐布置的若干第三预留孔130。储能电池模组中通常会设置电芯防爆阀，第二预留孔120的设置是为了与电芯防爆阀的设置位置对应，并通过第二预留孔120和第三预留孔130对齐，将电芯防爆阀暴露出来。第二预留孔120和第三预留孔130的设置，使集成母排不会对电芯防爆阀形成阻挡，便于对电芯防爆阀直接进行手动操作。
第二预留孔120和第三预留孔130的形状可为椭圆形、方形、圆形等，本申请对于第二预留孔120和第三预留孔130的开孔形状不做具体限定，在一种可能的实施方式中，第二预留孔、第三预留孔和防爆阀的尺寸一致，或者，第二预留孔的尺寸大于第三预留孔的尺寸，第三预留孔的尺寸与防爆阀的尺寸一致，保证防爆阀排出物顺利通过第二预留孔和第三预留孔排出，并且防止排出后的排出物回落到平面板体或电芯上。
在一种实施方案中，电信号采集装置300可为软性线路板，软性线路板包括但不限于FPC(Flexible Printed Circuit Board，柔性印刷电路板)、FFC(Flexible Flat Cable，柔性扁平电缆)。软性线路板的接线端与金属连接件焊接，其内部回路通过排线方式和/或蚀刻与转接口400导通。
在另一实施方案中，电信号采集装置300可为PCB板(Printed Circuit Board，印刷电路板)。PCB板的接线端与金属连接件焊接，其内部回路通过排线方式和/或蚀刻与转接口400导通。
在再一实施方案中，电信号采集装置300还可为线束。线束的一端与所述金属连接件焊接，另一端与转接口400连接。
在一些实施方案中，铆钉500可为塑料铆钉，也可为金属铆钉。铆钉可选用的直径范围为3.1-6.1mm。在具体的实施方案中，铆钉的直径可选用3.1mm、3.6mm、4.1mm、5.1mm或6.1mm。在本申请实施的过程中，铆钉的直径选用可以根据铆钉的数量确定。在铆钉数量相同的情况下，直径越小，开孔后汇流排截面积减少的会比较小，汇流排截面积越大，则越有利于电池模组的过流。因此在实施方案中，3.1mm的铆钉直径会被优先选用。但在振动比较强的使用场景，还需要汇流排的铆接强度，故会优先考虑6.1mm的铆钉直径。
绝缘支撑板100的材质包括但不限于PC、PET等绝缘材质，绝缘支撑板100的厚度范围为0.25-1.0mm。在具体的实施方案中，绝缘支撑板100的厚度可选用0.25mm、0.5mm或1.0mm。在本申请中，绝缘支撑板100的厚度根据电信号采集装置300选用的材质来做决定。例如，在电信号采集装置300采用软性线路板时，绝缘支撑板100的厚度可选用0.25mm。在电信号采集装置300采用线束时，一种可选的方案为，绝缘支撑板100的厚度为0.5mm。在电信号采集装置300采用PCB板时，一种可选的方案为，绝缘支撑板100的厚度为1mm。
在一种实施方案中，汇流排200的中间部分带有拱形结构210。参见图3，汇流排200采用平板结构。拱形结构210设置在平板结构的中间部分。拱形结构210可适应在电池寿命末期储能电池模组在长度方向的膨胀。
需要说明的是，拱形结构不限于图示所示图形，可为梯形、方形等，方向也不限于图纸朝向“上”也可朝向“下”。
现有电池模组中，通常会在汇流排上开设电池极柱观察孔，以直接判断蓄电池性能的好坏。而本申请中的汇流排200采用平板结构，未开设电池极柱观察孔，由于减少了汇流排上的开孔，则汇流排200的横截面积增加，有利于电池模组的过流。
在一种实施方案中，集成母排还包括两个输出极700，两个输出极700位于平面板体的两个端部，且每个输出极700与其所在的端部位于最外侧的汇流排导通。在集成母排安装在电池模组上时，输出极700用于对外输出电池模组的电能。
图4为根据本申请实施例示出的一种储能电池模组的结构示意图，参见图4，储能电池模组包括由多个电芯沿预定方向堆叠而成的电芯组2以及集成母排1。集成母排1扣设在电芯组2的顶部，第一预留孔110与电芯对应设置且每个电芯的输出极柱由第一预留孔110穿出以与汇流排200导通。
第二预留孔120和第三预留孔130的位置与模组壳体中的电芯防爆阀位置对应，第二预留孔120和第三预留孔用于将储能电池模组中的电芯防爆阀暴露出来，便于对电芯防爆阀直接进行手动操作。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种集成母排，其特征在于，包括：
绝缘支撑板，包括平面板体，所述平面板体开设有贯穿所述绝缘支撑板的若干第一预留孔；
若干汇流排，与所述绝缘支撑板上的第一预留孔对应布置，且每个汇流排覆盖与其对应的第一预留孔并通过铆钉铆接在所述平面板体的上平面上；
电信号采集装置，固定在所述平面板体的上平面并通过金属连接件与每个汇流排进行连接；
转接口，设置在所述电信号采集装置的端部并用于与所述电信号采集装置中的信号导通。
2.根据权利要求1所述的集成母排，其特征在于，所述电信号采集装置通过铆钉铆接在所述平面板体上。
3.根据权利要求2所述的集成母排，其特征在于，所述铆钉的头部位于所述平面板体的下平面，所述铆钉的钉柱穿过所述平面板体且所述钉柱的顶部高出所述上平面预定高度。
4.根据权利要求1所述的集成母排，其特征在于，所述平面板体上还开设有若干第二预留孔，所述电信号采集装置上开设有与第二预留孔对齐布置的若干第三预留孔。
5.根据权利要求1所述的集成母排，其特征在于，所述电信号采集装置包括PCB板、软性线路板或线束中的任一种；
所述软性线路板或所述PCB板的接线端与所述金属连接件焊接，其内部回路通过排线方式和/或蚀刻与所述转接口导通；
或，所述线束的一端与所述金属连接件焊接，另一端与所述转接口连接。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的集成母排，其特征在于，铆钉为塑料铆钉或金属铆钉。
7.根据权利要求1-5中任一项所述的集成母排，其特征在于，所述绝缘支撑板的厚度范围为0.25-1.0mm；所述铆钉的选用直径范围为3.1-6.1mm。
8.根据权利要求1-5中任一项所述的集成母排，其特征在于，所述汇流排的中间部分带有拱形结构。
9.根据权利要求1-5中任一所述的集成母排，其特征在于，还包括：两个输出极，两个所述输出极位于所述平面板体的两个端部，且每个输出极与其所在的端部位于最外侧的汇流排导通。
10.一种储能电池模组，包括由多个电芯沿预定方向堆叠而成的电芯组，其特征在于，还包括如权利要求1至9中任一项所述的集成母排，所述集成母排扣设在所述电芯组的顶部，第一预留孔与电芯对应设置且每个电芯的输出极柱由第一预留孔穿出以与汇流排导通。
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| CN116761378A (zh) * | 2023-08-14 | 2023-09-15 | 苏州维信电子有限公司 | 用于新能源电池包的电路板结构及新能源电池包 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |