CN218602649U - 采集板、电池模组及电池包 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电池技术领域，公开采集板、电池模组及电池包。该采集板包括转接板和设置在转接板上的插接端口、若干采集线和若干补偿电阻，每条采集线具有输入端和输出端，采集线的输出端连接于插接端口的输入端，每条采集线中至少串联一个补偿电阻形成采集电路，每条采集电路的电阻阻值相等。电池模组包括多个电芯和采集板，多个电芯沿第一方向排列设置，每相邻两个电芯之间通过连接排连接，每条采集线的输入端连接于一个连接排。电池包包括上述的电池模组。采集板、电池模组及电池包的数据采集精度较高，单体电芯的一致性较好，对电池管理系统的要求较低。

Description

采集板、电池模组及电池包

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，尤其涉及采集板、电池模组及电池包。

背景技术

随着新能源行业的飞速发展，电芯一致性问题开始受到广泛关注。目前，市面上对方型电池串联模组的PCB板转接采样方案可以等效为图1中的串联电路，假设巴片的采集点位于其中间位置，这样巴片上的电阻可以被平分为两个部分，如图1中的R1&R2、R4&R5，假设对中间这个电芯进行采集，其电压回路中的电阻分别为R2、R3、R4、RX，由于电芯出厂时，其内部电芯内阻R3几乎一致，排除串联巴片加工差异，整个采集回路电阻应该一致，但由于单个模组内电芯布置位置不同，导致串联铜(铝)巴上的采集点与接插端子之间的距离不一致(R＝ρL/S)，导致采集线路中的等效电阻RX阻值不一样，虽然这个阻值差异很小，但是随着日积月累，对单个电芯电压影响将逐步显现，影响电芯的一致性。目前市面上采取的处理方式是通过电池管理系统内的软件的主动均衡功能去平衡单节电芯电压，但是这种方式只能降低各电芯之间的电压差值，无法从根本上解决问题。

因此，亟需采集板、电池模组和电池包来解决上述问题。

实用新型内容

基于以上所述，本实用新型的目的在于提供采集板、电池模组及电池包，数据采集精度较高，单体电芯的一致性较好，对电池管理系统的要求较低。

为达上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

采集板，包括转接板和设置在所述转接板上的插接端口、若干采集线和若干补偿电阻，每条所述采集线具有输入端和输出端，所述采集线的输出端连接于所述插接端口的输入端，每条所述采集线中至少串联一个所述补偿电阻形成采集电路，每条所述采集电路的电阻阻值相等。

作为采集板的优选方案，还包括第一比较器和至少一个第一压力检测件，所述第一比较器设置在所述转接板上，所述第一比较器的输出端连接于所述插接端口的输入端，所述第一压力检测件连接于所述第一比较器的输入端，并用于检测电芯与连接排之间的压力，所述第一比较器能根据所述第一压力检测件的检测信号输出低电平或高电平。

作为采集板的优选方案，还包括第二比较器和至少一个第二压力检测件，所述第二比较器设置在所述转接板上，所述第二比较器的输出端连接于所述插接端口，所述第二压力检测件连接于所述第二比较器的输入端，并用于检测相邻两个电芯之间的压力，所述第二比较器能根据所述第二压力检测件的检测信号输出低电平或高电平。

作为采集板的优选方案，还包括：

电阻盒，多个所述补偿电阻设置在所述电阻盒中，所述电阻盒上设置有多个进口端和多个出口端，每个所述补偿电阻的两端分别连接一个所述进口端和一个所述出口端，每根所述采集线的输出端插接于一个所述进口端，多个所述出口端连接于所述插接端口。

电池模组，包括多个电芯和如上述任一项技术方案所述的采集板，多个所述电芯沿第一方向排列设置，每相邻两个所述电芯之间通过连接排连接，每条所述采集线的输入端连接于一个所述连接排。

作为电池模组的优选方案，所述采集板还包括第一比较器和至少一个第一压力检测件，所述第一比较器设置在所述转接板上，所述第一比较器的输出端连接于所述插接端口的输入端，每个所述连接排和所述电芯之间设置一个所述第一压力检测件，所述第一压力检测件连接于所述第一比较器的输入端，所述第一比较器能根据所述第一压力检测件的检测信号输出低电平或高电平。

作为电池模组的优选方案，所述采集板还包括第二比较器和至少一个第二压力检测件，所述第二比较器设置在所述转接板上，所述第二比较器的输出端连接于所述插接端口，所述第二压力检测件连接于所述第二比较器的输入端，每相邻两个电芯之间设置一个所述第二压力检测件，所述第二比较器能根据所述第二压力检测件的检测信号输出低电平或高电平。

作为电池模组的优选方案，还包括多个采集片，每个所述采集片连接于一根所述采集线的输入端，并焊接在一个所述连接排上。

电池包，包括上述任一技术方案所述的电池模组。

作为电池包的优选方案，还包括：

电池管理系统，所述电池管理系统的信号输入端与所述插接端口连接。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型提供采集板，该采集板包括转接板和设置在转接板上的插接端口、若干采集线和若干补偿电阻，通过采集线的输入端采集数据，并通过输出端输入至插接端口，实现数据的采集。通过在每条采集线上至少串联一个补偿电阻，能平衡各个采集线之间的电阻阻值差异，提高采集精度，也能从采集板端解决采集线之间的电阻阻值差异，降低对电池管理系统软件或硬件的要求，使得该采集板的适配性更佳。同时，还能减少采集电路中的电流差异，保证各个采集电路中的放电程度相同。

本实施例还提供电池模组，该电池模组包括通过连接排连接的电芯以及上述的采集板，通过采集板的输入端连接连接排，使得采集线能对各个电芯进行数据采集，且各个采集电路中的电阻阻值相等，能有效提高各个电芯的一致性，延长电池模组的使用寿命。

本实用新型还提供电池包，该电池包包括上述的电池模组，采集精度较高，各个单体电芯的一致性较高，使用寿命较长。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对本实用新型实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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，还可以根据本实用新型实施例的内容和这些附图获得其他的附图。

图1是现有的电池串联模组的PCB板转接采样方案的等效电路图；

图2是本实用新型实施例提供的电池模组的结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的第一比较器的内部电路图。

图中：

1、电芯；2、连接排；3、采集线；4、补偿电阻；5、电阻盒；6、采集片；7、转接板；8、第一比较器；9、第二比较器；10、第一压力检测件；11、第二压力检测件；12、温敏电阻。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。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结构。

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。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。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。

如图2所示，本实施例提供一种采集板，该采集板包括转接板7和设置在转接板7上的插接端口、若干采集线3和若干补偿电阻4，每条采集线3具有输入端和输出端，采集线3的输出端连接于插接端口的输入端，每条采集线3中至少串联一个补偿电阻4形成采集电路，每条采集电路的电阻阻值相等。通过采集线3的输入端采集数据，并通过输出端输入至插接端口，实现数据的采集。通过在每条采集线3上至少串联一个补偿电阻4，能平衡各个采集线3之间的电阻阻值差异，提高采集精度，也能从采集板端解决采集线3之间的电阻阻值差异，降低对电池管理系统软件或硬件的要求，使得该采集板的适配性更佳，即相较于传统的采用电池管理系统内的软件的主动均衡功能去平衡单节电芯1的电压，本实施例提供的采集板能从硬件设置去平衡单节电芯1的电压。同时，还能减少采集电路中的电流差异，保证各个采集电路中的放电程度相同。

在本实施例中，采集线3包括压力采集线和温度采集线，温度采集线的一端连接有温敏电阻12，以对电芯1进行温度检测。压力采集线和温度采集线中均串联有补偿电阻4，能有效压力采集和保证温度采集的准确性。

具体地，该采集板还包括第一比较器8和至少一个第一压力检测件10，第一比较器8设置在转接板7上，第一比较器8的输出端连接于插接端口的输入端，第一压力检测件10连接于第一比较器8的输入端，并用于检测电芯1与连接排2之间的压力，第一比较器8能根据第一压力检测件10的检测信号输出低电平或高电平。通过设置第一压力检测件10，能够实时检测连接排2与电芯1之间的压力，当连接排2松动或脱离电芯1时，第一压力检测件10检测到的压力发生变化，便于根据压力变化及时对连接排2进行检修或更换，从而提高电池模组使用安全性、延长电池模组的使用寿命。其中，第一压力检测件10可选但不限于是压力传感器。通过设置第一比较器8，能够准确地检测到连接排2的松动与否，便于及时对连接排2进行维修更换，保证电池模组的使用安全性。

在本实施例中，在将连接排2焊接在电芯1的极柱上之前，将第一压力检测件10放置在电芯1上盖和连接排2之间，激光焊接完连接排2后，以第一压力检测件10输出的电压模拟信号为初始值Va，将各个第一压力检测件10输出的Va值进行累计后再计算平均值，并将该值记为VA。如图3所示，第一比较器8中，VB为大于0的常值，当VA＞V1时，V2＝VB，当VA＜V1时，V2＝0。以第一个第一压力采集点为例，电池模组在工作时，第一压力检测件10输出的电压值为V1，如果连接排2与电芯极柱之间出现脱焊现象，其对应的第一压力检测件10输出的电压值变大(压力大时输出的电压小，压力小时输出的电压大)，即VA＜V1，此时输出的电压V2＝0，外接的电池管理系统能够根据该值进行内部计算(VA为高电平，0为低电平)判断该点的连接排2焊接出现问题。

进一步地，该采集板还包括第二比较器9和至少一个第二压力检测件11，第二比较器9设置在转接板7上，第二比较器9的输出端连接于插接端口，第二压力检测件11连接于第二比较器9的输入端，并用于检测相邻两个电芯1之间的压力，第二比较器9能根据第二压力检测件11的检测信号输出低电平或高电平。通过设置第二压力检测件11能够实时检测相邻两个电芯1之间的间隙变化，在电池模组充放电过程中，电芯1发生膨胀挤压第二压力检测件11，若膨胀过度，第二压力检测件11能及时检测到异常，从而避免出现安全问题，提高电池模组的使用安全性。其中，第二压力检测件11可选但不限于是压力传感器.通过设置第一比较器8，能够准确地检测到电芯1的膨胀是否过度，保证电池模组的使用安全性。

在本实施例中，第二比较器9和第一比较器8的结构和原理相同，电芯1膨胀时，第二压力检测件11受力增大，对应的电压值降低，逻辑与第一比较器8的逻辑相同，在此不再一一赘述。

优选地，该采集板还包括电阻盒5，多个补偿电阻4集成在电阻盒5中，即多个补偿电阻4设置在电阻盒5中，电阻盒5上设置有多个进口端和多个出口端，每个补偿电阻4的两端分别连接一个进口端和一个出口端，每根采集线3远离连接排2的一端插接于一个进口端，多个出口端连接于插接端口。便于组装和更换，避免在安装补偿电阻4时出现混乱。

本实施例还提供一种电池模组，该电池模组包括多个电芯1和上述的采集板，多个电芯1沿第一方向排列设置，每相邻两个电芯1之间通过连接排2连接，每根采集线3的一端连接一个连接排2，另一端连接插接端口。

本实施例提供的电池模组通过采集线3连接连接排2实现电芯1数据的采集，且数据能通过插接端口输出。由于电芯1沿第一方向排列设置，每条采集线3的一端需聚集至插接端口，使得每条采集线3的长度不同，即每条采集线3的电阻不同，通过在每条采集线3上至少串联一个补偿电阻4，能减少甚至平衡各个采集线3之间的电阻阻值差异，提高单体电压的采集精度，也能从电池模组端解决采集线3之间的电阻阻值差异，降低对电池管理系统软件或硬件的要求，使得该电池模组的适配性更佳。同时，还能减少采集回路中的电流差异，保证单体电芯1在采集回路中的放电程度相同，提高各个电芯1的一致性，延长电池模组的使用寿命。

具体地，电池模组还包括多个采集片6，每个采集片6设置在一根采集线3的一端，并焊接在一个连接排2上。通过采集片6收集连接排2上的信息，经由采集线3和插接端口输出。其中，采集片6可选但不限于是镍片。

在本实施例中，测算信号采集件中采集线3从采集片6一端到电阻盒5之间的距离，再根据该导电材质的导电率和单位截面面积，计算该采集线3的电阻阻值，分别以所有的采集线3中的最大阻值和最小阻值为参考依据，选择一个合理的电阻目标值，再根据这一目标值与各采集线3阻值之间的差值，匹配相应的补偿电阻4，使得每条采集线3上的阻值趋于一致。

进一步地，由于采集板包括多个第一压力检测件10和第一比较器8，每个连接排2和电芯1之间设置一个第一压力检测件10，第一比较器8的输出端连接于插接端口，多个第一压力检测件10与第一比较器8的输入端连接，第一比较器8能根据第一压力检测件10的输出值和第一比较器8的阈值的差值输出高电平或低电平。通过设置第一压力检测件10，能够实时检测连接排2与电芯1之间的压力，当连接排2松动或脱离电芯1时，第一压力检测件10检测到的压力发生变化，便于根据压力变化及时对连接排2进行检修或更换，从而提高电池模组使用安全性、延长电池模组的使用寿命。其中，第一压力检测件10可选但不限于是压力传感器。通过设置第一比较器8，能够准确地检测到连接排2的松动与否，便于及时对连接排2进行维修更换，保证电池模组的使用安全性。

更进一步地，采集板还包括第二比较器9和第二压力检测件11，每相邻两个电芯1之间设置一个第二压力检测件11，第二比较器9的输出端连接于插接端口，多个第二压力检测件11与第二比较器9的输入端连接，第二比较器9能根据第二压力检测件11的输出值和第二比较器9的阈值的差值输出高电平或低电平。通过设置第二压力检测件11能够实时检测相邻两个电芯1之间的间隙变化，在电池模组充放电过程中，电芯1发生膨胀挤压第二压力检测件11，若膨胀过度，第二压力检测件11能及时检测到异常，从而避免出现安全问题，提高电池模组的使用安全性。其中，第二压力检测件11可选但不限于是压力传感器。通过设置第一比较器8，能够准确地检测到电芯1的膨胀是否过度，保证电池模组的使用安全性。

本实施例还提供电池包，该电池包包括上述的电池模组，通过采用上述的电池模组，对电芯1的数据采集精度较高，各个单体电芯1的一致性较高，能有效提高该电池包的使用寿命。

具体地，该电池包还包括电池管理系统，电池管理系统的信号输入端与插接端口连接。通过电池管理系统检测电池模组中各个电芯1的电压以及膨胀情况，能有效防止电池包过放电或过充电等异常情况。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.采集板，其特征在于，包括转接板(7)和设置在所述转接板(7)上的插接端口、若干采集线(3)和若干补偿电阻(4)，每条所述采集线(3)具有输入端和输出端，所述采集线(3)的输出端连接于所述插接端口的输入端，每条所述采集线(3)中至少串联一个所述补偿电阻(4)形成采集电路，每条所述采集电路的电阻阻值相等。

2.根据权利要求1所述的采集板，其特征在于，还包括第一比较器(8)和至少一个第一压力检测件(10)，所述第一比较器(8)设置在所述转接板(7)上，所述第一比较器(8)的输出端连接于所述插接端口的输入端，所述第一压力检测件(10)连接于所述第一比较器(8)的输入端，并用于检测电芯(1)与连接排(2)之间的压力，所述第一比较器(8)能根据所述第一压力检测件(10)的检测信号输出低电平或高电平。

3.根据权利要求1所述的采集板，其特征在于，还包括第二比较器(9)和至少一个第二压力检测件(11)，所述第二比较器(9)设置在所述转接板(7)上，所述第二比较器(9)的输出端连接于所述插接端口，所述第二压力检测件(11)连接于所述第二比较器(9)的输入端，并用于检测相邻两个电芯(1)之间的压力，所述第二比较器(9)能根据所述第二压力检测件(11)的检测信号输出低电平或高电平。

4.根据权利要求1所述的采集板，其特征在于，还包括：

电阻盒(5)，多个所述补偿电阻(4)设置在所述电阻盒(5)中，所述电阻盒(5)上设置有多个进口端和多个出口端，每个所述补偿电阻(4)的两端分别连接一个所述进口端和一个所述出口端，每根所述采集线(3)的输出端插接于一个所述进口端，多个所述出口端连接于所述插接端口。

5.电池模组，其特征在于，包括多个电芯(1)和如权利要求1-4任一项所述的采集板，多个所述电芯(1)沿第一方向排列设置，每相邻两个所述电芯(1)之间通过连接排(2)连接，每条所述采集线(3)的输入端连接于一个所述连接排(2)。

6.根据权利要求5所述的电池模组，其特征在于，所述采集板还包括第一比较器(8)和至少一个第一压力检测件(10)，所述第一比较器(8)设置在所述转接板(7)上，所述第一比较器(8)的输出端连接于所述插接端口的输入端，每个所述连接排(2)和所述电芯(1)之间设置一个所述第一压力检测件(10)，所述第一压力检测件(10)连接于所述第一比较器(8)的输入端，所述第一比较器(8)能根据所述第一压力检测件(10)的检测信号输出低电平或高电平。

7.根据权利要求5所述的电池模组，其特征在于，所述采集板还包括第二比较器(9)和至少一个第二压力检测件(11)，所述第二比较器(9)设置在所述转接板(7)上，所述第二比较器(9)的输出端连接于所述插接端口，所述第二压力检测件(11)连接于所述第二比较器(9)的输入端，每相邻两个电芯(1)之间设置一个所述第二压力检测件(11)，所述第二比较器(9)能根据所述第二压力检测件(11)的检测信号输出低电平或高电平。

8.根据权利要求5所述的电池模组，其特征在于，还包括多个采集片(6)，每个所述采集片(6)连接于一根所述采集线(3)的输入端，并焊接在一个所述连接排(2)上。

9.电池包，其特征在于，包括权利要求5-8任一项所述的电池模组。

10.根据权利要求9所述的电池包，其特征在于，还包括：

电池管理系统，所述电池管理系统的信号输入端与所述插接端口连接。

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