CN219393615U - 用于电池包的印制电路板固定结构、电池包和电动汽车 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及用于电池包的印制电路板固定结构、电池包和电动汽车。该印制电路板固定结构包括：基板，所述基板具有沿着其长度方向延伸且相对的第一侧面和第二侧面，所述第一侧面适于与所述电池包的印制电路板相固定，所述第二侧面适于与所述电池包的电芯相固定，所述基板的下端部还具有从所述第一侧面垂直地向外延伸预定高度的延伸部，并且所述预定高度大于所述印制电路板的厚度。本实用新型用于电池包的印制电路板固定结构可以使印制电路板固定到电池包中的电芯的侧方，以对电芯的电压和温度进行采集。在对电池包进行灌封时，由印制电路板固定结构组成的固定组件能够承托预定的工装挡板，避免灌封胶覆盖印制电路板的问题。

Description

用于电池包的印制电路板固定结构、电池包和电动汽车

技术领域

本实用新型涉及电池领域，具体地涉及用于电池包的印制电路板固定结构、电池包和电动汽车。

背景技术

随着生活水平的不断提高，汽车已经成为当今人们生活必不可少的交通工具之一。然而，传统燃油车的普及在一定程度上造成了能源危机与环境污染。人类当下正面临着交通能源动力系统的第三次大变革，即以电力和动力电池替代石油和内燃机，将人类带入清洁能源时代。由此，新能源汽车正在被逐渐推广与适用。

电池包主要由动力电池构成，是新能源汽车(特别是电动汽车)的动力来源。现阶段市场中电池包采用较多的结构方式是MTP(Module to Pack，即模组-电池包)。MTP是指将电池组组装成模组(Module)，然后模组安装在电池包(Pack)中，形成电池组-模组-电池包的三级装配模式。然而，MTP电池包存在空间利用率低、组装繁琐、成本高等问题。由此衍生出一种新的电池包结构方式——CTP(Cell to Pack，即电芯-电池包)。CTP是将电池直接集成到电池包中，从而省去了中间的模组架构，简化了整体结构，提高了空间利用率。

在CTP电池包中，可以采用PCB(Printed Circuit Board，即印制电路板)直采结构。PCB直采结构是指将PCB固定在电芯侧方，并通过镍片与电芯相连，以采集电芯的电压和温度的结构。这种结构省略了传统采集结构中采集线束和FPC(Flexible PrintedCircuit，即柔性电路板)的设置，不仅大大简化了电池包内部结构，而且有利于降低制造成本。然而，电池包采用整体灌封的方式固定电芯，灌封后灌封胶会覆盖PCB而影响其正常使用。

相应地，本领域需要一种新的技术方案来解决上述问题。

实用新型内容

为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决现有技术中对采用PCB直采结构的电池包进行灌封时，印制电路板会被灌封胶覆盖的技术问题，本实用新型提供一种用于电池包的印制电路板固定结构。该印制电路板固定结构包括：基板，所述基板具有沿着其长度方向延伸且相对的第一侧面和第二侧面，所述第一侧面适于与所述电池包的印制电路板相固定，所述第二侧面适于与所述电池包的电芯相固定，在所述基板的下端部还具有从所述第一侧面垂直地向外延伸预定高度的延伸部，并且所述预定高度大于所述印制电路板的厚度。

通过上述的设置，本实用新型用于电池包的印制电路板固定结构可以使电池包中的印制电路板固定到电芯的侧方，以对电芯的电压和温度进行采集。进一步地，该印制电路板固定结构具有位于基板的下端部的延伸部，延伸部从第一侧面向外延伸，并且其延伸的预定高度大于印制电路板的厚度，以保证印制电路板固定结构能够至少部分地承托预定的工装挡板。延伸部的设置使得印制电路板固定结构在使用时，能够和与其相对设置的印制电路板固定结构共同承接预设的工装挡板，进而避免灌封时发生灌封胶覆盖印制电路板的问题。

在上述用于电池包的印制电路板固定结构的优选技术方案中，所述电池包包括多个圆柱电芯；在所述第二侧面上设有多个连接部，并且在每个所述连接部的远离所述第二侧面的端面上设有圆弧凹槽，所述圆弧凹槽配置成可接纳对应一个所述圆柱电芯。通过上述的设置，本实用新型印制电路板固定结构能够更好的与电池包中的圆柱电芯相贴合，以保证其与圆柱电芯连接的可靠，进而有利于提升整体结构的稳定性。

在上述用于电池包的印制电路板固定结构的优选技术方案中，所述印制电路板固定结构采用注塑成型工艺制成。注塑成型工艺适用于形状复杂的产品，并且具有生产效率高、尺寸精度好等优点。

为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决现有技术中对电池包进行灌封时，印制电路板会被灌封胶覆盖的技术问题，本实用新型提供一种电池包。所述电池包包括：多个电芯；至少一个固定结构组件，每个所述固定结构组件包括两个根据前面任一项所述的印制电路板固定结构，两个所述印制电路板固定结构并排布置，并且两个所述印制电路板固定结构的延伸部朝向彼此延伸且相互对齐，每个所述印制电路板固定结构的第二侧面分别与所述多个电芯中的一部分相固定；和印制电路板，所述印制电路板固定在对应的所述印制电路板固定结构的第一侧面上。

通过上述的设置，印制电路板固定结构能够将印制电路板固定在电芯的侧方，便于采用镍片与电芯相连，以通过镍片直接采集电芯的电压和温度等，从而省略了传统采集结构中采集线束和FPC的设置，大大简化了电池包内部结构，降低了生产成本。此外，固定结构组件中的两个印制电路板固定结构相对设置，使得相对的两个印制电路板固定结构的延伸部朝向彼此延伸，以能够共同承托预定的工装挡板，从而避免了在对电池包进行灌封时，灌封胶上溢覆盖印制电路板固定结构上的印制电路板的问题。

在上述电池包的优选技术方案中，在所述第二侧面上设有多个连接部，在每个所述连接部的远离所述第二侧面的端面上设有圆弧凹槽；并且所述电芯为圆柱电芯，所述圆柱电芯中的一部分排成预定列，所述预定列的每个所述圆柱电芯与对应的所述圆弧凹槽相固定。通过上述的设置，圆柱电芯可与印制电路板固定结构形成可靠的连接，不仅有利于保证电池包整体结构的稳定性，而且有利于印制电路板对电芯的电压和温度进行采集。

在上述电池包的优选技术方案中，在朝向彼此延伸的两个所述延伸部之间具有预定间隙。通过上述的预定间隙的设置，不仅有利于印制电路板固定结构的安装方便，而且能够吸收电芯之间的安装公差。

在上述电池包的优选技术方案中，所述圆弧凹槽通过粘接工艺与对应的所述圆柱电池相固定。粘接工艺具有适用性广、易于操作、连接可靠、成本低廉等优势。

在上述电池包的优选技术方案中，所述印制电路板通过粘接工艺和卡扣连接与对应的所述第一侧面相固定。通过上述的设置，卡扣结构能够对印制电路板进行定位和固定，粘接工艺进一步使印制电路板与印制电路板固定结构形成牢固的连接，从而保证印制电路板与电芯连接的可靠。

在上述电池包的优选技术方案中，所述电池包还包括箱体，所述多个电芯通过灌封工艺固定在所述箱体中。通过对电芯进行灌封，不仅能够使电池包中的每个电芯固定在相应的位置上，而且能够起到强化电池包的整体性，提高其对外来冲击、震动的抵抗力，提高绝缘性、防尘性和防水性等的作用。

为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决现有技术中对采用PCB直采结构的电池包进行灌封时，印制电路板会被灌封胶覆盖的技术问题，本实用新型提供一种电动汽车。所述电动汽车包括根据前面任一项所述的电池包。通过上述的设置，本实用新型电动汽车的电池包采用印制电路板固定结构解决了印制电路板会被灌封胶覆盖的问题，从而能够采用PCB直采结构，进而简化电池包的结构，降低整车制造成本。

附图说明

下面结合附图来描述本实用新型的优选实施方式，附图中：

图1是本实用新型电池包的实施例的俯视图；

图2是图1中A处的局部放大图；

图3是本实用新型电池包的实施例的正视图；

图4是图3中B处的局部放大图。

附图标记列表：

1、电池包；10、电芯；11、预定列；20、印制电路板固定结构；21、基板；211、第一侧面；212、第二侧面；213、下端部；22、延伸部；23、连接部；231、圆弧凹槽；24、卡扣；30、印制电路板；40、冷却液管；50、箱体；2、工装挡板。

具体实施方式

下面参照附图来描述本实用新型的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本实用新型的技术原理，并非旨在限制本实用新型的保护范围。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述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”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，还需要说明的是，在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

为了解决现有技术中对采用PCB直采结构的电池包进行灌封时，印制电路板会被灌封胶覆盖的技术问题，本实用新型提供了一种用于电池包1的印制电路板固定结构20。该印制电路板固定结构20包括：基板21，基板21具有沿着其长度方向延伸且相对的第一侧面211和第二侧面212，第一侧面211适于与电池包1的印制电路板30相固定，第二侧面212适于与电池包1的电芯10相固定，基板21的下端部213还具有从第一侧面211垂直地向外延伸预定高度H的延伸部22，并且预定高度H大于印制电路板30的厚度。

图1是本实用新型电池包的实施例的俯视图。如图1所示，本实用新型电池包1包括多个电芯10。在一种或多种实施例中，电芯10为圆柱电池。在替代的实施例中，电芯10也可以是方形电池或者其他任意合适形式的电池。多个电芯10紧密地排列在电池包1中，并且每24个电芯10形成一列(图1中，横向的一排电芯10称为一列)。在替代的实施例中，每一列电芯也可以由其他任意合适数量的电芯10排列而成，可以根据实际需求进行调整。每8列电芯10构成一个模块，并且在每两个模块之间设置有一个固定结构组件(图中未标注)。其中，每个模块中最外侧的一列电芯10(即预定列11)与固定结构组件中的一个印制电路板固定结构20形成固定连接。在替代的实施例中，也可以使多于8列或者少于8列的电芯10构成一个电池模块，并在每两个电池模块之间设置一个固定组件，可以根据实际需求对每个模块中电芯10的数量及排列进行调整，只要能够保证固定结构组件上固定的印制电路板30能够通过镍片对相应的电芯10进行电压、温度等的采集即可。

继续参见图1，在一种或多种实施例中，电池包1还包括冷却液管40。冷却液管40沿着每一列电芯的长度方向延伸，并且蜿蜒地布置在其两侧的两列电芯之间，以便紧贴其两侧的多个电芯10。在每两列电芯的两侧都设置有冷却液管40，以确保能够对每一个电芯10进行冷却。在替代的实施例中，电池包1也可以取消冷却液管40的设置，可以采用其他任意合适的形式对电芯10进行冷却。

图2是图1中A处的局部放大图；图3是本实用新型电池包的实施例的正视图；图4是图3中B处的局部放大图。如图1至图3所示，电池包1具有多个固定结构组件。每个固定结构组件都包括两个相对布置的印制电路板固定结构20。每个印制电路板固定结构20都为塑料件，并且采用注塑成型工艺制成。在替代的实施例中，印制电路板固定结构20也可以由其他任意合适的非金属材料制成。替代地，印制电路板固定结构20也可以通过其他任意合适的工艺制成。

继续参见图1至图3，每个印制电路板固定结构20具有基板21。基板21为长方形薄板。在替代的实施例中，基板21也可以是其他合适形状的薄板。基板21的长度略大于一列电芯的长度。在替代的实施例中，基板21的长度也可以等于或者略小于一列电芯的长度，只要保证基板21上固定的印制电路板30能够对各个电芯10进行电压、温度等数据的采集即可。

如图1至图3所示，基板21包括相对的第一侧面211和第二侧面212。第一侧面211用于与印制电路板30相连接。第二侧面用于与电芯10相连接。

如图2所示，在一种或多种实施例中，在第一侧面211的上部(基于图示的方位，垂直纸面向外为上)设有多个间隔分布的卡扣24，用于对印制电路板30进行定位和固定。在替代的实施例中，也可以在第一侧面211上设置卡槽结构，并在印制电路板30上相应地设置卡扣结构，以实现印制电路板30与印制电路板固定结构20的卡接。替代地，也可以取消卡扣24的设置，只要保证印制电路板30能够固定到印制电路板固定结构20上相应的位置处即可。在第一侧面211上还涂有胶体(图中未示出)，以使印制电路板30能够粘接到第一侧面211上，从而保证印制电路板30与基板21固定的可靠。胶体可以为快干胶，即水晶胶水，快干胶具有固化速度快、粘结力强、耐湿热老化、稳定性好等优点，有利于提高连接装配的高效并保证连接的可靠。在替代的实施例中，也可以采用其他任意合适的胶水，只要能够保证印制电路板30与基板21固定的可靠即可。

参见图3和图4，在基板21的下端部213上还设有延伸部22。延伸部22从第一侧面211垂直地向外延伸，并伸出预定高度H。预定高度大于位于延伸部22上方的印制电路板30的厚度，以使延伸部22能够承托预定的工装挡板2。预定高度的尺寸根据具体的电池包1的内部设计(包括电芯10的尺寸、布置，以及印制电路板30的厚度和其上元器件的布置等)进行选择与确定。

如图2所示，在一种或多种实施例中，在第二侧面212上设有多个连接部23。多个连接部23间隔分布，并且每个连接部23都具有一个远离第二侧面212的端面(图中未标注)。在每个端面上都设有一个圆弧凹槽231，以接纳靠近其的圆柱电池。在一种或多种实施例中，在圆弧凹槽231的外表面上涂有胶体(图中未示出)，以使电芯10能够粘接在圆弧凹槽231上。胶体可以采用快干胶，以实现电芯10于印制电路板固定结构20的高效粘接。在替代的实施例中，圆弧凹槽231也可以与电芯10通过其他任意合适的方式形成固定连接。可以理解的是，圆弧凹槽231的外径与电池包1中的电芯10外径相匹配。例如，当电池包1中的采用的电芯10为直径46mm的圆柱电池时，相应地，圆弧凹槽231的外径也设计为46mm，以便接纳电芯10。在替代的实施例中，圆弧凹槽231的外径也可以略大于电芯10的外径，只要能够接纳电芯10并与电芯10形成可靠连接即可。圆弧凹槽231的设置，能够更好地保证印制电路板固定结构20与预定列11的电芯10之间连接的可靠与稳定。在替代的实施例中，连接部23也可以是沿着基板21的长度方向延伸的长条形结构，并且在连接部23上间隔地布置多个圆弧凹槽231，只要能使基板21与预定列11的电芯10形成可靠的连接即可。替代地，也可以在连接部23上设置其他任意适于接纳电芯10的结构。

继续参见图2和图3，在相邻的两个预定列11的电芯10上固定的两个印制电路板固定结构20相对且并排地布置，从而组成一个固定结构组件。两个印制电路板固定结构20的延伸部22彼此对齐并且朝向彼此延伸，并且在两个延伸部22之间存在预定间隙。预定间隙的具体数值根据具体的电池包1的内部设计进行选择与确定。预定间隙的设置，不仅有利于印制电路板固定结构20的安装方便，而且能够吸收电芯10之间的安装公差。在替代的实施例中，也可以取消预定间隙的设置，只要保证印制电路板30能够固定与预定列11的电芯10相固定，并且保证印制电路板30不会在电池包1灌封时被灌封胶覆盖即可。

在一种或多种实施例中，在将印制电路板30装入电池包1中时，先将印制电路板30固定到印制电路板固定结构20上。具体地，将印制电路板30上的卡槽结构(图中未示出)与印制电路板固定结构20上的卡扣24对齐，以实现印制电路板30在印制电路板固定结构20上的定位，再将印制电路板30卡接到印制电路板固定结构20上。同时，印制电路板30与印制电路板固定结构20之间的胶体使二者粘接在一起，从而使印制电路板30与印制电路板固定结构20形成牢固的固定。如图1所示，沿着印制电路板固定结构20的基板21的长度方向并列地固定有三个印制电路板30。在替代的实施例中，在每个印制电路板固定结构20的基板21上也可以固定少于三个或者多于三个印制电路板30，可以根据实际需求进行设置。当印制电路板30与印制电路板固定结构20固定为一个整体后，再将固定由印制电路板30的印制电路板固定结构20装入电池包1中相邻的两个预定列11的电芯10之间，并使第二侧面212上的圆弧凹槽231与预定列11的电芯10对齐，并通过快干胶形成粘接，从而使印制电路板固定结构20与电芯10形成固定连接，以完成印制电路板30在电芯10侧方的固定。

参见图3，在一种或多种实施例中，电池包1采用灌封工艺使电池包1中的多个电芯10以及冷却液管40等连接为一个整体。对电池包1进行灌封，不仅能够使电池包1中的每个电芯10固定在相应的位置上，而且能够起到强化电池包1的整体性，提高其对外来冲击、震动的抵抗力，提高绝缘性、防尘性和防水性等的作用。在灌封前，先将预定的工装挡板2插入固定结构组件的两个印制电路板固定结构20之间。如图3所示，工装挡板2紧贴着两个印制电路板固定结构20上的印制电路板30，并且将两个印制电路板固定结构20的延伸部22之间的预定间隙挡住，从而有效防止灌封过程中灌封胶通过预定间隙上溢而覆盖印制电路板30的外表面。在完成灌封后，撤去工装挡板2，即完成了电芯10在箱体50中的固定。在一种或多种实施例中，在完成电池包1的灌封后，再对印制电路板30进行镍片的焊接以及Busbar的布置等。可以理解的是，Busbar是一种多层复合结构连接排，也叫复合母排，其作用主要是实现电芯与电芯之间的电连接。

本实用新型还涉及一种电动汽车(图中未示出)。在一种或多种实施例中，该电动汽车为纯电动汽车。在替代的实施例中，该电动汽车也可以是混合动力汽车。该电动汽车具有根据前面所述的电池包1。电池包1采用的是PCB直采结构，并且通过采用印制电路板固定结构20解决了在对电池包1进行灌封时，印制电路板30会被灌封胶覆盖的问题。因此，该电动汽车的电池包1可以取消传统采集结构中采集线束和FPC的设置，从而极大地简化了电池包1的结构，并且降低了整车的制造成本。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本实用新型的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本实用新型的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本实用新型的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于电池包的印制电路板固定结构，其特征在于，所述印制电路板固定结构包括：

基板，所述基板具有沿着其长度方向延伸且相对的第一侧面和第二侧面，所述第一侧面适于与所述电池包的印制电路板相固定，所述第二侧面适于与所述电池包的电芯相固定，所述基板的下端部还具有从所述第一侧面垂直地向外延伸预定高度的延伸部，并且所述预定高度大于所述印制电路板的厚度。

2.根据权利要求1所述的用于电池包的印制电路板固定结构，其特征在于，所述电池包包括多个圆柱电芯；在所述第二侧面上设有多个连接部，并且在每个所述连接部的远离所述第二侧面的端面上设有圆弧凹槽，所述圆弧凹槽配置成可接纳对应一个所述圆柱电芯。

3.根据权利要求2所述的用于电池包的印制电路板固定结构，其特征在于，所述印制电路板固定结构采用注塑成型工艺制成。

4.一种电池包，其特征在于，所述电池包包括：

多个电芯；

至少一个固定结构组件，每个所述固定结构组件包括两个根据权利要求1-3任一项所述的印制电路板固定结构，两个所述印制电路板固定结构并排布置，并且两个所述印制电路板固定结构的延伸部朝向彼此延伸且相互对齐，每个所述印制电路板固定结构的第二侧面分别与所述多个电芯中的一部分相固定；和

印制电路板，所述印制电路板固定在对应的所述印制电路板固定结构的第一侧面上。

5.根据权利要求4所述的电池包，其特征在于，

在所述第二侧面上设有多个连接部，在每个所述连接部的远离所述第二侧面的端面上设有圆弧凹槽；并且

所述电芯为圆柱电芯，所述圆柱电芯中的一部分排成预定列，所述预定列的每个所述圆柱电芯与对应的所述圆弧凹槽相固定。

6.根据权利要求5所述的电池包，其特征在于，在朝向彼此延伸的两个所述延伸部之间具有预定间隙。

7.根据权利要求5所述的电池包，其特征在于，所述圆弧凹槽通过粘接工艺与对应的所述圆柱电芯相固定。

8.根据权利要求7所述的电池包，其特征在于，所述印制电路板通过粘接工艺和卡扣连接与对应的所述第一侧面相固定。

9.根据权利要求4所述的电池包，其特征在于，所述电池包还包括箱体，所述多个电芯通过灌封工艺固定在所述箱体中。

10.一种电动汽车，其特征在于，所述电动汽车包括根据权利要求4-9任一项所述的电池包。