CN219626691U - 一种多串多并通用保护电池组 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种多串多并通用保护电池组，包括电池，还包括电路板，所述电路板上开设有安装电池的电池孔，所述电路板上靠近电池极柱的一侧设有PTC元件、二极管、输出端子和输出焊盘。该电池组内设有电池和电路板，其中电路板上开设安装电池的电池孔，形成电池、电路板一体化设计，另外，电路板上设有PTC元件、二极管，集成度较高，每个单体电池与二极管并联之后再与PTC元件串联，多个电池与一个电路板形成一个电池单元，多个电池单元之间通过串联或并联形成模块化设计，可以防止单体电池反极导致负载电流过大或输出短路等情况的发生，能够解决电池组的适应性高、占用空间小且安全的技术问题。

Description

一种多串多并通用保护电池组

技术领域

本实用新型涉及锂电池技术领域，尤其涉及一种多串多并通用保护电池组。

背景技术

锂-亚硫酰氯柱式电池(简称锂亚柱式电池)、锂二氧化锰柱式电池(简称锂锰柱式电池)作为新一代电池，在各行各业中有着广泛的应用。锂亚柱式电池的工作温度一般为-40℃～85℃，具有工作温度范围广、能量密度高、放电时间持久、自放电小、结构稳定可靠等特点，因此锂亚电池组广泛应用于只能水表、电表、手持设备、跟踪定位、共享单车等行业。锂锰柱式电池具有电池电压高、使用温度范围广、大电流放电、自放电小等特点，因此锂锰柱式电池组广泛应用于医疗机器、灯具、收音机、电子锁、智能水表等行业。

因不同行业对电池组的工作电压、电池容量的要求不同，而现有技术中电路板一般设置在电池外部，多排电池共用一块电路板，这种电路板的结构单一，不能根据电池组对工作电压和电池容量的不同而进行相应调整，因此造成现有电池组的适应性较低。另外，当多个电池与电路板组合使用时不仅占用空间较大而且存在安全隐患，容易发生因单体电池反极导致负载电流过大或输出短路等情况，从而引发安全事故。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种多串多并通用保护电池组，电路板上开设安装电池的电池孔，形成电池、电路板一体化设计，另外，电路板上设有PTC元件、二极管，集成度较高，还可以防止单体电池反极导致负载电流过大或输出短路等情况的发生，能够解决电池组的适应性高、占用空间小且安全的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型所设计的一种多串多并通用保护电池组，包括电池，还包括电路板，所述电路板上开设有安装电池的电池孔，所述电池孔的直径与电池的外径相匹配，所述电路板的厚度与电池极柱的高度相匹配，所述电路板的宽度与电池的外径相匹配；

所述电路板上靠近电池极柱的一侧设有PTC元件、二极管、输出端子和输出焊盘，所述电池与二极管通过导电片经输出端子并联之后再与PTC元件串联，最后经输出焊盘与外部电路连接；所述电池、电路板组成一个电池单元，多个电池单元之间通过串联或并联形成多串多并通用保护电池组。

作为优选方案，所述电路板包括第一电路板、第二电路板，所述第一电路板上开设偶数个电池孔，所述第二电路板上开设奇数个电池孔；偶数个同向且并排设置的电池与第一电路板组成第一电池单元，奇数个同向且并排设置的电池与第二电路板组成第二电池单元，多个第一电池单元和/或多个第二电池单元通过串联或并联形成多串多并通用保护电池组。

第一电路板上开设偶数个电池孔，对应可以安装偶数个电池；第二电路板上开设奇数个电池孔，对应可以安装奇数个电池；两种电路板与电池形成不同容量的电池单元，再通过串并联关系进行容量扩大，这种模块化设计，组合方式灵活，可以满足对不同电压和不同容量的电池组的需求，适应性较高。

作为优选方案，所述第一电路板中间开设两个电池孔，第一电路板上分别粘贴一个PTC元件、两个二极管、四个输出端子和两个输出焊盘；所述一个PTC元件位于两个电池孔之间，所述两个二极管分别位于两个电池孔的侧面，所述四个输出端子沿第一电路板长度方向对称分布在两个电池孔的两侧，所述两个输出焊盘分布在第一电路板宽度方向的同侧。

作为优选方案，所述第一电路板上的两个电池孔的中心线重合，其中一个电池孔为圆孔，另一个电池孔为长圆孔。

作为优选方案，所述第二电路板中间开设三个电池孔，第二电路板上分别粘贴一个PTC元件、三个二极管、六个输出端子和两个输出焊盘；所述一个PTC元件位于其中两个电池孔之间，所述三个二极管分别位于三个电池孔的侧面，所述六个输出端子沿第二电路板长度方向对称分布在三个电池孔的两侧，所述两个输出焊盘分布在第二电路板宽度方向的同侧。

作为优选方案，所述第二电路板上的三个电池孔的中心线重合，位于第二电路板其中一侧的电池孔为圆孔，位于第二电路板中间的电池孔为长圆孔，位于第二电路板另一侧的电池孔为开口长圆孔。

作为优选方案，所述电池为锂亚柱式电池或锂锰柱式电池。

因不同类型的电池外径不同，如锂亚电池的外径大于锂锰电池的外径，当电路板上安装不同类型的电池时，对电路板上开设的相邻两个电池孔之间的距离要求也不同，其中一个或多个电池孔设置成长圆孔可以弥补这种孔距之间的距离差，以便电路板适应不同类型的电池，从而增加电路板的适应性。

本实用新型的有益效果：

该电池组内设有电池和电路板，其中电路板上开设安装电池的电池孔，形成电池、电路板一体化设计，另外，电路板上设有PTC元件、二极管，集成度较高，每个单体电池与二极管并联之后再与PTC元件串联，多个电池与一个电路板形成一个电池单元，多个电池单元之间通过串联或并联形成模块化设计，不仅不需要针对不同电压和不同容量的电池组重新设计电路，还可以防止单体电池反极导致负载电流过大或输出短路等情况的发生，能够解决电池组的适应性高、占用空间小且安全的技术问题。

附图说明

图1为本实用新型实施例一的结构示意图；

图2为本实用新型实施例二的结构示意图；

图3为本实用新型实施例三的结构示意图；

图4为本实用新型实施例四的结构示意图；

图5为本实用新型实施例五的结构示意图；

图6为本实用新型实施例六的结构示意图；

图7为第一电路板的结构示意图；

图8为第二电路板的结构示意图；

图9为本实用新型的电路结构示意图。

附图标记说明：

电池1、电路板2、电池孔3、PTC元件4、二极管5、输出端子6、输出焊盘7、导电片8、电池单元9、连接导线10、第一电路板11、第二电路板12、第一电池单元13、第二电池单元14。

具体实施方式

为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例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。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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。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。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“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；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。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。

本实用新型涉及一种多串多并通用保护电池组，包括电池1，还包括电路板2，所述电路板2上开设有安装电池1的电池孔3，所述电池孔3的直径与电池1的外径相匹配，所述电路板2的厚度与电池极柱的高度相匹配，所述电路板2的宽度与电池1的外径相匹配；所述电路板2上靠近电池极柱的一侧设有PTC元件4、二极管5、输出端子6和输出焊盘7，所述电池1与二极管5通过导电片8经输出端子6并联之后再与PTC元件4串联，最后经输出焊盘7与外部电路连接；所述电池1、电路板2组成一个电池单元9，多个电池单元9之间通过串联或并联形成多串多并通用保护电池组。

所述电池1为锂亚柱式电池或锂锰柱式电池。其中，锂亚电池的外径大于锂锰电池的外径。

所述PTC元件4为片状，全称为正温度系数器件，也称自恢复保险丝，在电路中起到过电流保护的作用。当电路中负载电流过大或输出短路时，造成电路中的电流过大，PTC元件器件的体积迅速增长，形成高电阻状态，从而使电路电流迅速减小；当电路中的电流恢复到正常状态，PTC元件器件的电阻也恢复正常，使电路正常工作。

所述二极管5为片状，属于肖特基二极管，可以防止单个电池损坏后使整个二极管所在的支路变为开路；肖特基二极管具有正向压降低的特点，二极管的额定电流和反向电压根据工作电流及单体电压进行选型。

图1为本实用新型实施例一的结构示意图；具体由1个第一电池单元13和1个第二电池单元14串联形成含有5个电池串联的电池组，其中第一电池单元13的负极输出焊盘与第二电池单元14其中一个正极输出端子通过连接导线10连接，第二电池单元14的正负极输出焊盘分别作为该电池组的正负极输出端口P+、P-。

图2为本实用新型实施例二的结构示意图；具体由1个第二电池单元14形成的电池组，第二电池单元14由第二电路板12与3个电池1串联而成，3电池1的正极分别与第二电路板12上3个正极输出端子通过导电片8串联，3电池1的负极分别与第二电路板12上3个负极输出端子通过导电片8串联；所述导电片8选用镍片，充当电路连接导线的作用，但是比导线的接触面积大，导电效果更好。正负极输出焊盘分别作为该电池组的正负极输出端口P+、P-。

图3为本实用新型实施例三的结构示意图；具体由1个第一电池单元13形成的电池组，第一电池单元13由第一电路板11与2个电池1串联而成，其他结构与第二电池单元14相同。

图4为本实用新型实施例四的结构示意图；具体由4个第一电池单元13形成两串两并的电池组，每个单元之间通过连接导线10连接，其中1个第一电池单元13的正极输出焊盘作为电池组的正极输出端口P+，另1个第一电池单元13的负极输出焊盘作为电池组的负极输出端口P一。

图5为本实用新型实施例五的结构示意图；具体由4个第一电池单元13形成8个电池1串联的电池组，其他连接方式同施例四。

图6为本实用新型实施例六的结构示意图；具体由4个第一电池单元13形成8个电池1并联的电池组，其他连接方式同施例四。

如图7、图8所示，所述电路板2包括第一电路板11、第二电路板12，所述第一电路板11上开设偶数个电池孔3，所述第二电路板12上开设奇数个电池孔3；偶数个同向且并排设置的电池1与第一电路板11组成第一电池单元13，奇数个同向且并排设置的电池1与第二电路板12组成第二电池单元14，多个第一电池单元13和/或多个第二电池单元14通过串联或并联形成多串多并通用保护电池组。

如图7所示，为第一电路板11的结构示意图，其尺寸为30.4*14.2*1.2mm，适用于CR123A-17-ER18系列电芯。所述第一电路板11中间开设两个电池孔3，第一电路板11上分别粘贴一个PTC元件4、两个二极管5、四个输出端子6和两个输出焊盘7；所述一个PTC元件4位于两个电池孔3之间，所述两个二极管5分别位于两个电池孔3的侧面，所述四个输出端子6沿第一电路板11长度方向对称分布在两个电池孔3的两侧，所述两个输出焊盘7分布在第一电路板11宽度方向的同侧。所述第一电路板11上的两个电池孔3的中心线重合，其中一个电池孔3为圆孔，另一个电池孔3为长圆孔。

如图8所示，为第二电路板12的结构示意图，其尺寸为46.3*14.2*1.2mm，适用于CR123A-17-ER18系列电芯。所述第二电路板12中间开设三个电池孔3，第二电路板12上分别粘贴一个PTC元件4、三个二极管5、六个输出端子6和两个输出焊盘7；所述一个PTC元件4位于其中两个电池孔3之间，所述三个二极管5分别位于三个电池孔3的侧面，所述六个输出端子6沿第二电路板12长度方向对称分布在三个电池孔3的两侧，所述两个输出焊盘7分布在第二电路板12宽度方向的同侧。所述第二电路板12上的三个电池孔3的中心线重合，位于第二电路板12其中一侧的电池孔3为圆孔，位于第二电路板12中间的电池孔3为长圆孔，位于第二电路板12另一侧的电池孔3为开口长圆孔。

图9为本实用新型的电路结构示意图，图中虚线框内的PTC元件4、二极管5集成在电路板2上。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种多串多并通用保护电池组，包括电池(1)，其特征在于：还包括电路板(2)，所述电路板(2)上开设有安装电池(1)的电池孔(3)，所述电池孔(3)的直径与电池(1)的外径相匹配，所述电路板(2)的厚度与电池极柱的高度相匹配，所述电路板(2)的宽度与电池(1)的外径相匹配；

所述电路板(2)上靠近电池极柱的一侧设有PTC元件(4)、二极管(5)、输出端子(6)和输出焊盘(7)，所述电池(1)与二极管(5)通过导电片(8)经输出端子(6)并联之后再与PTC元件(4)串联，最后经输出焊盘(7)与外部电路连接；所述电池(1)、电路板(2)组成一个电池单元(9)，多个电池单元(9)之间通过串联或并联形成多串多并通用保护电池组。

2.根据权利要求1所述的多串多并通用保护电池组，其特征在于：所述电路板(2)包括第一电路板(11)、第二电路板(12)，所述第一电路板(11)上开设偶数个电池孔(3)，所述第二电路板(12)上开设奇数个电池孔(3)；偶数个同向且并排设置的电池(1)与第一电路板(11)组成第一电池单元(13)，奇数个同向且并排设置的电池(1)与第二电路板(12)组成第二电池单元(14)，多个第一电池单元(13)和/或多个第二电池单元(14)通过串联或并联形成多串多并通用保护电池组。

3.根据权利要求2所述的多串多并通用保护电池组，其特征在于：所述第一电路板(11)中间开设两个电池孔(3)，第一电路板(11)上分别粘贴一个PTC元件(4)、两个二极管(5)、四个输出端子(6)和两个输出焊盘(7)；所述一个PTC元件(4)位于两个电池孔(3)之间，所述两个二极管(5)分别位于两个电池孔(3)的侧面，所述四个输出端子(6)沿第一电路板(11)长度方向对称分布在两个电池孔(3)的两侧，所述两个输出焊盘(7)分布在第一电路板(11)宽度方向的同侧。

4.根据权利要求3所述的多串多并通用保护电池组，其特征在于：所述第一电路板(11)上的两个电池孔(3)的中心线重合，其中一个电池孔(3)为圆孔，另一个电池孔(3)为长圆孔。

5.根据权利要求2所述的多串多并通用保护电池组，其特征在于：所述第二电路板(12)中间开设三个电池孔(3)，第二电路板(12)上分别粘贴一个PTC元件(4)、三个二极管(5)、六个输出端子(6)和两个输出焊盘(7)；所述一个PTC元件(4)位于其中两个电池孔(3)之间，所述三个二极管(5)分别位于三个电池孔(3)的侧面，所述六个输出端子(6)沿第二电路板(12)长度方向对称分布在三个电池孔(3)的两侧，所述两个输出焊盘(7)分布在第二电路板(12)宽度方向的同侧。

6.根据权利要求5所述的多串多并通用保护电池组，其特征在于：所述第二电路板(12)上的三个电池孔(3)的中心线重合，位于第二电路板(12)其中一侧的电池孔(3)为圆孔，位于第二电路板(12)中间的电池孔(3)为长圆孔，位于第二电路板(12)另一侧的电池孔(3)为开口长圆孔。

7.根据权利要求1至6任一项所述的多串多并通用保护电池组，其特征在于：所述电池(1)为锂亚柱式电池或锂锰柱式电池。