CN219937134U - 电池模组采集组件及应用其的电池包 - Google Patents

Abstract

本申请提供电池模组采集组件及应用其的电池包。电池模组采集组件包括支撑件、多个汇流排、软性电路板及多个单体采集芯片；多个汇流排承载于支撑件，多个汇流排经由支撑件显露，多个汇流排用于与电池电连接；软性电路板承载于支撑件，软性电路板与多个汇流排电连接；多个单体采集芯片与软性电路板电连接，多个单体采集芯片用于与多个汇流排一一对应设置，每个单体采集芯片均包括温度传感器。电池模组采集组件在具备信号采集能力的同时还具备对温度信息进行采集及处理的能力，电池模组采集组件与电池管理模组电连接，无需额外设置BMS从板和模组外部采样线束，降低了电池系统的重量和成本，提升电池系统的空间利用率。

Description

电池模组采集组件及应用其的电池包

技术领域

本申请涉及新能源技术领域，尤其涉及电池模组采集组件及应用其的电池包。

背景技术

CCS(Cells Contact System)组件是新能源动力电池模组的重要组成，用于传输电芯电流且能够对电池模组的工作电压及温度等信息进行采集。但是目前的CCS组件通常只有电压和温度采集功能，CCS组件不具备对温度等信息等数据进行处理的能力，需要将CCS组件所采集的信息通过模组外部采样线束上传给BMS(Battery Management System)模组进行处理。因此，这使得电池系统需要额外增加BMS从板和模组外部采样线束，增加了电池系统的重量和成本，同时电池系统的空间利用率下降。

如何解决上述问题，是本领域技术人员需要考虑的。

实用新型内容

为了解决现有技术中的问题，本申请提供一种集成有温度监测、电压监测、电阻监测等功能的电池模组采集组件及应用其的电池包。

本申请实施例提供一种电池模组采集组件，包括支撑件、多个汇流排、软性电路板及多个单体采集芯片；所述多个汇流排承载于所述支撑件，所述多个汇流排经由所述支撑件显露，所述多个汇流排用于与电池电连接；所述软性电路板承载于所述支撑件，所述软性电路板与所述多个汇流排电连接；所述多个单体采集芯片与所述软性电路板电连接，所述多个单体采集芯片用于与所述多个汇流排一一对应设置，每个所述单体采集芯片均包括温度传感器。

进一步的，本申请的电池模组采集组件，包括有多个单体采集芯片，每个所述单体采集芯片均包括温度传感器，使单体采集芯片至少具备直接感测、收集及处理温度信息的能力。软性电路板通过汇流排与多个电池电连接，多个单体采集芯片均与软性电路板连接，实现对多个单体采集芯片的电信号的搜集，使电池模组采集组件在实现信号采集的同时具备有对温度信息进行采集及处理的能力。

于一实施例中，所述软性电路板通过导热胶与汇流排连接，所述单体采集芯片设于所述软性电路板远离所述汇流排一侧。

于一实施例中，所述电池模组采集组件还包括多个采集镍片，所述采集镍片的一端与一个所述汇流排连接，所述采集镍片的另一端与所述软性电路板电连接，所述采集镍片用于采集所述电池的电压和阻抗信息。

于一实施例中，每个所述汇流排对应设置有至少两个所述采集镍片，其中至少一个所述采集镍片与一个所述单体采集芯片电连接。

于一实施例中，所述软性电路板包括主路部及多个支路部，多个所述支路部相互间隔设置并分别于所述主路部电连接，每个所述支路部与一个所述汇流排连接，每个所述支路部上设有一个单体采集芯片。

于一实施例中，所述汇流排包括电芯连接区及电板连接区，所述电芯连接区用于与所述电池的极柱电连接，所述电芯连接区的宽度大于所述电池的极柱的宽度，所述电板连接区与所述支路部电连接，所述支路部的边缘被构造为弧形以用于避让所述电芯连接区。

于一实施例中，所述电池模组采集组件还包括至少两个通讯连接器，一个所述软性电路板间隔的两端分别设有一个所述通讯连接器。

于一实施例中，所述电池模组采集组件包括两个所述软性电路板，两个所述软性电路板间隔设于一个所述支撑件，一个所述软性电路板的一个所述通讯连接器与另一所述软性电路板的一个所述通讯连接器电连接。

于一实施例中，每个所述软性电路板上的多个所述单体采集芯片通过该软性电路板电连接，所述单体采集芯片用于实现对所述电池的电压监测、温度监测及阻抗监测。

本申请实施例还提供一种电池包，所述电池包包括多个电池、电池管理模组及如前述实施例中任意一项所述的电池模组采集组件，所述多个电池通过所述电池模组采集组件电连接，所述电池模组采集组件与所述电池管理模组电连接，使所述多个单体采集芯片均与所述电池管理模组电连接。

进一步的，本申请的电池包，其电池模组采集组件在具备信号采集能力的同时还具备对温度信息进行采集及处理的能力，所述电池模组采集组件与所述电池管理模组电连接，无需额外设置BMS从板和模组外部采样线束，降低了电池系统的重量和成本，提升电池系统的空间利用率。

附图说明

图1为本申请实施例提供的电池模组采集组件的立体示意图。

图2为图1的电池模组采集组件对应II区域的局部放大示意图。

图3为图1的电池模组采集组件对应III区域的局部放大示意图。

图4为本申请实施例提供的电池包的立体示意图。

图5为图4的电池包的立体分解示意图。

图6为图4的电池包的局部立体示意图。

图7为图6的电池包对应VII区域的局部放大示意图。

主要元件符号说明

电池模组采集组件 1

支撑件 11

显露孔 111

汇流排 12

电芯连接区 121

电板连接区 122

软性电路板 13

主路部 131

支路部 132

单体采集芯片 14

采集镍片 15

通讯连接器 16

连接线 17

第一通讯线束 171

第二通讯线束 172

第三通讯线束 173

第四通讯线束 174

第五通讯线束 175

电池包 2

电池 21

极柱 210

电池管理模组 22

壳体 23

盖体 24

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本申请。

具体实施方式

以下描述将参考附图以更全面地描述本申请内容。附图中所示为本申请的示例性实施例。然而，本申请可以以许多不同的形式来实施，并且不应该被解释为限于在此阐述的示例性实施例。提供这些示例性实施例是为了使本申请透彻和完整，并且将本申请的范围充分地传达给本领域技术人员。类似的附图标记表示相同或类似的组件。本文使用的术语仅用于描述特定示例性实施例的目的，而不意图限制本申请。如本文所使用的，除非上下文另外清楚地指出，否则单数形式“一”，“一个”和“该”旨在也包括复数形式。此外，当在本文中使用时，“包括”和/或“包含”和/或“具有”，整数，步骤，操作，组件和/或组件，但不排除存在或添加一个或多个其它特征，区域，整数，步骤，操作，组件和/或其群组。除非另外定义，否则本文使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有与本申请所属领域的普通技术人员通常理解的相同的含义。此外，除非文中明确定义，诸如在通用字典中定义的那些术语应该被解释为具有与其在相关技术和本申请内容中的含义一致的含义，并且将不被解释为理想化或过于正式的含义。以下内容将结合附图对示例性实施例进行描述。须注意的是，参考附图中所描绘的组件不一定按比例显示；而相同或类似的组件将被赋予相同或相似的附图标记表示或类似的技术用语。

通常，CCS(Cells Contact System)组件是新能源动力电池模组的重要组成，用于传输电芯电流且能够对电池模组的工作电压及温度等信息进行采集。但是目前的CCS组件通常只有电压和温度采集功能，CCS组件不具备对温度等信息等数据进行处理的能力，需要将CCS组件所采集的信息通过模组外部采样线束上传给BMS(Battery Management System)模组进行处理。因此，这使得电池系统需要额外增加BMS从板和模组外部采样线束，增加了电池系统的重量和成本，同时电池系统的空间利用率下降。

在一般的实施例中，汇流排连接各个方壳电芯的正负极柱，通过串并联连接形成需要的回路，汇流排传输模组充放电过程中的电流。采集镍片一端采用激光焊接在汇流排上，用于采集各个电芯的电压数据，采集镍片的另一端采用SMT锡焊在软性电路板上。另外，每个软性电路板上有1至2个NTC温度传感器，用于采集电池模组电芯的温度数据。软性电路板采集的电压和温度数据通过通讯连接器与电池模组采集组件外部的采集线束连接，从而将电池模组采集组件内各个电芯的电压和温度数据上传给BMS从板进行处理。汇流排和软性电路板的上下两面均有一层PET膜，通过热压设备压合到一起，从而为汇流排和软性电路板提供结构支撑。

在一般的实施例中，CCS组件是一个被动部件，只负责采集电芯的电压和温度数据，然后通过外部通讯接口上传给BMS从板进行数据处理。需要增加BMS从板和模组外部的采集线束，电池系统的重量和复杂度增加，同时电池系统空间利用率下降。另外，每根FPC上只有1至2个NTC温度传感器，采集模组的温度信息可能不够准确，导致电池系统热失控时故障监测反应时间过长。

对应的，本申请实施例提供一种电池模组采集组件，包括支撑件、多个汇流排、软性电路板及多个单体采集芯片；所述多个汇流排承载于所述支撑件，所述多个汇流排经由所述支撑件显露，所述多个汇流排用于与电池电连接；所述软性电路板承载于所述支撑件，所述软性电路板与所述多个汇流排电连接；所述多个单体采集芯片与所述软性电路板电连接，所述多个单体采集芯片用于与所述多个汇流排一一对应设置，每个所述单体采集芯片均包括温度传感器。

因此，本申请的电池模组采集组件包括有多个单体采集芯片，每个所述单体采集芯片均包括温度传感器，使单体采集芯片至少具备直接感测、收集及处理温度信息的能力。软性电路板通过汇流排与多个电池电连接，多个单体采集芯片均与软性电路板连接，实现对多个单体采集芯片的电信号的搜集，使电池模组采集组件在实现信号采集的同时具备有对温度信息进行采集及处理的能力。所述电池模组采集组件与所述电池管理模组电连接，无需额外设置BMS从板和模组外部采样线束，降低了电池系统的重量和成本，提升电池系统的空间利用率。

且，本申请的电池模组采集组件解决了模组外部采集线束复杂，线束较重及成本偏高的问题，同时降低了生产过程中的装配难度和成本。解决了现有方案中每个软性电路板只有1至2个温度传感器采集点，导致电池系统热失控时故障监测反应时间过长的问题。

本领域技术人员可知，采用本申请的电池模组采集组件，由于省去了BMS从板和模组外部采集线束，使电池系统复杂度和重量明显降低，同时降低了生产过程中的装配难度和成本。同时，由于没有BMS从板，在电池包设计时不用单独考虑从板的布置问题，使电池包布置的自由度提升、空间利用率提高。节省了模组外部采集线束，线束成本降低，总体方案的成本降低。由于每个电芯都有单体采集芯片可以进行温度采集，用于监测电池包热失控更快更准。每个单体采集芯片集成有EIS阻抗监测功能，可以实时监测电芯单体的SOH状态，在电池回收环节无需进行筛查试验，可以节省成本和测试设备。

下面参照附图，对本申请的具体实施方式作进一步的详细描述。

如图1至图7所示，本申请实施例提供一种电池模组采集组件1，包括支撑件11、多个汇流排12、软性电路板13及多个单体采集芯片14。

于一实施例中，多个汇流排12承载于支撑件11，多个汇流排12经由支撑件11显露，多个汇流排12用于与电池21电连接。软性电路板13承载于支撑件11，软性电路板13与多个汇流排12电连接。多个单体采集芯片14与软性电路板13电连接，多个单体采集芯片14用于与多个汇流排12一一对应设置，每个单体采集芯片14均包括温度传感器(图未示)。

进一步的，本申请的电池模组采集组件1，包括有多个单体采集芯片14，每个单体采集芯片14均包括所述温度传感器，使单体采集芯片14至少具备直接感测、收集及处理温度信息的能力。软性电路板13通过汇流排12与多个电池电连接，多个单体采集芯片14均与软性电路板13连接，实现对多个单体采集芯片14的电信号的搜集，使电池模组采集组件1在实现信号采集的同时具备有对温度信息进行采集及处理的能力。本领域技术人员可以理解，所述温度传感器可以为已知且可行的温度传感器件，在此不赘述。

本领域技术人员可以理解，电池模组采集组件1(Cells Contact System,CCS)可以分为注塑隔离板CCS，PET热压膜CCS，PC吸塑膜CCS等类型。本申请的电池模组采集组件1可以是上述各种类型的电池模组采集组件1，对应的，支撑件11的形状及材质可以进行适应性调整。

于一实施例中，本申请的电池模组采集组件1中的支撑件11具体可以为PC吸塑膜，是通过吸塑工艺加工而成，材质为PC塑料。PC吸塑膜和软性电路板13上在电芯防爆阀位置镂空出与防爆阀同样大小的腰型孔(图未示)，以不影响电池21充放电过程中的排气。支撑件11可以采用包括但不限于注塑隔离板、PET热压膜等其它结构替换。汇流排12可通过热铆固定在支撑件11上，软性电路板13可通过双面胶粘贴固定在支撑件11上，在此不赘述。

于一实施例中，支撑件11上可开设有多个显露孔111，每个汇流排12对应一个显露孔111设置，支撑件11被显露孔111显露从而能够与电池的极柱210直接接触。

于一实施例中，汇流排12包括电芯连接区121及电板连接区122。电芯连接区121用于与电池的极柱210电连接，电芯连接区121的宽度大于电池的极柱210的宽度，电板连接区122与支路部132电连接，支路部132的边缘被构造为弧形以用于避让电芯连接区121。

进一步的，汇流排12的宽度要比极柱210宽，通过激光焊接将汇流排12与极柱210进行物理连接。为了不影响汇流排12的激光焊接，可以将软性电路板13对应极柱210的位置加工成弧形(例如半圆形形状)以避开圆形的激光焊接区域。

本领域技术人员可以理解，汇流排12用于连接电池21与软性电路板13，汇流排12可以为导电金属材料。其中汇流排12是通过包括但不限于冲压、机加等工艺加工而成，材质包括但不限于铝合金和紫铜。

于一实施例中，软性电路板13通过导热胶与汇流排12连接，单体采集芯片14设于软性电路板13远离汇流排12一侧。

进一步的，单体采集芯片14可对应各电芯的负极极柱210设置在的汇流排12上，单体采集芯片14可以采用SMT锡焊的方式设置于软性电路板13。单体采集芯片14内部集成有所述温度传感器，电池的温度可以通过汇流排12经所述导热胶和软性电路板13传递给单体采集芯片14，从而实现单体采集芯片14对电池21内部温度的监测。

本领域技术人员可以理解的，在本实施例中，汇流排12与软性电路板13间采用所述导热胶进行导热，在其他实施例中，汇流排12与软性电路板13的导热连接方式还包括但不限于采用导热垫。其中，所述导热胶或导热垫可以选用已知且可行的材料或结构，在此不赘述。

于一实施例中，电池模组采集组件1还包括多个采集镍片15，采集镍片15的一端与一个汇流排12连接，采集镍片15的另一端与软性电路板13电连接，采集镍片15用于采集电池21的电压和阻抗信息。

于一实施例中，每个汇流排12对应设置有至少两个采集镍片15，其中至少一个采集镍片15与一个单体采集芯片14电连接。

进一步的，每个电池的正负极柱210分别对应设有2个采集镍片15，用于采集电池包2中电池的电压和阻抗。每个采集镍片15的一端通过激光焊接或钎焊等方式焊接在汇流排12上，另一端通过锡焊方式焊接在软性电路板13上相应位置。采集镍片15锡焊位置的金属裸露部分采用PI膜或点胶进行绝缘防护。

本领域技术人员可以理解，采集镍片15是通过包括但不限于冲压、切割、机加等工艺加工而成。当一个汇流排12对应两个极柱210时，一个汇流排12对应连接有4个采集镍片5。

于一实施例中，软性电路板13包括主路部131及多个支路部132，多个支路部132相互间隔设置并分别于主路部131电连接，每个支路部132与一个汇流排12连接，每个支路部132上设有一个单体采集芯片14。

在本实施例中，一个主路部131的两侧均间隔设置有多个支路部132，每个支路部132均延伸至一个显露孔111处与一个汇流排12连接。多个支路部132中对应软性电路板13首尾两端的支路部132可以对应一个极柱210设置，多个支路部132中对应软性电路板13中部的支路部132可以对应两个极柱210设置。

在本实施例中，软性电路板13上蚀刻有两路排线(图未示)，用于各个单体采集芯片14之间进行通讯。每路所述排线的一端连接其中一个单体采集芯片14的引脚的焊接点，另一端连接相邻电池21的单体采集芯片14的引脚的焊接点。可以理解的，首尾两端的排线，其中一端连接一个单体采集芯片14的引脚的焊接点，另一端连接低压通讯连接器16的针脚。

于一实施例中，电池模组采集组件1还包括至少两个通讯连接器16，一个软性电路板13间隔的两端分别设有一个通讯连接器16。

进一步的，软性电路板13上首尾两端设置有两个通讯连接器16(例如低压通讯连接器16)，通讯连接器16可以通过SMT锡焊、压接、波峰焊等连接方式连接在软性电路板13上，连接器针脚采用密封胶防护。

于一实施例中，电池模组采集组件1包括两个软性电路板13，两个软性电路板13间隔设于一个支撑件11，一个软性电路板13的一个通讯连接器16与另一软性电路板13的一个通讯连接器16电连接，用于实现一个电池模组采集组件1上两个软性电路板13的信号交互。

于一实施例中，每个软性电路板13上的多个单体采集芯片14通过该软性电路板13电连接，单体采集芯片14用于实现对电池的电压监测、温度监测及阻抗监测。

本领域技术人员可以理解，每个单体采集芯片14均具有包括通信、电压监测(VM)、温度监测(TM)、电位均衡、阻抗监测(EIS)等功能，单体采集芯片14中设置有相应的集成电路或传感器(例如所述温度传感器)以实现通信、电压监测(VM)、温度监测(TM)、电位均衡、阻抗监测(EIS)等功能，对应的所述集成电路可以选用已知且可行的方案，在此不赘述。

本领域技术人员可以理解，单体采集芯片14采用SMT锡焊在软性电路板13上。

本领域技术人员可以理解，多个单体采集芯片14之间的通讯采用软性电路板13进行连接，软性电路板13上各单体采集芯片14之间采用菊花链通信方式。

本申请实施例还提供一种电池包2，电池包2包括多个电池21、电池管理模组22及如前述实施例中任意一项的电池模组采集组件1，多个电池21通过电池模组采集组件1电连接，电池模组采集组件1与电池管理模组22电连接，使多个单体采集芯片14均与电池管理模组22电连接。

进一步的，本申请的电池包2，其电池模组采集组件1在具备信号采集能力的同时还具备对温度信息进行采集及处理的能力，电池模组采集组件1与电池管理模组22电连接，无需额外设置BMS从板和模组外部采样线束，降低了电池系统的重量和成本，提升电池系统的空间利用率。

于一实施例中，电池包2还包括壳体23和盖体24，多个电池设于壳体23内，电池模组采集组件1覆盖多个电池21并与其电连接，盖体24与壳体23扣合以容纳多个电池21和电池模组采集组件1，电池管理模组22设于壳体23外并于壳体23连接。

在本实施例中，电池包2包括两个电池模组采集组件1，每个电池模组采集组件1包括两个软性电路板13。一个电池模组采集组件1中，两个软性电路板13的同一端的两个通讯连接器16通过第一通讯线束171连接。另一个电池模组采集组件1中，两个软性电路板13的同一端的两个通讯连接器16通过第二通讯线束172连接。一个电池模组采集组件1的软性电路板13上的通讯连接器16，与另一电池模组采集组件1上与该软性电路板13相邻的软性电路板13上的通讯连接器16，通过第三通讯线束173连接。一个电池模组采集组件1上远离另一电池模组采集组件1的软性电路板13上的通讯连接器16通过第四通讯线束174与电池管理模组22电连接。另一电池模组采集组件1上剩余的软性电路板13上的通讯连接器16通过第五通讯线束175与电池管理模组22电连接。

本领域技术人员可以理解，各单体采集芯片14与电池管理模组22(BMS主板)之间通过软性电路板13和连接线17串联到一起形成完整的菊花链通信回路。

上文中，参照附图描述了本申请的具体实施方式。但是，本领域中的普通技术人员能够理解，在不偏离本申请的范围的情况下，还可以对本申请的具体实施方式作各种变更和替换。这些变更和替换都落在本申请所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种电池模组采集组件，包括支撑件，其特征在于，所述电池模组采集组件还包括：

多个汇流排，承载于所述支撑件，所述多个汇流排经由所述支撑件显露，所述多个汇流排用于与电池电连接；

软性电路板，承载于所述支撑件，所述软性电路板与所述多个汇流排电连接；

多个单体采集芯片，所述多个单体采集芯片与所述软性电路板电连接，所述多个单体采集芯片用于与所述多个汇流排一一对应设置，每个所述单体采集芯片均包括温度传感器。

2.如权利要求1所述的电池模组采集组件，其特征在于，所述软性电路板通过导热胶与汇流排连接，所述单体采集芯片设于所述软性电路板远离所述汇流排一侧。

3.如权利要求1所述的电池模组采集组件，其特征在于，所述电池模组采集组件还包括多个采集镍片，所述采集镍片的一端与一个所述汇流排连接，所述采集镍片的另一端与所述软性电路板电连接，所述采集镍片用于采集所述电池的电压和阻抗信息。

4.如权利要求3所述的电池模组采集组件，其特征在于，每个所述汇流排对应设置有至少两个所述采集镍片，其中至少一个所述采集镍片与一个所述单体采集芯片电连接。

5.如权利要求1所述的电池模组采集组件，其特征在于，所述软性电路板包括主路部及多个支路部，多个所述支路部相互间隔设置并分别于所述主路部电连接，每个所述支路部与一个所述汇流排连接，每个所述支路部上设有一个单体采集芯片。

6.如权利要求5所述的电池模组采集组件，其特征在于，所述汇流排包括电芯连接区及电板连接区，所述电芯连接区用于与所述电池的极柱电连接，所述电芯连接区的宽度大于所述电池的极柱的宽度，所述电板连接区与所述支路部电连接，所述支路部的边缘被构造为弧形以用于避让所述电芯连接区。

7.如权利要求1所述的电池模组采集组件，其特征在于，所述电池模组采集组件还包括至少两个通讯连接器，一个所述软性电路板间隔的两端分别设有一个所述通讯连接器。

8.如权利要求7所述的电池模组采集组件，其特征在于，所述电池模组采集组件包括两个所述软性电路板，两个所述软性电路板间隔设于一个所述支撑件，一个所述软性电路板的一个所述通讯连接器与另一所述软性电路板的一个所述通讯连接器电连接。

9.如权利要求1所述的电池模组采集组件，其特征在于，每个所述软性电路板上的多个所述单体采集芯片通过该软性电路板电连接，所述单体采集芯片用于实现对所述电池的电压监测、温度监测及阻抗监测。

10.一种电池包，其特征在于，所述电池包包括多个电池、电池管理模组及如权利要求1至9中任意一项所述的电池模组采集组件，所述多个电池通过所述电池模组采集组件电连接，所述电池模组采集组件与所述电池管理模组电连接，使所述多个单体采集芯片均与所述电池管理模组电连接。