CN220106835U - 电池模组电芯温度、电压采集装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种电池模组电芯温度、电压采集装置，包括焊接在铝排上的采集模块，所述采集模块包括焊接在铝排上的采样端子，所述采样端子上设置有温度信息采集单元和电压信息采集单元，所述温度信息采集单元包括设置在所述采样端子顶部的温度传感器，所述温度传感器的两端电极处分别连接有第一导电件，所述电压信息采集单元包括第二导电件。本方案减少热量损耗，提高了信息采集效率和信息采集结果的精确性同时确保了采样模块设置的灵活性。
Description
技术领域
本实用新型涉及新能源电池领域，尤其涉及一种电池模组电芯温度、电压采集装置。
背景技术
目前业内新能源电池包模组内的电池信号采集中，电池的温度信号采集多采用线束型水滴头式温度传感器固定于连接片的方案，温度信号采集单元和/或电压信号采集单元多采用传统线束连接PCB板或者FPC柔性线路板，并直接连接串联铝排，电池温度和电压信号通过上述通导结构引出电池模组，并连接到电池包管理系统中，如授权公告号为：CN212693986U，专利名称为《一种适用于方形锂电池模组PCB电压采集板》的实用新型专利，在PCB电压采集板的两侧设置有安装固定孔，安装固定孔上设置有导电脚柱，并在其中一些安装固定孔的导电脚柱上连接采集线路，PCB电压采集板通过螺栓穿过安装固定孔与电池模组固定，并利用螺栓将电压信号通过导电脚柱传输至采集线路，实现电池电压信号的采集。上述温度、电压信号采集方式存在如下缺点1、水滴头式温度传感器结构尺寸大，不便于固定，水滴头式温度传感器需要另外配置对接于温度传感器的导线和键合的焊盘，增加了转接工艺和成本；2、电池温度信号仅通过采样端子二次传导过渡，将电芯温度传递到温度传感器，从而实现温度信号采集，热量在传递过程中容易出现能量损失，传导速度慢，测量偏差较大；3、温度采集和电压采集为相互独立的通导结构，整体成本高，结构复杂且增加电池模组的整体体积；4、PCB板和柔性线路板通常针对一种类型的电池模组的电芯极柱设置线路，因此温度信号采集单元和电压信号采集单元的设定位置通常较为固定，灵活性较差，同时由于采集单元整体串联铝排，当单一位置的采集单元出现损坏时，维修替换成本较高，工序复杂。
实用新型内容
因此，为解决上述问题，本实用新型提供了一种电池模组电芯温度、电压采集装置。
本实用新型是通过以下技术方案实现的：
一种电池模组电芯温度、电压采集装置，包括焊接在铝排上的采集模块，所述采集模块包括焊接在铝排上的采样端子，所述采样端子上设置有温度信息采集单元，所述温度信息采集单元包括设置在所述采样端子顶部的温度传感器，所述温度传感器的两端电极处分别连接有第一导电件，连接温度传感器的两个第一导电件上分别设置有第一焊盘，所述采样端子上还设置有电压信息采集单元，所述电压信息采集单元包括与所述采样端子顶部焊接的第二导电件，所述第二导电件上设置有第二焊盘，所述第一焊盘和第二焊盘之间平行设置，且所述第一焊盘和第二焊盘上分别焊接有采样线，所述采样端子与温度信息采集单元之间还设置有绝缘层，所述绝缘层上设置有与所述第二导电件形状相匹配的第一避让孔，所述第二导电件设置在所述第一避让孔内。
优选的，所述采样端子包括第一区域和第二区域，所述热敏电阻设置在第一区域，所述第一焊盘和第二焊盘设置在第二区域，所述铝排的电芯极柱至少与所述采样端子的第一区域的底部相连接。
优选的，所述第一导电件和第二导电件均为铜箔片，且均自采样端子的第一区域延伸至第二区域，两个第一导电件的形状相同，其位于第一区域的一端与所述温度传感器连接，位于第二区域的一端设置有第一焊盘，所述第二导电件位于所述第一区域的部分环绕设置在所述温度信息采集单元的外周，位于第二区域的部分设置有第二焊盘。
优选的，所述绝缘层包括第一绝缘膜，以及设置在所述第一绝缘膜与采样镍片之间的双面热固胶层，所述第一绝缘膜和双面热固胶层上均设置有与所述第二导电件形状相匹配的第一避让孔。
优选的，所述采样端子的第二区域顶部还设置有第二绝缘膜，所述第二绝缘膜上设置有用于避让所述第一焊盘和第二焊盘的第二避让孔。
优选的，所述采样端子为采样镍片，所述温度传感器为NTC热敏电阻。
优选的，所述第一绝缘膜和第二绝缘膜均为PI膜，所述双面热固胶层为UV胶层。
优选的，包括中心采样线束，所述中心采样线束内的采样线束均为漆包线，其两侧间隔排列有多个采集模块，每个采集模块均设置在电芯极柱顶部，且所述采集模块上的采样线均与所述采样线束连接，所述采样线束的端部连接有输出插头。
优选的，所述采样线在采集模块与中心采样线束之间弯折形成有多个S型绕折部，所述采样线为漆包线，其线径为0.2mm-0.5mm。
优选的，每个采样模块上的采样线与采样线束之间的连接处覆盖有UV保护层，采样模块整体外部包裹有UV保护层。
本实用新型技术方案的有益效果主要体现在：
1、将温度信号采集单元和电压信号采集单元整合在同一采集模块内，简化采样模块的结构，提高采样模块整体的集成度，同时，温度信号采集单元和电压信号采集单元共同设置在第一区域子上，第一区域子的固定位置可根据电芯极柱的位置进行设置，不仅提高了信息采集结果的精确性，还提高了采样模块设置的灵活性。
2、温度传感器采用NTC热敏电阻，NTC热敏电阻与采样镍片之间仅通过具备强导热性能的UV胶连接，减少了其他介质的传导，热传递速度加快，同时，在NTC热敏电阻的外部点胶，在对NTC热敏电阻进行保护的同时，减少热量损耗，提高温度信号采集的精确性。
3、采样端子分为第一区域和第二区域，在采样端子的第一区域减少传导介质的设置，使用于采集温度信号的NTC热敏电阻和用于采集电压的第二导电件直接与采样端子连接，而在设置有焊盘并连接采样线的第二区域，通过设置多层柔性绝缘缓冲层，提高采样模块的柔性吸能和抗震减压功能，可有效缓冲各种应用场景中的震动或者是电池膨胀所带来的应力及电池模组尺寸的变化，同时，柔性绝缘缓冲层设置避让孔，避免对采集信号形成干涉。
4、省略了传统的PCB电压采集板和FPC柔性线路板的设置，通过漆包线实现多个采样模块之间的汇流，多个采样模块之间并联，工作互不干扰，便于维修和替换，同时，漆包线的线径可调，能满足不同的过流需求，在采样线与中心采样线束的连接处点设UV胶，并在中心采样线束上覆盖UV胶层，从而实现整体采样结构的结构刚性和连接的稳定性，在设置UV胶层之间，可根据电芯极柱所在位置和排布对采样结构进行调整，提高采样结构的灵活性。
附图说明
图1是采集模块的结构示意图；
图2是采集模块的透视图；
图3是采集模块的俯视图（此时省略第二绝缘膜）；
图4是采集模块的立体图；
图5是图4中A部分的放大图（此时省略第一焊盘和第二焊盘）；
图6是第一绝缘膜的俯视图；
图7是铝排和采样镍片的连接结构仰视图；
图8是电池模组电芯温度、电压采集装置。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、优点和特点能够更加清楚、详细地展示，将通过下面优选实施例的非限制性说明进行图示和解释。该实施例仅是应用本实用新型技术方案的典型范例，凡采取等同替换或者等效变换而形成的技术方案，均落在本实用新型要求保护的范围之内。
同时声明，在方案的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“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，本方案中的术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或者暗示对重要性的排序，或者隐含指明所示的技术特征的数量。因此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型中，“多个”的含义是两个或者两个以上，除非另有明确具体的限定。
本实用新型揭示了一种电池模组电芯温度、电压采集装置，如图1-图8所示，包括焊接在铝排1上的采集模块，所述采集模块包括焊接在铝排1上的采样端子2，所述采样端子2上设置有温度信息采集单元，所述温度信息采集单元包括设置在所述采样端子2顶部的温度传感器3，所述温度传感器3的两端电极处分别连接有第一导电件4，在一优选实施例中，所述温度传感器3的两端电极连接的两个第一导电件4的形状相同，且连接温度传感器3的两个第一导电件4上分别设置有第一焊盘5。
所述采样端子2上还设置有电压信息采集单元，所述电压信息采集单元包括与所述采样端子2顶部焊接的第二导电件6，所述第二导电件6上设置有第二焊盘7，所述第一焊盘5和第二焊盘7之间平行设置，且所述第一焊盘5和第二焊盘7上分别焊接有采样线8，在采集过程中，所述电芯极柱101通过采样端子2进行导热导电，所述温度传感器3感应到温度信息，并通过第一导电件4将温度信息传输至与第一焊盘5连接的采样线8，同时，第二导电件6通过导电将电压信息传输至与第二焊盘7连接的采样线8，如图8所示，所述电池模组电芯温度、电压采集装置还包括中心采样线束9，其两侧间隔排列有多个采集模块，每个采集模块均优选设置在电芯极柱101顶部，便于精准、快速地传导电芯极柱101的温度信息和电压信息，所述采集模块上的采样线8均与所述采样线束9连接，所述采样线束9的端部连接有输出插头10，从而将上述温度信息采集单元的温度信息和电压信息采集单元的电压信息传输至中心采样线束9，并通过输出插头10将采集信息输出。
所述采样端子2与温度信息采集单元之间还设置有绝缘层，所述绝缘层上设置有与所述第二导电件6形状相匹配的第一避让孔11，所述第二导电件6设置在所述第一避让孔11内，且设置在所述第一避让孔11内的第二导电件6的下表面与所述采样端子2的上表面焊接，使所述第二导电件6与采样端子2之间直接连接，不存在中间传导介质，从而提高电压信息采集的精确性和传导速度，在一优选实施例中，所述绝缘层包括第一绝缘膜12，以及设置在所述第一绝缘膜12与采样镍片之间的双面热固胶层13，所述第一绝缘膜12和双面热固胶层13上均设置有与所述第二导电件6形状相匹配的第一避让孔11，为适应电芯发生形变的情况，所述第一避让孔11可根据所述第二导电件6的形状适当扩大其面积，确保所述第二导电件6始终设置在所述第一避让孔11内。
如图1所示，所述采样端子2沿虚线a划分为第一区域201和第二区域202，所述热敏电阻设置在第一区域201，所述第一焊盘5和第二焊盘7设置在第二区域202，其中，所述铝排1的电芯极柱101至少与所述采样端子2的第一区域201的底部相连接，在一些实施例中，为提高采集速度和采集信息的精确性，需增加所述采样端子2与所述电芯极柱101之间的接触面积，因此所述电芯极柱101在与所述采样端子2的第一区域201的底部相连接的同时也与所述采样端子2的第二区域202的底部连接。
所述第一导电件4和第二导电件6均为铜箔片，且均自采样端子2的第一区域201延伸至第二区域202，所述第一导电件4位于第一区域201的一端与所述温度传感器3连接，位于第二区域202的一端设置有第一焊盘5，所述第二导电件6位于所述第一区域201的部分环绕设置在所述温度信息采集单元的外周，从而增加所述第二导电件6与采样端子2的接触面积，所述第二导电件6位于第二区域202的部分设置有第二焊盘7，在一优选实施例中，所述第二导电件6与采样端子2的连接位置和所述电芯极柱101与采样端子2的连接位置上下对应，进一步缩短所述电芯极柱101与第二导电件6之间的导电距离。
所述采样端子2的第二区域202顶部还设置有第二绝缘膜14，所述第二绝缘膜14与位于第二区域202内的所述第一导电件4和第二导电件6上未设置焊盘的部分连接，其连接方式包括焊接、热压连接或通过导热胶连接，所述第二绝缘膜14上设置有用于避让所述第一焊盘5和第二焊盘7的第二避让孔15，使所述第一焊盘5和第二焊盘7的上表面露出，所述第一绝缘膜12和第二绝缘膜14一方面起到绝缘的作用，另一方面，提高了采样模块的柔性吸能性能和缓冲、抗震性能，在一优选实施例中，所述第二避让孔15内，在所述第一焊盘5和第二焊盘7的顶部，还填充有UV胶密封层（图中未示出）。
在一些实施例中，所述采样端子2为采样镍片，所述温度传感器3为NTC热敏电阻，所述第一绝缘膜12和第二绝缘膜14均为PI膜，所述双面热固胶层13为UV胶层（图中未示出）。
如图3、图8所示，所述中心采样线束9内的采样线束9和所述采集模块上的采样线8均为漆包线，漆包线本身具备具有柔软、绝缘特性，从而提高信息传输过程中，采样线8的缓冲性能，且所述采样线8在采集模块与中心采样线束9之间弯折形成有多个S型绕折部801，进一步提高吸能缓冲能力，可有效缓冲各种应用场景中的震动或者是电池膨胀所带来的应力及电池模组尺寸的变化，在一实施例中，所述采样线8的线径为0.2mm-0.5mm，在其他实施例中，根据采样模块的不同过流需求，所述采样线8的线径可进行调整。
在一优选实施例中，每个采样模块上的采样线8与中心采样线束9之间的连接处覆盖有UV保护层（图中未示出），采样模块整体外部包裹有UV保护层，所述采样线8与采样线束9之间的连接处以及中心采样线束9外部包裹的UV保护层能够作为补强结构提高整个采集装置的结构刚性，并对采样线8进行整理和定位。
本实用新型尚有多种实施方式，凡采用等同变换或者等效变换而形成的所有技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.电池模组电芯温度、电压采集装置，包括焊接在铝排上的采集模块，所述采集模块包括焊接在铝排上的采样端子，所述采样端子上设置有温度信息采集单元，其特征在于：所述温度信息采集单元包括设置在所述采样端子顶部的温度传感器，所述温度传感器的两端电极处分别连接有第一导电件，连接温度传感器的两个第一导电件上分别设置有第一焊盘，所述采样端子上还设置有电压信息采集单元，所述电压信息采集单元包括与所述采样端子顶部焊接的第二导电件，所述第二导电件上设置有第二焊盘，所述第一焊盘和第二焊盘之间平行设置，且所述第一焊盘和第二焊盘上分别焊接有采样线，所述采样端子与温度信息采集单元之间还设置有绝缘层，所述绝缘层上设置有与所述第二导电件形状相匹配的第一避让孔，所述第二导电件设置在所述第一避让孔内。
2.根据权利要求1所述的电池模组电芯温度、电压采集装置，其特征在于：所述采样端子包括第一区域和第二区域，所述温度传感器设置在第一区域，所述第一焊盘和第二焊盘设置在第二区域，所述铝排的电芯极柱至少与所述采样端子的第一区域的底部相连接。
3.根据权利要求2所述的电池模组电芯温度、电压采集装置，其特征在于：所述第一导电件和第二导电件均为铜箔片，且均自采样端子的第一区域延伸至第二区域，两个第一导电件的形状相同，其位于第一区域的一端与所述温度传感器连接，位于第二区域的一端设置有第一焊盘，所述第二导电件位于所述第一区域的部分环绕设置在所述温度信息采集单元的外周，位于第二区域的部分设置有第二焊盘。
4.根据权利要求2所述的电池模组电芯温度、电压采集装置，其特征在于：所述绝缘层包括第一绝缘膜，以及设置在所述第一绝缘膜与采样镍片之间的双面热固胶层，所述第一绝缘膜和双面热固胶层上均设置有与所述第二导电件形状相匹配的第一避让孔。
5.根据权利要求4所述的电池模组电芯温度、电压采集装置，其特征在于：所述采样端子的第二区域顶部还设置有第二绝缘膜，所述第二绝缘膜上设置有用于避让所述第一焊盘和第二焊盘的第二避让孔。
6.根据权利要求3所述的电池模组电芯温度、电压采集装置，其特征在于：所述采样端子为采样镍片，所述温度传感器为NTC热敏电阻。
7.根据权利要求4所述的电池模组电芯温度、电压采集装置，其特征在于：所述第一绝缘膜和第二绝缘膜均为PI膜，所述双面热固胶层为UV胶层。
8.根据权利要求1所述的电池模组电芯温度、电压采集装置，其特征在于：包括中心采样线束，所述中心采样线束内的采样线束均为漆包线，其两侧间隔排列有多个采集模块，每个采集模块均设置在电芯极柱顶部，且所述采集模块上的采样线均与所述采样线束连接，所述采样线束的端部连接有输出插头。
9.根据权利要求8所述的电池模组电芯温度、电压采集装置，其特征在于：所述采样线在采集模块与中心采样线束之间弯折形成有多个S型绕折部，所述采样线为漆包线，其线径为0.2mm-0.5mm。
10.根据权利要求8所述的电池模组电芯温度、电压采集装置，其特征在于：每个采样模块上的采样线与采样线束之间的连接处覆盖有UV保护层，采样模块整体外部包裹有UV保护层。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |