CN220400709U - 加热采集装置、电池模组及用电设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种加热采集装置、电池模组及用电设备。电路板包括相背的第一侧和第二侧。加热组件设置于电路板的第一侧，加热组件用于通电发热。采集组件设置于电路板的第二侧，并至少部分伸入电路板内，采集组件用于采集电信号。加热组件和采集组件均集成于同一电路板上可以有效减少加热采集装置在电池模组内占据的空间，从而使整个电池模组更加紧凑。并且，设置集成加热组件和采集组件的加热采集装置能够减少电池模组内的组件数量，降低电池模组的复杂度，增强电池模组的可靠性和稳定性，更适用于高效节能的用电设备的应用场景。

Description

加热采集装置、电池模组及用电设备

技术领域

本申请涉及电池技术领域，更具体而言，涉及一种加热采集装置、电池模组及用电设备。

背景技术

电池模组，例如家储电源，是一种将太阳能光伏系统和电池储能系统结合起来，利用太阳能发电对电池进行充电、储存电能并在无法获得光伏发电能量的情况下通过电池向外供电的设备。家储电源内设有用于采集电池状态和性能参数的采集组件和在低温环境下加热电芯以提高电池电化学反应的速率和电池的功率的加热组件。目前的采集组件和加热组件在电池模组内占据的空间较大，会导致电池模组内的空间狭小，不易对电池模组内的结构进行安装和维护。

实用新型内容

本申请实施方式提供一种加热采集装置、电池模组及用电设备，至少用于解决采集组件和加热组件在电池模组内占据的空间较大的问题。

本申请实施方式的加热采集装置包括电路板、加热组件及采集组件。所述电路板包括相背的第一侧和第二侧。所述加热组件设置于所述电路板的第一侧，所述加热组件用于通电发热。所述采集组件设置于所述电路板的第二侧，并至少部分伸入所述电路板内，所述采集组件用于采集电信号。

在某些实施方式中，所述加热组件包括加热线路及导电件。所述加热线路设置于所述电路板的第一侧。所述导电件设于所述电路板并与所述加热线路电连接，所述导电件用于向所述加热线路通电，以使所述加热线路发热。

在某些实施方式中，所述加热采集装置还包括保护件，所述保护件设于所述电路板的第一侧，所述加热线路位于所述保护件与所述电路板之间，所述保护件用于保护所述加热线路。

在某些实施方式中，所述采集组件包括采集线路、采集片及采集端子。所述采集线路设置于所述电路板的第二侧。所述电路板设有安装孔，所述采集片位于所述安装孔内，所述采集片的一端与所述采集线路电连接，所述采集片的另一端用于与电芯组件电连接。所述采集端子设于所述电路板的第二侧并与所述采集线路电连接，所述采集端子还用于与信号线连接以传输所述电芯组件的电信号。

在某些实施方式中，所述采集片包括多个，所述采集线路包括多根，多个所述采集片分别与多根所述采集线路电连接。所述电路板设有多个安装孔，每个所述采集片均设于一个所述安装孔内。

在某些实施方式中，所述加热采集装置还包括导热件，所述导热件设于所述电路板的第二侧，所述导热件用于传导所述加热线路产生的热量。

在某些实施方式中，所述导热件设有通孔，所述采集片穿过所述通孔以与所述电芯组件电连接。

本申请实施方式的电池模组包括支架、电芯组件及上述任一实施方式所述的加热采集装置。所述电芯组件安装于所述支架内。所述加热采集装置安装于所述支架并与所述电芯组件电连接，所述加热组件用于通电以加热所述电芯组件，所述采集组件用于采集所述电芯组件的电信号。

在某些实施方式中，所述电芯组件包括电连接件及多个电池单体。多个所述电池单体通过所述电连接件电连接，所述采集组件的采集片的另一端与所述电连接件电连接，所述加热采集装置的导热件与所述电连接件接触。

本申请实施方式的用电设备包括上述任一实施方式所述的电池模组。

本申请的加热采集装置、电池模组及用电设备中，加热组件和采集组件均集成于同一电路板上可以有效减少加热采集装置在电池模组内占据的空间，从而使整个电池模组更加紧凑。并且，设置集成加热组件和采集组件的加热采集装置能够减少电池模组内的组件数量，降低电池模组的复杂度，增强电池模组的可靠性和稳定性，更适用于高效节能的用电设备的应用场景。

本申请的实施方式的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实施方式的实践了解到。

附图说明

本申请的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本申请某些实施方式的加热采集装置的分解结构示意图；

图2是图1所示的加热采集装置的另一视角的分解结构示意图；

图3是本申请某些实施方式的电池模组的立体示意图；

图4是图3所示的电池模组的分解结构示意图；

图5是本申请某些实施方式的用电设备的结构示意图。

主要元件符号说明：

1000、电池模组；2000、用电设备；200、支架；300、电芯组件；301、电连接件；303、电池单体；100、加热采集装置；10、电路板；101、电路板的第一侧；103、电路板的第二侧；11、安装孔；30、加热组件；31、加热线路；33、导电件；50、采集组件；51、采集线路；53、采集片；55、采集端子；70、保护件；90、导热件；91、通孔。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中，相同或类似的标号自始至终表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本申请的实施方式，而不能理解为对本申请的实施方式的限制。

在本申请的描述中，应当理解的是，术语“厚度”、“上”、“顶”、“底”、“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申请和简化描述，而并非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申请的限制。以及，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或者隐含指明所指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特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请的描述中，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，在一个例子中，可以是固定连接，或者是可拆卸地连接，或一体地连接；可以是机械连接，或者是电连接，或可以相互通讯；可以是直接相连，或者是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。

请参阅图1及图2，本申请的加热采集装置100包括电路板10、加热组件30及采集组件50。电路板10包括相背的第一侧101和第二侧103。加热组件30设置于电路板10的第一侧101，加热组件30用于通电发热。采集组件50设置于电路板10的第二侧103，并至少部分伸入电路板10内，采集组件50用于采集电信号。

本申请的加热采集装置100中，加热组件30和采集组件50均集成于同一电路板10上，可以有效减少加热采集装置100在电池模组1000内占据的空间，从而使整个电池模组1000更加紧凑。并且，设置集成加热组件30和采集组件50的加热采集装置100能够减少电池模组1000内的组件数量，降低电池模组1000的复杂度，增强电池模组1000的可靠性和稳定性，更适用于高效节能的用电设备2000(图5所示)的应用场景。

下面结合附图对加热采集装置100做进一步说明。

请参阅图1及图2，在某些实施方式中，加热组件30为能够加热电池模组1000的电芯组件300的结构。加热组件30能够与外部的电源电连接，外部电源向加热组件30供电并使加热组件30升温。在加热组件30升温的情况下，热量能够从电路板10的第一侧101传递至电路板10的第二侧103，并经电路板10的第二侧103传递至电池模组1000的电芯组件300。由于在电池模组1000处于低温环境的情况下，电池模组1000内部的化学反应速度会减慢，并导致电池模组1000性能下降，甚至导致电池模组1000无法启动。本申请的加热采集装置100利用加热组件30加热电芯组件300，可以提高电池模组1000的工作温度，提升电池模组1000的性能，并且可以延长电池模组1000的使用寿命。

具体地，在某些实施方式中，加热组件30可包括加热线路31及导电件33。导电件33与加热线路31为电连接，加热线路31设置于电路板10的第一侧101，导电件33设于电路板10的第一侧101并能够自电路板10的一侧伸出电路板10外。导电件33伸出电路板10的部分能够与外部的电源连接并向加热线路31通电，以使加热线路31发热。

更具体地，在某些实施方式中，导电件33为导线，且导电件33包括两个，其中一个导电件33与外部电源的正极电连接，另一个导电件33与外部电源的负极电连接。在一些实施方式中，加热线路31为蚀刻于电路板10的第一侧101的电路图案以及设置于电路图案上的加热电阻等加热件，两个导电件33均与电路图案电连接，电流能够从外部电源经导电件33流向加热线路31，并使加热件升温。在另一些实施方式中，加热线路31可拆卸安装于电路板10的第一侧101，在电池模组1000的电芯组件300需要加热的情况下，可将加热线路31安装于电路板10上并对电芯组件300进行加热。在电池模组1000的电芯组件300不需要加热的情况下，加热线路31及导电件33均能够从电路板10上拆下，以进一步减小加热采集装置100占据的空间。

再具体地，在某些实施方式中，加热线路31的种类包括但不限于PTC(PositiveTemperature Coefficient)加热电路、NTC(Negative Temperature Coefficient)加热电路或外接电阻加热电路等。其中，PTC加热电路采用的是正温度系数热敏电阻器进行加热。当电流通过PTC电阻器时，PTC电阻器自身阻值升高，从而限制电流，同时产生热量，将热量传递到需要加热的部分。PTC电阻器能够提高加热线路31的工作温度或维持某一工作温度。NTC加热电路采用的是负温度系数热敏电阻器进行加热。当电流通过NTC电阻器时，NTC电阻器自身阻值下降，从而允许更大的电流通过，同时产生热量，将热量传递到需要加热的部分。NTC电阻器能够加快加热线路31的加热速度。外接电阻加热电路通常使用电阻线或发热线进行加热，并能够保持较高的温度以加热体积较大的电芯组件300或大量电芯组件300。

请参阅图1及图2，在某些实施方式中，采集组件50能够与电池模组1000的电芯组件300直接接触并实现对电池模组1000的运行状态检测。具体地，采集组件50为电芯组件300的采集器的一部分结构，主要负责采集电芯组件300中各个电池单体303或串联单元的电压、电流、温度或湿度等电池参数，并能够将采集到的数据传输给采集器内的保护组件、通讯组件或控制组件等结构。其中，保护组件主要用于维持电芯组件300的安全稳定的工作状态，在电芯组件300中的某个电池单体303出现过压、欠压、过流、短路、温度过高或温度降低等异常情况时，保护组件能够及时切断故障电池单体303或调整电芯组件300的工作状态，避免安全事故的发生。通讯组件能够向用电设备的2000(图5所示)内的其他结构传递采集组件50采集到的电芯组件300的工作状态信息，包括电池电量、电压或温度等，以便于该其他装置对电芯组件300的状态进行监测和控制。控制组件能够根据采集组件50采集到的电芯组件300的工作状态信息控制电芯组件300的充放电过程，以提高电芯组件300的运行效率和使用寿命。

进一步地，在某些实施方式中，采集组件50可包括采集线路51、采集片53及采集端子55。采集线路51设置于电路板10的第二侧103，且采集线路51的一端与采集片53电连接，采集线路51的另一端与采集端子55电连接。电路板10设有安装孔11，采集片53位于安装孔11内，采集片53的一端设于电路板10上并与采集线路51电连接，采集片53的另一端与电芯组件300电连接。采集片53能够采集电芯组件300的电池电压、电流、电池运行状况、电池电量以及电池温度等信息，并经过采集线路51将信息以电信号的方式传输至采集端子55。采集端子55设于电路板10的第二侧103并位于电路板10的一端。采集端子55能够与电路板10外部的信号线连接以传输自电芯组件300发出的电信号。

具体地，在某些实施方式中，采集片53可包括电压检测件、电流检测件或温度检测件等，电压检测件能够实时检测电芯组件300的电池电压。电流检测件能够实时测量电池的充电电流和放电电流。温度检测件既可以是温度传感器，也可以是热敏电阻。温度检测件能够检测电池的温度，并判断此时电池的温度是否处于预设的正常工作温度的范围内。在电芯组件300的温度高于最高预设值的情况下，加热组件30能够停止加热电芯组件300以使电芯组件300不过温。在电芯组件300的温度低于最低预设值的情况下，加热组件30能够加热电芯组件300以使电芯组件300的温度升高，以达到电芯组件300的效率较高的工作温度。

更具体地，在某些实施方式中，采集片53包括多个，采集线路51包括多根，多个采集片53分别与多根采集线路51电连接。电路板10设有多个安装孔11，每个采集片53均设于一个安装孔11内。每个采集片53的一端均安装于电路板10的第二侧103并与一个采集线路51电连接。在一些实施方式中，每个采集片53均与电芯组件300中的同一个电池单体303或多个电池单体303串联形成的串联单元连接，并能够采集电芯组件300的不同信息。在另一些实施方式中，每个采集片53均能够与电芯组件300中的不同的电池单体303或多个电池单体303串联形成的不同的串联单元电连接，以采集不同电池单体303或串联单元的信息。

请参阅图1及图2，进一步地，在某些实施方式中，加热采集装置100还可包括保护件70，保护件70设于电路板10的第一侧101，加热线路31位于保护件70与电路板10之间，保护件70能够保护加热线路31，避免安装加热采集装置100时或运输电池模组100时损坏蚀刻于电路板10的第一侧101的加热线路31或使可拆卸安装于电路板10的第一侧101的加热线路31脱落。保护件70的材质包括但不限于金属、塑料或硅胶等。

请参阅图1及图2，还进一步地，在某些实施方式中，加热采集装置100还可包括导热件90，导热件90设于电路板10的第二侧103，导热件90能够传导加热线路31产生的热量，以使加热线路31产生的热量自电路板10传递至导热件90，再经由导热件90传递至电芯组件300。导热件90大致为覆盖电路板10的第二侧103的板状结构或块状结构，采集线路51位于导热件90与电路板10的第二侧103之间，采集端子55与导热件90间隔设置。导热件90的材料包括但不限于金属、硅胶、石墨或碳纤维等导热材料。在一些实施方式中，导热件90可拆卸地安装于电路板10的第二侧103，导热件90的安装方式包括但不限于卡合连接、螺纹连接、螺钉连接或销钉连接等。在另一些实施方式中，导热件90不可拆卸地固定于电路板10的第二侧103，导热件90的固定方式包括但不限于胶合固定、铆接固定或焊接固定等。

进一步地，在某些实施方式中，导热件90上还可设有与采集片53位置对应的通孔91，采集片53未与电路板10的第二侧103连接的部分能够穿过通孔91以与电芯组件300电连接。在采集片53包括多个且采集线路51包括多根的情况下，通孔91也可包括多个，且每个采集片53均能与一个通孔91对应。

请参阅图1及图3，本申请实施方式的电池模组1000包括支架200、电芯组件300及上述任一实施方式的加热采集装置100。电芯组件300安装于支架200内，电芯组件300能够储存电能和向外输送电能。加热采集装置100安装于支架200并与电芯组件300电连接。在电芯组件300的温度低于工作温度的情况下，加热组件30通电以加热电芯组件300。采集组件50与电芯组件300电连接并能够采集电芯组件300的电信号。

具体地，在某些实施方式中，支架200包括相对的顶部和底部，电芯组件300穿设支架200，电芯组件300的两端分别自支架200的顶部和支架200的底部伸出支架200外。支架200的顶部上设有第一连接件，加热采集装置100上设有第二连接件，加热采集装置100设于支架200外并能够通过第一连接件和第二连接件的配合安装于支架200的顶部并与电芯组件300接触。

本申请的电池模组1000中，加热组件30和采集组件50均集成于同一电路板10上可以有效减少加热采集装置100在电池模组1000内占据的空间，从而使整个电池模组1000更加紧凑。并且，设置集成加热组件30和采集组件50的加热采集装置100能够减少电池模组1000内的组件数量，降低电池模组1000的复杂度，增强电池模组1000的可靠性和稳定性，更适用于高效节能的用电设备的应用场景。

具体地，请结合图4，在某些实施方式中，电芯组件300包括电连接件301及多个电池单体303。多个电池单体303通过电连接件301电连接。电连接件301能够连接多个电池单体303的正极或负极，以使电池单体303内的电流能够沿电连接件301依次通过各个电池单体303，以实现电能的传输和分配。电连接件301能够吸收加热组件30传递的热量，以使电芯组件300升温。同时，在电芯组件300的温度过高的情况下，电连接件301还能够分散部分热量，保证电芯组件300的安全。采集组件50的采集片53的另一端与电连接件301电连接以采集与电连接件301电连接的多个电池单体303的各项参数信息。

更具体地，在某些实施方式中，加热采集装置100的导热件90与电连接件301接触，加热组件30产生的热量能够经电路板10和导热件90传递至电连接件301，以使电连接件301升温。电连接件301升温后能够加热电芯组件300，以使电芯组件300达到正常工作的温度。

请参阅图4及图5，本申请实施方式的用电设备2000包括上述任一实施方式所述的电池模组1000。其中，用电设备2000可以为但不限于手机、平板、笔记本电脑、电动玩具、电动工具、电瓶车、电动汽车、轮船、航天器等等。其中，电动玩具可以包括固定式或移动式的电动玩具，例如，游戏机、电动汽车玩具、电动轮船玩具和电动飞机玩具等等，航天器可以包括飞机、火箭、航天飞机和宇宙飞船等等。用电设备2000还可以为使用电池作为储能元件的各种储能系统，例如户外电源、家储电源、光伏系统等等。

本申请的用电设备2000中，电池模组1000内设置有加热采集装置100，加热采集装置100能够加热电池模组1000内的电芯组件300，以使电芯组件300达到正常工作的温度。在电芯组件300达到正常工作的温度的情况下，集成设置的加热采集装置100能够提高电池模组1000的电化学反应的速率和电池模组1000的功率，并且减小电池模组1000在用电设备2000内占据的空间。

在本说明书的描述中，参考术语“某些实施方式”、“一个例子中”、“示例地”等的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施方式，可以理解的是，上述实施方式是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施方式进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种加热采集装置，其特征在于，包括：

电路板，所述电路板包括相背的第一侧和第二侧；

加热组件，所述加热组件设置于所述电路板的第一侧，所述加热组件用于通电发热；及

采集组件，所述采集组件设置于所述电路板的第二侧，并至少部分伸入所述电路板内，所述采集组件用于采集电信号。

2.根据权利要求1所述的加热采集装置，其特征在于，所述加热组件包括：

加热线路，所述加热线路设置于所述电路板的第一侧；及

导电件，所述导电件设于所述电路板并与所述加热线路电连接，所述导电件用于向所述加热线路通电，以使所述加热线路发热。

3.根据权利要求2所述的加热采集装置，其特征在于，所述加热采集装置还包括：

保护件，所述保护件设于所述电路板的第一侧，所述加热线路位于所述保护件与所述电路板之间，所述保护件用于保护所述加热线路。

4.根据权利要求3所述的加热采集装置，其特征在于，所述采集组件包括：

采集线路，所述采集线路设置于所述电路板的第二侧；

采集片，所述电路板设有安装孔，所述采集片位于所述安装孔内，所述采集片的一端与所述采集线路电连接，所述采集片的另一端用于与电芯组件电连接；及

采集端子，所述采集端子设于所述电路板的第二侧并与所述采集线路电连接，所述采集端子还用于与信号线连接以传输所述电芯组件的电信号。

5.根据权利要求4所述的加热采集装置，其特征在于，所述采集片包括多个，所述采集线路包括多根，多个所述采集片分别与多根所述采集线路电连接，所述电路板设有多个安装孔，每个所述采集片均设于一个所述安装孔内。

6.根据权利要求4所述的加热采集装置，其特征在于，所述加热采集装置还包括：

导热件，所述导热件设于所述电路板的第二侧，所述导热件用于传导所述加热线路产生的热量。

7.根据权利要求6所述的加热采集装置，其特征在于，所述导热件设有通孔，所述采集片穿过所述通孔以与所述电芯组件电连接。

8.一种电池模组，其特征在于，包括：

支架；

电芯组件，所述电芯组件安装于所述支架内；及

权利要求1-7任意一项所述的加热采集装置，所述加热采集装置安装于所述支架并与所述电芯组件电连接，所述加热组件用于通电以加热所述电芯组件，所述采集组件用于采集所述电芯组件的电信号。

9.根据权利要求8所述的电池模组，其特征在于，所述电芯组件包括：

电连接件；及

多个电池单体，多个所述电池单体通过所述电连接件电连接，所述采集组件的采集片的另一端与所述电连接件电连接，所述加热采集装置的导热件与所述电连接件接触。

10.一种用电设备，其特征在于，包括权利要求8或9任意一项所述的电池模组。