CN220420817U - 电路板连接结构、电池组及用电设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种电路板连接结构、电池组及用电设备，电路板连接结构包括主控板及至少一个采样板，所述主控板设有第一导电部，所述采样板设有第二导电部，所述第一导电部适于与所述第二导电部电连接。该电路板连接结构，主控板及至少一个采样板通过第一导电部与第二导电部实现机械连接与电气连接。相对于现有技术，减少了多个PCB之间的连接器、排线，节省了电池组的物料成本及制造工时，同时提高了主控板与采样板的连接强度，提高了电路板之间的连接可靠性。

Description

电路板连接结构、电池组及用电设备

技术领域

本实用新型属于电池技术领域，涉及一种电路板连接结构、电池组及用电设备。

背景技术

电动车、两轮车、电动工具及储能设备等用电设备都要用到大能量的电池组。由于锂电池具有高容量密度、高循环寿命的特性，用电设备首选锂电池。但是，单个电芯的电压一般为3～4V，不足以驱动以上用电设备，因此需要将多个电芯进行串联、并联，来提供用电设备所需的电压、电流。

现有技术中，一般采用PCB对多个电芯进行串并联。但是，由于空间结构或功能限制，PCB一般使用排线、连接器等结构与主控板进行连接，存在成本高、连接可靠性较差的问题。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：针对现有的电池组，PCB一般使用排线、连接器等结构与主控板进行连接，存在成本高、连接可靠性较差的问题，提供一种电路板连接结构、电池组及用电设备。

为解决上述技术问题，一方面，本实用新型提供了一种电路板连接结构，包括主控板及至少一个采样板，所述主控板设有第一导电部，所述采样板设有第二导电部，所述第一导电部适于与所述第二导电部电连接。

可选地，所述第一导电部和所述第二导电部其中一个设有凸出部，另一个设有凹槽结构，所述凸出部适于固定在所述凹槽结构中。

可选地，所述采样板设置有多个，所述第一导电部设置有多个，多个所述第一导电部适于与多个所述采样板的所述第二导电部对应地电连接。

可选地，所述第二导电部包括至少一个凸出部，所述凸出部设置在所述采样板的一侧边缘，所述第一导电部包括至少一个凹槽结构和设置在所述主控板上的，所述凹槽结构设置在所述主控板的侧边并贯穿所述主控板的厚度方向的两侧表面，所述凸出部固定在对应的所述凹槽结构中且与所述导电层电连接，以通过所述主控板连接所述采样板。

可选地，所述导电层设置在所述主控板的厚度方向的一侧表面上，并环绕所述凹槽结构的开口设置。

可选地，所述导电层设置在所述凹槽结构的内壁上。

可选地，所述导电层包括导电层第一部分及导电层第二部分，所述导电层第一部分设置在所述主控板的厚度方向的一侧表面上并环绕所述凹槽结构的开口设置，所述导电层第二部分设置在所述凹槽结构的内壁上。

可选地，所述凹槽结构为通孔或缺口。

可选地，所述凸出部与所述导电层通过焊料连接或通过导电胶水连接。

可选地，所述凸出部上设置有沿厚度方向贯穿的穿孔，所述穿孔在所述主控板上的正投影不与所述凹槽结构重合，所述焊料或导电胶水填充所述穿孔以形成连接部。

可选地，每个所述采样板的第二导电部包括多个所述凸出部，多个所述凸出部排成一排，所述凹槽结构设置有多个，多个所述凸出部对应地固定在对应的所述凹槽结构中。

可选地，所述采样板设置有两个，被所述主控板连接的两个所述采样板，其中一个所述采样板的所述第二导电部包括电池组负极导电凸出部及多个第一采样导电凸出部，所述电池组负极导电凸出部在所述主控板上的正投影面积大于所述第一采样导电凸出部在所述主控板上的正投影面积；所述电池组负极导电凸出部引出电池组的负极；

另一个所述采样板的所述第二导电部包括电池组正极导电凸出部及多个第二采样导电凸出部，所述电池组正极导电凸出部在所述主控板上的正投影面积大于所述第二采样导电凸出部在所述主控板上的正投影面积；所述电池组正极导电凸出部引出电池组的正极；

所述主控板上设置有正极输出接口及负极输出接口，所述电池组负极导电凸出部对应的所述导电层通过所述主控板上的导电线路连接所述负极输出接口，所述电池组正极导电凸出部对应的所述导电层通过所述主控板上的导电线路连接所述正极输出接口；

所述电路板连接结构还包括正极输出线及负极输出线，所述正极输出线的一端与所述正极输出接口电连接，所述负极输出线的一端与所述负极输出接口电连接。

再一方面，本实用新型实施例还提供一种电池组，包括电芯组及上述的电路板连接结构，所述电路板连接结构适于与所述电芯组电连接。

可选地，还包括第一支架、第二支架、第一连接组件及第二连接组件，所述电芯组包括多个电芯；

所述第一支架与第二支架固定连接并夹持所述电芯组；

所述第一连接组件包括设置在其中一个所述采样板上的多个第一导电连接片，相邻的所述第一导电连接片通过对应的所述采样板上的导电线路连接；

所述第二连接组件包括设置在另一个所述采样板上的多个第二导电连接片，相邻的所述第二导电连接片通过对应的所述采样板上的导电线路连接；

所述电芯的一端与所述第一导电连接片电连接，所述电芯的另一端与所述第二导电连接片电连接。

本实用新型实施例的电路板连接结构及电池组，主控板设有第一导电部，采样板设有第二导电部，第一导电部适于与第二导电部电连接。这样，主控板及至少一个采样板通过第一导电部与第二导电部实现机械连接与电气连接。相对于现有技术，减少了多个PCB之间的连接器、排线，节省了电池组的物料成本及制造工时，同时提高了主控板与采样板的连接强度，提高了电路板之间的连接可靠性。

另一方面，本实用新型实施例还提供一种用电设备，包括上述的电路板连接结构或电池组。

用电设备可以是电动车、两轮车、电动工具及储能设备等。

附图说明

图1是本实用新型一实施例提供的电池组的示意图；

图2是本实用新型一实施例提供的电池组的分解图；

图3是本实用新型一实施例提供的电路板连接结构的示意图；

图4是本实用新型一实施例提供的电路板连接结构的分解图；

图5是本实用新型一实施例提供的电路板连接结构的第一导电凸出部与第一导电层的连接位置处的剖视图；

图6是本实用新型一实施例提供的电路板连接结构的第二导电凸出部与第二导电层的连接位置处的剖视图。

说明书中的附图标记如下：

1、电芯组；11、电芯；2、第一支架；21、第一安装孔；22、第一螺钉柱；3、第二支架；31、第二安装孔；32、第二螺钉柱；4、第一连接组件；41、第一导电连接片；411、第一贴装部；412、第一压接部；413、第一阶梯部；5、第二连接组件；51、第二导电连接片；511、第二贴装部；512、第一压接部；513、第一阶梯部；6、采样板；61、凸出部；611、穿孔；61a、电池组负极导电凸出部；61b、第一采样导电凸出部；62a、第一开口；62b、第二开口；61c、电池组正极导电凸出部；61d、第二采样导电凸出部；8、主控板；81、凹槽结构；82、导电层；85、正极输出接口；86、负极输出接口；87、信号线接口；9、焊料或导电胶水；91、连接部；10、正极输出线；20、负极输出线；30、信号线。

具体实施方式

为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

参见图1至图6，本实用新型一实施例提供的电池组，包括电芯组1、第一支架2、第二支架3、第一连接组件4、第二连接组件5及电路板连接结构，电路板连接结构适于与电芯组1电连接。电芯组1包括多个电芯11；第一支架2上设置有多个第一安装孔21，第二支架3上设置有多个第二安装孔31，电芯11的一端穿设在第一安装孔21中，电芯11的另一端穿设在第二安装孔31中，第一支架2与第二支架3固定连接并夹持电芯组1。

其中，电路板连接结构包括主控板8及至少一个采样板6，主控板8设有第一导电部，采样板6设有第二导电部，第一导电部适于与所述第二导电部电连接。

第一导电部和第二导电部其中一个设有凸出部，另一个设有凹槽结构，凸出部适于固定在所述凹槽结构中。

本实用新型实施例的电路板连接结构及电池组，主控板8及至少一个采样板6通过第一导电部与第二导电部实现机械连接与电气连接。相对于现有技术，减少了多个PCB之间的连接器、排线，节省了电池组的物料成本及制造工时，同时提高了主控板与采样板的连接强度，提高了电路板之间的连接可靠性。

在一实施例中，采样板6设置有多个，多个第一导电部适于与多个采样板6的第二导电部对应地电连接。

在一实施例中，采样板6设置有两个，两个采样板6间隔布置。

在一实施例中，第二导电部包括至少一个凸出部61，凸出部61设置在采样板6的一侧边缘，第一导电部包括至少一个凹槽结构81和设置在主控板8上的的导电层82，凹槽结构81设置在主控板8的侧边并贯穿主控板8的厚度方向的两侧表面，凸出部61固定在对应的凹槽结构81中且与导电层82电连接，以通过主控板8连接采样板6。

在一实施例中，每个采样板6的第二导电部包括多个凸出部61，多个凸出部61排成一排，凹槽结构81设置有多个，多个凸出部61对应地固定在对应的凹槽结构81中。

在一实施例中，主控板8的相对两侧均设置有凹槽结构81；导电层82通过主控板8上的导电线路连接主控板8上的芯片。凸出部61插接固定在对应的凹槽结构81中且与导电层82电连接，以通过主控板8连接采样板6。

第一连接组件4包括设置在其中一个采样板6上的多个第一导电连接片41，相邻的第一导电连接片41通过对应的采样板6上的导电线路连接；第二连接组件5包括设置在另一个采样板6上的多个第二导电连接片51，相邻的第二导电连接片51通过对应的采样板6上的导电线路连接；电芯11的一端与第一导电连接片41电连接，电芯11的另一端与第二导电连接片51电连接。电芯11的一端为正极，另一端为负极。

第一导电连接片41焊接在采样板6上的焊盘上，采样板6上的相邻的焊盘通过采样板6上的导电线路连接。第二导电连接片51焊接在采样板6上的焊盘上，采样板6上的相邻的焊盘通过采样板6上的导电线路(例如印刷铜线)连接。以此实现多个电芯11的连接，连接简单、成本低。例如采样板6上的相邻的焊盘通过采样板6上的铜皮(铜线)连接，铜皮导电阻值低，使得电芯11与电芯11之间的连接阻值低，降低了发热，提高了电池效率。

优选地，主控板8垂直于采样板6。

第一导电连接片41及第二导电连接片51使用良导电材料，优选使用铜带、铝带、镍片、镀镍钢带等材料。第一导电连接片41与电芯11的电连接方式可以是焊接、导电胶水粘接或压接等。第二导电连接片51与电芯11的电连接方式可以是焊接、导电胶水粘接或压接等。

采样板6使用PCB、FPC、FFC、FDC等材料。在使用PCB时，优选的，为节约成本，PCB选择使用单层PCB。PCB板的表面设置有绝缘油墨。

电芯11为硬壳电芯，包括但不限于方形电芯、圆柱形电芯。电芯11的外表面包覆有绝缘保护膜，绝缘保护膜一般使用PET膜、PVC膜等。以实现多个电芯11的相互绝缘，避免短路。

多个电芯11通过第一支架2、第二支架3进行固定，第一支架2上的第一安装孔21及第二支架3上的第二安装孔31用于限位电芯11，保证电芯组1内各电芯11的位置以及电芯组1的整体性。且保证电芯11与电芯11之间有一定的空隙，起到绝缘和散热作用。

第一支架2、第二支架3可采用相同的结构，这样可以采用一套模具制作，可以少开一套模具，降低模具成本，且方便物料管理。

在一实施例中，参见图2、图4至图6，导电层82设置在主控板8的厚度方向的一侧表面上，并环绕凹槽结构81的开口设置。即，导电层82位于凹槽结构81的外部。此时，导电层82与凸出部61之间通过焊料或导电胶水9连接，以实现主控板8与凸出部61之间的机械连接与电气连接。以实现主控板8与凸出部61之间的机械连接与电气连接。

在一实施例中，导电层82为金属镀层，例如铜镀层。

在另一实施例中(未图示)，第一导电层82也可以是焊接在主控板8上的金属片，例如铜片。

在一实施例中，参见图5及图6，凸出部61上设置有沿厚度方向贯穿的穿孔611，穿孔611位于凹槽结构81的外部，穿孔611在主控板8上的正投影不与凹槽结构81重合。具体为，穿孔611设置在凸出部61穿出凹槽结构81的部分上，使得穿孔611不在凹槽结构81所占据的空间内。焊料或导电胶水9填充穿孔611以形成连接部91，连接部91能够增强主控板8与凸出部61之间的连接强度。连接部91呈销钉状。

在一实施例中，参见图1至图4，采样板6设置有两个，被主控板8连接的两个采样板6，其中一个采样板6的第二导电部(多个凸出部61)包括电池组负极导电凸出部61a及多个第一采样导电凸出部61b，多个第一采样导电凸出部61b用于电芯组1的温度、电流采样。电池组负极导电凸出部61a引出电池组的负极B-，电池组负极导电凸出部61a通过大电流，多个第一采样导电凸出部61b用于信号检测，通过小电流，因而，电池组负极导电凸出部61a的过流能力需要大于第一采样导电凸出部61b的过流能力，因而，设置电池组负极导电凸出部61a在主控板8上的正投影面积大于第一采样导电凸出部61b在主控板8上的正投影面积；另一个采样板6的第二导电部(多个凸出部61)包括电池组正极导电凸出部61c及多个第二采样导电凸出部61d，多个第二采样导电凸出部61d用于电芯组1的温度、电流采样。电池组正极导电凸出部61c引出电池组的正极B+。电池组正极导电凸出部61c通过大电流，多个第二采样导电凸出部61d用于信号检测，通过小电流，因而，电池组正极导电凸出部61c的过流能力需要大于第二采样导电凸出部61d的过流能力，因而，设置电池组正极导电凸出部61c在主控板8上的正投影面积大于第二采样导电凸出部61d在主控板8上的正投影面积。主控板8上设置有正极输出接口85及负极输出接口86，电池组负极导电凸出部61a对应的导电层82通过主控板8上的导电线路连接负极输出接口86，电池组正极导电凸出部61c对应的导电层84通过主控板8上的导电线路连接正极输出接口85；电路板连接结构还包括正极输出线10及负极输出线20，正极输出线10的一端与正极输出接口85电连接，负极输出线20的一端与负极输出接口86电连接。正极输出线10及负极输出线20用于电池组的充放电。

在一实施例中，参见图5及图6，电池组负极导电凸出部61a上并排设置多个穿孔611(例如两个)，以进一步增强电池组负极导电凸出部61a与主控板8的连接强度。同样，电池组正极导电凸出部61c上并排设置多个穿孔611(例如两个)，以进一步增强电池组正极导电凸出部61c与主控板8的连接强度。

在一实施例中，参见图1及图2，主控板8上还设置有信号线接口87，电池组还包括信号线30，信号线的一端连接在信号线接口87上，用于电池组的信息交换。

在另一实施例中(未图示)，也可以是，第一导电层82设置在凹槽结构81的内壁上。

在另一实施例中(未图示)，也可以是，导电层82包括导电层第一部分及导电层第二部分，导电层第一部分设置在主控板8的厚度方向的一侧表面上并环绕凹槽结构81的开口设置，导电层第二部分设置在凹槽结构81的内壁上。

在一实施例中，参见图3及图4，其中一个采样板6上设置有多个第一开口62a，第一导电连接片41具有第一贴装部411、第一压接部412及连接在第一贴装部411与第一压接部412之间的第一阶梯部413，第一贴装部411通过回流焊等方式贴装在采样板6的背离采样板6的一侧表面。位于第一开口62a中的第一导电连接片41，其第一阶梯部413容纳于第一开口62a中，第一压接部412位于第一开口62a的朝向采样板6的一侧。位于采样板6的边缘位置的第一导电连接片41，其第一阶梯部413及第一压接部412凸出于采样板6的边缘，且第一阶梯部413包覆采样板6的边缘。第一阶梯部413的高度大于或等于采样板6的厚度，以方便第一压接部412与电芯11电连接。另外一个采样板6上设置有多个第二开口62b，第二导电连接片51具有第二贴装部511、第二压接部512及连接在第二贴装部511与第二压接部512之间的第二阶梯部513，第二贴装部511通过回流焊等方式贴装在采样板6的背离采样板6的一侧表面。位于第二开口62b中的第二导电连接片51，其第二阶梯部513容纳于第二开口62b中，第二压接部512位于第二开口62b的朝向采样板6的一侧。位于采样板6的边缘位置的第二导电连接片51，其第二阶梯部513及第二压接部512凸出于采样板6的边缘，且第二阶梯部513包覆采样板6的边缘。第二阶梯部513的高度大于或等于采样板6的的厚度，以方便第二压接部512与电芯11电连接。电芯11的一端与第一压接部412电连接，电芯11的另一端与第二压接部512电连接。

在另一实施例中(未图示)，第一导电连接片41也可以是直接焊接在其中一个采样板6的朝向电芯11的一侧表面上。第二导电连接片51也可以是直接焊接在另一个采样板6的朝向电芯11的一侧表面上。此时，可以取消第一开口62a、第二开口62b，以简化结构。

在一实施例中，参见图1及图2，第一支架2、第二支架3大致呈方形，第一支架2的四个角处设置向第二支架3延伸的第一螺钉柱22，第二支架3的四个角处设置向第一支架2延伸的第二螺钉柱32。这样，通过四个螺钉可以固定第一支架2与第二支架3。螺钉，优选为自攻螺钉，安装简单、快捷。

在一实施例中，主控板8两侧的凹槽结构81均为通孔。通孔整体位于主控板8的边缘内侧，没有超出主控板8的边界，具有环形封闭的内壁面。此时，优选地，导电层82呈环状，以便于与凸出部61有更大的连接面积(焊接面积或粘接面积)，以实现更好的电气连接，降低连接电阻。

在另一实施例中(未图示)，也可以是，主控板8两侧的凹槽结构81均缺口。缺口相对于通孔，其内壁面非环形，缺口的内壁面与主控板8的边缘相接的两个位置之间的区域为开口。此时，导电层82为未封闭的形状(相当于在环形上开设缺口)。

在另一实施例中(未图示)，也可以是，主控板8一侧边缘的凹槽结构81为通孔，主控板8另一侧边缘的凹槽结构81为缺口。

在一实施例中，通过在凸出部61开窗剥离外周上的绝缘油墨，使得凸出部61的导电线路(下称采样连接线)露出，采样连接线用于电芯11的温度或电压采样。

本实用新型实施例的电路板连接结构及电池组，主控板8环绕凹槽结构81设置有导电层82，导电层82通过主控板8上的导电线路连接主控板8上的芯片，采样板6的导电凸出部61插接固定在对应的凹槽结构81中且与导电层82电连接，以通过主控板8连接相邻的两个采样板6。这样，两个采样板6的机械连接通过主控板8完成，采样板6与主控板8通过凸出部61与导电层82的电连接实现电气连接，主控板8将两个采样板6机械连接与电气连接。

另外，本实用新型实施例还提供一种用电设备，包括上述实施例的电路板连接结构。

另外，本实用新型实施例还提供一种用电设备，包括上述实施例的电池组。

用电设备可以是电动车、两轮车、电动工具及储能设备等。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (15)

1.一种电路板连接结构，其特征在于，包括主控板及至少一个采样板，所述主控板设有第一导电部，所述采样板设有第二导电部，所述第一导电部适于与所述第二导电部电连接。

2.根据权利要求1所述的电路板连接结构，其特征在于，所述第一导电部和所述第二导电部其中一个设有凸出部，另一个设有凹槽结构，所述凸出部适于固定在所述凹槽结构中。

3.根据权利要求1所述的电路板连接结构，其特征在于，所述采样板设置有多个，所述第一导电部设置有多个，多个所述第一导电部适于与多个所述采样板的所述第二导电部对应电连接。

4.根据权利要求1所述的电路板连接结构，其特征在于，所述第二导电部包括至少一个凸出部，所述凸出部设置在所述采样板的一侧边缘，所述第一导电部包括至少一个凹槽结构和设置在所述主控板上的导电层，所述凹槽结构设置在所述主控板的侧边并贯穿所述主控板的厚度方向的两侧表面，所述凸出部固定在对应的所述凹槽结构中且与所述导电层电连接，以通过所述主控板连接所述采样板。

5.根据权利要求4所述的电路板连接结构，其特征在于，所述导电层设置在所述主控板的厚度方向的一侧表面上，并环绕所述凹槽结构的开口设置。

6.根据权利要求4所述的电路板连接结构，其特征在于，所述导电层设置在所述凹槽结构的内壁上。

7.根据权利要求4所述的电路板连接结构，其特征在于，所述导电层包括导电层第一部分及导电层第二部分，所述导电层第一部分设置在所述主控板的厚度方向的一侧表面上并环绕所述凹槽结构的开口设置，所述导电层第二部分设置在所述凹槽结构的内壁上。

8.根据权利要求4所述的电路板连接结构，其特征在于，所述凹槽结构为通孔或缺口。

9.根据权利要求4所述的电路板连接结构，其特征在于，所述凸出部与所述导电层通过焊料连接或通过导电胶水连接。

10.根据权利要求9所述的电路板连接结构，其特征在于，所述凸出部上设置有沿厚度方向贯穿的穿孔，所述穿孔在所述主控板上的正投影不与所述凹槽结构重合，所述焊料或导电胶水填充所述穿孔以形成连接部。

11.根据权利要求2所述的电路板连接结构，其特征在于，每个所述采样板的第二导电部包括多个所述凸出部，多个所述凸出部排成一排，所述凹槽结构设置有多个，多个所述凸出部对应地固定在对应的所述凹槽结构中。

12.根据权利要求3所述的电路板连接结构，其特征在于，所述采样板设置有两个，被所述主控板连接的两个所述采样板，其中一个所述采样板的所述第二导电部包括电池组负极导电凸出部及多个第一采样导电凸出部，所述电池组负极导电凸出部在所述主控板上的正投影面积大于所述第一采样导电凸出部在所述主控板上的正投影面积；所述电池组负极导电凸出部引出电池组的负极；

另一个所述采样板的所述第二导电部包括电池组正极导电凸出部及多个第二采样导电凸出部，所述电池组正极导电凸出部在所述主控板上的正投影面积大于所述第二采样导电凸出部在所述主控板上的正投影面积；所述电池组正极导电凸出部引出电池组的正极；

所述主控板上设置有正极输出接口及负极输出接口，所述电池组负极导电凸出部对应的所述导电层通过所述主控板上的导电线路连接所述负极输出接口，所述电池组正极导电凸出部对应的所述导电层通过所述主控板上的导电线路连接所述正极输出接口；

所述电路板连接结构还包括正极输出线及负极输出线，所述正极输出线的一端与所述正极输出接口电连接，所述负极输出线的一端与所述负极输出接口电连接。

13.一种电池组，其特征在于，包括电芯组及权利要求1-12任意一项所述的电路板连接结构，所述电路板连接结构适于与所述电芯组电连接。

14.根据权利要求13所述的电池组，其特征在于，还包括第一支架、第二支架及至少一个连接组件，所述电芯组包括多个电芯；

所述第一支架与第二支架固定连接并夹持所述电芯组；

所述连接组件包括多个导电连接片，多个所述导电连接片设置在采样板上，相邻的所述导电连接片通过所述采样板上的导电线路连接，所述导电连接片适于与所述电芯电连接。

15.一种用电设备，其特征在于，包括权利要求1-12任意一项所述的电路板连接结构或权利要求13-14任意一项所述的电池组。