CN220474840U - 一种集成母排组件及电池模组 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种集成母排组件及电池模组，所述集成母排组件包括从上往下依次叠加设置的柔性印刷电路板、以及汇流排组合和集成母排支架；集成母排支架的一端底部的连接器固定支架上设置有柔性印刷电路板连接器；集成母排支架的顶部，设置有汇流排组合；汇流排组合包括间隔分布的总负汇流排、串联汇流排和总正汇流排；汇流排组合顶部设置有柔性印刷电路板；柔性印刷电路板上设置的多个连接片与汇流排组合相连接；总负汇流排和总正汇流排分别与一个外部汇流排相导电连接。本实用新型提供的一种集成母排组件及电池模组能够安全、可靠地将电池模组中的多个大圆柱型电池连接在一起，保证连接的强度和可靠性。

Description

一种集成母排组件及电池模组

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，特别是涉及一种集成母排组件及电池模组。

背景技术

锂离子电池具有比能量高、循环使用次数多、存储时间长等优点，不仅在便携式电子设备(如移动电话、数码摄像机和手提电脑)上得到广泛应用，而且也广泛应用于电动汽车、电动自行车以及电动工具等大中型电动设备方面，因此对锂离子电池的性能要求越来越高。

目前，对于大圆柱型电池，例如4680、4695等型号的大圆柱型电池，其与普通的圆柱型电池(例如18650圆柱型电池)相比较，续航能力、功率输出、能量都有大幅提升，并且有效降低了生产成本。

需要说明的是，4680大圆柱电池是电芯直径为46mm、高度为80mm的圆柱型电池；4695大圆柱型电池是电芯直径为46mm、高度为95mm的圆柱型电池。

为了更好地满足客户在电动汽车等领域的使用需求，需要将多个大圆柱型电池，组装成大圆柱型电池模组。

但是，对于现有的大圆柱型电池模组，其中多个大圆柱型电池之间的连接结构不够牢固，影响了大圆柱型电池模组的整体使用寿命以及安全运行。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术存在的技术缺陷，提供一种集成母排组件及电池模组。

为此，本实用新型提供了一种集成母排组件，包括从上往下依次叠加设置的柔性印刷电路板、以及汇流排组合和集成母排支架；

集成母排支架的一端底部，设置有连接器固定支架；

集成母排支架的顶部，设置有汇流排组合；

汇流排组合，包括间隔分布的总负汇流排、串联汇流排和总正汇流排；

汇流排组合的顶部，设置有柔性印刷电路板；

柔性印刷电路板上设置的多个连接片，与汇流排组合相连接；

总负汇流排和总正汇流排，分别与一个外部汇流排相导电连接；

柔性印刷电路板的一端设置有柔性印刷电路板连接器；

该柔性印刷电路板连接器，插入到连接器固定支架中。

本实用新型还提供了一种电池模组，包括至少一个电池串联组合；

每个电池串联组合，包括相互串联的多个电池；

每个电池串联组合中的多个电池，通过上述的集成母排组件中的串联汇流排相串联。

由以上本实用新型提供的技术方案可见，与现有技术相比较，本实用新型提供了一种集成母排组件及电池模组，其设计科学，能够安全、可靠地将电池模组中的多个大圆柱型电池连接在一起，保证连接的强度和可靠性。

经过检验，本实用新型提供的集成母排组件及电池模组，可以承受较大的外部挤压力，能够有效提升大圆柱型电池模组的安全性能，延长大圆柱型电池模组的整体使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型提供的一种集成母排组件的立体分解示意图；

图2为本实用新型提供的一种集成母排组件中，集成母排支架的左端局部放大示意图；

图3为本实用新型提供的一种集成母排组件中，集成母排支架的左端在倒立放置时的局部放大示意图；

图4为本实用新型提供的一种集成母排组件中，连接器固定支架的立体结构放大示意图；

图5为本实用新型提供的一种电池模组的立体爆炸分解结构示意图；

图6为本实用新型提供的一种电池模组的立体结构示意图；

图7为本实用新型提供的一种电池模组在未设置集成母排组件时的结构示意图；

图8为图5所示电池模组位于电池模组箱体内时的左视图；

图9为图5所示的电池模组中包括的八个电池(部分电池)，在通过串联汇流排连接的结构示意图；

图10为图5所示的电池模组中包括的八个电池(部分电池)，在通过串联汇流排连接的位置关系指向示意图；

图11为本实用新型提供的一种电池模组中，总负汇流排与相邻的电池的负极盖板之间的连接结构示意图；

图12为本实用新型提供的一种电池模组中，总正汇流排与相邻的电池的正极极柱之间的连接结构示意图；

图13为本实用新型提供的一种电池模组具有的柔性印刷电路板上所设置的三个热敏电阻的位置示意图。

图中，1.集成母排支架；2.连接器固定支架；3.总负汇流排；4、串联汇流排；5.总正汇流排；

6.柔性印刷电路板；7.柔性印刷电路板连接器；8.热熔柱；9.连接片；12.水冷板，13.电池，14.进水口，15.出水口，16.热敏电阻；

100.电池串联组合，101.卡块，102.限位导向凸台引导槽，103.电池定位开口槽；

200.集成母排组件，201.卡块容纳槽，202.限位导向凸台，203.连接器插入限位块，204.连接器限位插入槽，205.限位导向槽，206.挡块；

300.电池模组箱体，601.弯折板，1301.正极极柱，1302.负极盖板。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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设备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。

在本专利的描述中，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”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定相连、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或一体地连接、设置。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利中的具体含义。

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或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，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。

参见图1至图13，本实用新型提供了一种集成母排组件，包括从上往下依次叠加设置的柔性印刷电路板6、串联汇流排4和集成母排支架1以及汇流排组合；

集成母排支架1的一端底部，设置有连接器固定支架2；

集成母排支架1的顶部，设置有汇流排组合；

汇流排组合，包括间隔分布的总负汇流排3、串联汇流排4和总正汇流排5；

汇流排组合的顶部，设置有柔性印刷电路板6；

柔性印刷电路板6上设置的多个连接片9，与汇流排组合相连接；

总负汇流排3和总正汇流排5，分别与一个外部汇流排相导电连接；

柔性印刷电路板6的一端设置有柔性印刷电路板连接器7；

该柔性印刷电路板连接器7，插入到连接器固定支架2中。

在本实用新型中，具体实现上，柔性印刷电路板6的一端设置有向下弯折的弯折板601；

柔性印刷电路板连接器7朝向弯折板601的一侧设置有加强板；

加强板与弯折板601相粘接。

需要说明的是，串联汇流排4，用于将一个电池模组包括的多个电池13串联连接，即将多个电池的正极和负极按照设计的串联方式连接在一起，具体可以与多个电池13的正极极柱1301(即电池盖顶部中心位置的正极极柱)或者负极盖板1302(即电池壳顶部除正极极柱1301位置之外的、相分隔的其他区域)相连接(例如焊接)；电池模组中任意一个电池13的正极极柱1301可以通过串联汇流排4与其他电池的负极盖板1302相连接，实现串联，即实现电池的正负极依次相接；当具有多个电池时，串联的具体连接方式以及电池连接先后顺序多样，为现有公知的技术，在此不再赘述。

此外，总负汇流排3和总正汇流排5，分别用于连接串联汇流排4所串联的多个电池13的负极输出首端以及正极输出尾端。

需要说明的是，一个电池模组在配套安装本实用新型的集成母排组件后，通过集成母排组件所连接的两个外部汇流排，可以与其他电池模组通过串并联的方式，组成电池系统。当然，也可以与负载的正极和负极相连接，对负载进行供电。

需要说明的是，负载是指在电路中接收电能的设备，是各类用电器的总称。例如，常见的负载有空调、电动汽车上的电动机等可消耗功率的电气设备。

在本实用新型中，具体实现上，所述连接片9，可以为容易导电、传输信号的金属片，例如铜片、镍片等，优先为镍片。

在本实用新型中，具体实现上，连接器固定支架2，通过卡扣与集成母排支架1的一端底部设置的卡槽相卡接。

在本实用新型中，具体实现上，连接器固定支架2向下突出于集成母排支架1的底部。

在本实用新型中，具体实现上，总负汇流排3、串联汇流排4和总正汇流排5，通过热熔的方式固定设置在集成母排支架1的顶部；

柔性印刷电路板6通过热熔的方式固定在集成母排支架1上方，且位于汇流排组合的顶部；

汇流排组合中预留有多个空隙，分别用于通过多个热熔连接件。

优选地，热熔连接件是热熔柱8；

集成母排支架1的顶部，设置有多个热熔柱8。

优选地，集成母排支架1的顶部，在与总负汇流排3的一端、串联汇流排4的整体和总正汇流排5的一端相对应的位置，分别设置有总负汇流排放置凹槽、串联汇流排放置凹槽和总正汇流排汇流凹槽。

在本实用新型中，具体实现上，柔性印刷电路板6上设置的多个连接片9，分别与总正汇流排、串联汇流排、总负汇流排相焊接。

需要说明的是，总正汇流排、串联汇流排、总负汇流排，均需与柔性印刷电路板6上的连接片9相焊接。

在本实用新型中，具体实现上，连接器固定支架2的顶部，平行设置有多个(例如两个)卡块容纳槽201；

集成母排支架1的一端底部，在与连接器固定支架2顶部的每个卡块容纳槽201相对应的位置，分别设置有一个卡块101；

每个卡块101，分别与一个卡块容纳槽201对应卡接。

具体实现上，连接器固定支架2的顶部前后两侧，还分别设置有一个限位导向凸台202；

集成母排支架1的一端底部，在与两个限位导向凸台202相对应的位置，设置有两个限位导向凸台引导槽102；

每个限位导向凸台202，分别与一个限位导向凸台引导槽102对应卡接。

需要说明的是，卡块101和限位导向凸台引导槽102等结构，都设置在集成母排支架1的底部。即集成母排支架1采用下沉式设计，可以降低整体高度的设计，为模组间汇流排的安装提供空间。

具体实现上，连接器固定支架2的外侧，设置有前后对称分布的两个连接器插入限位块203；

两个连接器插入限位块203相对的一侧，设置有垂向分布的连接器限位插入槽204；

柔性印刷电路板连接器7的前后两侧，与两个连接器限位插入槽204相插接。

优选地，连接器固定支架2的外侧，在两个连接器插入限位块203之间的位置，还设置有限位导向槽205；

柔性印刷电路板连接器7，在与限位导向槽205相对应的位置，设置有限位块；

所述限位块，与限位导向槽205相卡接。

优选地，限位导向槽205的正下方，设置有挡块206。

在本实用新型中，具体实现上，柔性印刷电路板6的一端，向柔性印刷电路板连接器7的方向垂直弯折后，与柔性印刷电路板连接器7相连接。

在本实用新型中，具体实现上，集成母排支架1的底部，设置有多个电池定位开口槽103；

多个电池定位开口槽103，与需要组装的电池模组(具体是大圆柱型电池模组)中多个电池的顶端(即电池盖的顶部)对应设置；

每个电池定位开口槽103，用于嵌入一个电池的顶端。

基于上述本实用新型提供的集成母排组件，参见图5至图13，本实用新型还提供了一种电池模组(即大圆柱型电池模组)，其包括至少一个电池串联组合100；

每个电池串联组合100，包括相互串联的多个电池13；

每个电池串联组合100中的多个电池13，通过上述的集成母排组件200中的串联汇流排4相串联。

在本实用新型中，具体实现上，当所述电池模组，包括两个以上电池串联组合100时，两个以上电池串联组合100之间为并联、串联或者串并联连接。

优选地，参见图5、图6所示，所述电池模组，包括两个电池串联组合100；

两个电池串联组合100相并联。

优选地，每个电池串联组合100，包括通过集成母排组件200中的串联汇流排4相串联的两排电池；

每排电池包括横向分布的多个电池13(例如八个)；

每个电池串联组合100包括的两排电池相对的一侧，分别通过一个水冷板12相分隔；

具体实现上，两个电池串联组合100，位于电池模组箱体300中。

具体实现上，柔性印刷电路板连接器7位于两个水冷板12之间的间隙中。

具体实现上，每个水冷板12，与相邻的电池13的侧面相紧贴贴合。

优选地，每个水冷板12为中空的腔体，其右端设置有进水口14和出水口15。

需要说明的是，进水口14和出水口15分别通过中空的连接管道，与现有的外部液冷设备相连接。例如：进水口14和出水口15分别通过中空的连接管道，对应与一个外部冷却泵(如水泵)的出液口和进液口相连通，连接管道中预先注入有冷却液。

需要说明的是，所述冷却液为阻燃冷却液或者水。其中，外部冷却泵(如水泵)的作用是给冷却液提供循环动力，从而保证冷却液可以在相关连接管中流动，并可控制冷却液的流动速度。具体实现上，进水口14和出水口15与外部冷却泵(如水泵)之间的连接管道上可以安装有散热器和加热器，以方便在夏天时对冷却液进行散热处理，以及在冬季时，对冷却液进行加热处理。

具体实现上，所述电池为圆柱型电池，优选为大圆柱型电池，例如4680、4695等型号的大圆柱型电池。

需要说明的是，由于柔性印刷电路板6的一端，向柔性印刷电路板连接器7弯折，并且通过连接器固定支架2固定柔性印刷电路板连接器7，从而可以用两条水冷板12中间的狭窄空间，实现了对柔性印刷电路板连接器7的固定，如图8所示。

在本实用新型中，对于圆柱型的电池13，其只有顶部的圆柱型正极极柱1301是正极端，电池壳的其余部分均为负极(即负极盖板)。

在本实用新型中，总负汇流排、串联汇流排和总正汇流排均是载流作用，均连接连接片9(例如镍片)和电池13，多个连接片9与总负汇流排3、串联汇流排4和总正汇流排5相焊接，总负汇流排3、串联汇流排4和总正汇流排5与电池13焊接。

在本实用新型中，柔性印刷电路板6，用于负责电路的连通、以及通过与外部的温度采集器相连接以及其上设置的多个连接片9(例如镍片)，实现对电池的信息(例如电压)和温度的采集。

具体实现上，柔性印刷电路板6通过柔性印刷电路板连接器7以及外部的线束端连接器，实现与外部的温度采集器相连接。

参见图13所示，柔性印刷电路板6上设置有多个(例如三个)热敏电阻16，用于与电池的顶部相接触，作为温度采集使用。

此外，还需要说明的是，对于本实用新型提供的集成母排组件，在电池模组中，能够发挥以下的作用：

1、通过集成母排组件上的汇流排组合将多个单体的电池13连接起来，形成模组，同时，汇流排组合提供载流的作用。

2、集成母排组件中，可以通过连接片9(例如镍片)和相连接的外部温度采集器，实现电池信息和温度采集的作用。

3、连接器固定支架用于负责固定所述柔性印刷电路板连接器，使结构稳定。

4、集成母排支架，用于负责整个集成母排组件中各零部件的支撑作用。

综上所述，本实用新型的技术方案，能够在不影响圆柱型电池分布的情况下，在狭窄的空间中提供了柔性印刷电路板连接器7的一种固定方式和一种圆柱型电池模组的串并联方案。

具体实现上，参见图10所示，A圆圈的指向位置是串联汇流排4与四个电池13顶部中心位置的正极(具体是正极极柱)焊接，B圆圈位置的指向位置是串联汇流排4与四个电池13的负极盖板焊接，其中，圆柱型的电池13只有顶部圆柱型的正极极柱作为正极，其余电池壳的部分均为负极(具体是与正极极柱分隔开的负极盖板)，每个电池13的朝向均相同，因此，可以实现多个电池13的相互串联(具体是四个电池，分别与另外四个电池配对串联)。在不涉及到两端的总负汇流排和总正汇流排的情况下，电池模组中间电池的连接均参照图9所示，总负汇流排、总正汇流排的连接参照图11、图12，图中，总负汇流排不会接触到电池13顶部中心位置的正极极柱，只是接触电池13的负极部分；而总正汇流排，只是接触电池13顶部中心位置的正极极柱。当前方案中，电池总数为偶数。根据用户的需要，还可以调整为奇数。

基于以上技术方案可知，本实用新型的应用，有利于对柔性印刷电路板连接器7进行可靠的固定限位，解决了现有的大圆柱电芯模组有些时候由于空间限制无法可靠固定柔性印刷电路板连接器的问题，保证了柔性印刷电路板连接器的使用寿命。

通过本实用新型的应用，可以通过调整集成母排组件的部分尺寸及电池的串联以及并联数量，可以适用于不同的大圆柱电池模组。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种集成母排组件，其特征在于，包括从上往下依次叠加设置的柔性印刷电路板(6)、以及汇流排组合和集成母排支架(1)；

集成母排支架(1)的一端底部，设置有连接器固定支架(2)；

集成母排支架(1)的顶部，设置有汇流排组合；

汇流排组合，包括间隔分布的总负汇流排(3)、串联汇流排(4)和总正汇流排(5)；

汇流排组合的顶部，设置有柔性印刷电路板(6)；

柔性印刷电路板(6)上设置的多个连接片(9)，与汇流排组合相连接；

总负汇流排(3)和总正汇流排(5)，分别与一个外部汇流排相导电连接；

柔性印刷电路板(6)的一端设置有柔性印刷电路板连接器(7)；

该柔性印刷电路板连接器(7)，插入到连接器固定支架(2)中。

2.如权利要求1所述的集成母排组件，其特征在于，柔性印刷电路板(6)的一端设置有向下弯折的弯折板(601)；

柔性印刷电路板连接器(7)朝向弯折板(601)的一侧设置有加强板；

加强板与弯折板(601)相粘接；

和/或，连接器固定支架(2)，通过卡扣与集成母排支架(1)的一端底部设置的卡槽相卡接。

3.如权利要求1所述的集成母排组件，其特征在于，总负汇流排(3)、串联汇流排(4)和总正汇流排(5)，通过热熔的方式固定设置在集成母排支架(1)的顶部；

柔性印刷电路板(6)通过热熔的方式固定在集成母排支架(1)上方，且位于汇流排组合的顶部；

汇流排组合中预留有多个空隙，分别用于通过多个热熔连接件。

4.如权利要求3所述的集成母排组件，其特征在于，热熔连接件是热熔柱(8)；

集成母排支架(1)顶部设置有多个热熔柱(8)；

和/或，集成母排支架(1)的顶部，在与总负汇流排(3)的一端、串联汇流排(4)的整体和总正汇流排(5)的一端相对应的位置，分别设置有总负汇流排放置凹槽、串联汇流排放置凹槽和总正汇流排汇流凹槽；

和/或，柔性印刷电路板(6)上设置的多个连接片(9)，分别与总正汇流排、串联汇流排、总负汇流排相焊接。

5.如权利要求1所述的集成母排组件，其特征在于，连接器固定支架(2)的顶部，平行设置有多个卡块容纳槽(201)；

集成母排支架(1)的一端底部，在与连接器固定支架(2)顶部的每个卡块容纳槽(201)相对应的位置，分别设置有一个卡块(101)；

每个卡块(101)，分别与一个卡块容纳槽(201)对应卡接。

6.如权利要求5所述的集成母排组件，其特征在于，连接器固定支架(2)的顶部前后两侧，还分别设置有一个限位导向凸台(202)；

集成母排支架(1)的一端底部，在与两个限位导向凸台(202)相对应的位置，设置有两个限位导向凸台引导槽(102)；

每个限位导向凸台(202)，分别与一个限位导向凸台引导槽(102)对应卡接。

7.如权利要求5所述的集成母排组件，其特征在于，连接器固定支架(2)的外侧，设置有前后对称分布的两个连接器插入限位块(203)；

两个连接器插入限位块(203)相对的一侧，设置有垂向分布的连接器限位插入槽(204)；

柔性印刷电路板连接器(7)的前后两侧，与两个连接器限位插入槽(204)相插接；

和/或，接器固定支架(2)的外侧，在两个连接器插入限位块(203)之间的位置，还设置有限位导向槽(205)；

柔性印刷电路板连接器(7)，在与限位导向槽(205)相对应的位置，设置有限位块；

所述限位块，与限位导向槽(205)相卡接；

和/或，限位导向槽(205)的正下方，设置有挡块(206)。

8.如权利要求1所述的集成母排组件，其特征在于，柔性印刷电路板(6)的一端，向柔性印刷电路板连接器(7)的方向垂直弯折，与柔性印刷电路板连接器(7)相连接；

和/或，集成母排支架(1)的底部，设置有多个电池定位开口槽(103)；

多个电池定位开口槽(103)，与电池模组中多个电池的顶端对应设置。

9.一种电池模组，其特征在于，包括至少一个电池串联组合(100)；

每个电池串联组合(100)，包括相互串联的多个电池(13)；

每个电池串联组合(100)中的多个电池(13)，通过如权利要求1至8中任一项的集成母排组件(200)中的串联汇流排(4)相串联。

10.如权利要求9所述的电池模组，其特征在于，当所述电池模组，包括两个以上电池串联组合(100)时，两个以上电池串联组合(100)之间为并联、串联或者串并联连接；

和/或，每个电池串联组合(100)，包括通过集成母排组件(200)中的串联汇流排(4)相串联的两排电池；

每排电池包括横向分布的多个电池(13)；

每个电池串联组合(100)包括的两排电池相对的一侧，分别通过一个水冷板(12)相分隔。