CN220873786U - 一种集成母排结构及电池模组 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种集成母排结构及电池模组。集成母排结构包括信号采集主体，其的两侧边设有多个间隔布置的导电片，其内集成有与导电片及电池管理系统电连接的第一采集线路；在信号采集主体的中间位置或靠近与电池管理系统连接的一端的至少一侧边设有至少一个信号采集分支，信号采集分支内集成有与导电片及电池管理系统电连接的第二采集线路；信号采集分支在成品中被折弯成与信号采集主体背对背叠置。在不增大线路板的宽度的前提下即可以使得采集线路的布线空间更加充足，解决了现有技术中线路板宽度受限导致无法集成更大量的采集线路以满足电芯数量增加的问题。

Description

一种集成母排结构及电池模组

技术领域

本实用新型涉及电池模组技术领域，具体涉及一种集成母排结构及电池模组。

背景技术

随着电动汽车行业的迅速发展，动力总成的电气化趋势越来越明显。电池作为电动车的动力核心，是整个电动汽车非常重要的部分。一台电动汽车的电池系统往往由许多个单体电池通过串并联组成，其使用效率，续航里程，以及在恶劣条件下的长期可靠性等关乎整车的使用性能和安全。

集成母排（CCS或IBB）是一种高度集成化的电池信号采集及管理系统。目前新能源电池行业上，电压/温度信号采集模组主要采用集成母排方案，FPC柔性板因可以折叠、卷绕等优点，现有集成母排以FPCA母排为主，FPCA母排是以FPC柔性线路板为主体，集动力电池电流传输/电压采集/温度采集/安全防护等功能于一体的产品，主要包括FPC线路板、连接器、镍片等附件。随着电池集成化、800V电池技术等的发展，单个电池模组集成电芯数量增加，集成母排电压/温度信号采集的数量也在相应的增加，而单个电芯的尺寸限制了FPC线路板的宽度，在保证采集线路的安全设计距离的要求下，集成母排在大电池模组上常常会出现FPC线路板需集成大量采集信号而线路板宽度又不足以布置所有采集线路也即FPC线路板设计空间布线不足的问题，也就是说在FPC线路板宽度限定的条件下，随着电压/温度信号采集数量增加，线路之间的距离必然无法做到安全线距范围内，导致产品的电性能可靠性较差。因此，为了解决上述问题，本实用新型由此而来。

实用新型内容

针对上述存在的技术问题至少之一，本实用新型目的是提供集成母排结构及电池模组。

本实用新型的技术方案是：

本实用新型的一个目的在于提供一种集成母排结构，包括信号采集主体，其的两侧边设有多个间隔布置的导电片，其内集成有与所述导电片及电池管理系统电连接的第一采集线路；

在所述信号采集主体的中间位置或靠近与所述电池管理系统连接的一端的至少一侧边设有至少一个信号采集分支，所述信号采集分支内集成有与所述导电片及电池管理系统电连接的第二采集线路；

所述信号采集分支在成品中被折弯成与所述信号采集主体背对背叠置。

本实用新型的另一个目的在于提供一种电池模组，包括信号采集主体，其的两侧边设有多个间隔布置的导电片，其内集成有与所述导电片及电池管理系统电连接的第一采集线路；

在所述信号采集主体的中间位置或靠近与所述电池管理系统连接的一端的至少一侧边设有至少一个信号采集分支，所述信号采集分支内集成有与所述导电片及电池管理系统电连接的第二采集线路；

所述信号采集分支在成品中被实施为与所述信号采集主体分开。

本实用新型的还有一个目的在于提供一种电池模组，包括上述的集成母排结构。

与现有技术相比，本实用新型的优点是：

本实用新型的集成母排结构，在信号采集主体的侧边设置信号采集分支，将部分采集线路汇总到信号采集分支上，同时将信号采集分支折弯后叠置到信号采集主体的背面，如此在不增大线路板的宽度的前提下即可以使得采集线路的布线空间更加充足，在线路板上可以集成更多的采集线路以满足更多数量的电芯也即集成化更高的电池的需求，解决了现有技术中线路板宽度受限导致无法集成更大量的采集线路以满足电芯数量增加的问题。

附图说明

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：

图1为本实用新型实施例的集成母排结构的信号采集分支未折弯时也即展开时的结构示意图；

图2为本实用新型实施例的集成母排结构的信号采集分支折弯后的正面的结构示意图；

图3为本实用新型实施例的集成母排结构的信号采集分支折弯后的背面的结构示意图；

图4为本实用新型的集成母排结构的信号采集分支折弯后的侧视结构示意图；

图5为图4中的A部的局部放大图。

其中：1、信号采集主体；11、主体段；12、第一折弯段；13、第一折弯延伸段；14、第一弯曲段；2、信号采集分支；21、连接段；22、延伸段；221、延伸段本体；222、第二折弯段；223、第二折弯延伸段；224、第二弯曲段；3、第一连接器；4、第二连接器；5、导电片；6、第一补强板；7、第二补强板。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本实用新型的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本实用新型的概念。

实施例1

本实用新型实施例提供了一种集成母排结构，参见图1至图5，包括信号采集主体1和至少一个信号采集分支2。信号采集主体1如图1至图3所示为一个长条形的线路板，优选为FPC柔性线路板，也就是说在信号采集主体1内部是集成有线路的，为了便于描述和区分，此处的线路描述为第一采集线路（未图示），为了便于与电池BMS（未图示）也即电池管理系统相连，在信号采集主体1的长度方向的一端具体为如图1或图2或图3所示的左端设有一个连接器，为了便于区分，此处的连接器描述为第一连接器3，在信号采集主体1的宽度方向的两侧边也即如图1或图2或图3所示的上下两侧边上分别设有多个间隔排布的用于信号采集的导电片5，导电片5的具体材质和排布方式不做限定，为现有常规设计，本领域技术人员容易知晓，导电片5和第一连接器3均是第一采集线路之间电路连接。信号采集主体1的中间位置的至少一侧边或者靠近第一连接器3也即偏向左端的至少一侧边上设有至少一个信号采集分支2，本实用新型实施例中示例性在信号采集主体1的靠近第一连接器3的一侧边设有一个信号采集分支2，也就是说，作为可选的实施例，也可以在信号采集主体1的一侧边间隔设置两个或两个以上的信号采集分支2或者在信号采集主体1的两侧边均设置一个或两个或两个以上的信号采集分支2。当信号采集分支的数量为两个或者两个以上时，在成品中信号采集分支进行折弯折叠时，将两侧的信号采集分支均向中间的信号采集主体的背面折叠。信号采集分支2的另一端朝向第一连接器3所在端也即如图1或图2或图3所示的左端延伸且信号采集分支2的另一端同样设有一个可与电池BMS连接的连接器，为了便于区分，此处的连接器描述为第二连接器4，信号采集分支2内同样集成有线路，为了便于区分，此处的线路描述为第二采集线路（未图示），第二采集线路与第二连接器4及导电片5电路连接，也就是说，第一采集线路与部分导电片5构成电路连接，而第二采集线路与其余部分导电片5构成电路连接。也就是说本实用新型实施例中，第一采集线路和第二采集线路是连通的。信号采集分支2在成品中被折弯以使第一连接器3和第二连接器4背对背叠置。本实用新型的集成母排结构，在信号采集主体1的侧边设置信号采集分支2，将部分采集线路汇总到信号采集分支2上，同时将信号采集分支2折弯后叠置到信号采集主体1的背面，如此在不增大线路板的宽度的前提下即可以使得采集线路的布线空间更加充足，在线路板上可以集成更多的采集线路以满足更多数量的电芯也即集成化更高的电池的需求，解决了现有技术中线路板宽度受限导致无法集成更大量的采集线路以满足电芯数量增加的问题，而且无论是信号采集主体1还是信号采集分支2上的采集线路的线宽线距均满足安全设计距离要求，具体不做描述和限定，本领域技术人员容易知晓并实现，提高产品的电性能可靠性。对于采集线路也即第一采集线路和第二采集线路的形成工艺也不做描述和限定，为现有常规的工艺比如曝光、显影及蚀刻，为现有技术，本领域技术人员知晓如何获得，并非本实用新型实施例的创新点。对于第一连接器3和第二连接器4而言，为现有常规的pin连接器，本实用新型实施例中的集成母排结构采用两个连接器，相比一个更大型的连接器而言，可以提高连接器焊接的良率，减少制造难度。本实用新型的集成母排的设计采用上述设计的原理如下：因线路板的所有采集信号需要通过在线路板一端的连接器与电池BMS相连接，即线路板上的所有采集信号线是汇总到连接器的，所以线路板中的采集信号线的布置情况是连接器端得线路密集，且由连接器端至与连接器相对的一端，采集线路逐渐减少。因此，基于上述原理，本实用新型实施例中信号采集分支2靠近第一连接器3端设置在信号采集主体1上，将部分采集线路也即第二采集线路汇总到信号采集分支2上，解决了信号采集主体1上第一连接器3端在宽度受限的情况下无法布置更多的采集线路的问题。作为可替换的实施例，信号采集主体1和信号采集分支2可以共用一个连接器，此连接器描述为共用连接器，也就是说将上述的第一连接器3和第二连接器4作为一个整体进行加工，然后与信号采集主体1和信号采集分支2进行组装。本实用新型实施例优选地，信号采集主体1和信号采集分支分别设置一个连接器，也即上述的第一连接器3和第二连接器4为独立加工结构，也即第一连接器3和第二连接器4为独立连接器。

根据本实用新型实施例的一些优选实施例，信号采集主体1和信号采集分支2为一体结构。加工更加方便。更优选地，信号采集主体1和信号采集分支2由同一FPC柔性线路板按照预设形状切割而成。FPC柔性线路板一方面切割加工方便，另一方面更容易折弯。需要说明的是，本实用新型实施例的线路板不局限于上述的FPC柔性线路板，也可以为其他柔性线路板，比如FFC柔性线路板，甚至还可以为PCB板。

根据本实用新型实施例的一些优选实施例，如图1至图4所示，信号采集分支2的数量为一个，信号采集分支2设置在如图1所示的信号采集主体1的上侧边，信号采集分支2与信号采集主体1成“丩”字型。作为可替换的实施例，也可以在信号采集主体1的上下两侧对称或者错开各设置一个信号采集分支2，两个信号采集分支2和信号采集主体1成三叉戟状（未图示），或者在信号采集主体1的上侧边或下侧边或者上侧边和下侧边的中间位置或中间位置偏左也即偏向第一连接器3一侧间隔设有两个或两个以上的信号采集分支2（未图示）。成品时，只需要将多个信号采集分支2顺序弯折成叠置排布即可。优选地，如图1所示，信号采集分支2包括由信号采集主体1的侧边垂直向外突出延伸的连接段21和由连接段21的外端沿平行于信号采集主体1的长度方向延伸至第一连接器3所在端的延伸段22。在成品中，如图2和图3所示，连接段21朝向信号采集主体1的背面方向弯折，延伸段22间距叠置在信号采集主体1的背面。具体的，连接段21先向信号采集主体1的背面也即如图1所示的后侧弯折，使得横向段先弯折90°，之后，接着将连接段21再向如图1所示的下侧弯折使得横向段再弯折90°处于信号采集主体1的背面也即如图1所示的后侧，也就是说，连接段21需要两次弯折，也即连接段21由成U型的三段构成。作为可替换的实施例，连接段21也可以不仅仅为垂直于信号采集主体1的长度方向，而是与信号采集主体1的长度方向成非90°比如60°或120°的夹角。对于上述的折弯工艺和设备不做描述和限定，为现有常规的线路板折弯工艺和设备，并非本实用新型实施例的创新点，本领域技术人员容易知晓。

根据本实用新型实施例的一些优选实施例，如图1至图3所示，第一连接器3和第二连接器4上分别设有一个补强板且两个补强板的背面固定在一起。需要说明的是，补强板可以通过环氧树脂胶与各自对应的连接器固定在各自对应的信号采集线路板上。利用补强板对连接器进行定位，便于与电池BMS一次性连接，无需将第一连接器3和第二连接器4分别与电池BMS一一连接。为了便于描述和区分，将第一连接器3对应的补强板描述为第一补强板6，将第二连接器4对应的补强板描述为第二补强板7。更优选地，第一补强板6和第二补强板7的背面通过粘胶比如环氧树脂胶粘接固定在一起。连接方式简单且连接材料常见、成本低。对于第一补强板6和第二补强板7的材质和结构而言，不做限定，为现有常规的连接器用的补强板。优选地，第一补强板6和第二补强板7的规格包括尺寸当然也包括材料是一样的，可以降低研发成本。当采用共用连接器时，补强板的数量只需要一个即可。

根据本实用新型实施例的一些优选实施例，如图3所示，延伸段22的宽度不大于信号采集主体1的宽度且延伸段22的长度与信号采集主体1设有第一连接器3的一端至连接段21的长度一致。因单个电芯的尺寸限制，信号采集主体1的宽度为允许的最大宽度。因此，延伸段22的宽度不应大于信号采集主体1的宽度，本实用新型实施例中图3中所示优选为延伸段22的宽度要小于信号采集主体1的宽度。也就是说第二采集线路的数量少于信号采集主体1上的第一采集线路的数量。对于信号采集分支2的延伸段22的具体宽度，本实用新型实施例中不做限定，以信号采集分支2上的第二采集线路的线宽和线距在安全线宽线距范围内即可，本领域技术人员可以根据安全线宽线距以及结合具体的电芯数量来选择设计信号采集分支2的宽度。为了便于集成母排与电池BMS的连接，延伸段22的端部也即如图4所示的第二连接器4的左端与信号采集主体1的端部也即如图4所示的第一连接器3的左端应齐平，因此，在成品状态下，延伸段22的长度与信号采集主体1的由连接段21至第一连接器3所在端之间的长度一致。优选地，如图4和图5所示，延伸段22包括沿信号采集主体1的长度方向延伸的延伸段本体221、由延伸段本体221的端部自靠近信号采集主体1的背面朝向远离信号采集主体1的背面方向弯折延伸的第二弯折段222和由第二弯折段222的外端沿信号采集主体1的长度方向延伸的第二弯折延伸段223，第二弯折延伸段223与延伸段本体221的延伸方向一致，对应的信号采集主体1也设有与延伸段本体221、第二弯折段222和第二弯折延伸段223一一对应的主体段11、第一弯折段12和第一弯折延伸段13，第一连接器3设置在第一弯折延伸段13上，第二连接器4设置在第二弯折延伸段223上，为了使得第二连接器4的端部与第一连接器3的端部齐平且第一弯折延伸段13和第二弯折延伸段223之间具有足够的间隙以便于两个补强板的背面可以通过足够量的粘胶固定在一起，在第二弯折段222上可以形成有一至两个或两个以上的第二弯曲段224，在主体段11上也设置有背向信号采集分支2的延伸段22方向凸出延伸的第一弯曲段14。如图5所示，第二弯曲段224成波浪状，第一弯曲段14成U型状。令第一弯折段12的长度为L1，第二弯折段222的有效长度也即第二弯曲段14成弯曲状态时的长度为L2，延伸段22与主体段11之间的间距为D1，第一弯折延伸段13与第二弯折延伸段223之间的间距为D2，可知，L1+D2=L2+D1，本实用新型实施例中D2＞D1，有利于第一补强板6和第二补强板7之间具有足够的粘接固定，故而L1＜L2。

实施例2

与实施例1不同在于，本实用新型实施例中信号采集主体与信号采集分支分开，也就是说本实用新型实施例中的第一采集线路和第二采集线路是两路单独的不连通的线路，两条采集线路的采集端和输出端分别设置一个连接器。同理，对于存在三个或三个以上的信号采集分支时，多个第二采集线路之间以及和第一采集线路之间均是单独的不连通的采集线路。

实施例3

本实用新型实施例还提供了一种电池模组，包括上述实施例1或实施例2中的集成母排结构。对于电池模组中其他结构部件在此不做描述和限定，为现有常规设计，本领域技术人员知晓并容易实现。因包括了上述实施例的集成母排结构，故而至少具有上述实施例的集成母排结构的有益效果，在此不再赘述。

应当理解的是，本实用新型的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本实用新型的原理，而不构成对本实用新型的限制。因此，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。此外，本实用新型所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (10)

1.一种集成母排结构，其特征在于，包括信号采集主体，其的两侧边设有多个间隔布置的导电片，其内集成有与所述导电片及电池管理系统电连接的第一采集线路；

在所述信号采集主体的中间位置或靠近与所述电池管理系统连接的一端的至少一侧边设有至少一个信号采集分支，所述信号采集分支内集成有与所述导电片及电池管理系统电连接的第二采集线路；

所述信号采集分支在成品中被折弯成与所述信号采集主体背对背叠置。

2.根据权利要求1所述的一种集成母排结构，其特征在于，所述信号采集分支与所述信号采集主体为一体结构，所述信号采集主体和信号采集分支由同一FPC柔性线路板按照预设形状切割而成。

3.根据权利要求1所述的一种集成母排结构，其特征在于，所述信号采集分支的数量为一个，所述信号采集分支与所述信号采集主体成“丩”字型；或

所述信号采集分支的数量为两个且分设于所述信号采集主体的两侧，在成品中，两侧的信号采集分支依次向所述信号采集主体的背面折叠。

4.根据权利要求1所述的一种集成母排结构，其特征在于，所述信号采集主体和信号采集分支的与所述电池管理系统连接的端部上设有一个共用连接器或者分别设有一个独立连接器；

所述信号采集分支包括由所述信号采集主体的侧边垂直向外突出延伸的连接段和由所述连接段的外端沿平行于所述信号采集主体的长度方向延伸至所述共用连接器或所述信号采集主体上的独立连接器所在端的延伸段；

在成品中，所述连接段朝向所述信号采集主体的背面方向弯折，所述延伸段间距叠置在所述信号采集主体的背面。

5.根据权利要求4所述的一种集成母排结构，其特征在于，所述共用连接器上设有一个补强板或者至少两个独立连接器上分别设有一个补强板且至少两个补强板的背面固定在一起。

6.根据权利要求5所述的一种集成母排结构，其特征在于，至少两个补强板的背面通过粘胶粘接固定在一起。

7.根据权利要求4所述的一种集成母排结构，其特征在于，所述延伸段的宽度不大于所述信号采集主体的宽度且所述延伸段的长度与所述信号采集主体设有所述独立连接器的一端至所述连接段的长度一致。

8.根据权利要求7所述的一种集成母排结构，其特征在于，所述延伸段包括沿信号采集主体的长度方向延伸的延伸段本体、由延伸段本体的端部自靠近信号采集主体的背面朝向远离信号采集主体的背面方向弯折延伸的第二弯折段和由第二弯折段的外端沿信号采集主体的长度方向延伸的第二弯折延伸段，第二弯折延伸段与延伸段本体的延伸方向一致；

所述信号采集主体设有与延伸段本体、第二弯折段和第二弯折延伸段一一对应的主体段、第一弯折段和第一弯折延伸段；

所述信号采集主体上的独立连接器设置在第一弯折延伸段上，所述信号采集分支上的独立连接器设置在第二弯折延伸段上；

在第二弯折段上形成有第二弯曲段，在主体段上设置有背向信号采集分支的延伸段方向凸出延伸的第一弯曲段。

9.一种集成母排结构，其特征在于，包括信号采集主体，其的两侧边设有多个间隔布置的导电片，其内集成有与所述导电片及电池管理系统电连接的第一采集线路；

在所述信号采集主体的中间位置或靠近与所述电池管理系统连接的一端的至少一侧边设有至少一个信号采集分支，所述信号采集分支内集成有与所述导电片及电池管理系统电连接的第二采集线路；

所述信号采集分支在成品中被实施为与所述信号采集主体分开。

10.一种电池模组，其特征在于，包括权利要求1-8任一项或9所述的集成母排结构。