CN223665507U - 电池保护板、电池模组及电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种电池保护板、电池模组及电子设备。电池保护板包括至少一对器件模组及电路板。电路板包括电路主板和与电路主板电连接的至少一对主板支路，至少一对主板支路相对电路主板朝远离电芯的一侧弯折设置，器件模组对应电连接于主板支路，且位于主板支路远离电芯的一端，器件模组通过主板支路、电路主板与电芯电连接。本申请的电池保护板将器件做成模组，外置于电路主板的上方，减小对电池主板的空间占用面积，进一步压缩电芯顶部的空间，具备电池保护功能，同时留足够的空间增大电芯的体积，从而增大电池的容量。

Description

电池保护板、电池模组及电子设备

技术领域

本申请涉及电池封装技术领域，尤其涉及一种电池保护板、电池模组及电子设备。

背景技术

随着科技的不断提高和普及，人们对电子设备的电池要求也越来越高。目前电子设备的电池包括电芯和电池保护板，主控制板与电池保护板通过电连接器扣合实现电气连接。若充电功率过大，为了避免大电流充电时单连接器发热严重，通常会采用双电连接器连接。为了增大电池容量，通常会采用将电芯顶部的电池保护板做得越来越窄方案，这样可以在电池整体长度一定的情况下进一步增大电芯的体积，从而增大电池容量。但是随着电池充电功率的增大，电池保护板的发热已经成为限制电池保护板进一步减窄的瓶颈，同时采用更低内阻的印制电路板及器件也会导致成本进一步增加，使得增大容量的代价增大。

实用新型内容

本申请提供一种改进的电池保护板、电池模组及电子设备。

本申请提供一种电池保护板，包括：

至少一对器件模组；及

电路板，包括电路主板和与所述电路主板电连接的至少一对主板支路，所述至少一对主板支路相对所述电路主板朝远离电芯的一侧弯折设置，所述器件模组对应电连接于所述主板支路，且位于所述主板支路远离所述电芯的一端，所述器件模组通过所述主板支路、所述电路主板与电芯电连接。

优选的，所述至少一对主板支路相对所述电路主板朝同一方向弯折。

优选的，所述至少一对主板支路位于所述电路主板的同一侧。

优选的，所述至少一对主板支路分别位于所述电路主板的两侧。

优选的，所述至少一对主板支路间隔设置，其间隔的最大距离至少为10mm。

优选的，所述主板支路的最大宽度小于所述器件模组的最大宽度。

优选的，所述电路主板的一侧面设有一对电芯连接端，用于与所述电芯电连接；所述电路主板的另一侧面设有加强板。

优选的，所述电路板为柔性电路板。

优选的，所述电池保护板包括一对器件模组和分别设于所述一对器件模组内的功率回路、保护电路及电量检测电路；所述功率回路包括多个MOS管，其中部分的所述MOS管与所述保护电路电连接且集成于其中一个所述器件模组内，其余的所述MOS管与所述电量检测电路电连接且集成于另一个所述器件模组内。

优选的，所述器件模组外置于所述电路主板。

本申请还提供一种电池模组，包括：

电芯，包括一对极耳；及

如上述实施例中任一项所述的电池保护板，所述电池保护板的电路板与所述电芯的一对极耳电连接。

优选的，所述电池保护板位于所述电芯的顶部；其中，在所述电芯的厚度方向上，所述电路板的电路主板水平铺设于所述电芯的顶部；在所述电芯的厚度方向上，所述电路板的主板支路相对所述电路主板向上弯折，使与所述主板支路电连接的器件模组位于所述电路主板的上方。

本申请还提供一种电子设备，包括：主控制板、至少一对电连接器及如上述实施例中任一项所述的电池模组，所述主控制板通过所述至少一对电连接器与所述电池模组的电池保护板的至少一对器件模组电连接。

优选的，所述电连接器外置于所述主控板，且与所述器件模组对应设置。

本申请实施例提供的电池保护板、电池模组及电子设备。电池保护板包括至少一对器件模组及电路板。电路板包括电路主板和与电路主板电连接的至少一对主板支路，至少一对主板支路相对电路主板弯折设置，器件模组对应电连接于主板支路的端部，且通过主板支路、电路主板与电芯电连接。如此设置，将器件做成模组，外置于电路主板的上方，减小对电池主板的空间占用面积，进一步压缩电芯顶部的空间，具备电池保护功能，同时留足够的空间增大电芯的体积，从而增大电池的容量。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

图1所示为本申请的电子设备的一个实施例的原理框图。

图2所示为图1所示的电子设备的A-A线处的剖面图。

图3所示为图1所示的电子设备的B-B线处的剖面图。

图4所示为图1所示的电池保护板的内部电路图。

图5所示为图1所示的电池保护板的电路板的一个实施例的正面的结构示意图。

图6所示为图5所示的电池保护板的电路板的背面的结构示意图。

图7所示为图5所示的电池保护板的电路板的充电电流示意图。

图8所示为图5所示的电池保护板的电路板的另一个实施例的正面的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本申请实施例提供的电池保护板、电池模组及电子设备进行详细说明。在不冲突的情况下，下述的各个实施例及实施方式中的特征可以相互任意组合。

图1所示为本申请的电子设备1的一个实施例的原理框图。图2所示为图1所示的电子设备1的A-A线处的剖面图。图3所示为图1所示的电子设备1的B-B线处的剖面图。结合图1至图3所示，电子设备1包括主控制板11、至少一对电连接器12及电池模组13。主控制板11通过至少一对电连接器12与电池模组13电连接。在图1所示的实施例中，电池模组13包括电芯14和电池保护板2。主控制板11与电池保护板2通过连接器12扣合实现电气连接。本实施例中的电子设备1为大功率充电的手机，为了避免大电流充电时单连接器12发热严重，设置一对电连接器12与电池保护板2电连接。本实施例中，电池保护板2位于电芯14的顶部。电芯14包括一对极耳141。电池保护板2通过一对极耳141与电芯14电连接。

在图1和图2所示的实施例中，电池保护板2包括至少一对器件模组21及电路板22。其中，器件模组21组装于电路板22。电路板22与电芯14的一对极耳141电连接。主控制板11通过至少一对电连接器12与电池模组13的至少一对器件模组21电连接。在本实施例中，电路板22包括电路主板221和与电路主板221电连接的至少一对主板支路222。至少一对主板支路222相对电路主板221朝远离电芯14的一侧弯折设置。至少一对主板支路222与电路主板221可以理解为不在同一平面，主板支路222的弯折方向为远离电芯14的方向。器件模组21对应电连接于主板支路222，且位于主板支路222远离电芯14的一端，器件模组21通过主板支路222、电路主板221与电芯14电连接。主板支路222远离电芯14的一端用于连接器件模组21，另一端与电路主板221电连接，如此使电路主板221和主板支路222形成电流路径，以实现主控制板11和电芯14的电连接。

本实施例的电池保护板2，将器件做成模组，外置于电路主板221的上方，有效利用电池主板221上方的空间，减小对电池主板221的空间占用面积，进一步压缩电芯14顶部的空间，具备电池保护功能，同时留足够的空间给电芯14，进一步增大电芯14的体积，从而增加电池容量。

在图1所示的实施例中，在电芯14的厚度方向上，电路板22的电路主板221水平铺设于电芯14的顶部。在电芯14的厚度方向上，电路板22的主板支路222相对电路主板221向上弯折，使与主板支路222电连接的器件模组21位于电路主板221的上方。如此设置，使整个电池模组的高度降低为电池主板221的厚度加上电芯14的厚度，高度尺寸减小，这样布置也可充分腾出电芯14的顶部空间，使电芯14的体积增大，提升电池容量。将电池保护板2由原来在电芯14的布置方向改为旋转90°，即，将电池保护板2平放于电芯14的顶部，电芯14的上方的空间从电路主板221的宽度减薄为电路主板221的厚度，从而为电芯14腾出顶部空间，有利于将电芯14的体积做大，提高电芯14的容量。并且，将电池保护电路的器件做成模组，且将器件模组21外置于电路主板221。例如，将器件模组21外置于电路主板221的上方，实现和双电连接器12的空间共用，减小对主板的空间占用面积，进一步压缩电芯14的顶部空间，具备电池保护功能，并留足够的空间给电芯14，使电芯14的体积增大，提高电池容量。并且，本实施例的电池保护板2保留双电连接器12的结构，保证大功率充电。

在图1至图3所示的实施例中，电路板22为柔性电路板。电路主板221和主板支路222均为柔性电路板(Flexible Printed Circuit，简称FPC)。柔性电路板用于布设线路，具有柔性特性。柔性电路板能在有限的空间内弯折使用，如此可实现主板支路222相对电路主板221的弯折。且柔性电路板轻，能减轻电子设备的整体重量，抗震效果好，耐高温、耐湿，可靠性和稳定性好。本实施例中，主板支路222相对电路主板221的弯折处，采用单层FPC，该单层FPC弯折后的厚度比双层FPC更薄，能节省更多的折叠空间，便于封装。

在图1和图3所示的实施例中，电路主板221的一侧面设有一对电芯连接端，该电芯连接端处设有镍片223，镍片223用于与电芯14电连接。电路主板221通过镍片223与一对极耳141焊接在一起。通过镍片223连接，易于进行焊接加工，可实现更高效和可靠地连接。且镍具有优良的导电性，能够有效降低电池内部的电阻，确保电流的顺畅流动。在图1和图3所示的实施例中，电路主板221的另一侧面设有加强板224。加强板224可以是加强钢板。由于电路主板221柔性电路板，设置加强板224，可增强电路主板221的强度，防止变形。

图4所示为图1所示的电池保护板2的内部电路图。结合图1和图4所示，电池保护板2包括一对器件模组21和分别设于一对器件模组21内的功率回路23、保护电路24及电量检测电路25。功率回路23包括多个MOS管。其中部分的MOS管与保护电路24电连接且集成于其中一个器件模组21内，其余的MOS管与电量检测电路25电连接且集成于另一个器件模组21内。在图4所示的实施例中，多个MOS管可以通过Q1、Q2、Q3、Q4来表示。部分的MOS管Q1、Q2与保护电路24电连接，且集成于其中一个器件模组21内。该器件模组21与电芯Cell的两个连接端B+和B-电连接，该两个连接端B+和B-可以为电芯14的一对极耳141。其余的MOS管Q3、Q4与电量检测电路25电连接，且集成于另一个器件模组21内。该器件模组21与电池保护电路的两个输出端P+和P-电连接，该两个输出端P+和P-分别与一对电连接器12电连接，实现与主控制板11的电连接。如此设置，提高电池保护板2的集成度，便于封装。

本实施例的一对器件模组21的结构、尺寸大小都相同。在一些实施例中，器件模组21的最大宽度范围为5～6mm，最大高度范围为5～5.3mm。在一些实施例中，器件模组21的最大宽度可以是5mm或5.2mm或5.4mm或5.6mm或5.8mm或6mm。在一些实施例中，器件模组21的最大高度可以为5mm或5.1mm或5.2mm或5.3mm。将器件模组21的尺寸设置越小越好，有利于减小电池保护板2的体积，将更多的空间留给电芯14，有利于增大电芯14的体积，提升容量。

在图4所示的实施例中，电池保护电路中的连接端P1+、P2+、SDA、SCL、P1-、P2-通过电路板22与电连接器12电连接。功率回路23包括电阻Rs1、MOS管Q1、Q2、Q3、Q4。为了降低电池保护板2的发热，大功率的电池保护板2通过会并联一个精密电阻和一组MOS管来降低电流的导通阻抗。并且采用一对电连接器12，有效降低电连接器12和主板支路222的发热。保护电路24通过控制MOS管Q1、Q2和Q3、Q4的导通及断开实现过充过放保护和充放电过电流保护。电量检测电路25包括电量计及其外围阻容器件，不仅通过检测精密电阻的电压和电芯的电压实现电量的计算，还可实现一级保护作用。与相关技术相比，简化了电池保护电路的电路器件，线路简单，降低成本。

结合图1至图4所示的实施例中，电池保护板2将图4所示的电池保护电路的器件分别集成在电连接器12上方的两个器件模组21内，集成度高。如图2所示，上层为器件模组21，中层为主板支路222(FPC)，下层为电连接器12。电芯14的顶部位置仅保留带钢片补强的电路主板221，如图3所示，上层为加强板(钢板)，中层为电路主板221(FPC)，下层为镍片223。与相关技术相比，通过集成模组设置，可大幅度减小电池保护板2的厚度和重量。

图5所示为图1所示的电池保护板2的电路板22的一个实施例的正面的结构示意图。图6所示为图5所示的电池保护板2的电路板22的背面的结构示意图。图7所示为图5所示的电池保护板2的电路板22的充电电流示意图。在图1、图5至图6所示的实施例中，至少一对主板支路222相对电路主板221朝同一方向弯折。如此设置，一方面使整个充电回路会更加简单，另一方面使简化工艺难度。在图1、图5至图6所示的实施例中，至少一对主板支路222位于电路主板221的同一侧。如此设置，使形成单电极同侧分布的电池保护板2。该结构将两个电连接器12移到同侧并保留一定的弯折间距，同时连接每个电连接器12的主板支路222的FPC，由两层改为单层，如此可减薄FPC弯折后的整体厚度，其充电电流示意图如图7所示，可使充电路径的环形电流大幅减小。并且，将两个主板支路222分布在电路主板221的一侧，该环流的电磁干扰也将大幅减小。如图5和图6所示，主板支路222相对电路主板221为单层FPC。电路主板221部分区域为双层FPC。该弯折后单层FPC的厚度也会比双层FPC更薄，可增加弯折区的空白空间，提高空间利用率。相关技术中，将保护器件全部放在主控制板11。本实施例与相关技术相比，可通过减少主控制板11的器件，来减小器件的布置空间，且保留电池保护的功能。

在图1、图5至图7所示的实施例中，至少一对主板支路222间隔设置。如此设置，一方面可降低两个主板支路222的信号干扰，另一方面可便于两个器件模组21的组装。在图5至图7所示的实施例中，至少一对主板支路222间隔的最大距离L至少为10mm。在一些实施例中，至少一对主板支路222间隔的最大距离L可以为10mm或10mm以上。如此设置，一方面避免在组装两个器件模组21受干扰，另一方面该间隔距离为安全距离，避免信号干扰，提高安全性。在图5至图7所示的实施例中，主板支路222的最大宽度小于器件模组21的最大宽度。如此设置，有利于安装器件模组21，降低安装难度。

图8所示为图5所示的电池保护板2的电路板22的另一个实施例的正面的结构示意图。图8所示的实施例与图7所示的实施例类似，主要区别是，至少一对主板支路222分别位于电路主板221的两侧。电路主板221的电流路径采用大环路。将一对主板支路222分别位于电路主板221的两侧，一方面是降低信号干扰，另一方面是便于组装。

上述电池保护板2的方案中，将电池保护电路的多个器件集成为器件模组，并将电连接器12外置于主控板，且与器件模组21对应设置。例如，将电连接器12与器件模组21对应电连接，且外置于电芯14的上方，实现器件模组21和电连接器12的空间共用，降低对电路主板221的空间占用面积。并且，本实施例的电池保护板2可保留双电连接器的设计，保证大功率充电，进一步压缩电芯14的顶部空间，具备电池保护功能，同时留足够的空间给电芯14，可增大电芯14的体积，增加电池容量，从而解决大功率双电连接器的电子设备，因增加电池容量而增加成本的问题。

应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种电池保护板，其特征在于，包括：

至少一对器件模组；及

电路板，包括电路主板和与所述电路主板电连接的至少一对主板支路，所述至少一对主板支路相对所述电路主板朝远离电芯的一侧弯折设置，所述器件模组对应电连接于所述主板支路，且位于所述主板支路远离所述电芯的一端，所述器件模组通过所述主板支路、所述电路主板与所述电芯电连接。

2.根据权利要求1所述的电池保护板，其特征在于，所述至少一对主板支路相对所述电路主板朝同一方向弯折。

3.根据权利要求1或2所述的电池保护板，其特征在于，所述至少一对主板支路位于所述电路主板的同一侧；或分别位于所述电路主板的两侧。

4.根据权利要求1或2所述的电池保护板，其特征在于，所述至少一对主板支路间隔设置，其间隔的最大距离至少为10mm；和/或

所述主板支路的最大宽度小于所述器件模组的最大宽度。

5.根据权利要求1所述的电池保护板，其特征在于，所述电路主板的一侧面设有一对电芯连接端，用于与所述电芯电连接；所述电路主板的另一侧面设有加强板；和/或

所述电路板为柔性电路板。

6.根据权利要求1所述的电池保护板，其特征在于，所述电池保护板包括一对器件模组和分别设于所述一对器件模组内的功率回路、保护电路及电量检测电路；所述功率回路包括多个MOS管，其中部分的所述MOS管与所述保护电路电连接且集成于其中一个所述器件模组内，其余的所述MOS管与所述电量检测电路电连接且集成于另一个所述器件模组内；和/或

所述器件模组外置于所述电路主板。

7.一种电池模组，其特征在于，包括：

电芯，包括一对极耳；及

如权利要求1至6中任一项所述的电池保护板，所述电池保护板的电路板与所述电芯的一对极耳电连接。

8.根据权利要求7所述的电池模组，其特征在于，所述电池保护板位于所述电芯的顶部；其中，在所述电芯的厚度方向上，所述电路板的电路主板水平铺设于所述电芯的顶部；在所述电芯的厚度方向上，所述电路板的主板支路相对所述电路主板向上弯折，使与所述主板支路电连接的器件模组位于所述电路主板的上方。

9.一种电子设备，其特征在于，包括：主控制板、至少一对电连接器及如权利要求7至8中任一项所述的电池模组，所述主控制板通过所述至少一对电连接器与所述电池模组的电池保护板的至少一对器件模组电连接。

10.根据权利要求9所述的电子设备，其特征在于，所述电连接器外置于所述主控制板，且与所述器件模组对应设置。