一种集成化电连接板及电池模组的制作方法

专利检索2022-05-11  1



1.本实用新型涉及锂电池技术领域,具体涉及一种集成化电连接板及电池模组。


背景技术:

2.传统电池模组在装配时,通常是将相邻两个电池的相反极柱布置在同一端,并采用连接片对相邻电池进行串联,使得电池模组的正负极沿着模组长度方向分别位于电池模组的两侧。若干电池模组根据电压及电量需求通过串并联方式组合成电池pack时,为了方便使用接线,一般情况下电池pack的总正总负要在电池pack的同一侧。
3.由于传统的电池模组正负极在两侧, pack时一般需要将电池模组正负极引到同侧。当电池pack中有奇数个电池模组时,不可避免地要用到一根长铜排,如图1所示。长铜排的存在会导致以下问题:电池pack总重增加,不利于提高pack的能量密度;电池pack成本增加,铜材成本较高,不利于产品的市场竞争;电池pack高压走线复杂,电池pack安装困难,绝缘防护难度高;电池pack能耗增加(长铜排内阻大),不利于提高系统的能量效率;电池pack电池管理系统采样难度增加,因为长铜排分压较多,采样会产生虚假异常。
4.由于传统电池模组上的若干连接片为相互独立的个体,在装配连接片时需要先采用定位工装将若干连接片与电池模组的各电池极柱进行定位,以便与电池极柱进行焊接或者其他连接方式连接。这样就需要预先设计及制造连接片定位工装,装配时连接片需要人工逐个放在定位工装上,不利于生产节拍的提高,而且定位工装的产生导致了产品研发周期的增加及研发成本的上升。另外,柔性电路板需要在电池模组完成连接片焊接后再与各连接片进行激光焊接或者其他连接,不利于电池模组生产的自动化。


技术实现要素:

5.本实用新型目的在于:针对现有技术中电池模组电连接方式所存在的操作繁琐、连接效率低、不利于自动化装配以及电池模组正负极位于两侧的问题,提供一种集成化电连接板及电池模组,通过将若干连接片集成在连接板上,电池模组装配时电连接操作简单、连接效率较高,有利于电池模组的自动化装配,同时通过使电池模组正负极位于同侧,进而使得电池pack中模组与模组之间连接方便,连接时也无需使用长铜排。
6.为了实现上述目的,本实用新型采用的技术方案为:
7.一种集成化电连接板,包括连接板本体和连接片组件,所述连接板本体为注塑成型件,所述连接片组件中有若干连接片,且各连接片按照电池模组的组合结构对应布置并与连接板本体集成为一体,每个连接片包括连接片本体和用于与极柱接触的电连接部,所述连接片组件用于将电池模组中的奇数序列电池和偶数序列电池分别串联连接后再对两者进行串联形成电池模组供电通路并使模组正负极位于同侧。
8.本实用新型通过将各连接片按照模组中电池极柱连接位置分布并与连接板本体注塑集成为一体,在进行电池模组装配时,只需将连接板本体相对于模组电池进行定位后,即可将各连接片相对于电池极柱位置全部定位完成,再将集成化电连接板与模组电池固定
连接,使得连接片上电连接部与电池极柱接触实现电连接,电池模组装配时电连接操作简单、连接效率较高,更有利于自动化生产;由于连接片组件中各连接片布置方式为将电池模组中奇数序列电池与偶数序列电池分别连接后再进行串联,使得电池模组正负极在同侧,模组与模组之间连接方便,连接时也无需使用长铜排,pack连接高压走线简单,成本低、系统能耗低、无跨铜排采样,电池管理系统采样精确。
9.作为本实用新型的优选方案,所述连接片组件包括两个输出连接片、邻接连接片和多个跨接连接片,两个所述输出连接片用于分别与电池模组中作为正负输出端的电池极柱相连,多个所述跨接连接片用于分别对电池模组中相隔的电池进行连接,所述邻接连接片用于对电池模组中相邻的电池进行连接。在进行电池模组装配时,通过多个跨接连接片将模组中奇数序列电池与偶数序列电池分别串联后,再通过邻接连接片对分别连接后的奇数序列电池与偶数序列电池进行串联,并采用两个输出连接片分别与电池模组中作为正负输出端的电池极柱相连,由于采用了电池间隔相连的方案,使得两个输出连接片位于电池模组同侧,避免模组之间的串联采用长铜排。
10.作为本实用新型的优选方案,所述连接片组件中的各连接片以绝缘的方式部分交叉重叠设置,且相互重叠的两个连接片本体之间由连接板本体注塑填充进行隔开。如此,使得在相互重叠的两个连接片本体之间填充有注塑绝缘介质,避免交叉的两个连接片发生电连接短路情况。
11.作为本实用新型的优选方案,所述连接片组件中的各连接片上设有补强孔a和补强孔b,其中,补强孔a位于连接片上电连接部的周围,补强孔b位于连接片本体上。如此设置,在连接片与连接板本体进行一体注塑时,注塑液体可以流入所有补强孔a和补强孔b中,提高了连接片与连接板本体的附着力,保证了二者连接的可靠性。
12.作为本实用新型的优选方案,所述连接板本体上设有柔性电路板,所述柔性电路板上设置有用于与各连接片相连接的若干镍片。如此,使得电池模组的柔性电路板也可预先集成在连接板本体上,使得该集成化电连接板集成了高压连接与低压连接,可以进一步提高生产效率。
13.作为本实用新型的优选方案,每个所述电连接部上均设有用于安装连接件的安装孔,所述连接板本体上设有与安装孔相对应的连接通孔。在进行电池模组装配时,通常采用螺钉作为连接件依次穿入连接板本体上的连接通孔、电连接部上的安装孔后与电池极柱顶端的螺纹孔相连,从而将连接片上电连接部与电池极柱顶面压紧接触,使得连接片与极柱电连接可靠且便于拆卸。
14.作为本实用新型的优选方案,所述电连接部上有用于与电池极柱接触的凸出部,所述安装孔贯穿凸出部,在连接片本体与凸出部之间连有倾斜的缓冲部。当连接片电连接部与电池极柱表面的平行度不够好时,在进行螺钉紧固时,连接片缓冲部可以顺延变形,进而保证连接片电连接部与电池极柱完全贴合,使得连接片与电池极柱形成良好的电接触。
15.作为本实用新型的优选方案,所述连接板本体上还设有限位部,所述限位部用于限定连接板本体相对模组电池的位置。在安装该集成化电连接板时,通过限位部将连接板本体相对于模组电池进行定位后,即可使得各连接片相对于电池极柱位置全部定位完成,无需借助额外的工装对连接板本体进行定位,电池模组装配操作更加方便快捷。
16.作为本实用新型的优选方案,所述连接板本体上在连接通孔边缘设有防护凸环,
所述防护凸环顶面高度高于置于连接通孔内的连接件顶部高度。如此设置,可以避免电池模组在装配过程中,金属工具将任意两个或两个以上的连接片短路,导致危险发生。
17.一种电池模组,包括多个按顺序依次排列的电池和以上所述的集成化电连接板,所述集成化电连接板与模组电池可拆卸连接,并使各连接片上的电连接部与对应电池极柱相接触。
18.该电池模组包括若干个电池和集成化电连接板,电连接操作简单、连接效率较高,有利于自动化生产,集成化电连接板与电池之间连接采用可拆卸连接,方便后续电池返修及梯次利用,同时该电池模组正负极位于同侧,进而使得pack中模组与模组之间连接方便,连接时也无需使用长铜排。
19.综上所述,由于采用了上述技术方案,本实用新型的有益效果是:
20.1、本实用新型通过将各连接片按照模组中电池极柱连接位置分布并与连接板本体注塑集成为一体,在进行电池模组装配时,只需将连接板本体相对于模组电池进行定位后,即可将各连接片相对于电池极柱位置全部定位完成,再将集成化电连接板与模组电池固定连接,使得连接片上电连接部与电池极柱接触实现电连接,电池模组装配时电连接操作简单、连接效率较高,更有利于自动化生产;由于连接片组件中各连接片布置方式为将电池模组中奇数序列电池与偶数序列电池分别连接后再进行串联,使得电池模组正负极在同侧,模组与模组之间连接方便,连接时也无需使用长铜排,pack连接高压走线简单,成本低、系统能耗低、无跨铜排采样,电池管理系统采样精确;
21.2、在进行电池模组装配时,通过多个跨接连接片将模组中奇数序列电池与偶数序列电池分别串联后,再通过邻接连接片对分别连接后的奇数序列电池与偶数序列电池进行串联,并采用两个输出连接片分别与电池模组中作为正负输出端的电池极柱相连,由于采用了电池间隔相连的方案,使得两个输出连接片位于电池模组同侧,避免模组之间的串联采用长铜排;
22.3、通过在连接板本体上集成有柔性电路板,所述柔性电路板上设置有用于与各连接片相连接的若干镍片,如此设置,使得电池模组的柔性电路板也可预先集成在连接板本体上,使得该集成化电连接板集成了高压连接与低压连接,可以进一步提高生产效率;
23.4、该电池模组包括若干个电池和集成化电连接板,电连接操作简单、连接效率较高,有利于自动化生产,集成化电连接板与电池之间连接采用可拆卸连接,方便后续电池返修及梯次利用,同时该电池模组正负极位于同侧,进而使得pack中模组与模组之间连接方便,连接时也无需使用长铜排。
附图说明
24.图1为传统电池模组在pack中的连接示意图。
25.图2本实用新型中的集成化电连接板的俯视图。
26.图3为图2的仰视图。
27.图4为图2中的连接片组件立体图。
28.图5为图4中的连接片a结构示意图。
29.图6为图2中的l

l断面示意图。
30.图7为本实用新型中的电池模组示意图。
31.图8为图7隐藏集成化电连接板后的平面图。
32.图9为图7中各连接片与电池极柱连接示意图。
33.图中标记:1

连接板本体,11

连接通孔,12

防护凸边,13

防护凸环,14

防爆通孔,2

连接片组件,21

连接片p,22

连接片n,23

连接片m,24

连接片a,25

连接片b,26

连接片c,201

连接片本体,202

电连接部,203

补强孔a,204

补强孔b,205

安装孔,206

缓冲部,3

柔性电路板,31

镍片,4

电池极柱,5

模组端板,6

模组拉板,7

螺钉,s

集成化电连接板。
具体实施方式
34.下面结合附图,对本实用新型作详细的说明。
35.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白,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。
36.实施例1
37.本实施例提供一种集成化电连接板;
38.如图2

图6所示,本实施例中的集成化电连接板,包括连接板本体1和连接片组件2,所述连接板本体1为注塑成型件,所述连接片组件2中有若干连接片,且各连接片按照电池模组的组合结构对应布置并与连接板本体1在注塑时集成为一体,每个连接片包括连接片本体201和用于与极柱接触的电连接部202,所述连接片组件2用于将电池模组中的奇数序列电池和偶数序列电池分别串联连接后再对两者进行串联形成电池模组供电通路并使模组正负极位于同侧。
39.本实用新型通过将各连接片按照模组中电池极柱连接位置分布并与连接板本体注塑集成为一体,在进行电池模组装配时,只需将连接板本体相对于模组电池进行定位后,即可将各连接片相对于电池极柱位置全部定位完成,再将集成化电连接板与模组电池固定连接,使得连接片上电连接部与电池极柱接触实现电连接,电池模组装配时电连接操作简单、连接效率较高,更有利于自动化生产;由于连接片组件中各连接片布置方式为将电池模组中奇数序列电池与偶数序列电池分别连接后再进行串联,使得电池模组正负极在同侧,模组与模组之间连接方便,连接时也无需使用长铜排,pack连接高压走线简单,成本低、系统能耗低、无跨铜排采样,电池管理系统采样精确。
40.本实施例中,所述连接片组件2包括两个输出连接片、邻接连接片和多个跨接连接片,两个所述输出连接片用于分别与电池模组中作为正负输出端的电池极柱相连,多个所述跨接连接片用于分别对电池模组中相隔的电池进行连接,所述邻接连接片用于对电池模组中相邻的电池进行连接。在进行电池模组装配时,通过多个跨接连接片将模组中奇数序列电池与偶数序列电池分别串联后,再通过邻接连接片对分别连接后的奇数序列电池与偶数序列电池进行串联,并采用两个输出连接片分别与电池模组中作为正负输出端的电池极柱相连,由于采用了电池间隔相连的方案,使得两个输出连接片位于电池模组同侧,避免模组之间的串联采用长铜排。
41.具体地,本实施例中,所述输出连接片大致呈l形状,包括为连接片p21和连接片n22;所述邻接连接片为连接片m23;所述跨接连接片大致呈匚字形状,包括两个连接片a24、
三个连接片b25、三个连接片c26,其中,连接片a24、连接片b25和连接片c26组合使用将模组中奇数序列电池与偶数序列电池分别连接,连接片m23再将对分别连接后的奇数电池与偶数电池进行串联。
42.本实施例中,所述连接片组件2中的各连接片本体201上有部分相对于电连接部202向上凸起的部位,且连接片本体201上向上凸起的部位位于连接板本体1上侧,所述电连接部202位于连接板本体1下侧。如此,使连接片部分嵌入连接板本体上,两者集成效果好连接片不会脱落,同时连接片本体上位于连接板本体上侧的部位,便于与柔性电路板上的镍片进行电连接。
43.本实施例中,所述连接片组件2中的各连接片为钣金冲压而成,且各连接片整体进行镀镍处理,以提高防腐及导电能力。各连接片在与连接板本体1注塑集成后,连接片本体201上有部分位于连接板本体1上侧,优选地,连接片本体201部分嵌入连接板本体1中,且连接片本体201上表面略微高出连接板本体1上表面,以便柔性电路板上的镍片与连接片进行搭接后焊接电连接。
44.本实施例中,所述连接片组件2中的各连接片以绝缘的方式部分交叉重叠设置,且相互重叠的两个连接片上的连接片本体201之间由连接板本体1注塑填充进行隔开。如此,使得在相互重叠的两个连接片本体之间填充有注塑绝缘介质,避免交叉的两个连接片发生电连接短路情况。如图6所示,两个连接片(连接片b25、连接片c26)的连接片本体之间的间隔距离a决定了连接板本体注塑绝缘介质的填充厚度,注塑绝缘介质的填充厚度要满足上下两个连接片本体之间的绝缘耐压要求。
45.本实施例中,所述连接片组件2中的各连接片上设有补强孔a203和补强孔b204,其中,补强孔a203位于连接片上电连接部202的周围,补强孔b204位于连接片本体201上。如此设置,在连接片与连接板本体进行一体注塑时,注塑液体可以流入所有补强孔a和补强孔b中,提高了连接片与连接板本体的附着力,保证了二者连接的可靠性。
46.本实施例中,所述补强孔a203的孔径小于补强孔b204的孔径。由于补强孔a位于连接片上电连接部的周围,而此处可用空间不大,因此补强孔a的孔径较小,避免影响电连接部的设置;由于补强孔b位于连接片本体上,而此处可用空间较大,因此设置较大孔径的补强孔b,以尽量增强连接片本体与连接板本体的附着力。
47.本实施例中,所述连接板本体1上设有柔性电路板3,所述柔性电路板3上设置有用于与各连接片相连接的若干镍片31,并且所述柔性电路板3上的镍片31与各连接片上位于连接板本体1上侧的部位进行搭接后焊接电连接。如此,使得电池模组的柔性电路板也可预先集成在连接板本体上,使得该集成化电连接板集成了高压连接与低压连接,可以进一步提高生产效率。当然,所述柔性电路板(flexible printed circuit 简称fpc)也可以根据需求替代为ffc(镀锡扁平铜线)、pcba板(printed circuit board assembly)。
48.本实施例中,每个所述电连接部202上均设有用于安装连接件的安装孔205,所述连接板本体1上设有与安装孔205相对应的连接通孔11。在进行电池模组装配时,通常采用螺钉作为连接件依次穿入连接板本体上的连接通孔、电连接部上的安装孔后与电池极柱顶端的螺纹孔相连,从而将连接片上电连接部与电池极柱顶面压紧接触,使得连接片与极柱电连接可靠且便于拆卸。
49.本实施例中,所述电连接部202上有用于与电池极柱接触的凸出部,所述安装孔
205贯穿凸出部,在连接片本体201与凸出部之间连有倾斜的缓冲部206。当连接片电连接部与电池极柱表面的平行度不够好时,在进行螺钉紧固时,连接片缓冲部可以顺延变形,进而保证连接片电连接部与电池极柱完全贴合,使得连接片与电池极柱形成良好的电接触。
50.本实施例中,所述电连接部202上的凸出部为与电池极柱顶端适配的圆形状且朝向电池极柱一侧凸出的平面,在凸出部的中心设置用于螺钉穿过的安装孔205,在连接板本体1上与安装孔位置相对应设置用于螺钉穿过的连接通孔11。当然,可以理解的是,本实施例中电连接部上的凸出部也可以设计为其他可替代结构,如设计为朝电池极柱方向突出的弹片式u型插头(无需设置安装孔),并在电池极柱上对应开设有匹配的插槽,安装时通过将连接片两端u型插头卡入电池极柱插槽中,使u型插头两侧与极柱插槽内壁形成压力接触实现电连接,省去了拧紧螺钉的过程,连接效率更高。
51.本实施例中,所述连接板本体1上还设有限位部,所述限位部用于限定连接板本体1相对模组电池的位置。在安装该集成化电连接板时,通过限位部将连接板本体相对于模组电池进行定位后,即可使得各连接片相对于电池极柱位置全部定位完成,无需借助额外的工装对连接板本体进行定位,电池模组装配操作更加方便快捷。
52.本实施例中,所述限位部为环绕设置于连接板本体1下侧四周边缘的防护凸边12,且防护凸边12的内壁与模组电池外部进行嵌套配合。在安装该集成化电连接板时,该防护凸边与模组电池外部配合,对连接板本体起到限位作用,使得拧紧螺钉时无需手扶连接板本体,且扭矩枪产生的扭力不会带动连接片及连接板本体旋转。
53.本实施例中,所述连接板本体1上在连接通孔11边缘设有防护凸环13,所述防护凸环13顶面高度高于置于连接通孔11内的连接件顶部高度。如此设置,可以避免电池模组在装配过程中,金属工具将任意两个或两个以上的连接片短路,导致危险发生。
54.本实施例中,所述连接板本体1上还均匀设有若干个与各电池防爆阀相对应的防爆通孔14,以避让电池顶部的防爆阀,以免影响防爆阀爆开时受阻,高温介质无法及时喷出导致电池内部压力持续增大,进而导致电池爆炸。所述防爆通孔14的下侧边缘环绕设有连续的凸起,既可以防爆通孔形成保护,又可以加强连接板本体结构强度,且设置的凸起还具有引流作用,使得高温介质定向喷出,不蔓延到其他电池,进而引发整个模组热失控。
55.实施例2
56.如图7

图9所示,本实施例提供一种电池模组,包括多个按顺序依次排列的电池和实施例1中所述的集成化电连接板s,所有的电池成排布置且每两个电池正负极采用同侧布置(如图8中电池顶部的 、

号标识),还包括两个模组端板5和两个模组拉板6,所述模组端板5分别设于最外端两个电池侧面,所述模组拉板6分别设于模组端板两侧,所述集成化电连接板s设置于电池组上部,并且各连接片上的电连接部202与对应电池极柱4顶端采用螺钉7连接。
57.该电池模组包括若干个电池和集成化电连接板,通过在成排布置的电池组两端相对设置模组端板,利用两侧的模组拉板使各电池紧贴,将集成化电连接板扣在电池组上,并使各连接片上的电连接部与对应电池极柱顶端可拆卸连接实现电接触,模组装配电连接操作简单、连接效率较高,有利于自动化生产,集成化电连接板与电池之间连接采用螺钉可拆卸连接,方便后续电池返修及梯次利用,同时该电池模组正负极位于同侧,进而使得电池pack中模组与模组之间连接方便,连接时也无需使用长铜排。
58.以上所述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,凡在本实用新型的原理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。
转载请注明原文地址:https://win.8miu.com/read-800375.html

最新回复(0)