CN107681097A - 一体化汽车电池采样线束及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一体化汽车电池采样线束，包括FPC，FPC上具有多个引出节点，引出节点上均设有与之超声焊接的连接片，连接片与FPC超声焊接，FPC的表面覆盖有一层绝缘保护层，连接片上具有焊接连接点，焊接连接点为缝焊连接点或穿透焊连接点，除焊接连接点外连接片其余部分的表面亦覆盖有绝缘保护层；通过在FPC的表面压注一层PI或者PET绝缘保护层的方式，代替原来的塑胶绝缘支架，制造成本降低，而且整体的质量从原来的0.25公斤下降至只有0.06公斤左右，复合目前汽车轻量化技术的需求，而且在绝缘效果上与原来的效果相同，在绝缘保护层厚度为0.05mm时能抗2500~3000V的击穿电压，FPC与连接片可以与连接片直接超声焊接，节省成本，而且避免由于铆接不稳固而产生的故障问题。
Description
技术领域
本发明涉及汽车电池采样线束，特别涉及一体化汽车电池采样线束及其制造方法。
背景技术
随着电动汽车行业的快速发展，以及储能行业的兴起，动力电池及电池管理***的需求量大大增加。现有的动力电池模组是将一些电池单体通过串联、并联的方式组合而成，电池管理单元和电池模组之间连接有电压采样线束、温度采样线束等，为了防止电池管理单元和电池模组之间发生短路，一般会在电池模组的上方设置一个塑胶绝缘支架，线束和电池管理模块固定在塑胶绝缘支架上，然而汽车电池中的采样线束多而繁杂，安装排布时非常不方便，于是将多根采样线束集成在一块FPC上，为了将FPC固定在塑胶绝缘支架上，一般会在FPC的节点上焊接一个铆接片，铆接片通过铆钉与连接片连接；由于传统的工艺涉及到多个由不同供应商提供的部件，不仅制造成本高，而且在组装时容易出现部件之间的搭配效果不好，容易出现故障。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种成本低廉、质轻、安装方便且故障率低的一体化汽车线束，以解决上述背景技术中提出的问题。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一体化汽车电池采样线束，包括FPC，所述FPC上具有多个引出节点，所述引出节点上均设有与之超声焊接的连接片，所述连接片与FPC超声焊接，所述FPC的表面覆盖有一层绝缘保护层，所述连接片上具有焊接连接点，所述焊接连接点为缝焊连接点或穿透焊连接点，除所述焊接连接点外连接片其余部分的表面亦覆盖有绝缘保护层。
作为对本发明的进一步描述，FPC与连接片超声焊接处的表面具有一层70um厚的铜箔，所述连接片包括中间层和覆盖中间层上下表面的表层，所述中间层包括多片相互层叠组成的紫铜叠片，表层为铜镍复合片，通过超声焊接使FPC表面的铜箔与连接片的表层相互固定连接。
作为对本发明的进一步描述，所述绝缘保护层采用PI或者PET材料。
作为对本发明的进一步描述，所述绝缘保护层的厚度为0.01-2.0mm。
本发明的有益效果为：通过在FPC的表面压注一层PI或者PET绝缘保护层的方式，代替原来的塑胶绝缘支架，制造成本降低，而且整体的质量从原来的0.25公斤下降至只有0.06公斤左右，复合目前汽车轻量化技术的需求，而且在绝缘效果上与原来的效果相同，在绝缘保护层厚度为0.05mm时能抗2500~3000V的击穿电压，FPC与连接片可以与连接片直接超声焊接，节省了一个铆接片的成本，而且避免由于铆接不稳固而产生的故障问题。
本发明的另一个目的在于提供一种用于制造成本低廉、质轻、安装方便且故障率低的一体化汽车电池采样线束的制造方法。
一体化汽车电池线束的制造方法，包括以下步骤：
步骤一：通过超声焊接的方法将连接片与FPC的节点固定连接；
步骤二：把步骤一中得到的半成品放置在高温压合机的模具内进行热压加工，在FPC和连接片的表面压注一层绝缘保护层，绝缘保护层采用PI或者PET绝缘材料，热压完毕后进行冷却保压，得到成品。
进一步地，在进行超声焊接之前，FPC还需要经过烘烤除湿、印刷焊接锡膏、电子元件贴片和过高温炉焊接的前处理。
进一步地，烘烤除湿前处理的具体操作为：将FPC线路板放入烘烤炉中作除湿处理，烘烤炉的温度为120±1℃，烘烤时间为2小时左右。
进一步地，印刷焊接锡膏前处理的具体操作为：将经过烘烤除湿的FPC线路板放入锡膏印刷机中，把焊接锡膏印刷在FPC线路板上，印刷速度为50mm/s。
进一步地，电子元件贴片前处理的具体操作为：取出经过印刷焊接锡膏前处理的FPC线路板后，将电子元件贴于FPC线路板上，贴合的精度必须在±0.1mm内。
进一步地，过高温炉焊接前处理的具体操作为：将贴有电子元件的FPC线路板流经过高温炉，将电子元件焊接在FPC线路板上，高温炉的温度设置在245±1℃，炉内加热时间为30秒，具体加热时间可以根据线路板的大小而改变。
本发明的有益效果为：采用新的加工工艺，直接将连接片通过超声焊接的方式与FPC固定连接，相比于原来通过铆钉焊接的方式而言更加牢固，另外在FPC的表面压注PI或者PET绝缘保护层，代替了传统的塑胶绝缘支架，在重量大大下降，复合现在汽车轻量化的理念，而且制造成本降低，免除了原来繁琐的安装步骤，同时还避免的不同部件之间出现难以匹配的问题，大大降低故障率。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明进行进一步说明：
如图1所示的一体化汽车电池采样线束，包括FPC1和焊接在FPC表面的CON连接器3，所述FPC1上具有多个引出节点11，所述引出节点11上均设有与之超声焊接的连接片2，所述连接片2与FPC超声焊接，FPC1与连接片2超声焊接处的表面具有一层70um厚的铜箔，所述连接片2包括中间层和覆盖中间层上下表面的表层，所述中间层包括多片相互层叠组成的紫铜叠片，表层为铜镍复合片，通过超声焊接使FPC表面的铜箔与连接片的表层相互固定连接，所述FPC的表面覆盖有一层绝缘保护层，所述绝缘保护层的厚度为0.05mm，所述绝缘保护层采用PI或者PET材料，所述连接片2上具有焊接连接点21，所述焊接连接点21为缝焊连接点或穿透焊连接点，除所述焊接连接点21外连接片其余部分的表面亦覆盖有绝缘保护层。通过在FPC的表面压注一层PI或者PET绝缘保护层的方式，代替原来的塑胶绝缘支架，制造成本降低，而且整体的质量从原来的0.25公斤下降至只有0.06公斤左右，复合目前汽车轻量化技术的需求，而且在绝缘效果上与原来的效果相同，所述绝缘保护层的厚度为0.01-2.0mm，在绝缘保护层厚度为0.05mm时能抗2500~3000V的击穿电压，FPC与连接片可以与连接片直接超声焊接，节省了一个铆接片的成本，而且避免由于铆接不稳固而产生的故障问题。
在制造一体化汽车电池采样线束时，首先将FPC线路板放入烘烤炉中作除湿处理，烘烤炉的温度为120±1℃，烘烤时间为2小时左右。将经过烘烤除湿的FPC线路板放入锡膏印刷机中，把焊接锡膏印刷在FPC线路板上，印刷速度为50mm/s。取出印刷完锡膏的FPC线路板后，将电子元件贴于FPC线路板上，贴合的精度必须在±0.1mm内，随后将贴有电子元件的FPC线路板流经过高温炉，将电子元件焊接在FPC线路板上，高温炉的温度设置在245±1℃，炉内加热时间为30秒，具体时间可以根据线路板的大小而改变；电子元件安装完毕之后，将连接片与FPC线路板通过超声焊接机进行超声焊接；超声焊接过程中需要考虑的参数包括需用功率、振动频率、静压力、焊接时间，需要功率取决于焊件厚度和硬度，由以下公式确定：P=KH3/2δ3/2；其中P为需用功率单位为W， K为系数，取决于焊件厚度和硬度， S为焊件厚度，单位为mm，H为焊件硬度，单位为HV；鉴于超声波功率的测量难度很大，实用上均以振幅来表示功率的大小，如以下公式所示：P=μSFυ=Msf2Aω/π=4μSFAf，其中P为超声功率；F为静压力，单位为N；S为焊点面积，单位为mm²；v为相对速度单位为m/min；A为振幅，单位为μm；μ为摩擦系数；ω为角频率，计算公式为ω=2πf；f为振动频率，单位为：kHz。
将经过上述步骤处理的FPC线路板通过人工或者贴膜机，贴上一层PI或者PET保护膜，随后再贴上FR4补强材料，再贴膜时的温度应该控制在70℃左右，让PET保护膜与FR4补强材料与FPC线路板进行初步贴合固定，随后上机，将贴好膜材的FPC置于压合机中进行高温压合50秒，压合温度为180±1℃。
高温压合之后，将连接器焊接于FPC上，然后通过点胶机在连接器外露的针脚上点上UV胶，点胶完毕后过UV炉，对UV胶进行固化，充分保护外露的针脚，防止潮湿腐蚀或短路。
最后对连接器的其他部位进行包塑，作防水绝缘处理；经过上述处理后得到的最终产品，进行测试。
首先将连接片与FPC的节点通过超声焊接的方式固定连接，将上面步骤得到的半成品放置在高温压合机的模具内进行热压加工，在FPC和连接片的表面上压注一层PI或者PET绝缘材料的绝缘保护层，热压完毕后进行保压冷却，得到最后成品。
采用新的加工工艺，直接将连接片通过超声焊接的方式与FPC固定连接，相比于原来通过铆钉焊接的方式而言更加牢固，另外在FPC的表面压注PI或者PET绝缘保护层，代替了传统的塑胶绝缘支架，在重量大大下降，复合现在汽车轻量化的理念，而且制造成本降低，免除了原来繁琐的安装步骤，同时还避免的不同部件之间出现难以匹配的问题，大大降低故障率。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (10)
1.一体化汽车电池采样线束，包括FPC，其特征在于：所述FPC上具有多个引出节点，所述引出节点上均设有与之超声焊接的连接片，所述FPC的表面覆盖有一层绝缘保护层，所述连接片上具有焊接连接点，所述焊接连接点为缝焊连接点或穿透焊连接点，除所述焊接连接点外连接片其余部分的表面亦覆盖有绝缘保护层。
2.根据权利要求1所述的一体化汽车电池采样线束，其特征在于：FPC与连接片超声焊接处的表面具有一层70um厚的铜箔，所述连接片包括中间层和覆盖中间层上下表面的表层，所述中间层包括多片相互层叠组成的紫铜叠片，表层为铜镍复合片，通过超声焊接使FPC表面的铜箔与连接片的表层相互固定连接。
3.根据权利要求1所述的一体化汽车电池采样线束，其特征在于：所述绝缘保护层采用PI或者PET材料。
4.根据权利要求2所述的一体化汽车电池采样线束，其特征在于：所述绝缘保护层的厚度为0.01-2.0mm，能抗2500~3000V的击穿电压。
5.如权利要求1所述的一体化汽车电池采样线束的制造方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一：通过超声焊接的方法将连接片与FPC的节点固定连接；
步骤二：在步骤一中得到的半成品的表面贴放PI或PET绝缘保护层，将贴合后的半成品放置在高温压合机的模具内进行热压加工，使得绝缘保护层均匀包裹在FPC和连接片的表面，连接片上的焊接孔预留出来，热压完毕后进行冷却保压。
6.根据权利要求4所述的一体化汽车电池线束的制造方法，其特征在于：在进行超声焊接之前，FPC还需要经过烘烤除湿、印刷焊接锡膏、电子元件贴片和过高温炉焊接的前处理。
7.根据权利要求5所述的一体化汽车电池线束的制造方法，其特征在于：烘烤除湿前处理的具体操作为：将FPC线路板放入烘烤炉中作除湿处理，烘烤炉的温度为120±1℃，烘烤时间为2小时左右。
8.根据权利要求5所述的一体化汽车电池线束的制造方法，其特征在于：印刷焊接锡膏前处理的具体操作为：将经过烘烤除湿的FPC线路板放入锡膏印刷机中，把焊接锡膏印刷在FPC线路板上，印刷速度为50mm/s。
9.根据权利要求4所述的一体化汽车电池线束的制造方法，其特征在于：电子元件贴片前处理的具体操作为：取出经过印刷焊接锡膏前处理的FPC线路板后，将电子元件贴于FPC线路板上，贴合的精度必须在±0.1mm内。
10.根据权利要求4所述的一体化汽车电池线束的制造方法，其特征在于：过高温炉焊接前处理的具体操作为：将贴有电子元件的FPC线路板流经过高温炉，将电子元件焊接在FPC线路板上，高温炉的温度设置在245±1℃，炉内加热时间为30秒，具体加热时间可以根据线路板的大小而改变。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20180209 |