CN207834378U - Pcb汇流板及电池汇流装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种PCB汇流板及电池汇流装置。该PCB汇流板包括与外部用电设备相连的正极接线端和负极接线端；板体设置有多个电池组连接模块，电池组连接模块并列设置；相邻的两个电池组连接模块之间设置有串并联选择开关；板体上还设置有电路结构，电路结构与单体电池连接。本实用新型中的PCB汇流板通过板体上设置串并联选择开关，使得PCB汇流板与电池组连接后输出的电压可选，增强PCB汇流板的实用性。

Description

PCB汇流板及电池汇流装置

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，尤其是涉及一种PCB汇流板及电池汇流装置。

背景技术

动力电池组由多个串并联的单体电池组成。现有的动力电池组中，多使用电池箱固定多个串并联单体电池，采用PCB汇流板实现多个串并联单体电池之间电性连接，使得动力电池组安装及使用更为方便。然而当PCB汇流板跟电池组连接之后只能输出设定的电压值，实用性较差。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供PCB汇流板及电池汇流装置，使得PCB汇流板与电池组连接后输出的电压可选，从而提高PCB汇流板的实用性。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种PCB汇流板，包括板体；该板体包括正极接线端和负极接线端；正极接线端和负极接线端与外部用电设备相连；板体设置有多个电池组连接模块，多个电池组连接模块并列设置；相邻的两个电池组连接模块之间设置有串并联选择开关；板体上还设置有电路结构，电路结构与单体电池连接。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，每个电池组连接模块均设置一对所述正极接线端和所述负极接线端。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，当相邻的两个电池组连接模块之间的串并联选择开关拨至串联档时，两个电池组连接模块串联；当串并联选择开关拨至并联档时，两个电池组连接模块并联；当串并联选择开关断开时，两个电池组连接模块断开。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，每个电池组连接模块均包括多个单体电池连接单元，多个单体电池连接单元并列设置；单体电池连接单元包括正极极耳连接口和负极极耳连接口，分别用于与单体电池的正极极耳和负极极耳连接，其中，多个单体电池按照串联连接的方式进行连接。

结合第一方面的第三种可能性，本实用新型实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，板体的形状为矩形；多个电池组连接模块沿板体的长度方向并列设置；多个单体电池连接单元沿板体的宽度方向并列设置。

结合第一方面的第四种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，板体上设有多个并列设置的槽体；槽体内并列平行设置了多根金属条，相邻的两根金属条之间的间隙形成了正极极耳连接口或所述负极极耳连接口；金属条包括铜条和铜包铝条。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，板体上还设置有保险装置，保险装置用于对板体上的电子元器件进行限流保护。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，板体上设置有散热装置。

结合第一方面的第一至七种可能的实施方式中的任意一种，本实用新型实施例提供了第一方面的第八种可能的实施方式，，其中，板体上还设置有元器件焊接口。

第二方面，本实用新型实施例还提供一种电池汇流装置，包括上述PCB汇流板；还包括动力电池。

本实用新型实施例提供的一种PCB汇流板及电池汇流装置，该板体包括正极接线端和负极接线端；正极接线端和负极接线端与外部用电设备相连；板体设置有多个电池组连接模块，电池组连接模块并列设置；相邻的两个电池组连接模块之间设置有串并联选择开关；板体上还设置有电路结构，电路结构与单体电池连接。该装置通过在PCB汇流板上设置串并联选择开关，使得PCB汇流板与电池组连接后输出的电压可选，提高了PCB汇流板的实用性。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，或者，部分特征和优点可以从说明书推知或毫无疑义地确定，或者通过实施本实用新型的上述技术即可得知。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施方式，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种PCB汇流板的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的另一种PCB汇流板的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的PCB汇流板安装孔的位置示意图；

图4为本实用新型实施例提供的电池汇流装置的结构示意图。

图标：100-板体；101-正极接线端；102-负极接线端；110-电池组连接模块；120-串并联选择开关；130-电路结构；200-板体；201-正极接线端；202-负极接线端；210-电池组连接模块；21011-正极极耳连接口；21012-负极极耳连接口；220-串并联选择开关；230-电路结构；30-第一安装孔；31-第二安装孔；40-PCB汇流板；41-动力电池。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。

目前，动力电池组多采用PCB(Printed Circuit Board，印制电路板)汇流板实现多个串并联单体电池之间电性连接。然而，PCB汇流板跟电池组连接之后只能输出设定的电压值，实用性较差。基于此，本实用新型实施例提供的一种PCB汇流板及电池汇流装置，可以应用于电动汽车供电***及其他动力电池供电***。

为便于对本实施例进行理解，首先对本实用新型实施例所公开的一种PCB汇流板进行详细介绍。

参见图1所示的一种PCB汇流板结构示意图，该PCB汇流板包括板体100；该板体包括正极接线端101和负极接线端102；正极接线端101和负极接线端102与外部用电设备相连；板体100设置有多个电池组连接模块110，多个电池组连接模块110并列设置；相邻的两个电池组连接模块110之间设置有串并联选择开关120；板体上还设置有电路结构130，该电路结构130与单体电池连接。

进一步地，每个电池组连接模块均设置一对正极接线端和负极接线端。当该电池组连接模块与单体电池连接，正极接线端和负极接线端与外部用电设备连接后，即可为外部用电设备供电。一块PCB汇流板可同时为多个外部用电设备供电。

进一步地，相邻的两个电池组连接模块之间设置的串并联选择开关可改变两个电池组连接模块之间的串并联关系。当两个电池组并联时，输出电压不变，输出功率变大。当两个电池组串联时，输出电压为两个电池组的电压之和。

本实用新型实施例提供了一种PCB汇流板，该板体包括正极接线端和负极接线端；正极接线端和负极接线端与外部用电设备相连；板体设置有多个电池组连接模块，电池组连接模块并列设置；相邻的两个电池组连接模块之间设置有串并联选择开关；板体上还设置有电路结构，电路结构与单体电池连接。该装置通过在PCB汇流板上设置串并联选择开关，使得PCB汇流板与电池组连接后输出的电压可选，提高了PCB汇流板的实用性。

参见图2所示的另一种PCB汇流板结构示意图，该PCB汇流板包括板体200；该板体包括正极接线端201和负极接线端202；正极接线端201和负极接线端202与外部用电设备相连；板体200设置有多个电池组连接模块210；每个电池组连接模块210均包括多个单体电池连接单元，多个单体电池连接单元并列设置；所述单体电池连接单元包括正极极耳连接口21011和负极极耳连接口21012，分别用于与单体电池的正极极耳和负极极耳连接，相邻的两个电池组连接模块之间设置有串并联选择开关220；板体上还设置有电路结构230。

具体地，板体的形状为矩形；多个电池组连接模块沿板体的长度方向并列设置；多个单体电池连接单元沿板体的宽度方向并列设置，如图2所示。通常，矩形的板体中，边长较长的方向为长度方向；边长较短的方向为宽度方向。

进一步地，每个电池组连接模块均设置一对正极接线端和负极接线端。当某一电池组连接模块与单体电池连接，正极接线端和负极接线端与外部用电设备连接后，即可为外部用电设备供电。当两个电池组连接模块并联后，可选两个电池组连接模块中任一正极接线端和负极接线端与外部相连。当两个电池组连接模块串联后，则根据实际情况选择正极接线端和负极接线端，实现输出电压为两个电池组的电压之和。

上述串并联选择开关可改变两个电池组连接模块之间的串并联关系。当相邻的两个电池组连接模块之间的串并联选择开关拨至串联档时，两个电池组连接模块串联；当串并联选择开关拨至并联档时，两个电池组连接模块并联；当串并联选择开关断开时，两个电池组连接模块断开。可根据需求对相邻的N个电池组连接模块之间的串并联选择开关进行操作，得到所需的电压及输出功率。

在实际情况中，板体上设有多个并列设置的槽体；槽体内并列平行设置了多根金属条，相邻的两根金属条之间的间隙形成了正极极耳连接口或负极极耳连接口；上述金属条包括铜条和铜包铝条。

具体地，该铜包铝条采用包覆焊接制造技术，将铜带同心地包覆在铝杆或钢丝等芯线的外表面，并使铜层和芯线之间形成牢固的原子间的冶金结合，使两种不同的金属材料结合成为不可分割的整体，可以象加工单一金属丝那样作拉拔和退火处理，拉拔过程中铜和铝同比例地变径，铜层体积比则保持相对恒定不变。

由于高频信号具有“趋肤效应”的特点，因此铜包铝条在传输高频信号(大于5MHz)时，具有与纯铜线相同的导电性能。铜包铝条同时还具备铜的导电性与铝的密度小的复合特性；而铜包钢条则将铜的导电性与钢的高强度结合在一起。

进一步地，电路结构通过正极极耳连接口和负极极耳连接口与单体电池电连接，使得在同一电池组连接模块中实现电池的串联。另一方面，电路结构与串并联选择开关连接，通过电路布线实现：当相邻的两个电池组连接模块之间的串并联选择开关拨至串联档时，两个电池组连接模块串联；当串并联选择开关拨至并联档时，两个电池组连接模块并联；当串并联选择开关断开时，两个电池组连接模块断开。

进一步地，板体上还设置有保险装置，该保险装置用于对所述板体上的电子元器件进行限流保护。每个电池组连接模块均设置保险装置。保险装置有以下规格：5mm*20mm，及6mm*30mm。规格为5mm*20mm的保险装置的电流为10A，交流电为250V；规格为6mm*30mm的保险装置的电流为15V，交流电为250V。当电路中的电流达到或超过设定的电流值时，保险装置启动，电路断开。

上述保险装置可以通过保险丝实现；一般保险丝由三个部分组成，分别为熔体部分、电极部分和支架部分；其中，熔体部分是保险丝的核心，熔断时起到切断电流的作用，同一类、同一规格保险丝的熔体，材质要相同、几何尺寸要相同、电阻值尽可能地小且要一致，最重要的是熔断特性要一致，家用保险丝常用铅锑合金制成；电极部分通常有两个，是熔体与电路联接的重要部件，它必须有良好的导电性，不应产生明显的安装接触电阻；另外，保险丝的熔体一般都纤细柔软的，支架部分的作用就是将熔体固定并使三个部分成为刚性的整体便于安装、使用，它必须有良好的机械强度、绝缘性、耐热性和阻燃性，在使用中不应产生断裂、变形、燃烧及短路等现象。

通常情况下，PCB汇流板设置有散热装置。PCB板的散热非常重要，若不及时散热，器件就会因过热失效，导致PCB板的可靠性下降。当PCB板中有少数器件发热量较大时(少于3个)时，可在发热器件上加散热器或导热管，当温度还不能降下来时，可采用带风扇的散热器，以增强散热效果。当发热器件量较多时(多于3个)，可采用大的散热罩(板)，它是按PCB板上发热器件的位置和高低而定制的专用散热器或是在一个大的平板散热器上抠出不同的元件高低位置。将散热罩整体扣在元件面上，与每个元件接触而散热。本实施例中，PCB汇流板与多个动力电池接触，动力电池在供电过程中散发大量热量，可根据电池位置定制的专用散热器放置于PCB汇流板上。

实际中，板体上还设置有元器件焊接口。元器件焊接口为加工在板体上，并与板体上的电路结构电连接的引脚孔；元器件焊接口可根据电路结构设置在板体适合的位置上。可根据需求在元器件焊接口处焊接相应的温度及电压采集装置。由温度及电压采集装置将采集到的温度和电压反馈给电池控制***，对PCB汇流板及动力电池的工作状态进行监控。当检测到异常情况时，及时发出警报。

参见图3所示的PCB汇流板安装孔的位置示意图，板体的其中一条短边上设置有凸起，该凸起的中部设置有第一安装孔30；第一安装孔30用于与螺钉配合以固定板体。板体的两条短边上均设置有铜柱，铜柱用于连接铜排或动力线缆，从而将单体电池中的电量输出。

由于铜排或动力线缆一般只能弯折到一定角度，因此需要预留一定的走线空间，否则容易增大汇流板的整体体积，甚至造成干涉等问题。因此，在靠近铜柱的位置上设置了用于走线的缺口，使整体结构更加紧凑。

进一步地，板体的两条长边上均设置有第二安装孔31，该第二安装孔31用于固定板体。第一安装孔30与第二安装孔31共同围绕板体的周向设置，进一步提高板体固定的可靠性。另外，第一安装孔和第二安装孔可为长圆孔，长圆孔可防止对应的螺纹孔因位置精度不高造成的装配困难。

本实用新型实施例还提供了一种电池汇流装置。如图4所示的电池汇流装置的结构示意图，该装置包括PCB汇流板40；还包括动力电池41。

上述动力电池为工具提供动力来源的电源，多指为电动汽车、电动列、电动自行车、高尔夫球车提供动力的蓄电池。用于汽车发动机起动的起动电池。多采用阀口密封式铅酸蓄电池、敞口式管式铅酸蓄电池以及磷酸铁锂蓄电池。该动力电池具有如下特点：高能量和高功率；高能量密度；高倍率部分荷电状态下的循环使用；工作温度范围宽(-30～6℃)；使用寿命长，要求5-10年；安全可靠。

实际情况中，动力电池放置于电池箱中，动力电池的摆放位置与PCB汇流板的单体电池连接单元一一对应。动力电池的正极极耳与单体电池连接单元的正极极耳连接口接触，动力电池的负极极耳与单体电池连接单元的负极极耳连接口接触。同一电池组连接模块的动力电池以串联的方式连接。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的电池汇流装置的具体工作过程，可以参考前述PCB汇流板实施例中的对应过程，在此不再赘述。

本实用新型实施例提供的电池汇流装置，与上述实施例提供的PCB汇流板具有相同的技术特征，所以也能解决相同的技术问题，达到相同的技术效果。

另外，在本实用新型实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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装置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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本实用新型的具体实施方式，用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，本实用新型的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种PCB汇流板，其特征在于，包括板体；所述板体包括正极接线端和负极接线端；所述正极接线端和所述负极接线端与外部用电设备相连；

所述板体设置有多个电池组连接模块，多个所述电池组连接模块并列设置；

相邻的两个所述电池组连接模块之间设置有串并联选择开关；

所述板体上还设置有电路结构，所述电路结构与单体电池电连接。

2.根据权利要求1所述的PCB汇流板，其特征在于，每个所述电池组连接模块均设置一对所述正极接线端和所述负极接线端。

3.根据权利要求2所述的PCB汇流板，其特征在于，当相邻的两个所述电池组连接模块之间的串并联选择开关拨至串联档时，两个所述电池组连接模块串联；当所述串并联选择开关拨至并联档时，两个所述电池组连接模块并联；当所述串并联选择开关断开时，两个所述电池组连接模块断开。

4.根据权利要求1所述的PCB汇流板，其特征在于，每个所述电池组连接模块均包括多个单体电池连接单元，多个所述单体电池连接单元并列设置；所述单体电池连接单元包括正极极耳连接口和负极极耳连接口，分别用于与单体电池的正极极耳和负极极耳连接，其中，所述多个单体电池按照串联连接的方式进行连接。

5.根据权利要求4所述的PCB汇流板，其特征在于，所述板体的形状为矩形；

多个所述电池组连接模块沿所述板体的长度方向并列设置；

多个所述单体电池连接单元沿所述板体的宽度方向并列设置。

6.根据权利要求5所述的PCB汇流板，其特征在于，所述板体上设有多个并列设置的槽体；

所述槽体内并列平行设置了多根金属条，相邻的两根金属条之间的间隙形成了所述正极极耳连接口或所述负极极耳连接口；所述金属条包括铜条和铜包铝条。

7.根据权利要求1所述的PCB汇流板，其特征在于，所述板体上还设置有保险装置，所述保险装置用于对所述板体上的电子元器件进行限流保护。

8.根据权利要求1所述的PCB汇流板，其特征在于，所述板体上设置有散热装置。

9.根据权利要求1-8任一项所述的PCB汇流板，其特征在于，所述板体上还设置有元器件焊接口。

10.一种电池汇流装置，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的PCB汇流板；还包括动力电池。