CN212303837U - 锂离子电池模组及其汇流排组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及锂离子电池领域，公开了一种锂离子电池模组及其汇流排组件。汇流排组件包括：由导电材料制成的复数个汇流排，设置在组成锂离子电池模组本体的电芯的电极所在端的端面，各汇流排用于电连接位于汇流排下方的两电芯的电极，以实现两电极的串联或并联；采样装置，与各汇流排共同位于电芯的各电极所在端的端面；第一热压膜，热压结合覆盖在各汇流排及采样装置的顶面，各汇流排及采样装置均覆盖在第一热压膜下，采样装置的采样引出线从第一热压膜的出线引出孔伸出，以与控制电路电连接，将采样电信号输出至控制电路。应用该技术方案有利于实现产品样品阶段的快速响应，也能保证产品量产阶段质量的可靠性，还可降低产品成本。

Description

锂离子电池模组及其汇流排组件

技术领域

本实用新型涉及锂离子电池领域，公开了一种锂离子电池模组及其汇流排组件。

背景技术

随着新能源行业的发展，锂离子电池在不同的领域都得到了不同的应用，应用的环境各种各样，例如：乘用车、大巴车、环卫车、储能电站等。

锂离子电池模组由多个电芯通过一定的串联和或并联或串联以及并联的组合（以下简称串并联）而形成。

锂离子电池模组在新能源领域中占有重要地位。而低压采集组件、汇流排和线束隔离板（以下简称CCS组件）是锂离子电池模组不可或缺的部分，它用于实现电芯之间的串并联组合；监测电芯的电压及温度，将数据反馈给BMS***，让BMS***完成相应控制策略。传统的CCS组件包括线束隔离板、低压采集线束或PCB或FPC以及汇流排。本发明人在进行本发明研究过程中发现，现有技术存在以下缺陷：

1、线束隔离板需要开模，样品阶段无法快速响应；

2、采用键合方案，FPC需要开模，同时需要增加键合设备；

3、直接使用粘接扣固定线束，在使用过程中极易造成低压短路风险，产品质量无法得到保证。

发明内容

本实用新型实施例的目的之一在于提供一种锂离子电池模组及其汇流排组件，应用该技术方案有利于实现产品样品阶段的快速响应，也能保证产品量产阶段质量的可靠性，还可降低产品成本。

第一方面，本实用新型实施例提供的一种适用于锂离子电池模组的汇流排组件，包括：

由导电材料制成的复数个汇流排，设置在组成锂离子电池模组本体的电芯的电极所在端的端面，各所述汇流排用于电连接位于所述汇流排下方的两电芯的电极，以实现两电极的串联或并联；

采样装置，位于各所述汇流排上；

第一热压膜，覆盖在各所述汇流排及所述采样装置上，各所述汇流排及所述采样装置均覆盖在所述第一热压膜下，所述采样装置的采样引出线从所述第一热压膜的出线引出孔伸出，以与控制电路电连接，将采样电信号输出至所述控制电路。

可选地，所述采样装置包括：

电压采样装置，包括电压采样端，所述电压采样端与设置在所述汇流排上的电压采样节点电连接。

可选地，所述电压采样装置包括电压采样线，所述电压采样线的一端与电压采样节点电连接，所述电压采样节点分别设置在各所述汇流排上。

可选地，所述采样装置包括：

温度采样装置，包括温度传感器，所述温度传感器位于所述汇流排上，各所述温度传感器通过采样线的与所述控制电路电连接。

可选地，所述温度传感器为热敏电阻器。

可选地，所述热敏电阻器为负温度系数热敏电阻器。

可选地，各所述汇流排呈片状，在各所述汇流排上分别形成有向所述电芯方向凹陷的凹槽。

可选地，所述采样装置的电压采样节点设置在所述凹槽内。

可选地，在所述汇流排上还设置有焊接观察通孔，以用于观察所述汇流排与所述电芯的电极连接状况。

可选地，在所述汇流排上还设置有焊接指示部。

可选地，第二热压膜，覆盖在所述电芯的电极所在端的端面，避让于所述电芯的电极及各所述汇流排外，位于所述第一热压膜的下方，与所述第一热压膜结合在一起。

第二方面，本实用新型实施例提供的一种锂离子电池模组，包括：

锂离子电池模组本体，包括复数个电芯，

上述之任一所述的汇流排组件，所述汇流排组件的汇流排设置在所述电芯的电极所在端的端面，各所述汇流排用于电连接位于所述汇流排下方的两电芯的电极，以实现两电极的串联或并联。

可选地，所述汇流排上向所述电芯方向凹陷的凹槽位于任意两所述电芯之间。

由上可见，采用本实施例技术方案，在用于电芯串并联的汇流排及用于采样的采样装置的顶面覆盖第一热压膜，通过一定的压力及温度作用于热压膜使热压膜与锂离子电池模组的端面结合在一起，全面覆盖汇流排以及采样装置，实现了汇流排、采样装置的隔离，且其隔离结构易于实现，无需开模，有利于实现产品样品阶段的快速响应，并且也能保证产品量产阶段质量的可靠性，还可降低产品成本。

综上，采用本实施例技术方案，有以下增益效果：

(1)取消了线束隔离板设计，采用第一热压膜固定采样装置和汇流排，结构简单，无需开模，在产品样品阶段能够快速响应；

(2)采样组件完全固定在第一热压膜的内部，质量可靠性高，外形美观，制造成本较低，即使在产品量产阶段也不失为一种好的低压采样结构解决方案。

附图说明

图1为本实用新型实施例1提供的汇流排组件的立体结构示意图；

图2为本实用新型实施例1提供的汇流排组件的***结构示意图；

图3为用于两电芯并联的一汇流排的结构示意图；

图4为作为对外引出锂离子电池模组的正负极的汇流排（亦称引出排）的结构示意图；

图5为本实用新型实施例1提供采样线束示意图；

图6固定低压采样线束及汇流排的第一热压膜示意图；

图7固定低压采样线束及汇流排的第二层热压膜示意图。

附图标记：

1：汇流排； 11：凹槽； 12：焊接观察通孔；

2：第一热压膜； 21：出线引出孔； 3：第二热压膜；

4：采样线； 41：温度传感器； 5：引出排。

具体实施方式

下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本实用新型，在此本实用新型的示意性实施例以及说明用来解释本实用新型，但并不作为对本实用新型的限定。

实施例1：

参见图1-7所示。

本实施例提供了一种适用于锂离子电池模组的汇流排组件，其中锂离子电池模组主体是由多个电芯组成，电芯的电极“+”、“-”极伸出在电芯的其中一宽度端部，也可以但不限于分别从两宽度端部伸出。各电芯面对面相对地堆叠在一起形成锂离子电池模组本体，电芯的电极分别伸出在锂离子电池模组本体的端部。

在本实施例中，可以根据电芯之间的串并联关系对电芯的排列方向进行设置，比如如果两相邻的电芯为并联连接时，则使两电芯的正极“+”位于同一侧，两电芯的负极“-”位于另一侧，在两电芯的正极“+”侧设置一汇流排将两电芯的正极“+”连接在一起，在两电芯的负极“-”侧设置另一汇流排将两电芯的负极“-”连接在一起，实现了两电芯的并联。

如果两相邻的电芯需要串联连接时，使一电芯的正极“+”与另一电芯的负极“-”位于同一侧，采用汇流排连接该侧的两电芯的异性电极，实现了两电芯的串联。

锂离子电池模组本体的电极伸出端的端部，设置有汇流排组件，汇流排组件包括：至少两个汇流排1，每汇流排1由导电材料制成、采样装置、热压膜（记为第一热压膜2）。

其中汇流排1位于电芯的电极上方，汇流排1的底面与至少两电芯的电极连接，从而通过汇流排1实现各电芯之间的串联或并联，将各电芯串并联成锂离子电池模组本体。

采样装置用于实现电池模组本体的相关参数的采样，比如但不限于包含温度采样、电压采样、电流采样等。

第一热压膜2在一定热量以及压力的作用下，覆盖在电池模组本体的电极引出端面上，全部汇流排1及采样装置均覆盖在第一热压膜2下，采样装置的用于对外输出采样信号的采样引出线从第一热压膜2的出线引出孔21伸出，与控制电路电连接，将采样电信号输出至控制电路，以供控制电路根据当前输入的采样信号控制电池模组的充放电。

本实施例的采样装置可以但不限于采用现有技术的各种采样装置，其可以采用采样线4采样，也可以但不限于采用设置有采样电路的PCBA模块或者FCBA模块。

由上可见，采用本实施例技术方案，在用于电芯串并联的汇流排1及用于采样的采样装置的顶面覆盖第一热压膜2，通过一定的压力及温度作用于热压膜使热压膜与锂离子电池模组的端面结合在一起，全面覆盖汇流排1以及采样装置，实现了汇流排1、采样装置的隔离，且其隔离结构易于实现，无需开模，有利于实现产品样品阶段的快速响应，并且也能保证产品量产阶段质量的可靠性，还可降低产品成本。

综上，采用本实施例技术方案，有以下增益效果：

(1)取消了线束隔离板设计，采用第一热压膜2固定采样装置和汇流排1，结构简单，无需开模，在产品样品阶段能够快速响应；

(2)采样组件完全固定在第一热压膜2的内部，质量可靠性高，外形美观，制造成本较低，即使在产品量产阶段也不失为一种好的低压采样结构解决方案。

作为本实施例的示意，在采样装置主要包括：电压采样装置，电压采样装置具有一个或者多个电压采集端（一般为多个）与预定的电压采样节点电连接，各电压采样节点分别设置在不同的汇流排1上，以对电池模组内的不同的汇流排1上的电压（或电流）进行采样，通过采样引出线将采样信号输出至外部的控制电路，以供控制电路根据采集电压信号控制锂离子电池模组本体的充电以及放电。

如果采样装置采用PCBA或FPCA的话，则可以采用镍片通过激光焊接固定在汇流排1上，相应地，在各汇流排1上还进一步设置有焊接指示部，用于指示电压采样节点的焊接位置，实现防呆及焊接快速定位。

作为本实施例的示意，本实施例的电压采样装置主要为由多个电压采样线4组成的电压采样线，各电压采样线的一端焊接在汇流排1上的电压采样节点上，采集该节点的电压，电压采样线的另一端从第一热压膜2的出线引出孔21伸出，与控制电路电连接。

其中，电压采样线与汇流排1的连接，可通过采样端子连接，也可以但不限于采用超声波焊接连接或螺丝锁附连接，还可拆除采样线4的端部绝缘皮，裸露出采样线4的铜丝，在第一热压膜2的热压包覆下铜丝牢牢固定在汇流排1的表面，实现减工序连接。

作为本实施例的示意，本实施例还包括：温度采集装置，包括一个或者多个温度传感器41，各温度传感器41位于不同的所述汇流排1的表面，以探测该汇流排1的温度，各温度传感器41连接的采样引出线从第一热压膜2的出线引出孔21伸出，与控制电路电连接，控制电路根据温度参数控制锂离子电池模组的充电以及放电。

作为本实施例的示意，本实施例的温度传感器41可以通过第一热压膜2的热压包覆固定在汇流排1的表面，也可以进一步在第一热压膜2上设置避让孔，经过该避让孔滴入柔软的温感胶，使温感胶固化后将其固定在汇流排1上。

作为本实施例的示意，本实施例可以但不限于选用热敏电阻器作为温度传感器41，比如但不限于选用负温度系数热敏电阻器，或者正温度系数热敏电阻器，其中采用的热敏电阻器可以但不限于为水滴头式或贴片式热敏电阻器。

作为本实施例的示意，本实施例的各汇流排1的结构如下：汇流排1由片状的金属片制成，该金属片可以为硬铝片或者铜铝超声焊接的组合片。根据电芯的焊接位置将汇流排1设置成一定的形状，该形状可以为规则形状也可以为非规则形状。汇流排1的三维尺寸根据电芯组合的串并数及过流能力进行设计，并兼顾各相邻汇流排1之间的爬电间隙及爬电距离，避免汇流排1过宽而导致两汇流排之间的间距过窄，而导致电磁干扰，也避免汇流排1过窄导致内阻过大。在汇流排1上形成有向电芯方向凹陷的凹槽11，使汇流排1的凹槽11位于相堆叠的两相邻电芯之间，以凹槽11作为承受凹槽11两边的电芯的膨胀力的缓冲，吸收模组在长生命周期的末期由于电芯膨胀导致模组增长而产生的巨大拉应力，降低汇流排1与电芯极柱间焊缝撕裂风险，提高锂离子电池模组的安全性。

另外，还可以将电压采样线4分别焊接在凹槽11内，以作为走线凹槽，第一热压膜2热压覆盖在凹槽11，将采样线4限位在凹槽11内，有利于采样线4的规整，避免走线凌乱。

作为本实施例的示意，在汇流排1上还开设有焊接观察通孔12，方便判定汇流排1与电芯的电极配合是否良好。

另外，若采样装置采用采样线4进行采样的话，可以在汇流排1上设计线束穿出孔，实现线束定位，方便后续将线束牢牢地固定在第一热压膜2的底面。

作为本实施例的示意，还可以进一步设置第二热压膜3，第二热压膜3设置在锂离子电池模组本体的电极引出端的端面，且在铺设第二热压膜3时，避让该端面的汇流排1，使汇流排1不在第二热压膜3上。第二热压膜3位于第一热压膜2的下方，在热压第一热压膜2时，第一热压膜2、第二热压膜3在热量及压力的作用下热压结合在一起，采样装置的采样线等部件限位在第一热压膜2、第二热压膜3之间，汇流排1及采样装置覆盖在第一热压膜2下。

一般地，将第二热压膜3的形状设置为结构简单的规则状，可以根据电池模组长度尺寸确定第二热压膜3的长度；第二热压膜3的宽度尺寸以包裹实现采样装置的采样线4或PCBA或PFCA的宽度为优，且优选在采样装置的单边预留3到10mm长度，如此与上层热压膜配合热压时形成一定宽度的封闭边框，提高第一热压膜2、第二热压膜3的结合紧密度。

作为本实施例的示意，在第一热压膜2上设置有以供焊接设备的焊接铜嘴伸入的避让孔部，孔部的尺寸阿宇焊接铜嘴的尺寸，使在激光焊接时，焊接铜嘴完全压实在汇流排1上，提高焊接效果。

另外，可以在第一热压膜2上设置形成有锂离子电池模组的总正“+”总负“-”的电极标识，其可以但不限于采用热压的工艺形成。

作为本实施例的示意，以电路结构最外端的作为电池模组的总正“+”总负“-”的汇流排1作为电极引出排5，将该电极引出排5的设计成轴截面变化较大的形状，特别是与输出级底座及实现模组间串联的汇流排1固定面，表面较大，给锁附装置作业提供足够操作空间。

作为本实施例的示意，本实施例的第一热压膜2、第二热压膜3可以但不限于采用PET膜实现，可以但不限于在第一热压膜2、第二热压膜3的相对面上预先涂覆胶粘剂，采用170℃左右的热压温度，采用该温度可有效避免采样线4束绝缘表皮烧损。第一热压膜2、第二热压膜3热压成形后冷却后具有一定强度，避免与其结合在一起的汇流排1随意摆动，可方便的装配在电芯极柱面。

以上所述的实施方式，并不构成对该技术方案保护范围的限定。任何在上述实施方式的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在该技术方案的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种适用于锂离子电池模组的汇流排组件，其特征是，包括：

由导电材料制成的复数个汇流排，设置在组成锂离子电池模组本体的电芯的电极所在端的端面，各所述汇流排用于电连接位于所述汇流排下方的两电芯的电极，以实现两电极的串联或并联；

采样装置，位于各所述汇流排上；

第一热压膜，覆盖在各所述汇流排及所述采样装置上，各所述汇流排及所述采样装置均覆盖在所述第一热压膜下，所述采样装置的采样引出线从所述第一热压膜的出线引出孔伸出，以与控制电路电连接，将采样电信号输出至所述控制电路。

2.根据权利要求1所述的适用于锂离子电池模组的汇流排组件，其特征是，所述采样装置包括：

电压采样装置，包括电压采样端，所述电压采样端与设置在所述汇流排上的电压采样节点电连接。

3.根据权利要求2所述的适用于锂离子电池模组的汇流排组件，其特征是，

所述电压采样装置包括电压采样线，所述电压采样线的一端与电压采样节点电连接，所述电压采样节点分别设置在各所述汇流排上。

4.根据权利要求2所述的适用于锂离子电池模组的汇流排组件，其特征是，所述采样装置包括：

温度采样装置，包括温度传感器，所述温度传感器位于所述汇流排上，各所述温度传感器通过采样线的与所述控制电路电连接。

5.根据权利要求4所述的适用于锂离子电池模组的汇流排组件，其特征是，所述温度传感器为热敏电阻器。

6.根据权利要求5所述的适用于锂离子电池模组的汇流排组件，其特征是，所述热敏电阻器为负温度系数热敏电阻器。

7.根据权利要求1所述的适用于锂离子电池模组的汇流排组件，其特征是，

各所述汇流排呈片状，在各所述汇流排上分别形成有向所述电芯方向凹陷的凹槽。

8.根据权利要求7所述的适用于锂离子电池模组的汇流排组件，其特征是，

所述采样装置的电压采样节点设置在所述凹槽内。

9.根据权利要求1所述的适用于锂离子电池模组的汇流排组件，其特征是，

在所述汇流排上还设置有焊接观察通孔，以用于观察所述汇流排与所述电芯的电极连接状况。

10.根据权利要求1所述的适用于锂离子电池模组的汇流排组件，其特征是，

在所述汇流排上还设置有焊接指示部。

11.根据权利要求1所述的适用于锂离子电池模组的汇流排组件，其特征是，

第二热压膜，覆盖在所述电芯的电极所在端的端面，避让于所述电芯的电极及各所述汇流排外，位于所述第一热压膜的下方，与所述第一热压膜结合在一起。

12.一种锂离子电池模组，其特征是，包括：

锂离子电池模组本体，包括复数个电芯，

权利要求1至11之任一所述的汇流排组件，所述汇流排组件的汇流排设置在所述电芯的电极所在端的端面，各所述汇流排用于电连接位于所述汇流排下方的两电芯的电极，以实现两电极的串联或并联。

13.根据权利要求12所述的锂离子电池模组，其特征是，

所述汇流排上向所述电芯方向凹陷的凹槽位于任意两所述电芯之间。

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