CN219739040U - 温度电压采集集成模块及电池模组 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种温度电压采集集成模块，用于采集电池模组的温度和电压，包括：具有导热导电性能的基板，用于与电池模组中的汇流排相连接；温度采集线路，附着于基板，且温度采集线路与基板之间通过绝缘层以绝缘隔离，温度采集线路具有温度采集焊盘；温度传感器，焊接于温度采集线路；电压采集焊盘，设于基板，电压采集焊盘与基板之间电性导通。该温度电压采集集成模块能够实现标准化，并可优化温感导热路径，提升产品性能。本实用新型还公开了一种应用有该温度电压采集集成模块的电池模组。

Description

温度电压采集集成模块及电池模组

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，尤其涉及一种温度电压采集集成模块及电池模组。

背景技术

随着动力电池技术的不断发展，动力电池***封装的自动化和模块化逐步成为发展的主流。而动力电池***中的电池模组最为重要，目前电池模组基本通过连接器采集电池模组的电压信息和温度信息，将采集的电池模组状态信息传输至与连接器连接的电池管理***。

如中国专利CN202210923684.7，公开了一种温度电压采集方法、温度电压采集组件和电池模组，其中，温度电压采集组件包括电路板、汇流排、第一采集片、镍片和温度传感器，第一采集片和镍片集成于汇流排上，镍片的支脚与电路板连接，温度传感器通过导热垫连接于第一采集片的防护段内，电路板通过第一焊盘与温度传感器相连接，电路板通过第二焊盘与第一采集片的镍层相连接。但是，其存在如下问题：基于各部件之间的安装关系，在组装温度电压采集组件时，温度传感器先焊接于第一焊盘，然后第一采集片焊接于第二焊盘，以将温度传感器罩于防护段内，因此，温度传感器无法集成于第一采集片上，而整个温度电压采集组件才能构成一个完整的采温采压模块；针对不同规格的电池模组，需要对应准备不同规格的温度电压采集组件，如电芯的数量或者尺寸不同时，则电路板的规格也要适应性变化，汇流排的数量也要适应性变化，而这将导致无法实现采集组件的标准化，进而导致物料种类多、产线工艺多、生产成本高、生产效率低的问题。

如中国专利CN202020038565.X，公开了一种电池模组电压温度采集端子及电池模组，其中，电池模组电压温度采集端子包括焊接片，焊接片用于焊接至汇流排，焊接片的上部并排设置有压接端子与NTC灌封体，压接端子用于采集电压信号，NTC灌封体填充有环氧树脂以用于灌封其内的NTC热敏电阻，以采集温度信号。但是，其存在如下问题：其传热路线为“焊接片-环氧树脂-NTC热敏电阻”，在利用环氧树脂以将NTC热敏电阻进行定位时，NTC热敏电阻的位置是难以统一的，因此，NTC热敏电阻与NTC灌封体的内壁之间需要保持较大的间隙，以避免在灌封时NTC热敏电阻与NTC灌封体的内壁导通，但这会导致导热路径较长，传热效率较低，无法有效快速反应异常温度；若是NTC热敏电阻与灌封体或者焊接片导通时，会形成温感短路，导致无法进行温度采集。

因此，有必要提出一种能够实现标准化的、温感导热路径短的、高性能的温度电压采集集成模块。

实用新型内容

为了克服上述现有技术所述的至少一种缺陷，本实用新型提供一种温度电压采集集成模块，能够实现标准化，并可优化温感导热路径，提升产品性能。

本实用新型为解决其问题所采用的技术方案是：

一种温度电压采集集成模块，用于采集电池模组的温度和电压，包括：

具有导热导电性能的基板，用于与电池模组中的汇流排相连接；

温度采集线路，附着于基板，且温度采集线路与基板之间通过绝缘层以绝缘隔离，温度采集线路具有温度采集焊盘；

温度传感器，焊接于温度采集线路；

电压采集焊盘，设于基板，电压采集焊盘与基板之间电性导通。

本实用新型所提供的温度电压采集集成模块，绝缘层介于温度采集线路和基板之间起到绝缘保护作用，温度传感器焊接于温度采集线路上，利用基板的导热特性，电芯的温度可以依次通过基板、绝缘层传递到温度传感器，同时利用基板的导电特性，电芯的电压也可通过基板进行电压采集，实现了利用该集成模块以同时采集温度和电压，能够实现该集成模块的标准化，有效减少制成工序及物料种类，优化了温感导热路径的作用，提升了产品性能，并解决了现有技术中的导热路径较长、传热效率较低、无法有效快速反应异常温度的技术问题。

该温度电压采集集成模块的标准化具体体现如下：应用至任意规格的电池模组时，取用对应数量的温度电压采集集成模块，基板可以连接至电池模组中的汇流排上，温度采集焊盘和电压采集焊盘可以与采集线相焊接，以将温度信息和电压信息输送至电池管理***。

进一步地，温度采集线路、温度传感器和电压采集焊盘均位于基板的第一侧面，以便于该温度电压采集集成模块的生产。

进一步地，温度采集焊盘设有两个，电压采集焊盘和两温度采集焊盘相间隔排列于温度传感器的同一侧，以便于采集线与各焊盘之间的焊接。

进一步地，基板上设有至少一贯穿的通孔，通孔位于两温度采集焊盘之间和/或电压采集焊盘与温度采集焊盘之间，如此，利用通孔以间隔各焊盘。

进一步地，通孔为长条孔，通孔长度方向的两端均突出于温度采集焊盘的两端或电压采集焊盘的两端。

进一步地，还包括保护罩，保护罩设于基板，且保护罩罩住温度传感器，温度采集焊盘和电压采集焊盘均位于保护罩的外侧。

进一步地，保护罩内填充有包裹温度传感器的保护胶，保护罩远离基板的一侧设有用于注胶的窗口。如此，通过保护罩的窗口注入保护胶以包裹温度传感器，保护罩可以起到防止外部冲击力和固定保护胶外形的作用，保护胶可以起到防水汽、防导电异物等作用，确保温度传感器的正常工作。

进一步地，温度传感器为NTC热敏电阻。

基于同样的构思，本实用新型还公开了一种电池模组，该电池模组包括电芯、汇流排和如上所述的温度电压采集集成模块，电芯与汇流排相连接，温度电压采集集成模块的基板与汇流排焊接。

进一步地，汇流排上设有凹陷的焊接位，基板的第二侧面贴合并焊接于焊接位上。如此，温度电压采集集成模块位于凹陷的焊接位处，以实现温度电压采集集成模块的收纳，避免温度电压采集集成模块的露出或者减少温度电压采集集成模块的露出高度，减少温度传感器被冲击的风险。

综上所述，本实用新型提供的温度电压采集集成模块具有如下技术效果：

1)可实现标准化：基板可通过焊接、螺接等方式与电池模组中的汇流排相连接，利用基板的导热导电特性以实现温度和电压的传递，并利用绝缘层保护温度采集线路和温度传感器以避免出现短路，在应用至任意规格的电池模组时，实现了利用该集成模块以同时采集温度和电压，能够实现该集成模块的标准化，有效减少制成工序及物料种类；

2)温感导热路径短，产品性能良好：其导热路径为“基板-绝缘层-温度传感器”，其导电路径为“基板-电压采集焊盘”，其中，绝缘层较薄，基本可以忽略其对导热距离和效率的影响，并利用温度采集线路以加强对基板的采温面积，有效缩短了导热路径，提高了传热效率，进而能够有效、快速地反应是否出现异常温度，较大程度的提升了该集成模块的产品性能；

3)安全性高：通过设置保护罩并结合保护胶，防止各类情况下可能导致的温度传感器失效，并在电池模组中，利用汇流排上凹陷的焊接位以安装温度电压采集集成模块，减少温度传感器被冲击的风险。

附图说明

图1为本实用新型实施例的温度电压采集集成模块的立体结构示意图；

图2为本实用新型实施例的温度电压采集集成模块的主视示意图；

图3为本实用新型实施例的温度电压采集集成模块的***示意图；

图4为本实用新型实施例的温度电压采集集成模块与汇流排相连接的立体结构示意图。

其中，附图标记含义如下：

1、温度电压采集集成模块；11、基板；111、通孔；112、连接孔；12、温度采集线路；121、温度采集焊盘；122、温感焊脚；13、绝缘层；14、温度传感器；15、电压采集焊盘；16、保护罩；161、窗口；162、连接脚；2、汇流排；21、焊接位。

具体实施方式

为了更好地理解和实施，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“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。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本实用新型。

参阅图1和图2，本实用新型公开了一种温度电压采集集成模块1，用于采集电池模组的温度和电压，该温度电压采集集成模块1包括：基板11、温度采集线路12、绝缘层13、温度传感器14、电压采集焊盘15和保护罩16。

在本实施例中，基板11作为主载体以承载其他部件，基板11还具有导热导电性能，以用于与电池模组中的汇流排2相连接，从而起到传递电芯的温度和电压的作用。作为一个示例，基板11可以是金属板，优选为铝板或者铜板。当然，在其他较佳示例中，基板11还可以为石墨烯复合材料制成，以满足具备导热导电性能、并具有一定的承载能力即可。

优选的，基板11为矩形或方形的铝板，基板11的厚度在0.2mm至3mm之间，基板11的其中一边沿长度为8mm至25mm之间，基板11的另一边沿长度为6mm至20mm之间。进一步优选的，基板11的厚度在0.5mm至1mm之间，基板11的其中一边沿长度为10mm至16mm之间，基板11的另一边沿长度为8mm至12mm之间。

当然，基板11还可以为菱形状或五边形状或六边形状等，本实用新型对基板11的具体形状不做限定。

在本实施例中，温度采集线路12附着于基板11，温度传感器14焊接于温度采集线路12，以利用温度采集线路12而将温度传感器14相对固定于基板11上，且温度采集线路12与基板11之间通过绝缘层13以绝缘隔离，避免温度采集线路12与基板11相导通，进而避免温度传感器14与基板11相导通所导致的温感短路，从而起到绝缘保护的作用，温度采集线路12具有温度采集焊盘121，温度采集焊盘121可以用于与采集线相焊接，以将温度信息输送至电池管理***。

结合图3，具体的，温度采集线路12包括两个分别用于对应温度传感器14两端的子线路，两子线路相间隔排布，每个子线路均包括相连通的一个温度采集焊盘121和一个温感焊脚122，温度传感器14两端分别焊接于两个温感焊脚122上。

作为一个示例，绝缘层13可以涂抹于基板11的表面上，或者绝缘层也可以粘合于基板11的表面上；温度采集线路12可以由铜箔或者铝箔或者镍箔或者锡箔或者铅箔等制成，优选由铜箔制成，温度采集线路12可以粘合于绝缘层13中远离基板11的一表面上。在其他示例中，温度采集线路12也可以由其他金属箔或金属片制成，温度采集线路12也可以部分熔融于绝缘层13中。

优选的，绝缘层13的厚度在0.01mm至1mm之间，绝缘层13可以全面覆盖基板11的其中一个表面，绝缘层13也可以部分覆盖基板11的其中一个表面，以能满足对温度采集线路12和温度传感器14的绝缘隔离即可；温度采集线路12的厚度在0.01mm至1mm之间。

优选的，温度传感器14为NTC热敏电阻，以能够灵敏检测微小温差，当传递至NTC热敏电阻的温度发生变化时，NTC热敏电阻的电阻值也会发生变化，进而可以利用NTC热敏电阻的电阻值的变化判断温度变化情况。当然，温度传感器14也可以为PTC热敏电阻，或者其它热敏电阻。

在本实施例中，电压采集焊盘15设于基板11，电压采集焊盘15与基板11之间电性导通，电压采集焊盘15同样可以用于与采集线相焊接，以将电压信息输送至电池管理***。作为一个示例，电压采集焊盘15可以附着于基板11，并采用特殊工艺实现电压采集焊盘15与基板11之间的电性导通，如，电压采集焊盘15可以为金属箔或金属片制成(如铜或镍或锡或者铝或者铅等)而贴合并焊接于基板11，或者用熔融的金属液(如铜或镍或锡或者铝或者铅等)涂抹于基板11后固化而成为电压采集焊盘15。作为另一个示例，电压采集焊盘15还可以是属于基板11本身外露的一个焊位。本实用新型对电压采集焊盘15在基板11上的具体连接或成型方式不做限定。

可以理解的，为了避免绝缘层13对电压采集焊盘15导电性能的影响，绝缘层13在对应电压采集焊盘15的位置处形成有避位孔，该避位孔与电压采集焊盘15的形状、大小相适配。

在上述方案的温度电压采集集成模块1中，绝缘层13介于温度采集线路12和基板11之间起到绝缘保护作用，温度传感器14焊接于温度采集线路12上，通过温度传感器14采集温度信息和通过基板11采集电压信息，并可通过温度采集焊盘121和电压采集焊盘15以输出温度信息和电压信息，实现了利用该集成模块以同时采集温度和电压，能够实现该集成模块的标准化，有效减少制成工序及物料种类；同时，在该温度电压采集集成模块1中，其导热路径为“基板11-绝缘层13-温度传感器14”，其导电路径为“基板11-电压采集焊盘15”，其中，绝缘层13较薄，基本可以忽略其对导热距离和效率的影响，并利用温度采集线路12以加强对基板11的采温面积，有效缩短了导热路径，提高了传热效率，进而能够有效、快速地反应是否出现异常温度，较大程度的提升了该集成模块的产品性能。

参阅图1，在本实施例中，保护罩16设于基板11，且保护罩16罩住温度传感器14，温度采集焊盘121和电压采集焊盘15均位于保护罩16的外侧。优选的，保护罩16内填充有包裹温度传感器14的保护胶(图中未示出)，保护罩16远离基板11的一侧设有用于注胶的窗口161。保护罩16能起到如下作用：防止外部冲动力直接作用于温度传感器14而导致失效；用于固定保护胶的外形。保护胶能起到如下作用：防止导电异物落入保护罩16内并导通温感焊脚122，导致温度传感器14失效；防止水汽入侵温度传感器14内部导致失效；起到受力缓冲作用，能吸收保护罩16受到的冲击力，避免保护罩16受力变形侵入导致温度传感器14失效。

结合图3，为了便于保护罩16在基板11上的安装，作为一个示例，保护罩16长度方向的两端分别设有连接脚162，基板11上设置有对应连接脚162的连接孔112，安装时，连接脚162***连接孔112中，并可通过掰弯连接脚162以扣住连接孔112，从而完成保护罩16在基板11上的安装。当然，在其他示例中，保护罩16还可采用其他方式安装至基板11上，本实用新型对保护罩16的安装方式不做具体限定。

优选的，保护罩16可以由金属材质制成，以确保其具有足够的连接强度和抗冲击强度。当然，保护罩16也可以由塑料等其他材质制成。

优选的，基板11具有相对的第一侧面和第二侧面，温度采集线路12、绝缘层13、温度传感器14、电压采集焊盘15和保护罩16均位于基板11的第一侧面，如此，以便于该温度电压采集集成模块1的生产。

参阅图2，在本实施例中，电压采集焊盘15和两温度采集焊盘121相间隔排列于温度传感器14的同一侧。以图2所展示的方向为参考进行说明，具体的，电压采集焊盘15和两温度采集焊盘121均位于温度传感器14和保护罩16的左侧，且电压采集焊盘15和两温度采集焊盘121由上至下依次排列。

优选的，电压采集焊盘15与温度采集焊盘121之间的间隔、两温度采集焊盘121之间的间隔均大于0.3mm，更优选的，其间隔均大于0.5mm；电压采集焊盘15与温度采集焊盘121均呈矩形状，其长度为2mm至5mm之间，其宽度为0.8mm至2mm之间，更优选的，其长度为3mm至4mm，其宽度为1mm至1.5mm之间。

参阅图2和图3，在本实施例中，更重要的，基板11上设有两个贯穿的通孔111，其中一通孔111位于两温度采集焊盘121之间，另一通孔111位于电压采集焊盘15与温度采集焊盘121之间，如此，利用通孔111以间隔各焊盘，避免在焊接采集线时出现焊痕之间的导通，也便于对露出焊痕的清理。

当然，通孔111的具体数量可以根据需要而变化，如通孔111可以仅有一个，其位于两温度采集焊盘121之间或者位于电压采集焊盘15与温度采集焊盘121之间。

特别的，通孔111为长条孔，通孔111长度方向的两端均突出于温度采集焊盘121的两端或电压采集焊盘15的两端，以更好的间隔各焊盘。

参阅图4，基于同样的构思，在本实施例中，本实用新型还公开了一种电池模组，该电池模组包括温度电压采集集成模块1、汇流排2和电芯(图中未示出)，电芯与汇流排2相连接，温度电压采集集成模块1的基板11与汇流排2焊接。

综合上述方案，在将温度电压采集集成模块1应用至任意规格的电池模组时，取用对应数量的温度电压采集集成模块1，使其基板11焊接至电池模组中的汇流排2上，温度采集焊盘121和电压采集焊盘15可以与采集线相焊接，以将温度信息和电压信息输送至电池管理***。

可以理解的，采集线可以为线束，也可以为FPC连接器，以实现将信息向外输送。

具体的，汇流排2用于将相邻的两电芯相串联起来，汇流排2上设有凹陷的焊接位21，基板11的第二侧面贴合并焊接于焊接位21上，如此，温度电压采集集成模块1位于凹陷的焊接位21处，以实现温度电压采集集成模块1的收纳，避免温度电压采集集成模块1的露出或者减少温度电压采集集成模块1的露出高度，减少温度传感器14被冲击的风险。

当然，在其他实施例中，还可以利用基板11的一边沿与汇流排2的一边沿相焊接。

综上所述，参阅图3，本实用新型的温度电压采集集成模块1，其生产过程可以如下：

根据设计要求切割出对应形状和各孔位的基板11；

将电压采集焊盘焊接至基板11的对应位置处；

在基板11的第一侧面的设定区域上涂抹绝缘层13，在绝缘层13半干或全干的状态下，将温度采集线路12粘合于绝缘层13上，并使温度采集线路12处于基板11的对应位置处；

待温度采集线路12固定后，将温度传感器14焊接至温度采集线路12的温感焊脚122上；

将保护罩16的连接脚162对准***连接孔112，通过连接脚162与连接孔112的配合，以将保护罩16安装于基板11上；

通过保护罩16的窗口161注入保护胶，完成温度电压采集集成模块1的整体生产。

综上所述，参阅图1和图4，本实用新型的温度电压采集集成模块1及电池模组，其工作过程可以如下：

电芯的热量均可传递至汇流排2上，并通过汇流排2与基板11的贴合面传递至基板11中，基板11的热量透过绝缘层13辐射至温度采集线路12和温度传感器14，温度传感器14受热后其电阻值发生变化，从而完成对电芯的温度采集，并将温度信号由温度采集焊盘121-采集线输送至电池管理***；

电芯的电压可以导通至汇流排2-基板11，从而完成对电芯的电压采集，并将电压信号由电压采集焊盘15-采集线输送至电池管理***。

综上所述，本实用新型的温度电压采集集成模块1具有如下效果：

1)可实现标准化：绝缘层13介于温度采集线路12和基板11之间起到绝缘保护作用，温度传感器14焊接于温度采集线路12上，通过温度传感器14采集温度信息和通过基板11采集电压信息，并可通过温度采集焊盘121和电压采集焊盘15以输出温度信息和电压信息，实现了利用该集成模块以同时采集温度和电压，能够实现该集成模块的标准化，有效减少制成工序及物料种类；

2)温感导热路径短，产品性能良好：其导热路径为“基板11-绝缘层13-温度传感器14”，其导电路径为“基板11-电压采集焊盘15”，其中，绝缘层13较薄，基本可以忽略其对导热距离和效率的影响，并利用温度采集线路12以加强对基板11的采温面积，有效缩短了导热路径，提高了传热效率，进而能够有效、快速地反应是否出现异常温度，较大程度的提升了该集成模块的产品性能；

3)安全性高：通过设置保护罩16并结合保护胶，防止各类情况下可能导致的温度传感器14失效，并在电池模组中，利用汇流排2上凹陷的焊接位21以安装温度电压采集集成模块1，减少温度传感器14被冲击的风险。

本实用新型方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种温度电压采集集成模块，用于采集电池模组的温度和电压，其特征在于，包括：

具有导热导电性能的基板(11)，用于与所述电池模组中的汇流排(2)相连接；

温度采集线路(12)，附着于所述基板(11)，且所述温度采集线路(12)与所述基板(11)之间通过绝缘层(13)以绝缘隔离，所述温度采集线路(12)具有温度采集焊盘(121)；

温度传感器(14)，焊接于所述温度采集线路(12)；

电压采集焊盘(15)，设于所述基板(11)，所述电压采集焊盘(15)与所述基板(11)之间电性导通。

2.根据权利要求1所述的温度电压采集集成模块，其特征在于，所述温度采集线路(12)、所述温度传感器(14)和所述电压采集焊盘(15)均位于所述基板(11)的第一侧面。

3.根据权利要求2所述的温度电压采集集成模块，其特征在于，所述温度采集焊盘(121)设有两个，所述电压采集焊盘(15)和两所述温度采集焊盘(121)相间隔排列于所述温度传感器(14)的同一侧。

4.根据权利要求3所述的温度电压采集集成模块，其特征在于，所述基板(11)上设有至少一贯穿的通孔(111)，所述通孔(111)位于两所述温度采集焊盘(121)之间和/或所述电压采集焊盘(15)与所述温度采集焊盘(121)之间。

5.根据权利要求4所述的温度电压采集集成模块，其特征在于，所述通孔(111)为长条孔，所述通孔(111)长度方向的两端均突出于所述温度采集焊盘(121)的两端或所述电压采集焊盘(15)的两端。

6.根据权利要求1所述的温度电压采集集成模块，其特征在于，还包括保护罩(16)，所述保护罩(16)设于所述基板(11)，且所述保护罩(16)罩住所述温度传感器(14)，所述温度采集焊盘(121)和电压采集焊盘(15)均位于所述保护罩(16)的外侧。

7.根据权利要求6所述的温度电压采集集成模块，其特征在于，所述保护罩(16)内填充有包裹所述温度传感器(14)的保护胶，所述保护罩(16)远离所述基板(11)的一侧设有用于注胶的窗口(161)。

8.根据权利要求1所述的温度电压采集集成模块，其特征在于，所述温度传感器(14)为NTC热敏电阻。

9.一种电池模组，其特征在于，包括电芯、汇流排(2)和如权利要求1至8任一项所述的温度电压采集集成模块，所述电芯与所述汇流排(2)相连接，所述温度电压采集集成模块的基板(11)与所述汇流排(2)焊接。

10.根据权利要求9所述的电池模组，其特征在于，所述汇流排(2)上设有凹陷的焊接位(21)，所述基板(11)的第二侧面贴合并焊接于所述焊接位(21)上。