汽車(chē)動(dòng)力電池單體電壓采樣結(jié)構(gòu)制造技術(shù)

本實(shí)用新型專(zhuān)利技術(shù)公開(kāi)了一種汽車(chē)動(dòng)力電池單體電壓采樣結(jié)構(gòu)，它包括至少兩個(gè)單體電芯，其特征在于：所述單體電芯之間隔有絕緣夾板，所述單體電芯的極耳間串聯(lián)有電芯連接片，所述絕緣夾板上固定有采樣電路板，所述采樣電路板與電芯連接片間連有螺栓。本實(shí)用新型專(zhuān)利技術(shù)用螺栓將采樣電路板與電芯連接片連接，該螺栓既能實(shí)現(xiàn)對(duì)采樣電路板的壓緊固定，使電路板與電芯連接片接觸緊密而實(shí)現(xiàn)導(dǎo)電，而螺栓同時(shí)也起到了導(dǎo)電作用，使得電壓采樣信號(hào)的安全性和穩(wěn)定性得到了提高;單體電芯之間通過(guò)絕緣夾板隔開(kāi)來(lái)實(shí)現(xiàn)絕緣和緊固，結(jié)構(gòu)緊湊，提高了絕緣防護(hù)性能，使得整體結(jié)構(gòu)具有良好的抗震性和安全穩(wěn)定性；本實(shí)用新型專(zhuān)利技術(shù)裝配方便、操作簡(jiǎn)單、工藝性好，成本低廉。（*該技術(shù)在2022年保護(hù)過(guò)期，可自由使用*）

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本技術(shù)涉及二次電池的單體電壓采樣結(jié)構(gòu)，具體地指一種汽車(chē)動(dòng)力電池單體電壓采樣結(jié)構(gòu)。
技術(shù)介紹
因能源危機(jī)和環(huán)境污染等因素影響，以電能作為動(dòng)力源的混合動(dòng)力或純電動(dòng)汽車(chē)為代表的新興交通工具，由于其能源利用率高、無(wú)排放、噪聲小以及能量來(lái)源多樣化等優(yōu)點(diǎn)成為汽車(chē)工業(yè)一個(gè)重要的研究領(lǐng)域。動(dòng)力電池是電動(dòng)汽車(chē)中的關(guān)鍵部件，其性能的優(yōu)劣將直接影響到整車(chē)性能的好壞。作為電動(dòng)汽車(chē)的主要?jiǎng)恿?lái)源，電池模塊的設(shè)計(jì)需要考慮很多因素，既要保證電池模塊性能滿(mǎn)足整車(chē)的要求，同時(shí)也要保證電池模塊具有足夠的安全性和可靠性。動(dòng)力電池模塊一般包括:多個(gè)單體電芯、電芯固定結(jié)構(gòu)組件、電芯連接銅排、電壓采樣結(jié)構(gòu)、溫度傳感器等。目前，電池模塊設(shè)計(jì)技術(shù)尚未成熟，導(dǎo)致電池模塊的能量密度、使用壽命、安全及穩(wěn)定性還不能滿(mǎn)足電動(dòng)車(chē)輛運(yùn)營(yíng)的要求，制約著新能源汽車(chē)事業(yè)的發(fā)展，而電池管理系統(tǒng)作為電池系統(tǒng)的重要組成部分，它的出現(xiàn)可以?xún)?yōu)化使用電池能量、杜絕電池濫用、實(shí)現(xiàn)對(duì)電池的實(shí)時(shí)高效管理從而延長(zhǎng)電池系統(tǒng)的使用壽命，使電池系統(tǒng)性能得到大大提升從而滿(mǎn)足各種整車(chē)需求，而電池管理系統(tǒng)這些功能的實(shí)現(xiàn)需要一個(gè)重要的參數(shù)，該參數(shù)就是電池單體電壓，獲得電池單體電壓的途徑就是電壓采樣結(jié)構(gòu)。汽車(chē)是一個(gè)移動(dòng)的系統(tǒng)，對(duì)動(dòng)力電池模塊的各個(gè)電芯固定結(jié)構(gòu)組件、電芯連接銅排、電壓采樣結(jié)構(gòu)及各種檢測(cè)用傳感器的抗震性、穩(wěn)定性、安全性都有很高的要求，確保在運(yùn)行環(huán)境中維持電池模塊及整個(gè)電池系統(tǒng)的正常工作，因此電壓采樣結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性及安全可靠性直接影響到整個(gè)電池系統(tǒng)的性能和安全。目前，二次鋰離子電芯采用最多的形式就是疊片形，它在新能源汽車(chē)上應(yīng)用前景極為廣泛，但是其極耳材質(zhì)薄、過(guò)于柔軟，直接采用焊接、鉚接、壓接等方式對(duì)其進(jìn)行采用輸出，存在操作不方便、易損害電芯及連接可靠性差的問(wèn)題，因此電壓采樣結(jié)構(gòu)如何實(shí)現(xiàn)既利于安裝，又緊湊方便是問(wèn)題之一；如何使其具有良好的抗震性、穩(wěn)定性、安全性和可靠性是問(wèn)題之二，因此，電壓采樣結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)是電池模塊設(shè)計(jì)中一個(gè)大的技術(shù)瓶頸。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本技術(shù)的目的是針對(duì)上述問(wèn)題提供一種汽車(chē)動(dòng)力電池單體電壓采樣結(jié)構(gòu)，該采樣結(jié)構(gòu)能提高電壓采樣信號(hào)的穩(wěn)定性與可靠性；且其安裝與操作安全、方便。本技術(shù)采用的技術(shù)方案是:一種汽車(chē)動(dòng)力電池單體電壓采樣結(jié)構(gòu)，它包括至少兩個(gè)單體電芯，所述單體電芯之間隔有絕緣夾板，所述單體電芯的極耳間串聯(lián)有電芯連接片，所述絕緣夾板上固定有采樣電路板，所述采樣電路板與電芯連接片間連有螺栓。本技術(shù)用螺栓將采樣電路板與電芯連接片連接，該螺栓既能實(shí)現(xiàn)對(duì)采樣電路板的壓緊固定，使電路板與連接片接觸緊密而實(shí)現(xiàn)導(dǎo)電，而螺栓同時(shí)也起到了導(dǎo)電作用，相對(duì)于傳統(tǒng)的焊接方式，不僅連接簡(jiǎn)單，而且使得電壓采樣信號(hào)的安全性和穩(wěn)定性得到了提高，也使得采樣電路板的形狀可以根據(jù)電芯及電池模塊形狀進(jìn)行調(diào)整，靈活性高；該采樣結(jié)構(gòu)的單體電芯之間通過(guò)絕緣夾板隔開(kāi)來(lái)實(shí)現(xiàn)絕緣和緊固，既提高了絕緣防護(hù)性能，又緊湊方便，使得整體結(jié)構(gòu)具有良好的抗震性和安全穩(wěn)定性；本技術(shù)裝配方便、操作簡(jiǎn)單、安全可靠性高，工藝性好，成本低廉。進(jìn)一步地，所述絕緣夾板的外端面上開(kāi)有缺口，相鄰多個(gè)缺口形成卡槽，所述采樣電路板固定在所述卡槽內(nèi)。電池模塊兩端的采樣電路板分別嵌置固定在由絕緣夾板端面缺口圍成的卡槽內(nèi)，這種嵌入式固定方式不但有利于采樣電路板與電芯連接片的密實(shí)接觸，也使得整個(gè)結(jié)構(gòu)更為緊湊穩(wěn)固，增強(qiáng)了操作安全性的同時(shí)，也有利于環(huán)境件的布局。進(jìn)一步地，所述采樣電路板上設(shè)有接插件和固定孔，所述螺栓穿過(guò)所述固定孔與所述電芯連接片連接，所述固定孔的外周設(shè)有焊盤(pán)，所述焊盤(pán)與所述接插件間連有電跡線。采樣電路板上的電跡線將從固定孔處引入的電芯電壓直接傳遞到接插件，以檢測(cè)電池模塊中單體電芯電壓，實(shí)現(xiàn)電壓采樣，這種結(jié)構(gòu)使整個(gè)電池模塊更加緊湊，使電壓采樣信號(hào)的安全性、穩(wěn)定性及抗震性得到了提高；在固定孔的外側(cè)設(shè)計(jì)一個(gè)面積較大的焊盤(pán)，用于增加采樣電路板與電芯連接片的接觸面積，降低接觸電阻，提高采樣信號(hào)的穩(wěn)定性與可靠性；采樣電路板上還可以根據(jù)需要靈活添加其他控制電子元器件，實(shí)現(xiàn)對(duì)電芯及電池模塊的均衡控制、過(guò)壓保護(hù)、過(guò)流保護(hù)、過(guò)充保護(hù)等，從而可以降低電池管理系統(tǒng)主控板的成本及尺寸，使系統(tǒng)整體集成化程度更高；并通過(guò)控制采樣電路板的接插件及采樣電路板的封裝殼體結(jié)構(gòu)，來(lái)靈活控制單體電壓采樣結(jié)構(gòu)的防護(hù)等級(jí)。更進(jìn)一步地，所述電芯連接片焊接在所述極耳上，且電芯連接片上設(shè)有采樣孔，所述采樣孔與所述采樣電路板上的固定孔間連有螺栓。電芯連接片用于將單體電芯連接起來(lái)，并通過(guò)采樣孔與螺栓的配合將單體電芯的電壓引出；同時(shí)，電芯連接片上還可開(kāi)設(shè)極柱孔，用于安裝電池正負(fù)極輸出極柱。優(yōu)選地，所述電跡線采用粗細(xì)相間的銅線。采用銅線代替采樣線束，節(jié)約了材料成本，提高了空間利用率；通過(guò)控制設(shè)計(jì)采樣電路板電跡線的粗細(xì)，使得采樣電路板還能在采樣回路發(fā)生短路時(shí)瞬間切斷回路，從而為電芯及電池管理系統(tǒng)提供保護(hù)。進(jìn)一步優(yōu)選地，所述采樣孔內(nèi)設(shè)有螺紋。使得螺栓與采樣孔充分接觸，從而將電壓信號(hào)穩(wěn)定可靠地引出。附圖說(shuō)明圖1為電池模塊的立體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為汽車(chē)動(dòng)力電池單體電壓采樣結(jié)構(gòu)的分解結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為圖2中單體電芯的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為圖2中單體電芯的連接方式示意圖。圖5為前側(cè)采樣電路板結(jié)構(gòu)示意圖。圖6為后側(cè)采樣電路板結(jié)構(gòu)示意圖。圖7為前側(cè)第一電芯連接片的結(jié)構(gòu)示意圖。圖8為前側(cè)第二電芯連接片的結(jié)構(gòu)示意圖。圖9為前側(cè)第三電芯連接片的結(jié)構(gòu)示意圖。圖10為前側(cè)第四電芯連接片的結(jié)構(gòu)示意圖。圖11為圖1中電池模塊前側(cè)結(jié)構(gòu)示意圖。圖12為后側(cè)第一電芯連接片的結(jié)構(gòu)示意圖。圖13為后側(cè)第二電芯連接片的結(jié)構(gòu)示意圖。圖14為后側(cè)第三電芯連接片的結(jié)構(gòu)示意圖。圖15為后側(cè)第四電芯連接片的結(jié)構(gòu)示意圖。圖16為圖1中電池模塊后側(cè)結(jié)構(gòu)示意圖。圖17為前側(cè)米樣電路板電氣原理不意圖。圖18為后側(cè)采樣電路板電氣原理示意圖。具體實(shí)施方式以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本技術(shù)作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，便于更清楚地了解本技術(shù)，但它們不對(duì)本技術(shù)構(gòu)成限定。如圖1，圖2所示，一種汽車(chē)動(dòng)力電池單體電壓采樣結(jié)構(gòu)，它包括由四節(jié)疊片形二次鋰離子電池單體電芯I組成的電池模塊，單體電芯I的前后側(cè)分別設(shè)有極耳2 (如圖3)，所述四節(jié)單體電芯I層層疊置，相鄰單體電芯I極性相反，單體電芯I前后側(cè)的極耳2通過(guò)各側(cè)四塊電芯連接片3串聯(lián)起來(lái)(如圖4)，所述各單體電芯I的兩端之間分別隔有五塊絕緣夾板4，以實(shí)現(xiàn)單體電芯I間的絕緣與緊固，絕緣夾板4的外端面上開(kāi)有缺口，相鄰絕緣夾板4上的多個(gè)缺口形成卡槽24，兩塊采樣電路板5，8通過(guò)螺栓17分別固定在由絕緣夾板4圍成的前、后卡槽24中，卡槽24的形狀與相應(yīng)采樣電路板的形狀相配合，兩塊采樣電路板5，8上設(shè)有固定孔，部分電芯連接片3上設(shè)有采樣孔，螺栓17通過(guò)采樣電路板5，8上的固定孔直接與相應(yīng)電芯連接片3的采樣孔相連。如圖5所示，電池模塊前側(cè)采樣電路板5上設(shè)有下電壓采樣接插件501和開(kāi)有三個(gè)固定孔，分別為第一固定孔502，第二固定孔503和第三固定孔504，所述固定孔的外周分別設(shè)有焊盤(pán)6，所述焊盤(pán)6與所述下電壓采樣接插件501間連有電跡線7。如圖6所示，電池模塊后側(cè)采樣電路板8上設(shè)有上電壓采樣接插件801和開(kāi)有兩個(gè)固定孔，分別為第四固定孔8本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種汽車(chē)動(dòng)力電池單體電壓采樣結(jié)構(gòu)，它包括至少兩個(gè)單體電芯，其特征在于：所述單體電芯之間隔有絕緣夾板，所述單體電芯的極耳間串聯(lián)有電芯連接片，所述絕緣夾板上固定有采樣電路板，所述采樣電路板與電芯連接片間連有螺栓。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種汽車(chē)動(dòng)力電池單體電壓采樣結(jié)構(gòu)，它包括至少兩個(gè)單體電芯，其特征在于:所述單體電芯之間隔有絕緣夾板，所述單體電芯的極耳間串聯(lián)有電芯連接片，所述絕緣夾板上固定有采樣電路板，所述采樣電路板與電芯連接片間連有螺栓。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車(chē)動(dòng)力電池單體電壓采樣結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述絕緣夾板的外端面上開(kāi)有缺口，相鄰多個(gè)缺口形成卡槽，所述采樣電路板固定在所述卡槽內(nèi)。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的汽車(chē)動(dòng)力電池單體電壓采樣結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述采樣電路板上設(shè)有接插件和固...

【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：劉爽，楊問(wèn)弘，劉曉康，馮春，朱立賓，王玉嬌，潘麗娜，懷慧，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：東風(fēng)汽車(chē)公司，
類(lèi)型：實(shí)用新型
國(guó)別省市：