温度采集装置、电池模组及电池管理系统的制作方法

专利2022-11-18  102


本申请涉及动力电池技术领域,具体而言,涉及一种温度采集装置、电池模组及电池管理系统。



背景技术:

动力电池的温度对于汽车的安全有着重要的意义,因此,为了确保汽车的安全,电池包上会设置温度检测装置来对电池包的温度进行监控。目前,方形和软包电池模组上通常采用的是水滴头带引线形式,并由环氧树脂材料封装的热敏电阻,这种热敏电阻结构简单,但是,用在方形和软包模组热敏电阻与电池包之间是单点接触,不易安装固定,不能贴合在被测面,因此会导致测量误差大,温度不准确。



技术实现要素:

为了至少克服现有技术中的上述不足,本申请的目的之一在于提供一种温度采集装置,应用于电池模组,所述电池模组包括汇流排,所述温度采集装置包括热传导件、热敏电阻和柔性电路板;

所述柔性电路板中设置有导电线路;

所述热传导件与所述汇流排换热连接,所述热传导件还与所述柔性电路板连接,所述热传导件与所述柔性电路板对应的部位上设置所述热敏电阻,所述热敏电阻与所述热传导件换热连接,所述热敏电阻与所述导电线路电性连接。

可选地,本实施例中,所述导电线路包括第一导电线路和第二导电线路;

第一导电线路包括第一连接线和分别设置在第一连接线两端的连接部;

第二导电线路包括第二连接线和分别设置在第二连接线两端的连接部;

所述热敏电阻通过所述连接部分别与所述第一导电线路和所述第二导电线路连接;

其中,第一连接线的宽度小于连接部的宽度,第二连接线的宽度小于所述连接部的宽度。

可选地,本实施例中,所述第一连接线两端之间的距离大于第一预设距离,所述第二连接线两端之间的距离大于第一预设距离。

可选地,本实施例中,所述第一连接线和/或所述第二连接线为弧形。

可选地,本实施例中,所述柔性电路板中设置有焊接部,所述热传导件通过所述焊接部与所述柔性电路板焊接连接。

可选地,本实施例中,所述焊接部与所述导电线路之间的距离小于第二预设距离。

可选地,本实施例中,所述热传导件上与所述热敏电阻对应的部位设置有通孔,所述通孔位于所述热敏电阻的外围,所述通孔的边缘形成凸起,所述凸起的上表面高于所述热敏电阻的上表面。

可选地,本实施例中,所述热传导件的材料为镍、铝或者铜。

本申请还提供一种电池模组,所述电池模组包括多个电芯构成的电池组,以及设置在所述电池组上的汇流排,所述电池模组还包括如本申请任一项所述的温度采集装置,所述温度采集装置的热传导组件与所述汇流排换热连接。

本申请还提供一种电池管理系统,所述电池管理系统包括控制器以及如本申请任一项所述的温度采集装置,所述控制器通过所述导电线路与所述热敏电阻电连接。

相对于现有技术而言,本申请具有以下有益效果:

本实施例中,将热敏电阻设置在柔性电路板上,并使热传导件与热敏电阻换热连接,从而通过热传导件将电池包的热量传递到热敏电阻上,然后再通过导电线路将热敏电阻所采集到的温度信号传送给外部电路,如此,便可以提高热敏电阻的测量精度。此外,由于热敏电阻直接设置在柔性电路板上,因此,整个温度采集装置的高度更小,占用的空间更加小。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本申请的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,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相关的附图。

图1是本申请实施例提供的现有技术的水滴检测装置的安装示意图;

图2是本申请实施例提供的温度采集装置的结构示意图;

图3是本申请实施例提供的温度采集装置的安装示意图;

图4是本申请实施例提供的温度采集装置的线路层的结构示意图;

图5是本申请实施例提供的第一覆膜层的结构示意图;

图6是本申请实施例提供的温度采集装置的第二覆膜层的结构示意图;

图7是本申请实施例提供的温度采集装置的fpc的层次结构示意图;

图8是本申请实施例提供的温度采集装置的通孔、线路及热传导件的位置对于示意图。

图标:10-温度采集结构;20-引线;30-电池模组;31-汇流排;40-热传导件;41-凸起;50-热敏电阻;60-柔性电路板;61-线路层;611-连接部;612-第一连接线;613-第二连接线;614-焊接部;62-第一覆膜层;63-第二覆膜层。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中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申请一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此,以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围,而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例,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,都属于本申请保护的范围。

应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中,还需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“设置”、“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申请中的具体含义。

新能源电动汽车动力电池包的工作温度,不仅会影响电池包性能,而且直接关系到车辆安全。对动力电池包进行温度监测,可以用于电池管理系统监测,当发现电池包温度超过安全阈值等变化异常时,发送报警信号进行早期预警,以避免危险发生。

如图1所示,目前,方形和软包电池模组30上通常采用的是水滴头带引线20形式,并由环氧树脂材料封装的热敏电阻50所构成的温度采集结构10,这种热敏电阻50结构简单,但是,用在方形和软包模组热敏电阻50与电池包之间是单点接触,不易安装固定,不能贴合在被测面,因此会导致测量误差大,温度不准确。

为了解决上述问题,本申请实施例提供了一种可以应用于电池模组30的温度采集装置,如图2所示,所述电池模组30包括汇流排31,所述温度采集装置包括热传导件40、热敏电阻50和柔性电路板60,所述柔性电路板60中设置有导电线路。所述热传导件40与所述汇流排31换热连接,所述热传导件40还与所述柔性电路板60连接,所述热传导件40与所述柔性电路板60对应的部位上设置所述热敏电阻50,所述热敏电阻50与所述热传导件40换热连接,所述热敏电阻50与所述导电线路电性连接。其中,汇流排31设置在电池模组30上,温度采集装置在电池模组30上的安装结构如图3所示。

本实施例中,将热敏电阻50设置在柔性电路板60上,并将热敏电阻50与热传导件40换热连接,从而通过热传导件40将电池包的热量传递到热敏电阻50上,然后再通过导电线路将热敏电阻50所采集到的温度信号传送给外部电路,如此,便可以提高热敏电阻50的测量精度。此外,由于热敏电阻50直接设置在柔性电路板60上,因此,整个温度采集装置的高度更小,占用的空间更加小。温度检测装置的安装也更加简单,连接性更加可靠。提升了整体产品质量及客户体验。

柔性电路板60(简称fpc,英文名称flexibleprintedcircuit),是以聚酰亚胺或聚酯薄膜为基材制成的一种具有高度可靠性,绝佳的可挠性印刷电路板,其具有配线密度高、重量轻、厚度薄、弯折性好的特点。本实施例中的柔性电路板60由多层复合材料压合而成。

本实施例中,热传导件40是用于将电池包的热量传递到热敏电阻50的结构,热传导件40可以采用具有良好导热性能的材料制作而成,例如,本实施例中,热传导件40可以是镍材料制造而成,也可以是铜材料制造而成,还可以是铝材料制造而成。

热敏电阻50可以是ntc(negativetemperaturecoefficient,负温度系数)热敏电阻50,也就是说,ntc热敏电阻50是采用负温度系数的热敏材料制造的电阻,ntc热敏电阻50的阻值随着温度上升会呈指数关系减小。该热敏电阻50可以是贴片电阻。

当然,本实施例中,热敏电阻与热传导件之间相互绝缘,热传导件通过柔性电路板上的结构将热量传递至热敏电阻。另外,该热敏电阻50在设置在电池模组上时,可以设置在汇流排31的表面,此时,汇流排31上的热量也可以传递至热敏电阻50上。

如图4所示,可选地,本实施例中,所述导电线路包括第一导电线路和第二导电线路。第一导电线路包括第一连接线612和分别设置在第一连接线612两端的连接部611;第二导电线路包括第二连接线613和分别设置在第二连接线613两端的连接部611;所述热敏电阻50通过所述连接部611分别与所述第一导电线路和所述第二导电线路连接;其中,第一连接线612的宽度小于连接部611的宽度,第二连接线613的宽度小于所述连接部611的宽度。

本实施例中,第一导电线路、第二导电线路上均设置宽度小于两端连接部611的连接线(第一连接线612和第二连接线613),这样,可以减小热敏电阻50的热量散失,进一步提高热敏电阻50的测量精度。需要说明的是,本实施例中,导电线路可以压合在柔性电路板60中。

需要说明的是,热敏电阻50与更靠近热传导件40的连接部连接,热敏电阻50的包括正极和负极,热敏电阻50正极与第一导电线路的一个连接部电连接,热敏电阻50负极与第二导电线路的一个连接部电连接。

可选地,本实施例中,所述第一连接线612两端之间的距离大于第一预设距离,所述第二连接线613两端之间的距离大于第一预设距离。

本实施例中,第一连接线612两端的距离和第二连接线613之间的距离均大于第一预设距离,可以进一步减小热敏电阻50的热量,提高热敏电阻50测量准确度。第一预设距离可以为5mm。

可选地,本实施例中,所述第一连接线612和/或所述第二连接线613为弧形。

在一种可能的实施方式中,第一连接线612设置为弧形。

在另一中可能的实施方式中,第二连接线613设置为弧形。

在又一种可能的实施方式中,第一连接线612和第二连接线613均设置为弧形。

本实施例中,将第一连接线612和第二连接线613中的至少一个设置为弧形,可以在减小热敏电阻50热量损失的同时,减小整个温度检测装置的尺寸,换句话说,在同样尺寸的温度检测装置的情况下,可以提高热敏电阻50的散热效率。

在具体设置时,可以将第一连接线612和第二连接线613对称设置,第一连接线612向远离第二连接线613的方向弯曲,第二连接线613向远离第一连接线612的方向弯曲。

当然,本实施例中,第一连接线612和第二连接线613的形状并不仅仅限于弧形,例如,还可以采用其他任意的直线、曲线或者折线等,在具体实施时,也可以将不同形状的线组合起来,构成第一连接线612,例如,将直线、曲线、和折线中的至少两者结合起来构成第一连接线612;或者将不同形状的线组合起来,构成第二连接线613,例如,将直线、曲线、和折线中的至少两者结合起来构成第二连接线613。

第一连接线612和第二连接线613可以在满足不交叉的情况下,以各自任意可能的方式进行组合。

第一连接线612和第二连接线613远离热敏电阻50的连接部611的形状可以相同,且位于同一直线上。

第一连接线612和第二连接线613与热敏电阻50连接的连接部611的形状可以相同,且位于同一直线上。

可选地,本实施例中,所述柔性电路板60中设置有焊接部614,所述热传导件40通过所述焊接部614与所述柔性电路板60焊接连接。

本实施例中,所述焊接部614可以与导电线路设置在柔性电路板60中的同一层上,焊接部614与导电线路之间绝缘。通过设置专门的焊接部614来对热传导组件进行焊接,可以进一步提高热传导组件连接的稳定性。

可选地,本实施例中,所述焊接部614与所述连接部611之间的距离小于第二预设距离。

本实施例中,焊接部614与所述连接部611之间的距离小于第二预设距离,可以确保热传导件40与热敏电阻50之间的热传导效率,进而提高温度检测结果的准确度。第二预设距离可以为0.5mm。

可选地,本实施例中,所述热传导件40上与所述热敏电阻50对应的部位设置有通孔,所述通孔位于所述热敏电阻50的外围,所述通孔的边缘形成凸起41,所述凸起41的上表面高于所述热敏电阻50的上表面。

本实施例中,所述凸起41可以是镍片一体冲压成型。在热敏电阻50外边缘设置凸起41,可以保护热敏电阻50,避免热敏电阻50受到外物挤压。

本实施例中,所述导热组件以及所述热敏电阻50未被柔性电路板60的基材覆盖的地方,可以采用uv密封胶密封并绝缘。

本实施例中,还可以在远离热敏电阻50的两个连接部611上分别设置导电的引线20。

为了更好地理解本方案,以下结合柔性电路板60不同层来进一步讲解温度采集装置。

柔性电路板60上,首先可以设置一个基底层,请继续参照图4所示,基底层上设置导电线路和焊接部614,构成线路层61。线路层61上,设置第一覆膜层62,请参照图5所示,第一覆膜层62上,与焊接部614对应的位置,设置与焊接部614对应的开孔,与连接热敏电阻50的两个连接部611对应的位置,分别设置一个通孔,与远离热敏电阻50的两个连接部611对应的位置上分别设置一个通孔。然后将热传导件40设置在第一覆膜层62远离线路层61的一侧,并通过焊接部614对应的通孔与焊接部614焊接。热传导件40上开设的通孔位于与连接热敏电阻50的两个连接部611对应的位置上,并与这两个连接部611对应的通孔连通。请参照图6所示,热传导件40上还设置第二覆膜层63,第二覆膜层63上,与热传导件40的通孔对应的部位,同样设置有,热传导组件的凸起41从该通孔延伸至第二覆膜层63的表面,热敏电阻50设置在该通孔中。第二覆膜层63与远离热敏电阻50的两个连接部611对应的位置,分别设置有与第一覆膜层62上对应位置的通孔连通的通孔。fpc不同层之间的位置关系如图7所示,温度采集装置中的线路、开孔位置和热传导件40之间的位置对应关系如图8所示。

本实施例提供一种电池模组30,所述电池模组30包括多个电芯构成的电池组,以及设置在所述电池组上的汇流排31,所述电池模组30还包括如本实施例任一项所述的温度采集装置,所述温度采集装置的热传导组件与所述汇流排31换热连接。

本实施例还提供一种电池管理系统,所述电池管理系统包括控制器以及如本实施例任一项所述的温度采集装置,所述控制器通过所述导电线路与所述热敏电阻50电连接。

以上所述,仅为本申请的各种实施方式,但本申请的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。


技术特征:

1.一种温度采集装置,其特征在于,应用于电池模组,所述电池模组包括汇流排,所述温度采集装置包括热传导件、热敏电阻和柔性电路板;

所述柔性电路板中设置有导电线路;

所述热传导件与所述汇流排换热连接,所述热传导件还与所述柔性电路板连接,所述热传导件与所述柔性电路板对应的部位上设置所述热敏电阻,所述热敏电阻与所述热传导件换热连接,所述热敏电阻与所述导电线路电性连接。

2.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述导电线路包括第一导电线路和第二导电线路;

第一导电线路包括第一连接线和分别设置在第一连接线两端的连接部;

第二导电线路包括第二连接线和分别设置在第二连接线两端的连接部;

所述热敏电阻通过所述连接部分别与所述第一导电线路和所述第二导电线路连接;

其中,第一连接线的宽度小于连接部的宽度,第二连接线的宽度小于所述连接部的宽度。

3.根据权利要求2所述的装置,其特征在于,所述第一连接线两端之间的距离大于第一预设距离,所述第二连接线两端之间的距离大于第一预设距离。

4.根据权利要求2或3所述的装置,其特征在于,所述第一连接线和/或所述第二连接线为弧形。

5.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述柔性电路板中设置有焊接部,所述热传导件通过所述焊接部与所述柔性电路板焊接连接。

6.根据权利要求5所述的装置,其特征在于,所述焊接部与所述导电线路之间的距离小于第二预设距离。

7.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述热传导件上与所述热敏电阻对应的部位设置有通孔,所述通孔位于所述热敏电阻的外围,所述通孔的边缘形成凸起,所述凸起的上表面高于所述热敏电阻的上表面。

8.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述热传导件的材料为镍、铝或者铜。

9.一种电池模组,其特征在于,所述电池模组包括多个电芯构成的电池组,以及设置在所述电池组上的汇流排,所述电池模组还包括如权利要求1-8任一项所述的温度采集装置,所述温度采集装置的热传导组件与所述汇流排换热连接。

10.一种电池管理系统,其特征在于,所述电池管理系统包括控制器以及如权利要求1-8任一项所述的温度采集装置,所述控制器通过所述导电线路与所述热敏电阻电连接。

技术总结
本申请公开了一种温度采集装置、电池模组及电池管理系统,应用于电池模组,所述电池模组包括汇流排,所述温度采集装置包括热传导件、热敏电阻和柔性电路板;所述柔性电路板中设置有导电线路;所述热传导件与所述汇流排换热连接,所述热传导件还与所述柔性电路板连接,所述热传导件与所述柔性电路板对应的部位上设置所述热敏电阻,所述热敏电阻与所述热传导件换热连接,所述热敏电阻与所述导电线路电性连接。本方案能够提高热敏电阻所采集的温度的准确性。

技术研发人员:周国标;周鹏
受保护的技术使用者:华霆(合肥)动力技术有限公司
技术研发日:2020.08.19
技术公布日:2021.04.06

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