[發明專利]汽車動力電池單體電壓采樣結構

有效

• 申請號: 201210555808.7
• 申請日: 2012-12-20
• 公開（公告）號: CN103022582A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 劉爽;楊問弘;劉曉康;馮春;朱立賓;王玉嬌;潘麗娜;懷慧
• 申請（專利權）人: 東風汽車公司
• 主分類號: H01M10/42
• 分類號: H01M10/42;H01M2/20
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 俞鴻

技術領域

本發明涉及二次電池的單體電壓采樣結構，具體地指一種汽車動力電池單體電壓采樣結構。

背景技術

因能源危機和環境污染等因素影響，以電能作為動力源的混合動力或純電動汽車為代表的新興交通工具，由于其能源利用率高、無排放、噪聲小以及能量來源多樣化等優點成為汽車工業一個重要的研究領域。動力電池是電動汽車中的關鍵部件，其性能的優劣將直接影響到整車性能的好壞。作為電動汽車的主要動力來源，電池模塊的設計需要考慮很多因素，既要保證電池模塊性能滿足整車的要求，同時也要保證電池模塊具有足夠的安全性和可靠性。動力電池模塊一般包括：多個單體電芯、電芯固定結構組件、電芯連接銅排、電壓采樣結構、溫度傳感器等。

目前，電池模塊設計技術尚未成熟，導致電池模塊的能量密度、使用壽命、安全及穩定性還不能滿足電動車輛運營的要求，制約著新能源汽車事業的發展，而電池管理系統作為電池系統的重要組成部分，它的出現可以優化使用電池能量、杜絕電池濫用、實現對電池的實時高效管理從而延長電池系統的使用壽命，使電池系統性能得到大大提升從而滿足各種整車需求，而電池管理系統這些功能的實現需要一個重要的參數，該參數就是電池單體電壓，獲得電池單體電壓的途徑就是電壓采樣結構。

汽車是一個移動的系統，對動力電池模塊的各個電芯固定結構組件、電芯連接銅排、電壓采樣結構及各種檢測用傳感器的抗震性、穩定性、安全性都有很高的要求，確保在運行環境中維持電池模塊及整個電池系統的正常工作，因此電壓采樣結構的穩定性及安全可靠性直接影響到整個電池系統的性能和安全。目前，二次鋰離子電芯采用最多的形式就是疊片形，它在新能源汽車上應用前景極為廣泛，但是其極耳材質薄、過于柔軟，直接采用焊接、鉚接、壓接等方式對其進行采用輸出，存在操作不方便、易損害電芯及連接可靠性差的問題，因此電壓采樣結構如何實現既利于安裝，又緊湊方便是問題之一；如何使其具有良好的抗震性、穩定性、安全性和可靠性是問題之二，因此，電壓采樣結構的設計是電池模塊設計中一個大的技術瓶頸。

發明內容

本發明的目的是針對上述問題提供一種汽車動力電池單體電壓采樣結構，該采樣結構能提高電壓采樣信號的穩定性與可靠性；且其安裝與操作安全、方便。

本發明采用的技術方案是：一種汽車動力電池單體電壓采樣結構，它包括至少兩個單體電芯，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。

本發明用螺栓將采樣電路板與電芯連接片連接，該螺栓既能實現對采樣電路板的壓緊固定，使電路板與連接片接觸緊密而實現導電，而螺栓同時也起到了導電作用，相對于傳統的焊接方式，不僅連接簡單，而且使得電壓采樣信號的安全性和穩定性得到了提高，也使得采樣電路板的形狀可以根據電芯及電池模塊形狀進行調整，靈活性高;該采樣結構的單體電芯之間通過絕緣夾板隔開來實現絕緣和緊固，既提高了絕緣防護性能，又緊湊方便，使得整體結構具有良好的抗震性和安全穩定性；本發明裝配方便、操作簡單、安全可靠性高，工藝性好，成本低廉。

進一步地，所述絕緣夾板的外端面上開有缺口，相鄰多個缺口形成卡槽，所述采樣電路板固定在所述卡槽內。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，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接觸，也使得整個結構更為緊湊穩固，增強了操作安全性的同時，也有利于環境件的布局。

進一步地，所述采樣電路板上設有接插件和固定孔，所述螺栓穿過所述固定孔與所述電芯連接片連接，所述固定孔的外周設有焊盤，所述焊盤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，以檢測電池模塊中單體電芯電壓，實現電壓采樣，這種結構使整個電池模塊更加緊湊，使電壓采樣信號的安全性、穩定性及抗震性得到了提高；在固定孔的外側設計一個面積較大的焊盤，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，提高采樣信號的穩定性與可靠性；采樣電路板上還可以根據需要靈活添加其他控制電子元器件，實現對電芯及電池模塊的均衡控制、過壓保護、過流保護、過充保護等，從而可以降低電池管理系統主控板的成本及尺寸，使系統整體集成化程度更高；并通過控制采樣電路板的接插件及采樣電路板的封裝殼體結構，來靈活控制單體電壓采樣結構的防護等級。