数据采集装置及锂离子电池模组

技术领域

本发明涉及锂离子电池领域，公开了一种数据采集装置及锂离子电池模组。

背景技术

伴随全球环保理念的推广，新能源电动车逐步进入大众市场。因为锂离子电池的特性，所以在使用过程中需要对电池的单体电压跟温度进行检测，目前市场上使用方式多为通过柔性线束连接，柔性线束的各导线的末端分别固定有OT端子，在进行电池组信号采集时，分别通过螺栓将各OT端子一一固定锁紧固定在汇流排的汇流导体上，本发明人在进行本发明研究过程中发现该技术存在拆装复杂，且实际应用时，容易在安装以及维修拆卸时由于采集节点繁多线束繁杂而导致容易出错。

现有技术中的另一采集方案是，在柔性板或PCB等线路板上焊接镍片，然后分别将各镍片焊接到电池组的汇流排的汇流导体上，本发明人在进行本发明研究过程中发现该技术存在加工繁杂，且维修时需要进行破坏性拆解，不利产品维护。

发明内容

本发明实施例的目的之一在于提供一种数据采集装置及锂离子电池模组，应用该技术方案有利于提高数据采集装置与锂离子电池模组的汇流板的连接便捷性。以及连接稳固性。

第一方面，本发明实施例提供的一种数据采集装置，包括：

电路板，为刚性板，在所述电路板上设置有信号采样电路；

采集导体，包括第一采集导体，所述第一采集导体包括相互弯折的第一导体段、第二导体段，所述第一导体段固定在所述电路板的正面并与所述采样电路的输入端电连接，所述第二导体段伸出在所述电路板的正面的上方；

第一弹簧，在各所述采集导体的背面分别设置有一所述第一弹簧，所述第一弹簧的一端固定在所述第一导体段连接在所述电路板的正面，另一端抵在所述采集导体的正对所述电路板的表面，所述第一弹簧的电导率小于所述采集导体。

可选地，所述第一采集导体的第一导体段、第二导体段之间的夹角为锐角。

可选地，所述第一采集导体的第一导体段、第二导体段的延长线之间的夹角为锐角。

可选地，所述采集导体还包括：第二采集导体，

所述第二采集导体包括贴附固定在所述第一采集导体的第二导体段的顶面的连接段、以及伸出在所述第一采集导体外的伸出段。

可选地，所述第二采集导体的伸出段的顶面高于所述第二采集导体的连接段的顶面。

可选地，在所述第二采集导体的伸出段与所述连接段之间设置有弯折部。

可选地，所述弯折部与其两端的所述的伸出段、连接段分别成钝角。

可选地，所述第一弹簧的连接在所述采集导体背面的一端具体是，固定顶在所述第二采集导体的伸出段或弯折部上。

10. 根据权利要求9所述的数据采集装置，其特征是，

所述第二采集导体的伸出段包括连接所述弯折部的第一导体段以及位于末端的第二导体段，所述第一导体段、第二导体段之间呈钝角，

当所述数据采集装置测试时，所述第二采集导体的第二导体段与被采集测试端平贴，所述第二采集导体的第一导体段的延长线与所述被采集测试端成锐角，所述第一弹簧处于压缩状态。

11. 根据权利要求10所述的数据采集装置，其特征是，

还包括第二弹簧，所述第二弹簧的一端抵在所述第二采集导体的弯折部上，另一端固定在所述第二采集导体上，所述第二弹簧与所述第二采集导体的伸出段上的第一导体段或其延长线成锐角。

12. 根据权利要求11所述的数据采集装置，其特征是，

包括第二弹簧，所述第二弹簧的一端抵在所述第二采集导体的伸出段弯折部内，另一端固定在所述第二采集导体上，所述第二弹簧与所述第二采集导体的伸出段上的第一导体段或其延长线成锐角。

13. 根据权利要求12所述的数据采集装置，其特征是，

所述第二弹簧的另一端固定在所述第二采集导体的第二导体段上，所述第二弹簧与所述第二采集导体的第一导体段的延长线成锐角，与所述述第二采集导体的第二导体段相交成锐角。

14. 根据权利要求11所述的数据采集装置，其特征是，

所述第一弹簧、第二弹簧为一体化的弹簧弯折形成，所述第一弹簧、第二弹簧之间的弯折部位在抵于所述采集导体上。

15. 根据权利要求14所述的数据采集装置，其特征是，

所述第一弹簧、第二弹簧为一体化的一片状弹簧弯折形成。

16. 根据权利要求15所述的数据采集装置，其特征是，

所述第一弹簧、第二弹簧分别为弹簧钢。

17. 根据权利要求1所述的数据采集装置，其特征是，

所述第一采集导体为片状，所述第一采集导体的第一导体段的一片状面贴在所述电路板的顶面。

18. 根据权利要求17所述的数据采集装置，其特征是，

所述第一采集导体为铜片。

19. 根据权利要求4所述的数据采集装置，其特征是，

所述第二采集导体为片状，所述第二采集导体与所述第一采集导体面对面相贴。

20. 根据权利要求19所述的数据采集装置，其特征是，

所述第二采集导体为铜片。

21. 根据权利要求1至20之任意所述的数据采集装置，其特征是，

复数个所述采集导体，均设置在所述电路板的正面，各所述采集导体分别于所述信号采样电路电连接，

复数个所述第一弹簧，各所述第一弹簧分别设置在各所述采集导体的背面。

22. 根据权利要求21所述的数据采集装置，其特征是，

所述信号采集电路包括：电压采集电路。

23. 根据权利要求22所述的数据采集装置，其特征是，

所述信号采集电路还包括：温度采集电路。

21. 根据权利要求21所述的数据采集装置，其特征是，

所述电路板的背面为绝缘面。

第二方面，本发明实施例提供的一种锂离子电池模组，包括：

电池组本体，由复数个电池单体串联和/或并联构成，在所述电池组本体的一侧设置有用于串联和/或并联各所述电池单体的汇流排，所述汇流排包括复数个汇流导体，各所述汇流导体分别与各所述电池单体电连接；

权利要求1至21之任一所述的数据采集装置，数据采集装置的电路板上的各所述采集导体的伸出在所述电路板的正面的上方的伸出段分别抵在所述汇流排上的各所述汇流导体上，位于各所述采集导体的背面的各所述第一弹簧处于压缩状态。

由上可见，采用本实施例技术方案的电池组结构，由上可见，相对于现有技术的线束焊接或OT端子连接等方案，本实施例的数据采集装置的集成度更高，且应用本采集装置与电池组的连接及拆接更加简便。另外，本实施里的电路板1的背面的绝缘面还可以为本实施例锂离子电池模组提供刚性防护。还可以将该电路板1的背面设置为绝缘面，从而使电路板1还可以作电池组体进一步提供绝缘防护。

另外，相对于采用螺母锁紧OT端子（位于采样线束的末端）的技术方案，该方案需要在汇流排上开设螺孔，存在影响汇流排过流能力的风险，而本实施例技术方案采用弹簧提供的弹力面接触，无需在汇流排上开孔，确保了汇流排的过流能力。

另外，采用螺母锁紧OT端子的技术方案，其OT端子焊接，OT端子锁螺栓以及焊接采样均需要人工辅助，且需要逐个进行，而采用本实施例方案可以只需要将电路板1覆盖于电池模组的汇流排上锁紧即可完成全部采样点的连接，快捷高效。

另外，采用螺母将采样线的OT端子锁紧在汇流排的采样节点上，或者将OT端子焊接在汇流排的的采样节点的技术方案，在应用过程中，电池模组随其所在的动力设备（比如但不限于动车）运动，OT端子与螺栓之间的连接或者OT端子与汇流排之间的焊接，存在由于长时间振动而松脱而丢失采样信号的可能，而采用本实施例技术方案采用弹性接触，确保在振动过程中弹簧始终压紧导体紧压在汇流排上，确保采样点始终连接，确保采样的可靠性。

附图说明

图1为本发明实施例1提供的数据采集装置的结构示意图；

图2本发明实施例1提供的数据采集装置与锂离子电池模组的装配剖面结构示意图；

图3为本发明实施例2提供的数据采集装置的结构示意图；

图4为本发明实施例2提供的数据采集装置与锂离子电池模组的装配剖面结构示意图；

图5为本发明实施例3提供的数据采集装置的结构示意图；

图6为本发明实施例3提供的数据采集装置与锂离子电池模组的装配剖面结构示意图；

图7为本发明实施例4提供的数据采集装置的结构示意图；

图8为本发明实施例4提供的带数据采集装置的锂离子电池模组的剖面结构示意图；

图9为图8的部位A的放大结构示意图；

图10为本发明实施例4中的数据采集装置中的采集导体与第一弹簧及第二弹簧的立体结构示意图；

图11为图10的侧面结构示意图；

图12为图10的剖面结构示意图。

附图标记：

1：电路板； 2：第一弹簧； 31：第一导体段； 32：第二导体段； 33：圆弧弯折角；

4：汇流排； 5：螺栓； 61：连接段；

62：伸出段； 621：根部段； 622：中间段； 623：末端段；

63：弯折部； 7：第二弹簧。

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发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

实施例1：

参见图1、2示。

本实施例提供了一种可应用于锂离子电池模组，对锂离子电池模组的参数进行采集的数据采集装置。该数据采集装置主要包括：电路板1、采集导体、第一弹簧2。在电路板1中设置有信号采集电路，其中信号采集电路可以但不限于包括电压采集模块或者温度采样电路或者电压采集模块以及温度采样电路或者其他有关电池组参数的采样电路，具体可以但不限于采用现有技术实现。

采用良好导电材料制成的采集导体设置在电路板1的正面，本实施例的采集导体至少包括弯折的一导体（记为第一采集导体，本实施例以该采集导体仅由第一采集导体实现为示意），位于弯折部两边的导体段分别记为第一导体段31、第二导体段32，其中第一导体段31固定在电路板1的正面上，以与其上的采样电路的输入端电连接，第二导体段32与电路板1相离，并伸出在第一导体段31、以及电路板1的正面的上方。

在每采集导体的背面分别设置有至少一弹簧（记为第一弹簧2），第一弹簧2的一端固定在第一导体段31固定在电路板1的正面，其可以固定在电路板1上也可以固定在位于电路板1的正面或具体如图只能所示将其固定在第一采集导体的第一导体段31上，第一弹簧2的另一端抵在第一采集导体的第二导体段32的正对电路板1的表面（记为背面）。

作为本实施例的示意，参见图2所示，可以在一个电路板1上根据需要进行信号采集节点的个数设置多个采集导体，使每个采集导体对应一个信号采集节点，每个采集导体的伸出在电路板1的正面的上方的导体段的背面都设置有第一弹簧2，使可以采用该一电路板1同时对电池组的多个信号采集节点进行数据采集，提高信号采集的效率，以全面了解电池组的状态，实现电池组充放电实时检测。

锂离子电池模组由多个电池单体通过汇流排4而串联或者并联或者串联以及并联的组合连接构成，汇流排4由多个汇流导体组成，各汇流导体按预定的串并联连接关系分别于各电池单体的电极电连接，由于各汇流导体一般成规则排状设置在电池组上，故将汇流导体的组合记为汇流排4。

参见图2所示，本实施例的数据采集装置的应用原理是，将电路板1的正面正对汇流排4，采用比如螺栓5或其他固定部件将电路板1固定在电池组的端面上，使采集导体伸出在电路板1的正面的伸出段62（本实施例中具体是第一采集导体的第二导体段32）抵在汇流排4的汇流导体上，抵在各第二导体段32的背面的各第一弹簧2处于压缩状态，第一弹簧2对各第二导体段32具有将其推向汇流导体的方向的作用力，从而确保各第一采集导体与各汇流导体紧密接触，以对其接触的汇流导体节点的电信号进行采样，采样信号通过第一采集导体传递至电路板1上的信号采集电路，实现信号采集，以便电池组控制电路根据采样的参数实现电池组充放电控制，和/或，实现电池组状态测量等。

由上可见，相对于现有技术的线束焊接或OT端子连接等方案，本实施例的数据采集装置的集成度更高，且应用本采集装置与电池组的连接及拆接更加简便。另外，本实施里的电路板1的背面的绝缘面还可以为本实施例锂离子电池模组提供刚性防护。还可以将该电路板1的背面设置为绝缘面，从而使电路板1还可以作电池组体进一步提供绝缘防护。

另外，相对于采用螺母锁紧OT端子（位于采样线束的末端）的技术方案，该方案需要在汇流排上开设螺孔，存在影响汇流排过流能力的风险，而本实施例技术方案采用弹簧提供的弹力面接触，无需在汇流排上开孔，确保了汇流排的过流能力。

另外，采用螺母锁紧OT端子的技术方案，其OT端子焊接，OT端子锁螺栓以及焊接采样均需要人工辅助，且需要逐个进行，而采用本实施例方案可以只需要将电路板1覆盖于电池模组的汇流排上锁紧即可完成全部采样点的连接，快捷高效。

另外，采用螺母将采样线的OT端子锁紧在汇流排的采样节点上，或者将OT端子焊接在汇流排的的采样节点的技术方案，在应用过程中，电池模组随其所在的动力设备（比如但不限于动车）运动，OT端子与螺栓之间的连接或者OT端子与汇流排之间的焊接，存在由于长时间振动而松脱而丢失采样信号的可能，而采用本实施例技术方案采用弹性接触，确保在振动过程中弹簧始终压紧导体紧压在汇流排上，确保采样点始终连接，确保采样的可靠性。

作为本实施例的示意，本实施例中优选但不限于使第一采集导体的弯折角度a大于180度优选小于360度，比如可以设a=300度，从而使其中的第二导体段32弯折至位于第一导体段31的正上方，此时第一导体段31、第二导体段32之间的夹角为锐角；或如图所示第一导体段31、第二导体段32之间为圆弧弯折角33，第一导体段31、第二导体段32的延长线在圆弧弯折角33外形成锐角，第一弹簧2的两端分别抵在第一导体段31与第二导体段32之间形成结构稳定三角形结构或类似三角形结构，以提高第一弹簧2对第一采集导体的第二导体段32的弹力支撑，确保第二导体段32与汇流排4的接触紧密度。

实施例2：

参见图3、4所示。

与实施例1所不同之处主要包括，本实施例的数据采集装置的采集导体还包括：第二采集导体。

第二采集导体包括固定在第一采集导体的第二导体段32的顶面的连接段61、以及伸出在第一采集导体外的伸出段62。

这样可以将第一采集导体的第二导体段32设置成相对实施例1较短的长度，第二采集导体的连接段61沿第一采集导体的第二导体段32的延伸方向贴附在其上面，两者的贴附重合长度适量以确保第二导体段32对第二采集导体的支承强度，使第二采集导体作为第一采集导体的延长。

参见图4所示，本实施例的数据采集装置的应用原理与实施例1同理，所不同之处主要在于，使第二采集导体的伸出段62以一定的压力抵在电池组的汇流排4的汇流导体上，实现了采集导体与锂离子电池模组的汇流排的接触电连接。

由上可见，采用本实施例技术方案，在第一采集导体的弯折伸出的第二导体段32上进一步固定连接第二采集导体，使第二采集导体的伸出段62以一定的压力抵在锂离子电池模组的汇流排4上，第二采集导体在汇流排4以及第一弹簧2的作用下处于被压缩状态，汇流排4对第二采集导体的伸出段62有向外的反作用力，反作用力将第一采集导体的第二导体段32产生向电路板1的方向上压，第二导体段32与第一导体段31之间的弯折部33为该压力提供弹力缓冲。采用本实施例技术方案除了实现了实施例1的效果外，还进一步有利于提高采集导体与汇流排4的接触紧密度，提高信号采集效果。

作为本实施例的示意，本实施例还进一步在第二采集导体的伸出段62的靠近第一采集导体处略微向外弯折，使第二采集导体的伸出段62的顶面高于第二采集导体在第一采集导体上的连接段61的的顶面，在该位置形成一弯折部63。使第二采集导体的另一端以一定的压力抵在锂离子电池模组的汇流排4上时，第二采集导体的位于第一采集导体外的弯折部63为汇流排4对第二采集导体的反作用力提供了一支撑点，提高了第二采集导体的伸出段62与汇流排4的接触紧密度。

作为本实施例的示意，第二采集导体的弯折部63的伸出段62与连接段61呈大钝角状，弯折段呈圆弧状。

参见图3、4所示，作为本实施例的示意，本实施例还将第一弹簧2在采集导体上的固定连接端设置在第二采集导体的伸出段62的面对电路板1的背面，优选但不限于设置在弯折部63上，使第一弹簧2吸收汇流排4对第二采集导体的反作用力，为第二采集导体的伸出段62提供弹力支撑，在第二采集导体该弯折部63处形成一由第一弹簧2支撑的弹力支点，进一步提高第二采集导体的伸出段62与汇流排4的接触紧密度。

实施例3：

参见图5、6所示。

作为本实施例的示意，本实施例还进一步将第二采集导体的伸出段62自最末端向弯折部63方向，分成三段，该三段的正对锂离子电池模组的汇流排的外侧面不在同一平面上，根部段621与电路板1平行从而与汇流排相平，当其安装时面对面平贴在汇流排的汇流导体上，位于根部段621两端部的末端段623以及根部段621的外侧面分别与根部段621成钝角，在安装于锂离子电池模组上时，根部段621的外侧面位于最前端，紧贴在汇流排上，根部段621与锂离子电池模组的汇流排4相交成锐角，通过螺栓5将电路板1锁紧在电池组的汇流排4的正前方，通过控制电路板与汇流排4之间的距离而控制第一弹簧2的压缩程度，固定连接在根部段621侧的弯折部63上的第一弹簧2支撑根部段621将根部段621以一定的压力紧紧抵在汇流排4，采用本实施例技术方案，有利于进一步提高本实施例的采集导体与汇流排的接触紧密度，提高信号采集效果，延长采集装置的使用寿命。

作为本实施例的示意，优选将最末端与根部段621之间的钝角设置大于根部段621与根部段621之间的钝角，使末端段623与根部段621之间几乎相平。

实施例4：

参见图7-12所示。

本实施例相对于实施例的不同之处主要在于，本实施例的采集装置还包括第二弹簧7，第二弹簧7的一端与第一弹簧2在第一采集导体上的连接处共同连接，参见图示，第二弹簧7的一端与第一弹簧2共同抵在第二采集导体的伸出段62的弯折部63上，第二弹簧7的另一端固定在第二采集导体的伸出段62的任一位置，优选但不限于如图示意地设置在第二采集导体的伸出段62的最末端。

本实施例除了能实现实施例2的技术效果外，还由于在第二采集导体的正对电路板1的面上进一步设置有第二弹簧7，第二弹簧7沿第二采集导体的伸出段62方向延伸，在第一弹簧2为第二采集导体的伸出段62提供端部的弹性支撑外，第二弹簧7呈连续状地为第二采集导体的伸出段62提供弹力支撑，增强第二采集导体的弹力，极大强度地提高其与锂离子电池模组汇流排4的接触紧密度。

作为本实施例的示意，本实施例的第二弹簧7呈直条状，其末端固定在第二采集导体的伸出段62的最末端，第二弹簧7横跨第二采集导体的伸出段62，采用该设计有利于进一步提高增强第二弹簧2对第二采集导体的弹力支撑，进一步提高其与锂离子电池模组汇流排4的接触紧密度。

作为本实施例的示意，参见图示，第二弹簧7位于第二采集导体的伸出段62的最靠近弯折部63侧的根部段621上方的第二弹簧7紧贴在根部段621上，第二弹簧7与中间段621具有一定的间隙，且与中间段621的延长线成锐角一，第二弹簧7的末端固定在末端段623的末端，与末端段623相交成锐角二，其中锐角二小于锐角一。当将本实施例的数据采集装置安装于锂离子电池模组上时，通过螺栓将电路板1紧固在锂离子电池模组的汇流排4的正前端，第二采集导体的伸出段62上的中间段621面对面紧贴在汇流排4上，使第一弹簧2、第一弹簧7均处于压缩状态，第一弹簧2抵在第二采集导体的伸出段62的弯折部63上为其提供将其推向汇流排方向的弹力支撑，第二弹簧7抵在第二采集导体的伸出段62上，为其伸出延伸方向的各处提供弹力支撑，提高第二采集导体的伸出段62的弹性以及刚性，避免其由于使用损耗而导致接触不良。并且，本实施例的第二弹簧7横跨接触汇流排4的中间段622，为中间段622的前后端部均提供弹力支撑，最大程度地保障其弹性以及刚性，提高其与锂离子电池模组汇流排4的接触紧密度，提高采样效果。

作为本实施例的示意，本实施例的第一弹簧2、第二弹簧7优选但不限于由一体化的弹簧弯折形成，第一弹簧2、第二弹簧7之间的弯折部位在抵于第二采集导体的弯折部上。采用该一体化结构有利于进一步提高弹簧对与锂离子电池模组的汇流排4接触的第二采集导体的弹力支撑，提高其弹力持久强度，提高使用寿命，确保接触紧密度。

作为本实施例的示意，本实施例与实施例1、2、3中的第一弹簧2、第二弹簧7、或者一体化的第一弹簧2、第二弹簧7均为一体化的片状弹簧。比如但不限于其可以采用弹簧钢片实现。

作为示意，本实施例的第一采集导体、第二采集导体分别为片状，其可以但不限于为宽度相同的片状，将其第一采集导体的第一导体段31的片状面贴在电路板1的顶面上，位于第一采集导体的弯折部的另一侧的第二导体段32的片状面上面对面紧贴固定有第二采集导体的片状面，第二采集导体的末端的片状面与汇流排4上的汇流导体面对面相贴。

作为示意，本实施例的第一采集导体、第二采集导体分别可以采用铜片实现。

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。