一种温度电压采集方法、温度电压采集组件和电池模组

摘要

一种温度电压采集方法、温度电压采集组件和电池模组，属于电池技术领域。将采集片的第一端设置为具有开口部的壳体结构，将采集片的第二端设置为缓冲变形结构；将温度传感器设置于壳体结构内，并在壳体结构围绕开口部的外壁处设置镍层；将设置有镍层的壳体结构焊接于电路板，以将温度传感器密封在壳体结构内。在对电池模组中的电芯进行温度电压采集时，可以将采集片的第二端与电芯的极柱连接，电芯的温度和电压通过第二端传递至第一端处的温度传感器和镍层，进而通过温度传感器和镍层将温度信号和电压信号传输至电路板。利用本申请提供的温度电压采集方法，可以简化电池模组结构，降低采集信号时出现温度跳变和电压跳变的几率。

说明书

技术领域

本申请涉及电池技术领域，具体而言，涉及一种温度电压采集方法、温度电压采集组件和电池模组。

背景技术

随着电动汽车行业不断发展，电动汽车的动力电池系统封装技术也在不断地提升。动力电池系统封装的自动化和模块化逐步成为发展的主流。而动力电池系统中的电池模组最为重要，目前动力电池模组基本通过FPC连接器采集电池模组的状态信息，例如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FPC连接器连接的电池管理系统。

虽然此种方式可以很好的采集电池模组的状态信息，但还是存在一定缺陷。模组低压采集经常出现电压跳变和温度跳变问题，温度和电压采集件的设置复杂，采集线路容易出现短路、断路等情况。

发明内容

基于上述的不足，本申请提供了一种温度电压采集方法、温度电压采集组件和电池模组，以部分或全部地改善相关技术中电压跳变和温度跳变的问题。

本申请是这样实现的：

在第一方面，本申请的示例提供了一种温度电压采集方法，利用采集片，将电芯的温度信号和电压信号传递电路板；采集片的第一端同时设置有温度传感器和镀镍层，温度传感器和镀镍层用于与电路板连接；

温度电压采集方法包括：

将第一端处的温度传感器和镀镍层与电路板连接，将第二端与电芯的极柱连接，使得电芯的温度和电压同时通过第二端传递至温度传感器和镀镍层，进而传输至电路板。

在上述实现过程中，在采集片的第一端同时设置温度传感器和镀镍层，将温度传感器和镀镍层与电路板连接，并将采集片的第二端与电芯的极柱连接，可以在仅设置一个采集片的情况下，同时采集电芯的电压信号和温度信号，并将采集到的电压信号和温度信号同时传输至电路板。

本示例提供的温度电压采集方法，利用同一个采集片同时进行温度信号和电压信号的采集，可以避免分别设置独立的电压采集镍片和温度采集片。并且，利用本示例提供的温度电压采集方法，还能简化线束连接设置甚至避免线束连接，省去线束隔离板，能够避免由于线束连接关系复杂而导致的短路或断路等情况，进而减小采集时出现温度跳变和电压跳变的几率。

结合第一方面，在本申请第一方面的第一种可能的实施方式中，第一端为壳体结构，壳体结构具有开口部，以及围绕开口部的第一外壁；第一外壁设置有镀镍层；

将温度传感器和镀镍层与电路板连接的方法包括：

在电路板上设置第一焊盘和围设在第一焊盘周围的第二焊盘；将温度传感器焊接于第一焊盘；将壳体结构罩设于温度传感器，并将第一外壁焊接于第二焊盘；

可选地，在第一外壁依次电镀形成镀铜层、镀镍层和镀锡层；

可选地，采集片为铝片；

可选地，所述第二端具有缓冲变形段；

可选地，电路板包括PCB；

可选地，温度传感器包括NTC。

在上述实现过程中，将第一段设置为壳体结构，并在壳体结构处设置开口部，以便于将温度传感器放置于壳体结构内。在壳体结构围绕开口部的第一外壁处形成镀镍层，在将第一外壁焊接于电路板对壳体结构内的温度传感器进行密封的同时，还能通过镀镍层进行电压信号的传输。将温度传感器以及镀镍层分别焊接于电路板中的第一焊盘和第二焊盘，能够将与极柱连接的第二端传输的温度信号和电压信号传输至电路板处。

将温度传感器封闭于壳体结构内，壳体结构可以阻隔温度传感器与空气中的水接触，在一定程度上能够避免进行温度采集时出现温度跳变的情况。

进一步的，在壳体结构的第一外壁处依次形成镀铜层、镀镍层和镀锡层，能够改善采集片第一端表面的导电性及附着性，增加镀层表面的硬度，使第一外壁与电路板中的第二焊盘能够更好的焊接。

进一步的，在用于与电芯的极柱连接的第二端处设置缓冲变形段，能够缓冲电池模组振动所产生的冲击力，使得采集片与电芯的极柱和电路板的连接更加牢固，减小出现断路、短路的几率，进而减小温度电压采集时出现电压跳变和温度跳变的几率。

进一步的，利用NTC进行温度信号的收集，可以通过NTC的R-T特性得到所采集的电芯的近似温度。并且，将NTC设置于壳体结构的内部，能够可以阻隔NTC与空气中的水接触，从而避免NTC发生银迁移问题，进而减小利用温度采集组件对电芯进行温度采集时出现温度跳变的几率。

在第二方面，本申请的示例提供了一种温度电压采集组件，包括：

汇流排，汇流排具有相互连接的第一连接部和第二连接部；第一连接部用于与电芯的极柱连接，第二连接部包括第一采集片；

第一采集片具有第一缓冲段和防护段；防护段为壳体结构，壳体结构具有第一开口部，以及围绕第一开口部的第一外壁；温度传感器通过第一开口部设置于壳体结构的内部；

电路板；第一外壁与电路板的正面密封连接，且温度传感器分别与电路板和壳体结构连接；

可选地，温度传感器为NTC；

可选地，采集片为铝片；

可选地，电路板包括PCB。

在上述实现过程中，本申请示例提供的温度电压采集组件包括汇流排和电路板，汇流排的第一连接部用于与电芯的极柱连接，汇流排的第二连接部处设置具有第一缓冲段和防护段的第一采集片，以将电芯的温度传递至第一采集片；防护段处的温度传感器与电路板连接，以将第一采集片处的温度信号传输至电路板；并且，防护段将温度传感器封闭于壳体结构内，壳体结构可以阻隔温度传感器与空气中的水接触，且第一缓冲段能够吸收电池模组振动产生的冲击力，在一定程度上能够避免进行采集时出现温度跳变的情况。

利用NTC进行温度信号的收集，可以通过NTC的R-T特性得到所采集的电芯的近似温度。并且，将NTC设置于壳体结构的内部，能够可以阻隔NTC与空气中的水接触，从而避免NTC发生银迁移问题，进而减小利用温度采集组件对电芯进行温度采集时出现温度跳变的几率。

结合第二方面，在本申请第二方面的第一种可能的实施方式中，缓冲段为拱形结构。

由于第一缓冲段的两端分别连接汇流排和防护段，在电池模组(包括多个电芯)发生振动时，拱形结构的第一缓冲段能够吸收振动冲击所产生的力，能够使得第一采集件与汇流排和电路板的连接更加牢固，能够将电芯的温度稳定的传递至第一采集片，进而使得温度传感器能够稳定的将温度信号传递至电路板(设置有第一缓冲段的第一采集件能够与电芯和电路板接触良好，导热均匀)，以获得电芯的温度信号。

结合第二方面，在本申请第二方面的第二种可能的实施方式中，壳体结构的内壁还导热连接有导热垫，温度传感器与导热垫导热连接。

在上述实现过程中，在壳体结构的内壁设置导热垫，将温度传感器通过导热垫与壳体的内壁导热连接，且由于导热垫通常具有良好的导热性和一定的弹性，使得温度传感器与壳体内壁的导热接触性更好，进一步减小温度采集时出现温度跳变的几率。

结合第二方面，在本申请第二方面的第三种可能的实施方式中，第一外壁设置有镍层，以通过第一采集片同时将温度信号和电压信号传递至电路板；

或者，第二连接部连接有镍片，镍片与采集片间隔设置；镍片具有第二缓冲段和连接段；第二缓冲段为拱形结构，连接段具有支脚；第二缓冲段远离支脚的一端用于与第二连接部连接，支脚用于与电路板连接，以将电芯的电压传递至电路板。

在上述实现过程中，在第一采集片的第一外壁处设置镍层，以便于同时利用第一采集片同时将电压信号和温度信号传递至电路板。在第一采集片的防护段处同时设置用于电压信号采集的镍层和用于温度采集的温度传感器，将镍层和温度传感器与电路板连接，进而利用同一个采集片将电芯的温度和电压信号同时传递至电路板处，可以避免分别设置电压采集镍片和温度采集片。并且，利用本示例提供的温度电压采集组件，还能简化线束连接设置甚至避免线束连接，省去线束隔离板的设置，能够避免由于线束连接关系复杂而导致的短路或断路等情况，进而减小采集时出现温度跳变和电压跳变的几率。

或者，可以在第二连接部处设置镍片，以进行电压信号的采集。并在镍片处设置有第二缓冲段，镍片中的第二缓冲段能够吸收电池模组振动冲击所产生的力，使得镍片与电芯汇流排以及电路板的连接更加牢固，减小出现断路、短路的几率，进而减小电压采集时出现电压跳变的几率。

结合第二方面，在本申请第二方面的第四种可能的实施方式中，第一外壁叠层设置有铜层、镍层和锡层。

在上述实现过程中，在与电路板连接的第一外壁处设依次设置铜层、镍层和锡层，能够在通过第一采集片同时采集电压和温度信号的同时，还能改善第一采集片的第一外壁处的导电性及附着性，增加镀层表面的硬度，使第一外壁与电路板能够更好的连接。

结合第二方面，在本申请第二方面的第五种可能的实施方式中，温度电压采集组件还包括缓冲垫；缓冲垫具有相对设置的第一表面和第二表面，第一表面设置于电路板的背面，第二表面用于设置于电芯的表面，以将电路板支撑于电芯。

在上述实现过程中，电路板的背面设置缓冲垫，缓冲垫具有一定的弹性，能够吸收电池模组振动所产生的冲击力。将电路板通过缓冲垫设置于电芯上时，缓冲垫能够使得电路板和电芯之间的第一采集件的连接更加牢固，进一步减小温度跳变。

结合第二方面，在本申请第二方面的第六种可能的实施方式中，温度电压采集组件还包括电池管理系统；电路板与电池管理系统信号连接。

在上述实现过程中，将电路板与电池管理系统信号连接，以获得采集的电压和温度信息，确定电池模组(包括多个电芯)的使用状态。

在第三方面，本申请的示例还提供了一种电池模组，包括：

第二方面提供的温度电压采集组件；

多个电芯；电芯具有顶盖和电极柱，电极柱凸出顶盖；第一连接部与电极柱连接，电路板设置于顶盖。

在上述实现过程中，本示例提供的电池模组中，利用温度电压采集组件能够采集电芯的温度信号和电压信号，能够吸收电池模组振动所产生的冲击力，减小采集时出现温度跳变和电压跳变的几率。

本示例提供的电池模组，省去了线束隔离板的设置，结构简单。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，以下将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为本申请示例提供的电池模组的结构示意图；

图2为本申请示例提供的温度电压采集组件的第一结构示意图；

图3为本申请示例提供的温度电压采集组件的第二结构示意图；

图4为本申请示例提供的第一采集片的结构示意图；

图5为本申请示例提供的防护段的第一截面示意图；

图6为本申请示例提供的防护段的第二截面示意图；

图7为本申请示例提供的电路板的结构示意图；

图8为本申请示例提供的镍片的结构示意图。

图标：1-电池模组；10-温度电压采集组件；11-汇流排；111-第一连接部；112-第二连接部；12-第一采集片；121-第一缓冲段；122-防护段；123-第一外壁；124-温度传感器；125-导热垫；126-镍层；13-电路板；131-第一焊盘；132-第二焊盘；14-镍片；141-第二缓冲段；142-连接段；143-支脚；15-缓冲垫；20-电芯；21-顶盖；22-电极柱。

具体实施方式

下面将结合实施例对本申请的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本申请，而不应视为限制本申请的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

随着电动汽车行业不断发展，电动汽车的动力电池系统封装技术也在不断地提升。动力电池系统封装的自动化和模块化逐步成为发展的主流。

动力电池系统中的电池模组最为重要，目前动力电池模组基本通过FPC连接器采集电池模组的状态信息，例如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FPC连接器连接的电池管理系统。

发明人发现，在利用现有的方式进行模组低压采集时，经常出现电压跳变和温度跳变问题。发明人分析采集时经常出现电压跳变和温度跳的原因，认为现有的采集线路容易出现短路、断路等情况，进而导致温度跳变和电压跳变。

基于此，发明人提供了一种电池模组1和温度电压采集组件10。

请参阅图1，电池模组1包括温度电压采集组件10和电芯20。其中，请参阅图2和图3，温度电压采集组件10包括汇流排11，汇流排11的第一连接部111与电芯20连接，汇流排11的第二连接部112连接有第一采集片12。

请参阅图4，第一采集片12具有第一缓冲段121和防护段122。防护段122为壳体结构，壳体结构具有围绕第一开口部边缘的第一外壁123，温度传感器124通过第一开口部设置于壳体结构内，第一外壁123与电路板13密封连接，以获得电池模组1中电芯20的温度信号。

由于第一缓冲段121能够缓冲电池模组1振动所产生的冲击力，防护段122能够避免温度传感器124与空气中的水汽接触，进而能够减小采集时出现温度跳变的几率。

以下结合附图分别对本申请示例提供的电池模组1中的温度电压采集组件10和电芯20作进一步的详细描述。

温度电压采集组件10包括汇流排11、第一采集片12和电路板13。

本申请不限制汇流排11的具体设置形式，相关人员可以根据需要进行相应的调整。

在一些可能的实施方式中，汇流排11中的第一连接部111具有多个连接位置，可以连接多个电芯20。

汇流排11中的第二连接部112具有多个连接位置，可以连接多个第一采集片12，或者，还可以连接用于单独采集电压信号的电压采集片。

进一步的，为了便于电芯20和第一采集片12的连接，汇流排11处的第一连接部111和第二连接部112处可以设置多个焊盘，以便于焊接。

第一采集片12具有第一缓冲段121和防护段122，防护段122为壳体结构。

本申请不限制第一采集片12的具体设置形式，相关人员可以根据需要进行相应的调整。

在一些可能的实施方式中，第一采集片12可以为铝片，铝片中的第一缓冲段121沿铝片的厚度方向呈S形。或者，请继续参阅图4，铝片中的第一缓冲段121为拱形结构。

在一些可能的实施方式中，防护段122为矩形的壳体结构，矩形壳体结构具有第一开口部，以便于温度传感器124通过第一开口部放置于壳体结构内。

进一步的，请参阅图5，为了便于将壳体结构的防护段122与电路板13连接，以封闭第一开口部，可以将壳体结构围绕开口部边缘的第一外壁123设置为翻边结构。在将壳体结构连接于电路板13时，可以将翻边与电路板13贴合，进而实现壳体结构内温度传感器124的密封。

进一步的，本申请不限制防护段122如何与电路板13连接以及温度传感器124的具体设置形式。在一些可能的实施方式中，可以将壳体结构中围绕第一开口部的翻边焊接于电路板13。进一步的，还可以在翻边处设置相应的焊接工艺孔，以提高焊接质量。焊接方式可以采用激光焊接、超声波焊接或锡焊。

温度传感器124可以为NTC。当传递至NTC的温度发生变化时，NTC的电阻值也会发生变化，进而可以利用NTC的电阻值的变化判断温度变化情况。NTC能够灵敏检测微小温差。

或者，温度传感器124可以为PTC热敏电阻，或者其它热敏电阻。

为了将NTC设置于电路板13和壳体结构所形成的密封空间内，以及将壳体结构处的温度传递至壳体结构内的NTC，然后通过NTC的温度-电阻特性，将温度信号传递至电路板13，在一些可能的实施方式中，可以将NTC的一端焊接于电路板13，然后再将壳体结构罩设在NTC的周围，并将翻边结构的第一外壁123焊接于电路板13。

进一步的，为了更好的将壳体结构处的温度传递至温度传感器124，可以在壳体结构的内壁设置导热垫125。

本申请不限制温度电压采集组件10如何进行电压采集，在一些可能的实施方式中，请参阅图6，可以在第一外壁123处设置镍层126。

在将第一外壁123与电路板13接触封闭第一开口部时，由汇流排11的第一连接部111处传递的温度和电压信号能够同时传递至第一采集片12，并从第一采集片12的防护段122处的温度传感器124和镍层126传输至电路板13。

进一步的，为了提高第一外壁123与电路板13的焊接性能和提高第一外壁123处的导电性，可以在第一外壁123依次设置铜层、镍层126和锡层。

进一步的，本申请的示例还提供了一种温度电压采集方法，用于将电芯20的温度和电压信号传递至电路板13。温度电压采集方法包括：

将第一采集片12的第一端与电路板13连接，将第一采集片12的第二端与电芯20的极柱连接，使得电芯20的温度和电压同时从第二端传递至第一端，进而传输至电路板13。

其中，第一采集片12的第一端同时设置有温度传感器124和镍层126，温度传感器124和镍层126用于与电路板13连接。

本申请不限制如何在第一采集片12的第一端同时设置温度传感器124和镍层126，在一些可能的实施方式中，将温度传感器124嵌设于壳体结构的内部，并在第一外壁123处依次电镀形成铜层、镍层126和锡层。进一步的，可以在壳体结构的表面依次电镀形成铜层、镍层126和锡层，即壳体结构的内壁和外壁均设置铜层、镍层126和锡层。

进一步的，本申请不限制如何将温度传感器124和镍层126与电路板13连接，在一些可能的实施方式中，请参阅图7，可以在电路板13处设置第一焊盘131和围设在第一焊盘131周围的第二焊盘132，将温度传感器124焊接于第一焊盘131；将壳体结构罩设于温度传感器124，并将第一外壁123焊接于第二焊盘132。

进一步的，焊接方式可以为焊接方式可以采用激光焊接、超声波焊接或锡焊。

或者，请继续参阅图5，在第一采集片12的第一外壁123处不设置镍层126。请参阅图3，在一些可能的实施方式中，可以在汇流排11的第二连接部112处连接镍片14，并将镍片14的另一端与电路板13连接。汇流排11的第一连接部111将温度和电压传递至第二连接部112，并在第二连接部112处分别将温度传递至第一采集片12处的温度传感器124，将电压传输至镍片14。然后分别通过温度传感器124和镍片14将温度信号和电压信号传输至电路板13。

本申请不限制镍片14的具体设置形式，为了减小采集时出现电压跳变的几率，在一些可能的实施方式中，请参阅图8，镍片14具有第二缓冲段141和连接段142。将镍片14远离连接段142的一端与汇流排11连接，连接段142与电路板板13连接，以将电芯20的电压传递至电路板13。

本申请不限制镍片14如何与电路板13连接，在一些可能的实施方式中，请继续参阅图8，在连接段142远离第二缓冲段141的端部设置有支脚143，将支脚143焊接于电路板13。进一步的，可以在电路板13上设置相应的焊接孔，以便于将支脚143焊接于电路板13的焊接孔。进一步的，可以采用激光焊接、超声波焊接或锡焊等焊接方式，进行支脚143的焊接。

本申请不限制第二缓冲段141的具体设置形式，在一些可能的实施方式中，第二缓冲段141和第一缓冲段121的结构相同。请继续参阅图5，第二缓冲段141和第一缓冲段121为拱形结构。

电路板13至少用于接收温度信号和电压信号。本申请不限制电路板的具体类型，在一些可能的实施方式中，电路板13为PCB(Printed circuit boards)；或者，电路板13为FPC(Flexible Printed Circuit)。

进一步的，为了降低电池模组1振动时的冲击力对采集过程中温度和电压稳定性的影响，在一些可能的实施方式中，请继续参阅图7，温度电压采集组件10还包括缓冲垫15。

缓冲垫15具有相对设置的第一表面和第二表面，第一表面设置于电路板13的背面(电路板13的正面连接有第一采集片12，还可以连接有镍片14)。在利用温度电压采集组件10对电芯20进行信号采集时，可以将缓冲垫15的第二表面设置于电芯20的表面，然后通过缓冲垫15将电路板13支撑于电芯20上。设置缓冲垫15，能够吸收电池模组1振动所产生的冲击力，使得电路板13与汇流排11通过第一采集片12的连接更加牢固。

进一步的，为了便于及时显示温度和电压信号，并及时处理或控制电池单元，温度电压采集组件10还包括电池管理系统(BMS电池系统，图中未示出)。将接收有温度和电压信号的电路板13与电池管理系统的输入端信号连接，以将温度和电压信号传输至电池管理系统。

进一步的，连接方式可以采用有线连接或者无线连接。电池管理系统可以选用现有技术的电池管理系统单元，本申请不做限制。

电池模组1包括多个电芯20，多个电芯20可以采用并联或者串联的形式进行连接，本申请不做限制。

电芯20具有顶盖21和电极柱22。请继续参阅图1，电极柱22凸出顶盖21。

本申请不限制电芯20如何与温度电压采集组件10连接，相关人员可以根据需要进行相应的选择。

在一些可能的实施方式中，可以将汇流排11的第一连接部111焊接于电芯20的电极柱22，将电路板13放置于顶盖21上。

进一步的，汇流排11可以同时与多个电芯20的电极柱22连接。

或者，可以在电路板13和顶盖21之间粘贴缓冲垫15。

进一步的，为了便于电芯20的放置，电池模组1包括壳体。将多个电芯20放置于壳体内。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。