电芯连接系统、电池模组、电池包和车辆的制作方法

1.本技术属于电池制造技术领域，尤其涉及一种电芯连接系统、电池模组、电池包和车辆。


背景技术：

2.一些电芯连接系统会采用将电路板，铝排都安装到一个塑料支撑板上的设计方案，但是发明人研究发现，需要人工集成装配，精度和一致性存在一定问题，成本也较高，相关技术中，会采用结构复杂的模组信号采集装置，但是发明人研究发现，上述做法导致电池模组能量密度低，电压温度信号采集麻烦，总体占用空间大，同时，集成度低，安全性能和耐久性也远远达不到预期。


技术实现要素：

3.本技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本技术提出一种电芯连接系统、电池模组、电池包和车辆，通过信号采集电路板的设置，配合高集成方案，提高了电芯连接系统的集成度和一致性，同时，提高绝缘耐压性能和耐久可靠性。
4.第一方面，本技术提供了一种电芯连接系统，包括：
5.第一热压膜，所述第一热压膜具有多组第一通孔，每组所述第一通孔用于与一个电芯的端部的功能器件正对；
6.多个母排，所述多个母排沿所述多组第一通孔的分布方向间隔开布置，所述多个母排叠置在所述第一热压膜的一侧，且所述母排的至少部分与所述第一通孔正对；
7.信号采集电路板，所述信号采集电路板叠置在所述母排背离所述第一热压膜的一侧，所述信号采集电路板具有与所述多组第一通孔一一对应的多组第二通孔；
8.第二热压膜，所述第二热压膜具有与所述多组第一通孔一一对应的多组第三通孔，所述第二热压膜叠置在所述母排背离所述第一热压膜的一侧。
9.根据本技术的电芯连接系统，通过上述第一热压膜、多个母排、信号采集电路板和第二热压膜的设置，配合高集成方案，第一方面，通过工装模具保持各个零部件的位置尺寸，压合后不会出现位移和变形，提高了尺寸精度和一致性；第二方面，提高了电芯连接系统的集成度，减小了空间占用率，操作更简单；第三方面，信号采集电路板被集成在中间，绝缘耐压等电安全性能大幅提高，耐久可靠性也同步提升。
10.根据本技术的一个实施例，所述信号采集电路板上设有与所述多组第一通孔一一对应的多个电压采集点，所述多个电压采集点中的一半用于与电芯朝向所述电芯连接系统的极柱电连接，所述多个电压采集点中的另一半用于通过连接片及电芯的外壳与电芯背离所述电芯连接系统的极柱电连接。
11.根据本技术的一个实施例，所述信号采集电路板上设有多个间隔开分布的温度传感器。
12.根据本技术的一个实施例，所述信号采集电路板上设有信号输出接口连接器。
13.根据本技术的一个实施例，还包括：输出结构，所述输出结构设于所述母排的侧面且与所述母排电连接。
14.根据本技术的一个实施例，所述信号采集电路板为柔性电路板。
15.根据本技术的一个实施例，所述第一热压膜和所述第二热压膜均为pet膜。
16.第二方面，本技术提供了一种电池模组，该电池模组包括：
17.多个电芯，所述多个电芯并排布置；
18.如上述中任一种电芯连接系统，所述第一热压膜的另一侧与所述电芯的端部相连，所述母排与所述电芯的电极相连。
19.根据本技术的电池模组，一方面，使高压连接更加可靠、安全，电压以及温度信号采集更简单，总体占用空间更小，操作更简单，集成度更高，从而提高电池模组的装配效率，降低电芯连接系统的成本；另一方面，绝缘性能和耐压性能大幅提高，从而提高电池模组的能量密度和安全性。
20.第三方面，本技术提供了一种电池包，该电池包包括：多个如上述中的电池模组。
21.通过上述组装方式，实现了电池包结构的精巧性和安全性，而且每个模组都有单独壳体保护和控制单元，便于电池的控制和热管理。
22.第四方面，本技术提供了一种车辆，该车辆包括：如上述中的电池包。
23.根据本技术的车辆，拥有良好的充放电能力和续航能力，同时，通过对电压以及温度的监测，也可以提升热管理能力，从而优化车辆的安全性能，进而确保其设计循环寿命。
24.本技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。
附图说明
25.本技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
26.图1是本技术实施例提供的电芯连接系统的安装示意图；
27.图2是本技术实施例提供的电芯连接系统的结构示意图之一；
28.图3是本技术实施例提供的电芯连接系统的结构示意图之二；
29.图4是本技术实施例提供的电芯连接系统的信号采集电路板的结构示意图；
30.图5是本技术实施例提供的电芯连接系统的结构示意图之三；
31.图6是本技术实施例提供的电芯连接系统的信号采集电路板的安装示意图。
32.附图标记：
33.电芯连接系统100，母排120，输出机构150，连接片160；
34.第一热压膜110，第一通孔111；
35.信号采集电路板130，第二通孔131，电压采集点132，温度传感器133，信号输出接口连接器134；
36.第二热压膜140，第三通孔141；
37.电芯200。
具体实施方式
38.下面详细描述本技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。
39.本技术公开了一种电芯连接系统100。
40.下面参考图1-图6描述根据本技术实施例的电芯连接系统100。
41.在一些实施例中，如图1-图3所示，电芯连接系统100包括：第一热压膜110、多个母排120、信号采集电路板130和第二热压膜140。
42.第一热压膜110具有多组第一通孔111，每组第一通孔111用于与一个电芯200的端部的功能器件正对。
43.第一热压膜110可以用于绝缘、防护和支撑固定，如图3所示，第一热压膜110可以设置于电芯连接系统100靠近电芯200的一侧。
44.第一通孔111可以用于避让电芯200的多个极柱，第一通孔111的形状可以是方形、腰形或者多边形等，比如，在一些实施例中，如图3所示，第一通孔111的形状为腰形。
45.需要说明的是，第一通孔111的数量与电芯200的数量是相等的，且第一通孔111的位置与电芯200的多个极柱的位置也是相互对应的。
46.在实际的执行中，第一热压膜110可以隔绝多个母排120和与之相邻的其他部件，以防其他部件承载高压强电流，当电芯200发生热失控时，第一热压膜110可以保护多个母排120靠近电芯200的一侧，以免其受到高速高温气体的冲击，失效或者短路，同时，对第一热压膜110整体施加高压高温，使第一热压膜110发生随结构形状的形变，同时自带胶融化，可以使电芯200和第一热压膜110相连相互粘连固定。
47.通过上述第一热压膜110的设置，可以在多个母排120靠近电芯200的一侧保护多个母排120，以防其热失效或者短路，同时，第一热压膜110自身材质也可充当粘结剂，提高电芯200和电芯连接系统100的连接处的牢靠性。
48.多个母排120沿多组第一通孔111的分布方向间隔开布置，多个母排120叠置在第一热压膜110的一侧，且母排120的至少部分与第一通孔111正对。
49.可以理解的是，一个母排120可以连接一个或者多个电芯200，其中，多个表示2个或者2个以上，比如，在一些实施例中，如图3所示，一个母排120连接2个电芯200，由此可知，母排120的数量与电芯200的数量可以存在一定比例关系，并且，如图3所示，母排120的一部分可以与第一热压膜110的第一通孔111位置相对。
50.通过上述多个母排120的设置，母排120连接多个电芯200承载高压电流，实现多个电芯200的串联或者并联的同时，加强了母排120的导电率，提高了其载流能力。
51.信号采集电路板130叠置在母排120背离第一热压膜110的一侧，信号采集电路板130具有与多组第一通孔111一一对应的多组第二通孔131。
52.信号采集电路板130可以用于电芯200的电压以及温度的采集，如图3所示，信号采集电路板130可以设置于多个母排120与第二热压膜140之间。
53.第二通孔131可以避让电芯200的多个极柱，第二通孔131的形状可以是方形、腰形或者多边形等，比如，在一些实施例中，如图3所示，第二通孔131的形状为腰形。
54.需要说明的是，第二通孔131的数量与第一通孔111的数量是相等的，且第二通孔
131的位置与第一通孔111的位置也是相互对应的。
55.在实际的执行中，信号采集电路板130对多个电芯200的正极进行电压检测，当检测的电压数值处于正常范围内时，信号采集电路板130将正常信号输出给其他部件，当检测的电压数值过高或者过低时，信号采集电路板130将异常信号输出给其他部件；同时，信号采样电路板对多个电芯200进行温度检测，通过设置多个间隔开的点位对多个电芯200进行温度采集，当检测的电芯200温度处于正常范围之内时，信号采集电路板130将正常信号输出给其他部件，当检测的电芯200温度过高或者过低时，信号采集电路板130将异常信号输出给其他部件。
56.通过上述信号采集电路板130的设置，实现了对多个电芯200温度以及电压的检测，避免了因电压过高或者温度过高烧坏零部件的情况，同时避免了因电压过低或者温度过低无法正常充放电进行供能的情况。
57.第二热压膜140具有与多组第一通孔111一一对应的多组第三通孔141，第二热压膜140叠置在母排120背离第一热压膜110的一侧。
58.第二热压膜140可以用于绝缘、防护和支撑固定，如图3所示，第二热压膜140可以设置于电芯连接系统100背离电芯200的最外侧。
59.第三通孔141的形状可以是方形、腰形或者多边形等，比如，在一些实施例中，如图3所示，第三通孔141的形状为腰形。
60.需要说明的是，第三通孔141的数量与第一通孔111和第二通孔131的数量是相等的，且第三通孔141的位置与第一通孔111和第二通孔131的位置也是相互对应的。
61.在实际的执行中，第二热压膜140可以隔绝多个母排120、信号采集电路板130和与之相邻的其他部件，以防其他部件承载高压强电流，当相邻的其他电芯200发生热失控时，第二热压膜140可以保护信号采集电路板130背离电芯200的一侧，以免其受到高速高温气体的冲击，失效或者短路，同时，对第二热压膜140整体施加高压高温，使第二热压膜140发生随结构形状的形变，同时自带胶融化，可以使与第二热压膜140相连的信号采集电路板130和其他部件相互粘连固定。
62.通过上述第二热压膜140的设置，可以在信号采集电路板130背离电芯200的一侧保护多个母排120和信号采集电路板130，以防其热失效或者短路，同时，第二热压膜140自身材质也可充当粘结剂，提高电芯连接系统100与其他部件的连接处的牢靠性。
63.需要说明的是，为了优化信号采集电路板130和多个母排120之间的绝缘效果，也可以在信号采集电路板130和多个母排120之间再布置一层保护膜，实现三层膜的压合，提高电芯连接系统100的绝缘耐压性能和结构强度，从而提高电芯连接系统100的可靠性。
64.本技术实施例提供的电芯连接系统100，通过上述第一热压膜110、多个母排120、信号采集电路板130和第二热压膜140的设置，配合高集成方案，第一方面，通过工装模具保持各个零部件的位置尺寸，压合后不会出现位移和变形，提高了尺寸精度和一致性；第二方面，提高了电芯连接系统100的集成度，减小了空间占用率，操作更简单；第三方面，信号采集电路板130被集成在中间，绝缘耐压等电安全性能大幅提高，耐久可靠性也同步提升。
65.在一些实施例中，如图4和图6所示，信号采集电路板130上设有与多组第一通孔111一一对应的多个电压采集点132，多个电压采集点132中的一半用于与电芯200朝向电芯连接系统100的极柱电连接，多个电压采集点132中的另一半用于通过连接片160及电芯200
的外壳与电芯200背离电芯连接系统100的极柱电连接。
66.电压采集点132可以用于对多个电芯200的电压数据进行采集，电压采集点132可以是金属片，金属片可以包括但不限于铝片、铜片或者镍片等，比如，在一些实施例中，电压采集点132为镍片。
67.需要说明的是，电压采集点132不仅位置与第一通孔111一一对应，电压采集点132的数量也与第一通孔111的数量相等。
68.连接片160可以用于与外壳连接，连接片160可以是金属片，金属片可以包括但不限于铝片、铜片或者镍片等，比如，在一些实施例中，连接片160为镍片。
69.连接片160与信号采集电路板130的连接方式可以包括但不限于焊接连接、螺栓连接或者胶粘接等，比如，在一些实施例中，连接片160与信号采集电路板130的连接方式为焊接连接。
70.在实际的执行中，如图6所示，多个电芯200的多个正极柱，有一半布置于靠近信号采集电路板130的一端，还有一半布置于背离信号采集电路板130的一端，信号采集电路板130的一半电压采集点132可以直接与本端的一半正极柱相连接，从而检测这一半电芯200的电压值，而信号采集电路板130的另一半电压采集点132则通过连接片160与对端的另一半正极柱电连接，连接片160可以先与信号采集电路板130连接，然后连接片160再与电芯200的外壳进行连接，接着电芯200的外壳与对端的正极柱连接，最后实现半数的电压采集点132对另外一半电芯200的电压的检测。
71.通过上述电压采集点132和连接片160的设计，实现了多个采集点对多个电芯200的电压的检测，一方面，一个电压采集点132对应一个电芯200，结构简单，操作方便；第二方面，连接片160的设置避免了在对侧再布置一个信号采集电路板130，节约了制作成本，提高了经济性。
72.在一些实施例中，如图5所示，信号采集电路板130上设有多个间隔开分布的温度传感器133。
73.温度传感器133可以用于检测多个电芯200的温度，温度传感器133在信号采集电路板130上可以布置有多个，其中，多个表示2个或2个以上，比如，在一些实施例中，如图5所示，信号采集电路板130上设置3个温度传感器133，且3个温度传感器133各自分隔一定距离进行布置。
74.在实际的执行中，多个温度传感器133在不同位置对电芯200的温度进行采集以及检测，当检测的多个温度数值均在正常范围以内时，将数据转变为正常信号反馈给其他部件；当检测的多个温度数值过高或者过低时，将数据转变为异常信号反馈给其他部件，驱使其他部件对温度进行调整。
75.通过上述温度传感器133的设置，第一方面，可以对电芯200进行精确的温度测量，从而完善电池剩余时间的显示功能；第二方面，使电芯200温度长期保持在正常范围以内，保护电池内部组件，从而延长电池的循环寿命；第三方面，避免电池内部温度过高或者活动，影响电池正常的充放电功能。
76.在一些实施例中，如图3和图5所示，信号采集电路板130上设有信号输出接口连接器134。
77.信号输出接口连接器134可以用于电压信号以及温度信号的对外输出，信号输出
接口连接器134的设置可以为一个或者多个，其中，多个表示2个或2个以上，比如，在一些实施例中，如图3所示，信号采集电路板130上布置有2个信号输出接口连接器134。
78.在实际的执行中，当信号采集电路板130的电压采集点132和温度传感器133对电芯200的电压以及温度做出检测后，得到具体的电压数据以及温度数据，将上述电压数据以及温度数据全部转换成信号，该信号从信号输出接口连接器134输出到与之相连的其他控制部件，由其他控制部件对该信号做出合理的处理。
79.通过上述信号输出接口连接器134的设置，实现了温度信号和电压信号的输出，从而完善了信号采集电路板130的电压以及温度检测的功能，进而提升了电池的安全性能。
80.在一些实施例中，如图3所示，电芯连接系统100还包括：输出结构150。
81.输出结构150设于母排120的侧面且与母排120电连接。
82.输出结构150可以用于与外接电源或者外部设备相连接实现充放电过程，输出结构150可以是金属材料，金属材料可以包括但不限于铝、镍、铜或者铜铝复合等，比如，在一些实施例中，输出结构150的材质为铝。
83.在实际的执行中，母排120与多个电芯200的极柱相连，母排120作为导电介质实现多个电芯200的串联或者并联，同时，输出结构150与母排120相连接，输出结构150又与外接电源或者外部设备相连接，实现了电芯200与外接电源或者外部设备的电连接。
84.通过上述输出结构150的设置，实现了内部电路与外接电源或者外部设备的连接，确保了电池充放电过程的正常运行，从而优化了电池的工作性能。
85.在一些实施例中，如图3-图4所示，信号采集电路板130为柔性电路板。
86.通过上述柔性电路板的设计，第一方面，提升信号采集电路板130弯曲能力，减少振动的影响，更加灵活和耐用；第二方面，体积小，重量轻，提升了电池的体积利用率；第三方面，具有出色的热稳定性，可承受极高的热量，从而提高了其热效率；第四方面，减少了对多余装配组件的使用，从而降低了生产成本。
87.在一些实施例中，如图3所示，所述第一热压膜110和所述第二热压膜140均为pet膜。
88.通过上述第一热压膜110和第二热压膜140为pet膜的选材，第一方面，质量轻，强度高，从而提升了电连接装置的整体刚度；第二方面，降低了内阻，从而提升了电连接装置的载流能力；第三方面，节省了电连接装置的制造成本，从而增强了其经济性。
89.本技术还公开了一种电池模组。
90.在一些实施例中，该电池模组包括：多个电芯200和如上述中任一种电芯连接系统100。
91.多个电芯200并排布置。
92.多个电芯200可以用于存储电能以及提供动力，其中，多个表示2个或2个以上。
93.在实际的执行中，多个电芯200在厚度方向上堆叠，组装成电池模组的主体结构，多个电芯200通过将内部的化学能转化为电能并输出，以此为电池模组所在的设备提供动力。
94.第一热压膜110的另一侧与电芯200的端部相连，母排120与电芯200的电极相连。
95.在实际的执行中，电芯连接系统100可以通过第一热压膜110与电芯200的进行连接，与电芯200进行组合时，可以直接一体化定位焊接，同时，电芯200的极柱穿过第一热压
膜110，与母排120进行电连接，实现了多个电芯200之间通过母排120的串联或者并联。
96.本技术实施例提供的电池模组，一方面，使高压连接更加可靠、安全，电压以及温度信号采集更简单，总体占用空间更小，操作更简单，集成度更高，从而提高电池模组的装配效率，降低电芯连接系统100的成本；另一方面，绝缘性能和耐压性能大幅提高，从而提高电池模组的能量密度和安全性。
97.本技术还公开了一种电池包。
98.在一些实施例中，该电池包包括：多个电池模组，该电池模组为上述任一种电池模组。
99.在实际的执行中，多个上述电池模组经过电池管理系统和热管理系统共同控制或者管理后可以组成电池包。即使电池包外壳受损，电池模组可以提供保护；电池模组受损，电芯200本体也有自我保护能力。
100.通过上述组装方式，实现了电池包结构的精巧性和安全性，而且每个模组都有单独壳体保护和控制单元，便于电池的控制和热管理。
101.本技术还公开了一种车辆。
102.在一些实施例中，该车辆包括：电池包，该电池包为上述任一种电池包。
103.安装有上述电池包的车辆，拥有良好的充放电能力和续航能力，同时，通过对电压以及温度的监测，也可以提升热管理能力，从而优化车辆的安全性能，进而确保其设计循环寿命。
104.本技术的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本技术的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施，且“第一”、“第二”等所区分的对象通常为一类，并不限定对象的个数，例如第一对象可以是一个，也可以是多个。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
105.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
106.在本技术的描述中，“第一特征”、“第二特征”可以包括一个或者更多个该特征。
107.在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上。
108.在本技术的描述中，第一特征在第二特征“之上”或“之下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。
109.在本技术的描述中，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。
110.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本技术的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特
点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
111.尽管已经示出和描述了本技术的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本技术的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本技术的范围由权利要求及其等同物限定。

技术特征：
1.一种电芯连接系统，其特征在于，包括：第一热压膜，所述第一热压膜具有多组第一通孔，每组所述第一通孔用于与一个电芯的端部的功能器件正对；多个母排，所述多个母排沿所述多组第一通孔的分布方向间隔开布置，所述多个母排叠置在所述第一热压膜的一侧，且所述母排的至少部分与所述第一通孔正对；信号采集电路板，所述信号采集电路板叠置在所述母排背离所述第一热压膜的一侧，所述信号采集电路板具有与所述多组第一通孔一一对应的多组第二通孔；第二热压膜，所述第二热压膜具有与所述多组第一通孔一一对应的多组第三通孔，所述第二热压膜叠置在所述母排背离所述第一热压膜的一侧。2.根据权利要求1所述的电芯连接系统，其特征在于，所述信号采集电路板上设有与所述多组第一通孔一一对应的多个电压采集点，所述多个电压采集点中的一半用于与电芯朝向所述电芯连接系统的极柱电连接，所述多个电压采集点中的另一半用于通过连接片及电芯的外壳与电芯背离所述电芯连接系统的极柱电连接。3.根据权利要求1所述的电芯连接系统，其特征在于，所述信号采集电路板上设有多个间隔开分布的温度传感器。4.根据权利要求1所述的电芯连接系统，其特征在于，所述信号采集电路板上设有信号输出接口连接器。5.根据权利要求1所述的电芯连接系统，其特征在于，还包括：输出结构，所述输出结构设于所述母排的侧面且与所述母排电连接。6.根据权利要求1-4中任一项所述的电芯连接系统，其特征在于，所述信号采集电路板为柔性电路板。7.根据权利要求1-4中任一项所述的电芯连接系统，其特征在于，所述第一热压膜和所述第二热压膜均为pet膜。8.一种电池模组，其特征在于，包括：多个电芯，所述多个电芯并排布置；如权利要求1-7中任一项所述的电芯连接系统，所述第一热压膜的另一侧与所述电芯的端部相连，所述母排与所述电芯的电极相连。9.一种电池包，其特征在于，包括：多个如权利要求8所述的电池模组。10.一种车辆，其特征在于，包括：如权利要求9所述的电池包。

技术总结
本申请公开了一种电芯连接系统、电池模组、电池包和车辆，属于电池制造技术领域。电芯连接系统包括：第一热压膜具有多组第一通孔，每组第一通孔用于与一个电芯的端部的功能器件正对；多个母排沿多组第一通孔的分布方向间隔开布置，多个母排叠置在第一热压膜的一侧，且母排的至少部分与第一通孔正对；信号采集电路板叠置在母排背离第一热压膜的一侧，信号采集电路板具有与多组第一通孔一一对应的多组第二通孔；第二热压膜具有与多组第一通孔一一对应的多组第三通孔，第二热压膜叠置在母排背离第一热防护层的一侧，通过上述结构的设置，提高了电芯连接系统的集成度和一致性，同时，绝缘耐压等电安全性能大幅提高，耐久可靠性也同步提升。同步提升。同步提升。


技术研发人员：薛志强 刘唐 黄荣 袁文静
受保护的技术使用者：北京新能源汽车股份有限公司
技术研发日：2022.12.06
技术公布日：2023/7/27