柔性温度传感器及电池包的制作方法

1.本实用新型涉及一种柔性温度传感器及采用该柔性温度传感器的电池包。


背景技术：

2.用于电池包的温度传感器一般需具备以下特点：温度响应快、能长期耐高温、安装方便、耐压绝缘性能等级高。目前一般通过结构及工艺的优化来解决此类温度传感器对于高响应、精准测温、高稳定性的要求，确保新能源汽车合理分配能量，达到监控整车安全的目的。电池包一般具有一组或多组电池模组，温度传感器安装数量较多，但电池包内安装空间有限，影响了温度传感器的安装，或者限制了温度传感器的安装数量，或者限制了温度传感器的安装位置，因此有必要对温度传感器的安装便捷性进行优化。


技术实现要素：

3.本实用新型涉及一种柔性温度传感器及采用该柔性温度传感器的电池包，至少可解决现有技术的部分缺陷。
4.本实用新型涉及一种柔性温度传感器，包括热敏电阻，还包括基板和第一fpc薄膜，所述基板为铜质柔性板，所述第一fpc薄膜包裹所述基板以构成一柔性电路板，并且于所述第一fpc薄膜上开设有器件窗口以曝露出基板的器件安装位以及开设有电接窗口以曝露出基板的电接位，所述热敏电阻贴装于所述器件安装位处，于所述电接位处搭接有柔性导线。
5.作为实施方式之一，该柔性温度传感器还包括电磁屏蔽板，所述电磁屏蔽板为柔性板并且将所述热敏电阻围护于其屏蔽作用区内，所述第一fpc薄膜将所述电磁屏蔽板也包裹于内。
6.作为实施方式之一，所述电磁屏蔽板采用铜片，所述电磁屏蔽板围绕所述基板布置并且与所述基板之间具有横向避空间隙。
7.作为实施方式之一，该柔性温度传感器还包括补强板，所述补强板粘接于所述第一fpc薄膜上并且与所述热敏电阻位于所述基板的同侧，所述补强板为环形板并且将所述热敏电阻围护于其内环中。
8.作为实施方式之一，所述补强板采用硬质金属板。
9.作为实施方式之一，所述基板包括间隔布置的两块柔性电极板，所述热敏电阻的两个引脚分别与两块柔性电极板焊连，所述柔性导线分别与两块柔性电极板连接。
10.作为实施方式之一，所述柔性导线的两侧以及在其两根线体之间分别设有电磁屏蔽线，并且各电磁屏蔽线以及所述柔性导线同平面布置。
11.作为实施方式之一，该柔性温度传感器还包括第二fpc薄膜，所述第二fpc薄膜将所述柔性导线以及各电磁屏蔽线包裹于内。
12.作为实施方式之一，所述柔性导线以及所述电磁屏蔽线均采用长条形铜片。
13.本实用新型还涉及一种电池包，包括电池盒以及设于所述电池盒内的至少一组电
池模组，所述电池盒包括盒体与盒盖，还包括多个如上所述的柔性温度传感器，所述柔性温度传感器贴装于待测电池的电芯表面，或者所述柔性温度传感器贴装于所述盒盖上并且位于待测电池的正上方。
14.本实用新型至少具有如下有益效果：
15.本实用新型采用fpc薄膜包裹基板并且引出柔性导线，使该温度传感器具有柔性特点，能从容地适应安装空间狭小等工况；采用fpc薄膜包裹基板还能提高温度传感器的绝缘效果和耐温性能，可避免基板采用铜片等导电金属并且裸露安装时易出现短路等情况，提高该温度传感器的工作可靠性；另外，铜质基板除具有柔性效果、可作为导电通道外，其还具有良好的导热性能，能显著地增大温度传感器的感温面积，从而能有效地提高温度传感器的感温敏感性和检测准确性；因此，该温度传感器具有结构简单、安装方便、工作可靠性高等优点，能较好地满足电池包等的温度监测要求。
附图说明
16.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面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，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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它的附图。
17.图1为本实用新型实施例提供的柔性温度传感器的平面结构示意图；
18.图2为本实用新型实施例提供的柔性温度传感器(fpc薄膜未图示)的立体图。
具体实施方式
19.下面对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
20.实施例一
21.如图1，本实用新型实施例提供一种柔性温度传感器，包括热敏电阻11、基板12和第一fpc薄膜13，所述基板12为铜质柔性板，所述第一fpc薄膜13包裹所述基板12以构成一柔性电路板，并且于所述第一fpc薄膜13上开设有器件窗口以曝露出基板12的器件安装位以及开设有电接窗口以曝露出基板12的电接位，所述热敏电阻11贴装于所述器件安装位处，于所述电接位处搭接有柔性导线21。
22.热敏电阻11为本领域常规元件；该热敏电阻11优选为以贴片方式焊接固定在基板12上(即与基板12的曝露出的器件安装位连接)，例如采用锡焊固定方式，进一步优选为对该热敏电阻11通过涂绝缘漆或绝缘硅胶进行保护。
23.优选地，上述基板12采用铜片，具有良好的柔性可弯折特性以及具有导电性。在其中一个实施例中，如图1和图2，所述基板12包括间隔布置的两块柔性电极板，所述热敏电阻11的两个引脚分别与两块柔性电极板焊连，所述柔性导线21分别与两块柔性电极板连接；当上述基板12采用铜片时，上述两块柔性电极板对应为采用两块铜片，柔性导线21与柔性电极板之间可采用焊连结构、也可采用压接结构。通过基板12实现热敏电阻11与导线21之
间的电连接，不仅便于热敏电阻11的安装，而且使该温度传感器的导电线路为全柔性线路，可提高该温度传感器的工作可靠性。
24.fpc薄膜为现有产品，可由市面购得；上述第一fpc薄膜13在包裹基板12之余，还与该基板12固连，在其中一个实施例中，第一fpc薄膜13与基板12之间采用热压合连接，尤其是上述基板12采用铜片的方案，保证上述柔性电路板的工作可靠性。
25.本实施例提供的温度传感器，采用fpc薄膜包裹基板12并且引出柔性导线21，使该温度传感器具有柔性特点，能从容地适应安装空间狭小等工况；采用fpc薄膜包裹基板12还能提高温度传感器的绝缘效果和耐温性能，可避免基板12采用铜片等导电金属并且裸露安装时易出现短路等情况，提高该温度传感器的工作可靠性；另外，铜质基板12除具有柔性效果、可作为导电通道外，其还具有良好的导热性能，能显著地增大温度传感器的感温面积，从而能有效地提高温度传感器的感温敏感性和检测准确性；因此，该温度传感器具有结构简单、安装方便、工作可靠性高等优点。
26.进一步优选地，如图1和图2，该柔性温度传感器还包括电磁屏蔽板14，所述电磁屏蔽板14为柔性板并且将所述热敏电阻11围护于其屏蔽作用区内，所述第一fpc薄膜13将所述电磁屏蔽板14也包裹于内。上述电磁屏蔽板14能起到屏蔽电磁干扰的作用，能有效地提高热敏电阻11的工作可靠性和检测精度。在其中一个实施例中，该电磁屏蔽板14布置在基板12周围，围绕该基板12布置，在上述基板12需与导线21连接的方案中，该电磁屏蔽板14对应地设有缺口以容许该基板12的电接部121通过(上述电接位即位于该电接部121上)；可选地，该电磁屏蔽板14采用铜片，由于上述基板12也采用铜片，该电磁屏蔽板14优选为围绕基板12布置并且与基板12之间具有横向避空间隙，以避免二者接触而出现短路的情况。上述电磁屏蔽板14优选为与第一fpc薄膜13固连，例如二者采用热压合连接结构，则该电磁屏蔽板14与基板12/热敏电阻11之间的相对位置是稳定的，保证工作的可靠性。
27.进一步优化上述温度传感器的结构，如图1和图2，该柔性温度传感器还包括补强板15，所述补强板15粘接于所述第一fpc薄膜13上并且与所述热敏电阻11位于所述基板12的同侧，所述补强板15为环形板并且将所述热敏电阻11围护于其内环中。补强板15为硬质板，其能较好地保护热敏电阻11，防止温度传感器因受力等而出现热敏电阻11焊点脱落引起芯片开路等情况，而且能保证上述温度传感器粘接至电池等应用场所时的连接可靠性；在其中一个实施例中，该补强板15采用fr
‑
4(fr
‑
4是一种耐燃材料，环氧树脂加上填充剂以及玻璃纤维所制备成的复合材料)，能提高温度传感器的阻燃性和耐温性；在另外的实施例中，该补强板15采用硬质金属板，例如采用铝板或铁板，在起到上述保护热敏电阻11作用的同时，其还能起到加强导热的作用，进一步增大温度传感器的感温面积，能有效地提高温度传感器的感温敏感性和检测准确性，尤其是在上述温度传感器安装在电池包的电池盒盒盖上时，由于该温度传感器与电池电芯之间具有一定的间距，通过上述补强板15加强导热后，可一定程度地补偿因上述间距造成的感温滞后。
28.由于第一fpc薄膜13与基板12采用热压合等方式固连，当补强板15粘接于该第一fpc薄膜13上时，该补强板15与基板12/热敏电阻11之间的相对位置是稳定的，能保证上述补强作用。在另外的实施例中，也可直接将补强板15与基板12粘接后，再采用第一fpc薄膜13包裹二者。
29.另外，当上述补强板15采用硬质金属板时，其采用绝缘胶与第一fpc薄膜13粘接
后，绝缘胶的存在还可避免出现第一fpc薄膜13绝缘性能下降或失效时补强板15与基板12之间发生短路的情况。
30.优选地，上述电接位位于补强板15的补强作用区之外。可以理解地，上述补强作用区由该补强板15的外沿在第一fpc薄膜13上的投影范围限定，在该投影范围之外的基板12和柔性导线21等均适于弯折，便于温度传感器的使用；柔性导线21的电接位置位于补强作用区之外，便于该柔性导线21与基板12之间的连接，也便于后期维护。
31.进一步优化上述温度传感器的结构，如图1和图2，所述柔性导线21的两侧以及在其两根线体之间分别设有电磁屏蔽线22，并且各电磁屏蔽线22以及所述柔性导线21同平面布置。在其中一个实施例中，该柔性导线21的两根线体均采用长条形导电铜片；上述电磁屏蔽线22也采用长条形铜片。上述电磁屏蔽线22同样能起到屏蔽电磁干扰的作用，保证信号传输的准确性和可靠性，进一步提高温度传感器的工作可靠性和检测精度。
32.进一步优选地，如图1，该柔性温度传感器还包括第二fpc薄膜23，所述第二fpc薄膜23将所述柔性导线21以及各电磁屏蔽线22包裹于内。同样地，柔性导线21和电磁屏蔽线22可分别与第二fpc薄膜23采用热压合等方式固连。采用fpc薄膜包裹柔性导线21和电磁屏蔽线22能进一步提高温度传感器的绝缘效果和耐温性能，同时保证导电线路的工作稳定性。
33.基于上述温度传感器的结构，其具有体积小、厚度薄的特点，具体而言，该温度传感器的头部厚度在1.0mm左右(为基板12、第一fpc和补强板15的厚度之和)，导线21厚度在0.2mm左右，因此能较好地适应狭小安装空间。
34.实施例二
35.本实用新型实施例提供一种电池包，包括电池盒以及设于所述电池盒内的至少一组电池模组，所述电池盒包括盒体与盒盖，还包括多个上述实施例一所提供的柔性温度传感器，所述柔性温度传感器贴装于待测电池的电芯表面，或者所述柔性温度传感器贴装于所述盒盖上并且位于待测电池的正上方。
36.对于柔性温度传感器的贴装，由于采用第一fpc薄膜13包裹相应元器件，因此将该第一fpc薄膜13粘接至对应位置。
37.当柔性温度传感器直接贴装于待测电池的电芯表面时，上述温度传感器的结构使铜箔能够将热量迅速传导给ntc芯片，相当于ntc芯片与电池表面仅相隔一层薄膜(0.05～0.15mm)，实现感温芯片与电池表面尽可能接近的需求，极大提高了温度传感器的检测准确度以及当温度波动时的跟随性。
38.当柔性温度传感器贴装于盒盖上时，可实现电池盒内的设备布局优化，一方面避免每个电池都需要贴装温度传感器之后再进行组装，可提高生产效率以及电池模组的布置规整化和精细化，相应地提高电池包的工作性能；另一方面，可便于温度传感器的布置和管理，在盒盖装配后，热敏电阻11与电池表面的距离足够近，能保证检测结果的准确性和可靠性。
39.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。