一种电压采集装置、电池包以及电子设备的制作方法

1.本技术涉及电子电路技术领域，具体涉及一种电压采集装置、电池包以及电子设备。


背景技术：

2.目前为了采集电芯上的信号，所采用的信号线的连接方式需要挨个将信号线的极柱连接头嵌套在各个电芯的极柱上，然后采用螺母以及垫圈等将极柱连接头固定在极柱上，避免极柱连接头从极柱上脱落，操作比较复杂。


技术实现要素：

3.本技术提供一种电压采集装置、电池包以及电子设备，能够简化安装过程，提高生产效率，且提升安全性。
4.为解决上述技术问题，本技术采用的技术方案是：提供一种电压采集装置，该电压采集装置包括基板、多个导电片、多条信号走线以及连接器，每个导电片通过至少一个电连接点固定于基板上，每个导电片用于实现电池组中相邻电芯之间的串联或者并联；信号走线设置于基板上，每条信号走线的信号采集端与对应的导电片的电连接点连接；连接器设置于基板上，每条信号走线的信号输出端均与连接器电连接。
5.为解决上述技术问题，本技术采用的技术方案是：提供一种电池包，该电池包包括：电池组与电压采集装置，电池组包括多个电芯；电压采集装置设置于多个电芯上，用于采集电池组上对应采集点的电压信号，电压采集装置为上述技术方案中的电压采集装置。
6.为解决上述技术问题，本技术采用的技术方案是：提供一种电子设备，该电子设备包括电池包，电池包为上述技术方案的电池包。
7.通过上述方案，本技术的有益效果是：本技术所提供的电压采集装置包括基板、多个导电片、多条信号走线以及连接器，将电池组中的每个电芯固定在相应的导电片上，然后将基板固定在导电片的上方，各个导电片可与基板中相应的信号走线连接，从而通过导电片与信号走线使得电芯与连接器连接，进而实现将电芯上的信号通过导电片、信号走线传输至连接器，实现信号的采集；而且信号走线均固定在基板上，无需对信号走线进行整理，还能够直接将基板扣合在电池组上，实现将所有信号走线一次性地与对应的电芯连接，相对于挨个进行固定连接的方式来说，操作简单高效，简化了信号走线的安装过程，极大地提高了生产效率；而且，由于信号走线直接固定在基板上，可以避免线材受到外力而导致电芯与连接器之间的连接断开，避免无法正常采样，有利于保证采样的安全性。
附图说明
8.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例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技术的一些实施例，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他
的附图。其中：
9.图1是本技术提供的电压采集装置一实施例的结构示意图；
10.图2是本技术提供的电池组的结构示意图；
11.图3是本技术提供的采用导电片对电芯进行并联的结构示意图；
12.图4是本技术提供的电压采集装置另一实施例的结构示意图；
13.图5是本技术提供的电芯的结构示意图；
14.图6是本技术提供的电压采集装置的第一面的结构示意图；
15.图7是本技术提供的电压采集装置的第二面的结构示意图；
16.图8是本技术提供的导电片的结构示意图；
17.图9是本技术提供的电芯、导电片、基板以及螺母的结构示意图；
18.图10是本技术提供的电压采集装置的又一实施例结构示意图；
19.图11是本技术提供的电压采集装置的再一实施例结构示意图；
20.图12是本技术提供的电池包一实施例的结构示意图；
21.图13是本技术提供的电子设备一实施例的结构示意图。
具体实施方式
22.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术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技术一部分实施例，而不是全部实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性的劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
23.请参阅图1至图3，图1是本技术提供的电压采集装置一实施例的结构示意图，图2是本技术提供的电池组的结构示意图，电池组20包括多个电芯21，电芯21能够存储电能，多个电芯21组合形成电池包后，能够为其他装置进行供电，电芯21的数量为两个或两个以上。
24.电压采集装置10包括基板11、多个导电片12、多条信号走线13以及连接器14。
25.基板11用于承载导电片12、信号走线13以及连接器14，以形成印刷电路板(printed circuit board，pcb)。基板11为绝缘板。
26.每个导电片12通过至少一个电连接点固定于基板11上，每个导电片12用于实现电池组20中相邻电芯21之间的串联或者并联。具体地，导电片12设置于基板11与电芯21之间，导电片12可直接焊接在基板11上或者通过其他方式与基板11固定连接(比如导电胶)，导电片12可以为金属片(比如：铜片)。
27.信号走线13设置于基板11上，每条信号走线13的信号采集端与对应的导电片12的电连接点连接。连接器14设置于基板11上，每条信号走线13的信号输出端均与连接器14电连接。每条信号走线13用于将对应采集点的电压信号传输至连接器14对应的引脚上。连接器14为具有多个引脚连接件，其能够与相对应的接收器进行适配连接，从而将采集到的信号输出。
28.进一步地，将相邻的电芯21通过导电片12并联/串联的连接点记作采集点，电压采集装置10可对采集点的电压信号进行采集；导电片12与信号走线13一一对应，每个导电片12通过相应的信号走线13与连接器14连接，以采集相应的采集点的电压信号。
29.在一具体的实施例中，可对导电片12进行挖孔设计，以形成凹槽/通孔；如果导电
片12设置有凹槽，电芯21插入凹槽以与导电片12固定连接；或者如果导电片12上设置有通孔，电芯21插入该通孔且与基板11固定连接；由于导电片12通过电连接点固定在基板11上，且通过相应的信号走线13与连接器14连接，因此电芯21对应的采集点的信号可通过导电片12与相应的信号走线13传输至连接器14，实现信号的采集。
30.可以理解地，还可对导电片12进行其他设计，比如，可将导电片12分别与相应的电芯21绑定，以使得至少两个电芯21并联/串联，本实施例不对此进行限定，只要使得导电片12能够起到对电芯21进行并联/串联且通过信号走线13与连接器14连接的功能即可。此外，导电片12上通孔/凹槽的数量可以根据具体应用需要进行设置，其数量可以为2个或2个以上；例如，如图3所示，电芯21a-21c的正极通过导电片12a连接，电芯21a-21c的负极通过导电片12b连接，即通过导电片12a与导电片12b实现了对三个电芯21a-21c的并联。
31.本实施例提供一种新的电压采集装置中的信号走线的安装方案，在需要进行信号采集的电芯上固定相应的导电片后，将基板固定在导电片的上方，各个导电片可与相应的信号走线连接，从而使得导电片通过相应的信号走线连接至连接器上，实现将电芯对应的采集点的信号通过导电片与信号走线传输至连接器，实现对采集点的电压信号的采集；由于本实施例中的信号走线均直接固定在基板上，不存传统方案需要对信号走线进行整理的过程，操作简单高效，可以简化安装过程，实现自动化生产，有助于提高生产效率；此外，由于信号走线直接固定在基板上，可以避免线材受到外力而导致电芯与连接器之间的连接断开，进而导致无法正常完成采样，有利于保证采样的安全性。
32.请结合参阅图2与图4-图11，图4是本技术提供的电压采集装置另一实施例的结构示意图，电压采集装置10包括基板11、多个导电片12、多条信号走线13以及连接器14。
33.图5所示，每个电芯21包括极柱211与电芯本体212，极柱211设置于电芯本体212上，极柱211包括正极输出柱211a与负极输出柱211b。
34.如图6与图7所示，基板11包括相对设置的第一面a和第二面b，第一面a朝向电池组20，多个导电片12固定在第一面a上；连接器14和多条信号走线13设置于第二面b上。
35.进一步地，如图4所示，基板11上还设置开设有正极引出缺口111和负极引出缺口112，用以输出电池组20提供的电源信号；正极引出缺口111与电池组20的正极输出极柱对应设置；负极引出缺口112与电池组20的负极输出极柱对应设置。
36.导电片12的形状可以为矩形，每个导电片12通过电连接点123固定于基板11上；具体地，电连接点123可以为焊接点或者贴片的焊盘。如图4所示，每个导电片12至少设置有第一通孔121与第二通孔122，第一通孔121与第二通孔122的中部通过电连接点123固定在基板11上；第一通孔121与第二通孔122的尺寸与极柱211的尺寸匹配，以使得极柱211穿过导电片12与另一电芯21的极柱211连接，即每个导电片12上的第一通孔121和第二通孔122用于供相邻两个电芯21的不同极性的极柱211穿过，以实现相邻两个电芯21之间的串联；或者每个导电片12上的第一通孔121和第二通孔122用于供相邻两个电芯21的相同极性的极柱211穿过，以实现相邻两个电芯21之间的并联，从而实现相邻两个电芯21之间的串联或者并联，进而使得通过信号走线13可以采集电芯21对应的采集点的电压。
37.在一具体的实施例中，为了实现基板11与电芯21之间的固定，如图6所示，基板11上开设有多个固定孔113，电压采集装置10还包括螺母15，基板11上的固定孔113的位置与各导电片12上的通孔、电池组20内各电芯21的极柱211位置一一对应，以使得基板11能够嵌
套在电池组20的各电芯21的极柱211上。图6中为了方便对固定孔113进行说明，移除了位于固定孔113上的螺母15并同时移除了下方的导电片12；为了说明固定孔113与导电片12上的通孔尺寸之间的关系，在图6中标注导电片12的位置上移除了螺母15并保留了下方的导电片12。具体地，导电片12的布局以及固定孔113的设置均与电芯21的结构相对应，基板11上设置有与导电片12上的通孔对应的固定孔113，在设置好基板11后，可以通过基板11上的固定孔113与导电片12上的通孔将基板11套在电芯21的极柱211上。
38.进一步地，基板11上开设的固定孔113的尺寸大于导电片12上开设的通孔的尺寸，以进行螺旋固定；例如，如图6-7以及图9所示，各电芯21的极柱211穿过对应的导电片12上的通孔以及基板11上的固定孔113后，与螺母15螺旋连接，从而通过螺母15将基板11固定在电池组20上面，以稳固二者之间的电连接，防止二者分离。
39.可以理解地，基板11上还可以设置有其他开孔或缺口，以供安装其他具有一定高度的器件。电连接点123以及信号走线13均可以根据实际需要进行设置，并不仅限定于图4所示的结构；连接器14的位置可以根据布线的需要进行设置，使得整个设计最为方便即可。
40.本实施例既可以省去理线的过程，也可以一次性将所有导电片12嵌套在电池组20上，操作简单高效。
41.在另一实施方式中，还可对电连接点123进行优化，采用多个电连接点123将导电片12固定在基板上，例如，如图10所示，各导电片12的四角设置有电连接点123以固定在基板11上，对应的信号走线13的信号采集端连接于其中任意一个电连接点123上；以电连接点123为焊接点为例，由于导电片12的四个焊接点均位于同一电位，此时从任意一个焊接点即可将采集点的电压信号引出，从而实现对采集点上的电压信号的采集。
42.其他实施方式中，还为了加强固定效果，还可将螺旋固定与焊接固定结合，即在基板11上开设固定孔113，该固定孔113的尺寸设置为大于导电片12上开设的通孔的尺寸，以进行螺旋固定，同时各导电片12的四角设置有电连接点123以固定在基板11上。
43.在另一具体的实施例中，为了方便布线，可进行跨线处理，如图11所示，多条信号走线13包括第一类型信号走线131与第二类型信号走线132，第一类型信号走线131包括第一子信号走线1311、第二子信号走线1312以及跨接导体1313，第一子信号走线1311与第二子信号走线1312错位设置，且通过跨接导体1313电连接，跨接导体1313的至少部分区域与基板11之间保持有预设间隙；第二类型信号走线132经过跨接导体1313的下方，或者第二类型信号走线132设置于第一类型信号走线131的一侧。
44.进一步地，跨接导体1313可以为跨接电阻，跨接电阻用于连接第一子信号走线1311与相应的第二子信号走线1312，且跨接电阻与基板11靠近的一侧间隔预设间隙，该预设间隙用于供第二类型信号走线132从跨接电阻的底部穿过，使得跨接电阻的下方能够正常的走线。
45.例如，如图11所示，为了方便连接，与电连接点123a连接的信号走线为第一类型信号走线131，与电连接点123b连接的信号走线为第二类型信号走线132，第二类型信号走线132从跨接导体1313的底部穿过，连接到位于电连接点123a对应的第一类型信号走线131的上侧，从而实现对第二类型信号走线132的位置调整，以方便整体的布线，优化布线空间，缩小整体体积。
46.本实施例中导电片直接固定在基板上，从导电片的一个电连接点将电压信号引出
即可，电芯的极柱(包括正极输出柱与负极输出柱)直接穿过相应的导电片上的通孔并与导电片连接，使得相邻的电芯被导电片并联/串联，实现对串联点/并联点的电压的采集；此外，通过螺母对极柱进行固定即可实现对基板与电池组的固定，实现简单，能够简化电池包的信号走线的安装，提高生产效率。
47.请参阅图12，图12是本技术提供的电池包一实施例的结构示意图，该电池包包括：电压采集装置10与电池组20，电池组20包括多个电芯21；电压采集装置10设置于多个电芯21上，其用于采集电池组20上对应采集点的电压信号，电压采集装置10为上述实施例中的电压采集装置。
48.继续参阅图12，电压采集装置10包括连接器14，电池包还包括管理系统板30，管理系统板30上设置有与连接器14相适配的接收器31，以用于接收电压信号。
49.进一步地，管理系统板30与连接器14连接，管理系统板30用于接收连接器14发送的电压信号，并基于电压信号确定是否需要对电池组20进行保护；具体地，管理系统板30可以为电池管理系统(battery management system，bms)板，管理系统板30可以将电压信号的参数值与预设范围进行比较，在电压信号的参数值未落在预设范围时，对电池组20进行保护，以使得电池组20停止工作；在电压信号的参数值落在预设范围时，不对电池组20进行保护，使得电池组20能够正常工作，以为其他设备供电。
50.进一步地，参数值可以为温度值、电流值、电压值或功率值等，预设范围为预先根据经验或实际应用需要设置的安全值，其与参数值匹配，比如：参数值为电流值，则预设范围为电流的安全范围。此外，bms板可起到过压保护、欠压保护、放电短路保护、放电过流保护或高/低温保护以及对充放电进行控制的作用。
51.请参阅图13，图13是本技术提供的电子设备一实施例的结构示意图，电子设备1000包括电池包100，电池包100为上述实施例中的电池包。
52.本技术提供一种新的电池包中信号走线的安装方案，在需要进行信号采集的电芯上固定相应的导电片后，将基板固定在导电片的上方，各个导电片可与相应的信号走线连接，从而使得导电片通过相应的信号走线连接至连接器上，实现将电芯上的信号通过导电片、信号走线以及连接器传输至管理系统板，以便管理系统板能够根据传输过来的电压信号确定电芯当前的状态，确定是否需要对电芯进行保护，能够提升电池组工作的安全性；而且信号走线均直接通过基板来实现，不存传统方案需要对信号走线进行整理的过程，操作简单高效，可以简化安装过程，实现自动化生产，有助于提高生产效率；此外，由于信号走线直接固定在基板上，可以避免线材受到外力而导致电芯与连接器之间的连接断开，进而导致无法正常完成采样，有利于保证采样的安全性。
53.以上所述仅为本技术的实施例，并非因此限制本技术的专利范围，凡是利用本技术说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本技术的专利保护范围内。