专利名称：电池包用导板及电池包的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于电池包的导板以及使用该导板的电池包，将串联连接多个电池单体而成的电池模块再进行并联连接而组成电池包，该导板用于将电池包内的各个电池的端子引出。
背景技术：
电池除了作为电气设备及电子设备的驱动电源以外，还可以作为输送设备、工作设备、电力存储设备等的电源使用。用于输送设备、工作设备、电力存储设备的用途的电池中，要求瞬间或持续的高输出。连接多个单体电池而成的电池模块和进一步连接这样的电池模块而组成的电池包满足这样的要求。一般，电池包是如下的结构具有多个电池模块，该电池模块是由多个单体电池连接而成。对于每个电池模块，都至少具有与电池正极连接的正极输出线和与电池负极连接的负极输出线。此外，对于一些以可充放电电池为单体电池的电池包来说，还需要设置对单体电池的充放电进行控制的信号线，该信号线与外部控制装置连接。例如,将24个电池分为6个电池模块,则存在6根正极输出线、6根负极输出线、和6根信号线，共12根输出线。并且，对每个电池模块回路都需要设置一个电路保护元件，例如保险丝等，在某个电池模块出现短路的情况下能够及时切断电路以防止整个电池包都发生短路。专利文献I JP特表2008-520076号根据专利文献I的技术，电路保护元件700连接在正极输出线和负极输出线之间，当正极输出线或负极输出线发生过电流或过热时，电路保护元件700切断电路连接以保护电池包。然而，该电路保护元件700如对比文件I的附图6所示，体积比较大，在具有多个电池模块的电池包的情况下，对多个电池模块分别设置电路保护元件700存在设置困难的问题。另外，如本申请的附图6所示，如果在每个电池模块回路中负极输出线SI和正极输出线S2之间布置有电路保护元件700作为保护，当负极输出线SI和正极输出线S2发生短路，电路保护元件700可以及时切断电路对电池包进行保护，但是负极输出线SI或正极输出线S2与信号线S3之间一旦短路，则电路中没有任何保护。如果在负极输出线SI或正极输出线S2与信号线S3之间也设置电路保护元件700，不但电路保护元件的数量增加，而且还带来空间布置困难、作业性差等问题，大大降低了电池包的生产效率，提高了制造成本。
实用新型内容本实用新型是针对上述情况而做出的，目的在于提供一种电池包用导板及电池包，将电池包内各电池模块的端子引出线集成在导板上，并在端子引出线上设置过载保护部，以便在端子引出线所在的回路发生短路时能够及时断路。本实用新型的电池包用导板，组装在电池包中，该电池包具有多个并联连接的电池模块，该电池模块由多个单体电池串联接连而构成，上述电池用导板的特征在于，上述电池模块具有输出端子，该电池用导板上形成有电池的端子引出线，该端子引出线的一端与上述电池模块的输出端子连接，另一端与外部设备连接，在上述端子引出线的中途形成有过载保护部，该过载保护部的截面积小于上述端子引出线的其他部分。由此，通过在端子引出线上形成截面积小的过载保护部，能够不增加新的元件就可以在端子引出线所在回路发生短路时及时断路，切断发生短路故障的电池模块以阻止由于电池长时间发热而引起的漏液、起火等事故的发生，与此同时临近的其他电池模块仍旧可以持续供电。上述电池包用导板中，上述电池用导板由上绝缘板、下绝缘板、以及夹在该上绝缘板与下绝缘板之间的端子引出线构成。由此，通过在端子引出线的中途形成过载保护部，能够在端子引出线所在回路发生短路时及时断路，虽然断路的电池模块不用供电，但由于其他电池模块不受影响，因此，电池包作为整体仍能持续供电。上述电池包用导板中，上述过载保护部通过在上述信号线上形成圆弧形缺口、矩形缺口或者三角形缺口而使截面积变小。上述电池包用导板中，上述电池模块的输出端子为正极输出端子、负极输出端子、或者信号输出端子。上述电池包用导板中，上述过载保护部形成在靠近上述电池包用导板的与电池连接的一端的位置上。另外，本实用新型还提供一种电池包，具有多个并联连接的电池模块，该电池模块由多个单体电池串联接连而构成，具有上述电池包用导板。
图I为本实用新型的电池包包装的立体分体结构图和组合图。图2为本实用新型的电池包包装的组装后的整体结构图。图3为本实用新型的电池包用导板的分解立体图。图4(a)为本实用新型的电池包用导板上的端子引出线的俯视图，图4(b)为过载保护部的放大俯视图。图5(a) (b) (C)为过载保护部的变形例的放大俯视图。图6为电池模块的端子引出线的回路图。符号说明I单体电池10电池模块100电池包200电池包包装20 导板21上绝缘板[0031]22绝缘条[0032]23下绝缘板[0033]24连结部[0034]25电池连接线[0035]33过载保护部[0036]SI负极输出线[0037]S2正极输出线[0038]S3信号线
具体实施方式
下面利用附图1-4对本实用新型的具体实施方式
进行说明。图I中的上图是示出本实施方式的电池包100的结构的立体分体结构图，下图是示出电池包100组装后的电池包包装200的组合图，图2是电池包100的俯视透视图。如图I所示，排成两排的多个(图中为24个)单体电池(筒状电池)I构成电池包100，在电池包100中设置导板20。这里，同一排的单体电池I的正极端子和负极端子在同一方向上相互交替排列，前后两排的单体电池在相对应的位置上也相互交替排列。将两排中从一端起前后配置的4个单体电池作为一个模块，依次形成6个电池模块10，每个模块中的4个单体电池I串联连接，6个电池模块10之间并联连接构成电池包100。当然，电池包100中单体电池I的个数及排列方式不受上面说明限定。将多个电池模块组合成电池包100，即使构成电池模块的一个单体电池I发生故障，使其所在的电池模块断路，该电池包整体仍然能够通过其他电池模块确保电池包的电
流供应。电池包100中，同一电池模块内的单体电池I相互之间由连接线25将正负极串联连接，各个电池模块与外部设备之间由负极输出线SI、正极输出线S2、以及信号线S3连接。该连接线25设置在单体电池之间、以及电池包与电池盒之间的空隙之中，负极输出线SI以及正极输出线S2设置在电池模块之间、以及电池模块与电池盒之间的空隙之中。另外，在连接线25上设置有断路器26，当电池模块中有过电流时，单体电池I相互之间的连接线25上设置的断路器26起作用，将单体电池I正负极之间的电连接切断。信号线S3形成在上述导板20上，该信号线S3的一端与电池模块的信号输出端子连接，信号线S3的另一端与外部设备连接，信号线S3的材质优选为镍。这里，电池模块的信号输出端子可以是电池模块内的一个单体电池的负极端子，由外部设备通过信号线S3，对电池包进行充放电的控制。在该信号线S3上形成有过载保护部33 (将于后述)。图I中下方的图是电池包组装在盒子中之后的立体图，组装而成的电池包包装200作为整体可以适用于多种用电设备上。图2示出了上述构成的电池包100的俯视透视图。导板20上的信号线S3与电池模块10中作为信号输出端子的单体电池的负极端子连接。具体来说，如图3所示，导板20沿着电池包的长度方向形成为长板状，并且是三层结构，包括上绝缘板21、与各个模块连接的多条信号线S3 (本实施例中为6条)和介于两条信号线之间的绝缘条22、以及下绝缘板23。上绝缘板21防止信号线S3与电池盒盖40接触，下绝缘板23防止信号线S3与电池输出端子连接。各条信号线S3之间的绝缘条24防止各条信号线S3相互之间干扰及接触。各条信号线的需要与各个电池模块中的信号输出端子连接的部分即连结部24，从上绝缘板21和下绝缘板23中露出，以便在导板20被定位到电池包上之后通过点焊将该连结部24与电池模块的信号输出端子连接。在本实施例中,共有6个露出于下绝缘板23而与电池模块的信号输出端子连接的连结部24，信号线S3的除了与电池模块的信号输出端子连接的连结部24之外，形成在导板22中的信号线S3沿着平板的长度方向并排配置。这样，能够节省布置空间，并且易于制造。由于各个电池模块的设计规格相同，因此，对它们分别设置的信号线也形成为相同的材料及布线宽度。 在本实施例中，在每个信号线S3上形成过载保护部33。下面，参照附图对过载保护部33进行说明。图4示出导板22以及其过载保护部33的放大俯视图。如图4(a)所示，各个信号线S3大体形成为具有宽度Wl的长条形，该信号线S3的与电池模块的信号输出端子连接的连结部24形成为直径大于上述宽度Wl的圆形。在信号线S3的相比与外部控制装置连接的一端更靠近连结部24的位置上，形成有宽度W2(W2< Wl)的窄宽度部，该窄宽度部即为上述过载保护部33。图4(b)是过载保护部33的放大说明图。图中，将信号线S3从宽度方向两侧向信号线S3的长度方向中心线切除一部分，由此形成过载保护部33。图4(b)中的过载保护部33的长度为L，截面最宽处为Wl，最窄处为W2，大体形成为具有弧形缺口的形状。由于过载保护部33的截面面积小于信号线S3的其他部分，因此，该过载保护部33的电阻大于信号线S3的其他部分。根据Q= I2Rt,在相同时间内，电阻越大发热量越大，因此，当有过载电流流过一定时间t时，该过载保护部33首先熔断，使信号线S3与正极连接线SI、负极连接线S2之间的回路断路。这样，即使一个电池模块发生了故障，仍能保证整个电池组维持着电流供给。另外，过载保护部33也可以形成为图5中所示的，除了形成为具有弧形缺口的形状，还可以是具有矩形缺口(图5a)、三角形缺口(图5b)的形状等，也可以是缺口不形成在信号线S3的两侧，而是形成在信号线S3的一侧的形状(图5c)等。只要是在信号线S3的中途形成截面比其他部分小的过载保护部33，该过载保护部33的形状及设置位置不受限制。例如，也可以形成在信号线S3的靠近与外部控制装置连接的位置上、或者形成在单体电池间的空隙位置上。另外，根据信号线S3所采用的材料的比热、额定电流、信号线S3的宽度W1、以及需要的熔断时间等，可以由设计者自行设定信号线S3的过载保护部33的电阻大小，继而决定过载保护部33的宽度W2。此外，上绝缘板21也可以用透明绝缘材料制成，以方便从上绝缘板21外部直观检查多条信号线S3之间是否有接触短路，及时排除短路的信号线；绝缘条24可以采用黑色或其他可以直观与导板进行分辨的颜色制成，以方便直观检查导板在内部的排列状态；下绝缘板23采用普通非透明绝缘材质制成，可以代替普通绝缘板将电池与外部进行充分绝缘，上述所有绝缘板的耐燃烧等级可以根据实际需要进行选择。[0061]另外，本实施方式中信号线S3为长条形，但也可以是折线或曲线形状，导板20也可以是其他形状，可根据实际配线方式进行设定。本实施方式中以导板上形成有信号线S3为例进行了说明，但也可以是导板上形成有负极输出线SI或正极输出线S2，或者是导板上形成有多种输出线。只要在不脱离本实用新型主旨的范围内可以进行任意变更。
权利要求1.一种电池用导板，组装在电池包中，该电池包具有多个并联连接的电池模块，该电池模块由多个单体电池串联接连而构成，上述电池用导板的特征在于，上述电池模块具有输出端子，该电池用导板上形成有电池的端子引出线，该端子引出线的一端与上述电池模块的输出端子连接，另一端与外部设备连接，在上述端子引出线中途形成有过载保护部，该过载保护部的截面积小于上述端子引出线的其他部分。
2.如权利要求I所述的电池用导板，其特征在于，上述电池用导板由上绝缘板、下绝缘板、以及夹在该上绝缘板与下绝缘板之间的端子引出线构成。
3.如权利要求2所述的电池包用导板，其特征在于，上述过载保护部通过在上述端子引出线上形成圆弧形缺口而使截面积变小。
4.如权利要求2所述的电池包用导板，其特征在于，上述过载保护部通过在上述信号线上形成矩形缺口而使截面积变小。
5.如权利要求2所述的电池包用导板，其特征在于，上述过载保护部通过在上述信号线上形成三角形缺口而使截面积变小。
6.如权利要求2 5中任一项所述的电池包用导板,其特征在于，上述输出端子为正极输出端子、负极输出端子、或信号输出端子。
7.如权利要求2 5中任一项所述的电池包用导板,其特征在于，上述过载保护部形成在靠近上述电池包用导板的与电池连接的一端的位置上。
8.一种电池包，该电池包具有多个并联连接的电池模块，该电池模块由多个单体电池串联接连而构成，其特征在于，具有权利要求I 7中任一项记载的电池包用导板。
专利摘要本实用新型的目的在于提供一种电池包用导板以及电池包。电池包用导板组装在电池包中，该电池包具有多个并联连接的电池模块，该电池模块由多个单体电池串联接连而构成，上述电池用导板的特征在于，上述电池模块具有输出端子，该电池用导板上形成有电池的端子引出线，该端子引出线的一端与上述电池模块的输出端子连接，另一端与外部设备连接，在上述端子引出线的中途形成有过载保护部，该过载保护部的截面积小于上述端子引出线的其他部分。
文档编号H01M2/34GK202749439SQ20122035488
公开日2013年2月20日 申请日期2012年7月16日 优先权日2012年7月16日
发明者张健, 张琴 申请人:松下能源(无锡)有限公司