带有缓冲臂的电池模组FPC组件的制作方法

本实用新型涉及动力及储能电池技术领域，具体地，涉及一种带有缓冲臂的电池模组fpc组件。

背景技术：

为了确保动力电池在规定的电压范围内工作，需要对电池模组中的每个电池单元进行电压、温度采集，传统线束采样的方式存在布置复杂、易接错、难以自动化等缺点。柔性电路板(flexibleprintedcircuit，缩写为fpc)能够有效解决上述缺点，正逐渐在电池模组采样方案中应用。

在电动汽车、大型储能等领域，大容量动力电池逐渐被广泛应用。相对于体积较小的电池，大容量、大体积的电池易产生以下问题：1)电池在充放电过程中发生化学反应会使电池本体体积发生轻微变化，导致fpc主体和模组busbar连接部分产生相对应力，该现象在大容量电池中更为明显；2)电池在寿命末期将会产生较大的膨胀位移，当膨胀到一定程度时，fpc采样连接处会出现撕裂、脱落等失效情况；3)大容量电池的顶盖与模组busbar存在较大高度差，使得fpc主体的固定位置与采样连接片焊接位置不在同一平面，增加了焊接难度。

专利文献cn111965561a公开了一种电池模组拉紧装置、电池模组、电池模组结构及汽车，该电池模组拉紧装置包括顶部拉杆、第一侧拉杆、第二侧拉杆、第一端部紧固块及第二端部紧固块，顶部拉杆、第一侧拉杆及第二侧拉杆的两端分别连接在第一端部紧固块及第二端部紧固块上，第一侧拉杆及第二侧拉杆位于顶部拉杆的同一侧，且顶部拉杆、第一侧拉杆及第二侧拉杆不共面。该电池模组拉紧装置至少实现了该电池模组两个方向上的同时拉紧，拉紧力大，能够保证电池模组装车后的稳定使用，增强了行车过程中电池模组的抗振动能力，电池模组的安全性能提升，且电池模组受力均匀，结构不易变形拱起，降低了电池模组爆炸的风险。该专利在结构和技术性能上仍然有待提高的空间。

技术实现要素：

针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种带有缓冲臂的电池模组fpc组件。

根据本实用新型提供的一种带有缓冲臂的电池模组fpc组件，包括：fpc主体、缓冲臂结构、采样连接片以及模组busbar；在fpc主体边缘设置缓冲臂结构；所述采样连接片的一端与缓冲臂结构的内部线路导电连接；所述采样连接片的另一端与模组busbar导电连接；以fpc主体的中间位置为基准，各缓冲臂结构以相反的方向指向fpc主体的中心位置，每个缓冲臂结构带有伸缩节结构，所述伸缩节结构的伸缩距离大于相对应电池的膨胀位移。

优选地，所述伸缩节结构采用以下任意一种结构：-单独的类u形弯曲结构；-多个该结构的空间排列；伸缩节结构局部区域可以去除fpc外被层，仅保留基本绝缘层，以增强其柔性。

优选地，所述fpc主体的一端焊接有fpc接插件，用于外部电连接。

优选地，所述fpc接插件的尾部设置缓冲带；所述缓冲带的极限拉伸长度大于模组一半数量电池的膨胀位移总和。

优选地，所述fpc接插件的底部设置加强板；所述fpc接插件与加强板固连为一体。

优选地，所述加强板上设置有以下任意一种：固定孔；卡爪；滑槽，用于安装固定。

优选地，所述fpc主体采用局部背胶粘贴的方式固定。fpc主体的固定方式为局部背胶粘贴，预留的伸缩区域不背胶。

优选地，所述采样连接片与模组busbar、缓冲臂结构的内部线路连接方式采用以下任意一种：-焊接；-机械连接；采样连接片的材料采用以下任意一种：-镍；-铜；-铝；-复合材料。

优选地，采样连接片与模组busbar的接触面积预留两个连接点的大小，第二个作为备用。

优选地，所述模组busbar采用以下任意一种材料：-铝；-铜；-复合材料。

与现有技术相比，本实用新型具有如下的有益效果：

1、本实用新型的fpc主体与每个采样连接片间用缓冲臂连接，fpc插件尾部设置缓冲带，可以使fpc更好的适应大容量电池的膨胀位移，消除因应力导致连接点撕裂、脱落的风险，提高了安全性；

2、本实用新型中，各缓冲臂带有伸缩节，伸缩节局部去除fpc外被层以增强柔性，可以适应电池充放电时本体体积发生的轻微变化；

3、本实用新型针对fpc主体与采样连接片焊接位置不在同一高度的情况，该fpc缓冲臂的设计可以使其适应各种高度差下fpc主体的固定和采样连接片的电连接，大大提高了通用性。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1是本实用新型的fpc组件的示意图。

图2是本实用新型的fpc主体及缓冲臂的示意图。

图3是本实用新型的带伸缩节的缓冲臂示意图。

图4是本实用新型的fpc端部插件、缓冲带的示意图。

图5是本实用新型的fpc背胶位置示意图。

图6是本实用新型的采样连接片与模组busbar接触面积示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本实用新型的保护范围。

参照图1，根据本实用新型的fpc组件包括：fpc主体1、缓冲臂2、采样连接片3及模组busbar4。其中，各模组busbar4与对应的电池极柱焊接，将各电池串联成模组，采样连接片3一端与fpc缓冲臂2内线路导电连接，另一端与模组busbar4导电连接，由fpc主体1及缓冲臂2内部电路形成采样回路对各电池电压采集。

参照图2，对应每个采样连接片3位置，在fpc主体1边缘进行裁切，形成缓冲臂2结构，该结构与对应的连接片3电连接，每个缓冲臂2的伸缩距离应大于相对应电池的膨胀位移，特别指出，以fpc中间位置为基准，各缓冲臂2以相反的方向指向fpc主体1中心位置。当电池由于长期充放电发生膨胀时，电池极柱将带动模组busbar4向模组两端移动，进而模组busbar4带动采样连接片3向模组两端移动，各缓冲臂2也会分别向两端弯曲收缩，从而适应电池模组整体的膨胀，避免了因电池膨胀导致采样连接片3与模组busbar4之间的撕裂，提高了电池全寿命周期内的采样可靠性；另一方面，缓冲臂2的裁切只需在fpc主体1上进行，无需用额外的材料去桥接fpc主体1与采样连接片3，降低了加工成本，符合批量生产的需求。

参照图3，每个缓冲臂2带有伸缩节21，伸缩节21结构可为单独的类u形弯曲结构，或多个该结构的空间排列。伸缩节21局部区域可以去除fpc外被层，仅保留基本绝缘层，以增强其柔性。当电池充放电时，发生的化学反应会使电池本体发生轻微变形，一般情况下为充电膨胀、放电收缩，轻微变形会带动模组busbar4、连接片3前后移动，使缓冲臂2处于伸或缩的状态，去除外被层的伸缩节21具有较强柔性和伸缩余量，从而降低各连接部分产生的应力，进一步提高连接可靠性。

参照图4，fpc主体1一侧的端部包括插件5、缓冲带6、加强版7。插件5用于fpc外部电连接，插件5底部设置加强板7，插件5与加强板7固连为一体，加强板7上设有固定孔或卡爪、滑槽等其他固定结构与模组端板8固定，保证插件5与模组端板8的可靠固定。在插件5尾部对fpc主体1压折形成缓冲带6，在保证fpc主体1不破损的前提下，压折的形状不被限定，为类u型结构或多个该结构的空间排列，但压折得到的缓冲带6的极限拉伸长度应大于模组一半数量电池的膨胀位移总和。当电池发生膨胀时，模组端板8将带动插件5向外侧移动，由于存在缓冲带6，向外移动的过程中插件5和fpc主体1允许存在不同的位移量，可以避免插件5的针脚51在膨胀力的作用下产生应力，提高了可靠性；另外，当膨胀发生时，各电池以模组中心位置向两端产生膨胀位移，模组端板8将带动插件5向其中一端产生最大位移量，为整个模组一半数量电池的膨胀位移总和，因此，缓冲带6的极限拉伸长度应大于模组一半电池的膨胀位移总和，以保证膨胀过程中fpc主体1均不会对插件5的针脚51产生应力。

参照图5，fpc主体1背面局部带背胶9，用于fpc主体1与电池顶盖的固定，或与隔离板等平面的固定，背胶9只设置于fpc1主体局部位置，预留的伸缩区域不背胶。当fpc主体1粘贴于电池顶盖的情况下电池发生膨胀，相邻电池将“拉拽”fpc主体1，使fpc主体1的局部位置产生应力，当应力达到一定程度时，进而使fpc主体1与电池上盖的背胶9脱落，使fpc主体1局部悬空，此后fpc主体1的悬空部分不再受力，缓冲臂2发生收缩以适应电池模组的膨胀。

参照图6，采样连接片3与模组busbar4、fpc缓冲臂2内线路连接方式可为焊接或机械连接等方式。采样连接片的材料可为镍、铜、铝或多种金属的复合材料。模组busbar4材料为铜、铝或多种金属复合材料。采样连接片3与模组busbar4的接触面积预留两个连接点的大小，第二个作为备用。加工过程中，当第1次连接失效时，可以移动至第2连接点位进行第2次连接，可以避免因单点连接不良导致整个fpc报废的情况，大大降低了生产报废率。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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申请和简化描述，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申请的限制。

以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本实用新型的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。