一种集成母排及电池包的制作方法

1.本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种集成母排及电池包。


背景技术：

2.为了提高动力电池的输出电压，通常会将多个单体电池进行串并联，并通过fpc(flexibleprintedcircuit)组件采集每个单体电池的电压和电流等信息以便于进行电池管理。
3.现有技术中，采集组件通常包括铜基材、镍片以及四层保护膜，其中两层保护膜贴附于铜基材的两侧以保护铜基材，待将镍片与铜基材进行焊接后，还需要再在两侧各设置一层保护膜以防止氧化，还能够释放焊接应力，避免焊接应力导致铜基材变形而影响采集组件的性能。这就导致采集组件整体厚度较大，不易散热，而且成本较高。
4.针对上述问题，需要开发一种集成母排及电池包，以解决采集组件厚度大且成本高的问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提出一种集成母排及电池包，该集成母排降低了fpc板整体的厚度，同时降低了成本。
6.为达此目的，本发明采用以下技术方案：
7.一种集成母排，包括：
8.支架；
9.多个母排，多个所述母排间隔设置于所述支架；
10.采集组件，所述采集组件包括fpc板，所述fpc板包括多条相互绝缘的排线、多个导电连接件及多个胶体，多个所述导电连接件将多条所述排线与多个所述母排一一对应电性连接，多个所述胶体一一对应包覆所述导电连接件与所述排线的连接位置。
11.在一些实施例中，所述fpc板还包括第二保护膜，所述第二保护膜设置于多条所述排线的一侧，所述第二保护膜开设有多个缺口，多个所述导电连接件通过对应的所述缺口与所述排线电性连接，多个所述胶体一一对应覆盖所述缺口。
12.在一些实施例中，所述胶体覆盖部分所述第二保护膜。
13.在一些实施例中，所述fpc板还包括第一保护膜，所述第一保护膜设置于多条所述排线的另一侧。
14.在一些实施例中，所述排线为铜排线，所述导电连接件为镍片。
15.在一些实施例中，所述支架开设有多个仿形槽，多个所述母排一一对应设置于多个所述仿形槽内，所述仿形槽的形状与所述母排的形状相匹配。
16.在一些实施例中，所述支架包括至少一个铆柱，所述铆柱穿过对应的所述母排并铆接固定。
17.在一些实施例中，所述母排设置有接线槽，所述导电连接件部分位于所述接线槽
内以与所述母排电性连接。
18.在一些实施例中，所述母排包括中间母排和边缘母排，所述中间母排的一端连接有向外延伸的连接部，所述导电连接件连接于对应的所述连接部，所述中间母排的厚度大于所述边缘母排的厚度。
19.在一些实施例中，所述采集组件还包括连接器和贴片保险组件，所述连接器与所述贴片保险组件均设置于所述fpc板上，所述连接器与所述fpc板电性连接，所述贴片保险组件设置于所述fpc板与所述连接器之间，所述贴片保险组件能够在过流时断开所述连接器与所述fpc板。
20.在一些实施例中，所述采集组件还包括支撑板，所述支撑板设置于所述fpc板的一侧，所述连接器和所述贴片保险组件设置于所述fpc板的另一侧。
21.在一些实施例中，所述连接器和所述贴片保险组件在所述fpc板厚度方向的投影位于所述支撑板之内。
22.一种电池包，包括所述的集成母排。
23.在一些实施例中，所述电池包还包括箱体，所述采集组件还包括支撑板，所述支撑板设置于所述fpc板的一侧，所述箱体内设有横梁，所述支撑板安装于所述横梁。
24.本发明的有益效果：
25.本发明提供了一种集成母排及电池包。该集成母排中，采集组件的fpc板通过胶体包覆导电连接件与排线的连接位置，能够有效防止氧化，还能够通过胶体与导电连接件和排线的粘接作用来释放焊接应力，避免焊接应力导致铜基材变形而影响采集组件的性能，故不再需要在fpc板的两侧设置额外的保护膜，也就降低了fpc板整体的厚度，同时降低了成本。
附图说明
26.图1是本发明提供的集成母排的结构示意图；
27.图2是图1中a处的局部放大图；
28.图3是图2中b-b处的剖视图；
29.图4是图1中c处的局部放大图。
30.图中：
31.1、支架；2、母排；2a、输出极母排；2b、串联母排；2c、中间母排；2d；边缘母排；3、采集组件；
32.11、仿形槽；12、铆柱；21、接线槽；22、连接槽；31、fpc板；32、连接器；33、贴片保险组件；34、支撑板；
33.2c1、连接部；311、排线；312、导电连接件；313、胶体；314、第一保护膜；315、第二保护膜；
34.3151、缺口。
具体实施方式
35.下面详细描述本发明的实施例，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。
36.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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发明和简化描述，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。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。
37.除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。
38.除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一特征和第二特征直接接触，也可以包括第一特征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。而且，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。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
39.下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
40.本实施例提供了一种电池包，该电池包包括多个方形电芯，方形电芯的正极柱和负极柱位于顶部，多个方形电芯排列成两排，且同一排中，相邻的两个方形电芯的正极柱与负极柱的相对位置相反，而不同排中，同一位置的两个方形电芯的正极柱与负极柱的相对位置相同。如图1所示，该电池包还包括集成母排，该集成母排包括支架1和多个母排2，支架1设置于多个方形电芯的上方，多个母排2用于将该电池的多个方形电芯串联以能够对外放电。
41.具体地，该集成母排中的母排2分为串联母排2b和输出极母排2a两种，串联母排2b的两端用于连接一个方形电芯的正极柱和另一个方形电芯的负极柱，而输出极母排2a的一端用于连接成串后位于端部的方形电芯的正极柱或负极柱，另一端用于连接外部电路，故该集成母排中共有两个输出极母排2a，一个为输出正极，一个为输出负极，而串联母排2b则根据方形电芯的数量设置。
42.在电池的使用过程中，需要通过采集组件3对电芯进行数据采集以监控电芯的工作情况，以保证电芯的正常工作，且能够在电芯出现故障时及时发现，避免热失控的蔓延。
43.现有技术中，采集组件3通常使用fpc板，fpc板包括铜基材、镍片以及四层保护膜，其中两层保护膜贴附于铜基材的两侧以保护铜基材，待将镍片与铜基材进行焊接后，需要在镍片的上方设置镍片保护膜，以防止镍片和铜基材的氧化，还需要在fpc板的底端设置底层保护膜，以释放焊接应力，避免焊接应力导致铜基材变形而影响采集组件3的性能。这就导致采集组件3整体厚度较大，不易散热，而且成本较高。
44.为解决上述问题，本实施例提供了一种集成母排，如图2和图3所示，该集成母排包括采集组件3，采集组件3包括fpc板31，fpc板31包括多条相互绝缘的排线311、多个导电连接件312及多个胶体313，多个导电连接件312将多条排线311与多个母排2一一对应电性连接，多个胶体313一一对应包覆导电连接件312与排线311的连接位置。
45.该集成母排中，采集组件3的fpc板31通过胶体313包覆导电连接件312与排线311
的连接位置，能够有效防止氧化，还能够通过胶体313与导电连接件312和排线311的粘接作用来释放焊接应力，避免焊接应力导致铜基材变形而影响采集组件3的性能，故不再需要在fpc板31的两侧设置额外的镍片保护膜和底层保护膜，也就降低了fpc板31整体的厚度，同时降低了成本。
46.本实施例的两排方形电芯共需要设置三排母排2，故也需要设置三个采集组件3，每个采集组件3对应一排母排2。三排母排2分为中间母排2c和边缘母排2d，中间母排2c的一端连接有向外延伸的连接部2c1，导电连接件312连接于对应的连接部2c1。
47.可以理解的是，为了防止母排2的温度过高，可以在空间允许的前提下，连接部2c1增加了母排2的长度，在减小内阻的同时增加了中间母排2c的散热面积，使得母排2和空气热量交互更加充分，从而提高铝排的过流能力。
48.进一步地，中间母排2c的厚度大于边缘母排2d的厚度。中间母排2c的散热环境较差，增加中间母排2c的厚度，同样能够在减小内阻的同时增加了中间母排2c的散热面积，防止中间母排2c温度过高而引起热失控。
49.优选地，在制造母排的过程中，采用墩薄工艺对铝排与电芯极柱的焊接部位进行局部墩薄，以保证铝排与电芯极柱焊接的稳定性。
50.其中，胶体313为uv胶，是一种必须通过紫外线照射才能固化的一类胶粘剂，能够通过紫外线照射来精确控制固化区域。排线311为铜排线，导电连接件312为镍片，铜和镍的电阻较小，能够避免采集组件3自身电阻而影响采集信息的精度。
51.进一步地，fpc板31还包括第二保护膜315，第二保护膜315设置于多条排线311的一侧，第二保护膜315开设有多个缺口3151，多个导电连接件312通过对应的缺口3151与排线311电性连接，多个胶体313一一对应覆盖缺口3151。
52.导电连接件312则能够通过第二保护膜315的缺口3151连接对应的排线311，以使每条排线311均能够电性连接一个母排2，从而能够采集每一个母排2的信息。而胶体313则能够覆盖对应的缺口3151，能够有效防止焊接位置氧化，还能够通过胶体313与导电连接件312和排线311的粘接作用来释放焊接应力。
53.在一实施例中，fpc板31还包括第一保护膜314，第一保护膜314设置于多条排线311的另一侧。第一保护膜314作为该fpc板31的基底，能够将多条排线311之间的相互位置固定，保证排线311之间不会发生接触。第一保护膜314与第二保护膜315分别位于多条排线311的两侧，以保证排线311不会与其他结构接触而漏电。
54.在一实施例中，胶体313覆盖部分第二保护膜315。第二保护膜315与镍片处于同一层，均位于铜排线311的上层，利用胶体313覆盖部分第二保护膜315，能够保证镍片与铜排线311的焊接位置不会暴露与空气中而被氧化，且胶体313与第二保护膜315接触，使胶体313与第二保护膜315成为一体，镍片与铜排线311之间的焊接应力还能够通过胶体313传递到第二保护膜315，进一步释放焊接应力，避免铜排线311变形。
55.在本实施例中，支架1由吸塑工艺制成，也就是说，支架1为塑料材质，在满足承载和老化性能的情况下，支架1还能产生一定的变形，吸收电芯堆叠产生的公差，从而解决因电芯堆叠公差的问题导致的串联母排2b的虚焊问题。具体地，支架1的厚度为0.5mm～1mm。
56.如图2所示，支架1开设有多个仿形槽11，多个母排2一一对应设置于多个仿形槽11内，仿形槽11的形状与母排2的形状相匹配。仿形槽11的内壁的形状与母排2的外轮廓相匹
配，可以是母排2的外周与仿形槽11的内壁抵接，也可以是母排2的外周与仿形槽11的内壁间隔设置，且间隔大小处处相等，以便操作人员在安装母排2时有一个参考基准，便于确认母排2安装的位置精度。
57.在一实施例中，支架1包括至少一个铆柱12，铆柱12穿过对应的母排2并铆接固定。通过铆柱12将母排2固定在支架1上，能够保证母排2与支架1之间位置的稳定性，避免因装配间隙导致的吸塑支架1与母排2在震动过程中出现的相对位移而拉扯fpc板31。
58.如图2所示，在本实施例中，每个母排2由两个铆柱12铆接固定，既能够防止母排2移动，还能够防止母排2转动。
59.在一实施例中，母排2凹设有连接槽22，铆柱12穿过连接槽22的槽底后铆接固定母排2，以使铆柱12的端部不会高出母排2，降低该集成母排的厚度。相对于中间母排2c，连接槽22设置于连接部2c1上。
60.在一实施例中，母排2设置有接线槽21，导电连接件312部分位于接线槽21内以与母排2电性连接。该种设置同样能够降低集成母排的厚度，避免导电连接件312与母排2连接时高出母排2。
61.如图4所示，该采集组件3还包括连接器32和保险组件，连接器32与保险组件均设置于fpc板31上，连接器32与fpc板31电性连接，保险组件设置于fpc板31与连接器32之间，保险组件能够在过流时断开连接器32与fpc板31。
62.fpc板31中的每一条排线311均与连接器32中的一个连接片连接，当外部的检测电路的插头与连接器32插接后，即可对每一个母排2的电压和电流进行监测。而保险组件包括多条保险丝，每一条排线311均通过一条保险丝连接到连接器32，当某一个母排2出现问题时，对应的排线311电流增大，当电流超出预设值时，保险组件对应的保险丝熔断，从而断开对应的排线311，避免温度继续升高引发热失控。
63.现有技术中，保险组件是通过蚀刻设置的，该种保险组件工艺简单，但精度较低，其触发保险的预设值较高。在实际应用中，随着对电池的电量以及输出电压的要求越来越高，导致电池内的电芯数量越来越多，使得电池单一方向的尺寸增大，故fpc板31的长度也需要随之增加。这就导致fpc板31的排线311的内阻增大，排线311中的电流较小，故需要设置较低的预设值才能够保证安全，但较低的预设值无法使蚀刻的保险组件熔断，存在安全隐患。
64.为解决上述问题，如图4所示，在本实施例中，保险组件为贴片保险组件33，贴片保险组件33的精度较高，熔断时的预设值能够设置的较低，从而保证了采集组件3的安全。而且，贴片保险组件33能够直接贴附于fpc板31上，操作简单，且触发后可以直接更换，大大提高了维修效率。
65.如图4所示，该采集组件3包括多个贴片保险组件33，以便于合理布置排线311，避免只设置一个贴片保险组件33导致排线311布置过于拥挤。
66.在一实施例中，该采集组件3还包括支撑板34，支撑板34设置于fpc板31的一侧，连接器32和贴片保险组件33设置于fpc板31的另一侧，且连接器32和贴片保险组件33在fpc板31厚度方向的投影位于支撑板34之内。
67.支撑板34能够为fpc板31提供支撑，保证fpc板31的刚度，从而为贴片保险组件33的贴附提供支撑性，避免因fpc板31过于柔软而导致贴附贴片保险组件33的精度难以把握，
还能够为连接器32提供支撑性，防止连接器32拉扯fpc板31。
68.进一步地，该支撑板34由fr4材料制成，fr4为耐燃材料等级的代号，fpc板31通过热压工艺热压在支撑板34上，而fr4材料能够保证在热压的过程中不会起火燃烧。
69.在一实施例中，电池包还包括箱体，支撑板34固定设置于箱体，以保证连接器32的稳定性，避免连接器32因振动导致采集失败的问题。进一步地，箱体内设置有横梁，横梁能够保证箱体的强度，避免箱体变形。支撑板34安装于箱体的横梁，能够进一步提高连接器32的稳定性。
70.以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

技术特征：
1.一种集成母排，其特征在于，包括：支架(1)；多个母排(2)，多个所述母排(2)间隔设置于所述支架(1)；采集组件(3)，所述采集组件(3)包括fpc板(31)，所述fpc板(31)包括多条相互绝缘的排线(311)、多个导电连接件(312)及多个胶体(313)，多个所述导电连接件(312)将多条所述排线(311)与多个所述母排(2)一一对应电性连接，多个所述胶体(313)一一对应包覆所述导电连接件(312)与所述排线(311)的连接位置。2.根据权利要求1所述的集成母排，其特征在于，所述fpc板(31)还包括第二保护膜(315)，所述第二保护膜(315)设置于多条所述排线(311)的一侧，所述第二保护膜(315)开设有多个缺口(3151)，多个所述导电连接件(312)通过对应的所述缺口(3151)与所述排线(311)电性连接，多个所述胶体(313)一一对应覆盖所述缺口(3151)。3.根据权利要求2所述的集成母排，其特征在于，所述胶体(313)覆盖部分所述第二保护膜(315)。4.根据权利要求2所述的集成母排，其特征在于，所述fpc板(31)还包括第一保护膜(314)，所述第一保护膜(314)设置于多条所述排线(311)的另一侧。5.根据权利要求1所述的集成母排，其特征在于，所述排线(311)为铜排线，所述导电连接件(312)为镍片。6.根据权利要求1所述的集成母排，其特征在于，所述支架(1)开设有多个仿形槽(11)，多个所述母排(2)一一对应设置于多个所述仿形槽(11)内，所述仿形槽(11)的形状与所述母排(2)的形状相匹配。7.根据权利要求1所述的集成母排，其特征在于，所述支架(1)包括至少一个铆柱(12)，所述铆柱(12)穿过对应的所述母排(2)并铆接固定。8.根据权利要求1所述的集成母排，其特征在于，所述母排(2)设置有接线槽(21)，所述导电连接件(312)部分位于所述接线槽(21)内以与所述母排(2)电性连接。9.根据权利要求1所述的集成母排，其特征在于，所述母排(2)包括中间母排(2c)和边缘母排(2d)，所述中间母排(2c)的一端连接有向外延伸的连接部(2c1)，所述导电连接件(312)连接于对应的所述连接部(2c1)，所述中间母排(2c)的厚度大于所述边缘母排(2d)的厚度。10.根据权利要求1～9中任一项所述的集成母排，其特征在于，所述采集组件(3)还包括连接器(32)和贴片保险组件(33)，所述连接器(32)与所述贴片保险组件(33)均设置于所述fpc板(31)上，所述连接器(32)与所述fpc板(31)电性连接，所述贴片保险组件(33)设置于所述fpc板(31)与所述连接器(32)之间，所述贴片保险组件(33)能够在过流时断开所述连接器(32)与所述fpc板(31)。11.根据权利要求10所述的集成母排，其特征在于，所述采集组件(3)还包括支撑板(34)，所述支撑板(34)设置于所述fpc板(31)的一侧，所述连接器(32)和所述贴片保险组件(33)设置于所述fpc板(31)的另一侧。12.根据权利要求11所述的集成母排，其特征在于，所述连接器(32)和所述贴片保险组件(33)在所述fpc板(31)厚度方向的投影位于所述支撑板(34)之内。13.一种电池包，其特征在于，包括权利要求1～12中任一项所述的集成母排。
14.根据权利要求13所述的电池包，其特征在于，所述电池包还包括箱体，所述采集组件(3)还包括支撑板(34)，所述支撑板(34)设置于所述fpc板(31)的一侧，所述箱体内设有横梁，所述支撑板(34)安装于所述横梁。

技术总结
本发明公开了一种集成母排及电池包，涉及电池技术领域。该集成母排包括支架、多个母排及采集组件，多个所述母排间隔设置于所述支架；所述采集组件包括FPC板，所述FPC板包括多条相互绝缘的排线、多个导电连接件及多个胶体，多个所述导电连接件将多条所述排线与多个所述母排一一对应电性连接，多个所述胶体一一对应包覆所述导电连接件与所述排线的连接位置。该集成母排降低了FPC板整体的厚度，同时降低了成本。低了成本。低了成本。


技术研发人员：宁封锋
受保护的技术使用者：惠州亿纬锂能股份有限公司
技术研发日：2023.06.21
技术公布日：2023/9/9