[发明专利]汽车动力电池单体电压采样结构

说明书

技术领域

本发明涉及二次电池的单体电压采样结构，具体地指一种汽车动力电池单体电压采样结构。

背景技术

因能源危机和环境污染等因素影响，以电能作为动力源的混合动力或纯电动汽车为代表的新兴交通工具，由于其能源利用率高、无排放、噪声小以及能量来源多样化等优点成为汽车工业一个重要的研究领域。动力电池是电动汽车中的关键部件，其性能的优劣将直接影响到整车性能的好坏。作为电动汽车的主要动力来源，电池模块的设计需要考虑很多因素，既要保证电池模块性能满足整车的要求，同时也要保证电池模块具有足够的安全性和可靠性。动力电池模块一般包括：多个单体电芯、电芯固定结构组件、电芯连接铜排、电压采样结构、温度传感器等。

目前，电池模块设计技术尚未成熟，导致电池模块的能量密度、使用寿命、安全及稳定性还不能满足电动车辆运营的要求，制约着新能源汽车事业的发展，而电池管理系统作为电池系统的重要组成部分，它的出现可以优化使用电池能量、杜绝电池滥用、实现对电池的实时高效管理从而延长电池系统的使用寿命，使电池系统性能得到大大提升从而满足各种整车需求，而电池管理系统这些功能的实现需要一个重要的参数，该参数就是电池单体电压，获得电池单体电压的途径就是电压采样结构。

汽车是一个移动的系统，对动力电池模块的各个电芯固定结构组件、电芯连接铜排、电压采样结构及各种检测用传感器的抗震性、稳定性、安全性都有很高的要求，确保在运行环境中维持电池模块及整个电池系统的正常工作，因此电压采样结构的稳定性及安全可靠性直接影响到整个电池系统的性能和安全。目前，二次锂离子电芯采用最多的形式就是叠片形，它在新能源汽车上应用前景极为广泛，但是其极耳材质薄、过于柔软，直接采用焊接、铆接、压接等方式对其进行采用输出，存在操作不方便、易损害电芯及连接可靠性差的问题，因此电压采样结构如何实现既利于安装，又紧凑方便是问题之一；如何使其具有良好的抗震性、稳定性、安全性和可靠性是问题之二，因此，电压采样结构的设计是电池模块设计中一个大的技术瓶颈。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题提供一种汽车动力电池单体电压采样结构，该采样结构能提高电压采样信号的稳定性与可靠性；且其安装与操作安全、方便。

本发明采用的技术方案是：一种汽车动力电池单体电压采样结构，它包括至少两个单体电芯，所述单体电芯之间隔有绝缘夹板，所述单体电芯的极耳间串联有电芯连接片，所述绝缘夹板上固定有采样电路板，所述采样电路板与电芯连接片间连有螺栓。

本发明用螺栓将采样电路板与电芯连接片连接，该螺栓既能实现对采样电路板的压紧固定，使电路板与连接片接触紧密而实现导电，而螺栓同时也起到了导电作用，相对于传统的焊接方式，不仅连接简单，而且使得电压采样信号的安全性和稳定性得到了提高，也使得采样电路板的形状可以根据电芯及电池模块形状进行调整，灵活性高;该采样结构的单体电芯之间通过绝缘夹板隔开来实现绝缘和紧固，既提高了绝缘防护性能，又紧凑方便，使得整体结构具有良好的抗震性和安全稳定性；本发明装配方便、操作简单、安全可靠性高，工艺性好，成本低廉。

进一步地，所述绝缘夹板的外端面上开有缺口，相邻多个缺口形成卡槽，所述采样电路板固定在所述卡槽内。电池模块两端的采样电路板分别嵌置固定在由绝缘夹板端面缺口围成的卡槽内，这种嵌入式固定方式不但有利于采样电路板与电芯连接片的密实接触，也使得整个结构更为紧凑稳固，增强了操作安全性的同时，也有利于环境件的布局。

进一步地，所述采样电路板上设有接插件和固定孔，所述螺栓穿过所述固定孔与所述电芯连接片连接，所述固定孔的外周设有焊盘，所述焊盘与所述接插件间连有电迹线。采样电路板上的电迹线将从固定孔处引入的电芯电压直接传递到接插件，以检测电池模块中单体电芯电压，实现电压采样，这种结构使整个电池模块更加紧凑，使电压采样信号的安全性、稳定性及抗震性得到了提高；在固定孔的外侧设计一个面积较大的焊盘，用于增加采样电路板与电芯连接片的接触面积，降低接触电阻，提高采样信号的稳定性与可靠性；采样电路板上还可以根据需要灵活添加其他控制电子元器件，实现对电芯及电池模块的均衡控制、过压保护、过流保护、过充保护等，从而可以降低电池管理系统主控板的成本及尺寸，使系统整体集成化程度更高；并通过控制采样电路板的接插件及采样电路板的封装壳体结构，来灵活控制单体电压采样结构的防护等级。