一种利用PCB板实现电池安全保护的结构制造技术

本发明专利技术公开了利用PCB板实现电池安全保护的结构，包括M层呈NXP矩阵排列的单体电池，每相邻的两层单体电池之间连接有PCB线路板，PCB线路板包括安装孔，导电主板、保险装置及绝缘体，安装孔内可容置单体电池的电极且与电极电性连接，安装孔与导电主板之间通过保险装置导通，绝缘体包覆在安装孔，导电主板以及保险装置上或设置于前述的安装孔、导电主板和保险装置的任意二者之间，相邻的两层单体电池采用错位连接。与现有技术相比，其好处在于：1)纵向方向即串联方向可对单体电池进行保护；2)若采用双面装有保险装置的PCB线路板则可实现单体电池的正负极同时受到保护；3)电池组中各单体电池电池的流向为纵向，减小了电流流通路径的导通阻抗。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及动力电池组的安全
，尤其涉及一种适合电动汽车、电动公交车等新能源车用的利用PCB板实现电池成组与安全保护的结构。
技术介绍
磷酸铁锂电池作为汽车的新能源，已经得到了广泛的应用，然而，电动汽车及电动公交车对电池的电压、电流等都要求比较高，因此，电动汽车及电动公交车的电源箱中安装有若干磷酸铁锂电池串、并联组合而成的电池组。电池组有先并联后串联方案，也有先串联后并联的方案。采用先并后串的方案，并联的单体电池之间相互均衡，一致性较好。但是如果某一节单体电池出现短路故障，它将成为其他与其并联电池的负载，与之并联的所有电池的能量迅速在故障电池中释放，从而导致更严重后果。采用先串联后并联，如果单节电池出现故障，其他单体电池的能量只能通过并联回路来释放，且被串联电池中其他的电池吸收，电压升高到串联组额定电压时释放终止，然而，先串后并方案的电池组均衡困难，在同一列单体电池中加入并联支路，可以在一定程度上起到均衡的作用，但这又带来了另外的问题，即：当某个单体电池内部出现短路时候，与该单体电池并联的所有单体电池都被外部短路，与之并联的所有电池的能量迅速在故障单体电池中释放，故障电池的温度急剧上升，可能会引发故障电池爆炸，最终给整个电池组的正常工作留下巨大的安全隐患。有签于此，中国专利申请CN102916158A(公布号)提供了一种电池组混联的方式来解决上述技术问题，然而，该混联的电池组只能在横向上对各个单体电池进行保护，不能在纵向上对各单体电池进行保护，具体来说：当该电池组内某一单体电池发生短路故障时，就会及时熔断加强型线路板上的保险丝，这样该故障电池便被并联电池组隔离开来，然而，该单体电池还是继续串联在该电池组中，因此，也会留下重大安全隐患。签于以上缺陷，实有必要提供一种能克服现有技术中的上述技术问题的利用PCB板实现电池安全保护的结构。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种设计简单、制造成本低且能在纵向上对单体电池进行保护的利用PCB板实现电池安全保护的结构。为了实现上述目的，本专利技术提供了一种利用PCB板实现电池安全保护的结构，包括M层呈N×P矩阵排列的单体电池，每相邻的两层单体电池之间连接有PCB线路板，其特征在于：所述PCB线路板包括安装孔，导电主板、保险装置及绝缘体，其中，安装孔内可容置单体电池的电极且与电极电性连接，安装孔与导电主板之间通过保险装置导通，绝缘体包覆在安装孔，导电主板以及保险装置上或设置于前述的安装孔、导电主板和保险装置的任意二者之间，相邻的两层单体电池采用错位连接。作为本专利技术利用PCB板实现电池安全保护的结构的一种改进，所述PCB线路板的双面上均设置有安装孔、导电主板，保险装置以及绝缘体。作为本专利技术利用PCB板实现电池安全保护的结构的一种改进，所述单体电池的电极通过防松螺母锁固在PCB线路板上。与现有技术相比，本专利技术利用PCB板实现电池安全保护的结构具有的好处在于：1)在纵向方向即串联方向可对单体电池进行保护；2)若采用双面装有保险装置的PCB线路板则可实现单体电池的正负极同时受到保护；3)电池组中各单体电池电池的流向为纵向，再也不需要汇流至一点，从而减小了电流流通路径的导通阻抗，一定程度上解决了单体电池不均流的问题。【附图说明】图1为本专利技术PCB线路板上单面设置有保险装置的整体结构示意图；【具体实施方式】为了使本专利技术的目的、技术方案和有益技术效果更加清晰明白，以下结合附图和具体实施方式，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本专利技术，并不是为了限定本专利技术。请参考图1所示，本专利技术提供了一种利用PCB板实现电池安全保护的结构，其包括M层呈N×P矩阵排列的单体电池，每相邻的两层单体电池之间连接有PCB线路板，相邻的两层单体电池采用错位连接，当然，最顶层或最底层的单体电池的自由端也可以不采用PCB线路板连接，就用普通的金属板代替也是可以的。PCB线路板上设置有安装孔、导电主板、保险装置及绝缘体，其中，安装孔是贯穿孔，安装孔内可容置单体电池的电极且与电极电性连接，安装孔与导电主板之间通过保险装置导通，绝缘体包覆在安装孔，导电主板以及保险装置上或设置于前述的安装孔、导电主板和保险装置的任意二者之间。上述的保险装置可设置在PCB线路板的一面上，也可以设置于PCB线路板的两面上，当保险装置分别设置于PCB线路板两侧面时，两个保险装置便可以共用同一个导电主板。本专利技术所使用的导电主板一般采用铜箔制作，其根据电流的大小，可以单层铺铜或多层铺铜。保险装置可以在PCB上焊接保险予以实现，也可以通过在PCB上走细线(铺设窄铜箔)的方式实现等效保险作用，走线长度及宽度可以根据实际过电流大小的要求进行设计。组装时，先将N×P个具有点焊螺丝的单体电池的腹肌连接至PCB线路板，螺丝贯穿到PCB线路板的孔中，在另一侧用防松螺母固定，以此作为一个电池并联模组的基本单元。将第二个基本单元的PCB线路板的安装孔套到第一个基本单元的所有电池的另一级，并通过第二个基本单元中电池之间的缝隙用防松螺母把第一个基本单元的电池的螺丝固定，完成两个基本单元之间的连接。依次类推，可以实现M个基本单元的连接。注意相连两个单元之间的电池安装孔位是错位的。当然，在电池组的总正极和总负极，既可以用PCB线路板，也可以直接使用连接导电金属板。本专利技术利用PCB板实现电池安全保护的结构，并不仅仅限于说明书和实施方式中所描述，因此对于熟悉领域的人员而言可容易地实现另外的优点和修改，故在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念的精神和范围的情况下，本专利技术并不限于特定的细节、代表性的设备和这里示出与描述的图示示例。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用PCB板实现电池安全保护的结构，包括M层呈N×P矩阵排列的单体电池，每相邻的两层单体电池之间连接有PCB线路板，其特征在于：所述PCB线路板包括安装孔，导电主板、保险装置及绝缘体，其中，安装孔内可容置单体电池的电极且与电极电性连接，安装孔与导电主板之间通过保险装置导通，绝缘体包覆在安装孔，导电主板以及保险装置上或设置于前述的安装孔、导电主板和保险装置的任意二者之间，相邻的两层单体电池之间的PCB线路板的安装孔一部分安装至一层N×P单体电池的一电极上，另一部分安装在与之临近的另外一层NXP单体电池的一电极上。

【技术特征摘要】
1.一种利用PCB板实现电池安全保护的结构，包括M层呈N×P矩阵排列的单体电池，每相邻的两层单体电池之间连接有PCB线路板，其特征在于：所述PCB线路板包括安装孔，导电主板、保险装置及绝缘体，其中，安装孔内可容置单体电池的电极且与电极电性连接，安装孔与导电主板之间通过保险装置导通，绝缘体包覆在安装孔，导电主板以及保险装置上或设置于前述的安装孔、导电主板和保险装置的任意二者之间，相邻的两层单体电池之间的PCB线路板的安装孔一部分安装至一层N×P单体电池的一电极上...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈加杰，耿德先，李瑶，
申请(专利权)人：深圳市沃特玛电池有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44