具有短路保护功能的锂电池模组.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010400627.1 (22)申请日 2020.05.13 (66)本国优先权数据 202010269629.1 2020.04.08 CN (71)申请人 杭州乾代科技有限公司 地址 311200 浙江省杭州市萧山区宁围街 道富业巷3号浙江民营企业发展大厦1 幢1002室 (72)发明人 刘昌王金全 (51)Int.Cl. H01M 2/10(2006.01) H01M 10/052(2010.01) H01M 10/42(2006.01) H02H 7/18(2006。

2、.01) H02J 7/00(2006.01) (54)发明名称 具有短路保护功能的锂电池模组 (57)摘要 本申请公开了一种具有短路保护功能的锂 电池模组， 包括： 若干电芯单元、 支架、 控制板、 控 制芯片、 保护板、 保险丝、 电子开关； 其中， 若干电 芯单元与支架构成一个整体， 控制板和保护板分 别设置于该整体相异的两个外侧且保护板垂直 于控制板； 电子开关焊接在保护板的外侧面， 保 险丝焊接在保护板的外侧面且分别与电子开关 和电芯单元构成电性连接， 电子开关电性连接至 控制芯片。 本申请的有益之处在于： 提供了一种 结构合理可靠、 便于组装且能从硬件结构保证短 路安全的具有短路保。

3、护功能的锂电池模组。 权利要求书1页 说明书5页 附图5页 CN 111725453 A 2020.09.29 CN 111725453 A 1.一种具有短路保护功能的锂电池模组， 包括： 若干电芯单元， 用于存储电能； 支架， 所述支架用于支撑所述电芯单元； 控制板， 至少与所述电芯单元构成电性连接； 控制芯片， 焊接至所述控制板； 其特征在于： 所述具有短路保护功能的锂电池模组还包括： 保护板、 保险丝、 电子开关； 其中， 若干所述电芯单元与所述支架构成一个整体， 所述控制板和保护板分别设置于 所述整体相异的两个外侧且所述保护板垂直于所述控制板； 所述电子开关焊接在所述保护板的外侧面， 。

4、所述保险丝焊接在所述保护板的外侧面且 分别与所述电子开关和电芯单元构成电性连接， 所述电子开关电性连接至所述控制芯片。 2.根据权利要求1所述的具有短路保护功能的锂电池模组， 其特征在于： 所述保护板为PCB板。 3.根据权利要求2所述的具有短路保护功能的锂电池模组， 其特征在于： 所述保护板平行于所述电芯单元延伸的方向。 4.根据权利要求3所述的具有短路保护功能的锂电池模组， 其特征在于： 若干所述电芯单元并联组成一个并联单元， 一个所述保险丝电性连接至一个所述并联 单元的正极或负极。 5.根据权利要求4所述的具有短路保护功能的锂电池模组， 其特征在于： 一个所述电子开关与其中一个所述保险丝。

5、对应构成电性连接。 6.根据权利要求2所述的具有短路保护功能的锂电池模组， 其特征在于： 所述控制板垂直于所述电芯单元延伸的方向。 7.根据权利要求6所述的具有短路保护功能的锂电池模组， 其特征在于： 所述保护板设有保护接插座， 所述控制板设有与所述保护接插座构成电性连接的控制 接插座。 8.根据权利要求7所述的具有短路保护功能的锂电池模组， 其特征在于： 所述保护板设有单元接插座， 所述单元接插座与所述并联单元的正极或负极构成电性 连接。 9.根据权利要求8所述的具有短路保护功能的锂电池模组， 其特征在于： 所述保险丝焊接在所述单元接插座和所述电子开关之间。 10.根据权利要求9所述的具有短。

6、路保护功能的锂电池模组， 其特征在于： 所述保护板固定连接至所述支架。 权利要求书 1/1 页 2 CN 111725453 A 2 具有短路保护功能的锂电池模组 技术领域 0001 本申请涉及一种锂电池模组， 具体涉及一种具有短路保护功能的锂电池模组。 背景技术 0002 “锂电池” 是一类由锂金属或锂合金为负极材料、 使用非水电解质溶液的电池。 0003 1912年锂电池最早提出并研究。 由于锂的化学特性非常活泼， 使得锂的加工、 保 存、 使用， 对环境要求非常高。 随着科学技术的发展， 现在锂电池已经成为了主流。 0004 随着科技进一步发展， 锂电池在新能源汽车等领域已经成为十分重要。

7、的电能来 源， 单节电芯单元被封装为一个电池模组， 然后再辅以外围电路构成可以单独使用的电池 包。 0005 现有的锂电池模组通常存在因为BMS模块发生故障， 从而使电芯单元发生短路故 障的风险。 发明内容 0006 一种具有短路保护功能的锂电池模组， 包括： 若干电芯单元， 用于存储电能； 支架， 所述支架用于支撑所述电芯单元； 控制板， 至少与所述电芯单元构成电性连接； 控制芯片， 焊接至所述控制板； 所述具有短路保护功能的锂电池模组还包括： 保护板、 保险丝、 电子开关； 其中， 若干所述电芯单元与所述支架构成一个整体， 所述控制板和保护板分别设置于 该整体相异的两个外侧且所述保护板垂直。

8、于所述控制板； 所述电子开关焊接在所述保护板的外侧面， 所述保险丝焊接在所述保护板的外侧面且 分别与所述电子开关和电芯单元构成电性连接， 所述电子开关电性连接至所述控制芯片。 0007 进一步地， 所述保护板为PCB板。 0008 进一步地， 所述保护板平行于所述电芯单元延伸的方向。 0009 进一步地， 若干所述电芯单元并联组成一个并联单元， 一个所述保险丝电性连接 至一个所述并联单元的正极或负极。 0010 进一步地， 一个所述电子开关与其中一个所述保险丝对应构成电性连接。 0011 进一步地， 所述控制板垂直于所述电芯单元延伸的方向。 0012 进一步地， 所述保护板设有保护接插座， 所。

9、述控制板设有与所述保护接插座构成 电性连接的控制接插座。 0013 进一步地， 所述保护板设有单元接插座， 所述单元接插座与所述并联单元的正极 或负极构成电性连接。 0014 进一步地， 所述保险丝焊接在所述单元接插座和所述电子开关之间。 0015 进一步地， 所述保护板固定连接至所述支架。 说明书 1/5 页 3 CN 111725453 A 3 0016 本申请的有益之处在于： 提供了一种结构合理可靠、 便于组装且能从硬件结构保 证短路安全的具有短路保护功能的锂电池模组。 附图说明 0017 构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解， 使得本申请的其它 特征、 目的和优点变得更。

10、明显。 本申请的示意性实施例附图及其说明用于解释本申请， 并不 构成对本申请的不当限定。 0018 在附图中： 图1为本申请的一个锂电池模组的结构示意图； 图2为本申请的一个锂电池模组的电路结构示意图； 图3为图1所示的锂电池模组除去保护板、 控制板后的结构示意图； 图4为图3所示部分的爆炸结构示意图； 图5为图3所示部分的爆炸结构示意图； 图6为图3所示部分中支架的结构示意图； 图7为图3所示部分中单元端子的结构示意图； 图8为图3所示部分中并联端子的结构示意图； 图9为图3所示部分中局部结构示意图； 图10为图7所示局部相对侧的结构示意图。 具体实施方式 0019 为了使本技术领域的人员更。

11、好地理解本申请方案， 下面将结合本申请实施例中的 附图， 对本申请实施例中的技术方案进行清楚、 完整地描述， 显然， 所描述的实施例仅仅是 本申请一部分的实施例， 而不是全部的实施例。 基于本申请中的实施例， 本领域普通技术人 员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例， 都应当属于本申请保护的范 围。 0020 需要说明的是， 本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语 “第一” 、“第 二” 等是用于区别类似的对象， 而不必用于描述特定的顺序或先后次序。 应该理解这样使用 的数据在适当情况下可以互换， 以便这里描述的本申请的实施例。 此外， 术语 “包括” 和 “具 有” 以及他。

12、们的任何变形， 意图在于覆盖不排他的包含， 例如， 包含了一系列步骤或单元的 过程、 方法、 系统、 产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元， 而是可包括没有清 楚地列出的或对于这些过程、 方法、 产品或设备固有的其它步骤或单元。 0021 在本申请中， 术语 “上” 、“下” 、“左” 、“右” 、“前” 、“后” 、“顶” 、“底” 、“内” 、“外” 、 “中” 、“竖直” 、“水平” 、“横向” 、“纵向” 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。 这些术语主要是为了更好地描述本申请及其实施例， 并非用于限定所指示的装 置、 元件或组成部分必须具有特定方位， 或以。

13、特定方位进行构造和操作。 0022 并且， 上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外， 还可能用于表示其 他含义， 例如术语 “上” 在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。 对于本领 域普通技术人员而言， 可以根据具体情况理解这些术语在本申请中的具体含义。 0023 此外， 术语 “安装” 、“设置” 、“设有” 、“连接” 、“相连” 、“套接” 应做广义理解。 例如， 说明书 2/5 页 4 CN 111725453 A 4 可以是固定连接， 可拆卸连接， 或整体式构造； 可以是机械连接， 或电连接； 可以是直接相 连， 或者是通过中间媒介间接相连， 又或者是两个装置、 。

14、元件或组成部分之间内部的连通。 对于本领域普通技术人员而言， 可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。 0024 需要说明的是， 在不冲突的情况下， 本申请中的实施例及实施例中的特征可以相 互组合。 下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。 0025 如图1所示， 锂电池模组1包括： 保护板11、 控制板12、 保险丝13、 电子开关14、 控制 芯片15、 单元接插座16、 电容17、 保护接插座18、 控制接插座19。 0026 其中， 电芯单元102用于存储电能， 支架101用于支撑电芯单元102， 若干个电芯单 元102与支架101构成一个整体。 0027 具体而言， 控。

15、制板12和保护板11分别设置于该整体相异的两个外侧且保护板11垂 直于控制板12； 电子开关14焊接在保护板11的外侧面， 保险丝13焊接在保护板11的外侧面 且分别与电子开关14和电芯单元102构成电性连接， 电子开关14电性连接至控制芯片15。 0028 作为优选方案， 保护板11为PCB板。 并且为了获得较大的面积， 保护板11平行于电 芯单元102延伸的方向。 0029 作为优选方案， 控制板12还安装有一个电容器。 0030 若干电芯单元102并联组成一个并联单元， 一个保险丝13电性连接至一个并联单 元的正极或负极。 一个电子开关14与其中一个保险丝13对应构成电性连接。 控制板1。

16、2垂直 于电芯单元102延伸的方向。 保护板11设有保护接插座18， 控制板12设有与保护接插座18构 成电性连接的控制接插座19。 保护板11设有单元接插座16， 单元接插座16与并联单元的正 极或负极构成电性连接。 保险丝13焊接在单元接插座16和电子开关14之间。 保护板11固定 连接至支架101。 0031 如图2所示， 控制芯片通过控制电子开关S1至S5以及电子开关K1、 K2能够将不同的 并联单元BT1至BT4 （并联单元之间串联） 连接至电容器C两端从而进行电压采集和检测， 如 果控制芯片发生故障， 则会有可能将某一个并联单元， 比如BT1的正负极短路， 从而带来安 全隐患， 采。

17、用保护板与控制板分离， 且在保护板上设置电子开关S1至S5和保险丝F1至F5的 方案， 能够在发生故障时， 由于大电流的产生而熔断保险丝从而保证电芯单元不给损坏以 及发生危险。 0032 如图3至图10所示， 由电芯单元与支架构成的整体100包括： 若干电芯单元102、 支 架101、 单元端子107、 并联端子108和连接组件。 0033 其中， 电芯单元102用于存储电能。 作为一种具体方案， 电芯单元102可以选用 18650电芯。 当然， 也可以采用其他类型的电芯。 0034 作为具体方案， 支架101形成有用于固定电芯单元102端部的固定槽106， 电芯单元 102的端部嵌入在固定槽。

18、106中。 该固定槽106的槽底面是贯穿的以方便连接组件穿过以连 接不同电芯单元102使它们构成电性连接。 0035 同样为了实现单元化安装， 支架101的两侧均形成有固定槽106， 其中一侧的固定 槽106主要用于固定电芯单元102， 将其定义为第一类槽119； 另一侧的固定槽106除了固定 电芯单元102还对单元端子107和并联端子108均起到固定作用， 将其定义为第二类槽120。 0036 本申请还设有封件104， 用于封闭支架101的固定槽106， 在进行装配时， 位于组件 端部的支架101可以被封件104所封闭， 而位于中间的支架101则可以同时定位两侧的电芯 说明书 3/5 页 5。

19、 CN 111725453 A 5 单元102。 0037 单元端子107安装在电芯单元102的一端并与另一电芯单元102构成接触 （另一个 电芯单元102也被同一支架101所固定） ； 单元端子107设置在第二类槽120中， 第二类槽120 形成有能对单元端子107构成限位的限位结构和使单元端子107穿过支架101的端子通孔 121。 0038 具体而言， 单元端子107包括： 环状部113、 夹持部115和接触部114。 0039 其中， 环状部113被构造为一个环形； 若干夹持部115设置在环状部113的周边并向 第一方向延伸形成； 接触部114形成于环状部113的内部且向与第一方向相反。

20、的第二方向延 伸。 0040 作为具体方案， 夹持部115至少包括一个弧形结构以使夹持部115向靠近电芯单元 102方向凸出。 这样能够使夹持部115更好的夹持电芯单元102的端部。 0041 作为扩展方案， 第二类槽120的槽壁出设有若干定位缺口123， 单元端子107的夹持 部115可以嵌入在定位缺口123中， 一方面定位缺口123可以对单元端子107起到定位作用， 另一方面， 定位缺口123提供部分容纳夹持部115的空间。 0042 具体而言， 环状部113内部设有多个接触部114， 它们形成于环状部113的内环边缘 且沿内环边缘分布。 接触部114用于穿过支架101的端子通孔121以接。

21、触另一个电芯单元 102。 作为具体方案， 接触部114具有一个梯形的外表面。 环状部113、 夹持部115和接触部114 一体成形。 这样构造也比较便于加工。 0043 整体100还包括： 并联端子108。 并联端子108至少部分嵌入固定槽106中并与单元 端子107构成接触； 支架101形成有并联通道以使并联端子108从一个固定槽106延伸至另一 个固定槽106以使并联端子108至少能与两个以上的单元端子107同时构成接触。 0044 并联端子108包括： 单元部116和连接部117， 该单元部116用于与单元端子107的单 元部116接触和贴合以构成电性连接； 连接部117形成与不同的单。

22、元部116之间， 以使不同单 元部116之间构成传导电流的通道。 单元部116可以被构造为圆环形。 0045 采用并联端子108分别与多个单元端子107连接从而实现多个电芯单元102的并 联。 0046 为了定位和容纳并联端子108的连接部117， 支架101在不同的第二类槽120之间形 成有连通槽122， 连接部117嵌入在连通槽122中。 0047 引出端子105包括： 导电部124、 固定部125和中间部126。 其中， 导电部124用于接触 并联端子； 固定部125用于被固定在模块化锂电池模组支架的外侧。 中间部126设置在导电 部124和固定部125之间。 导电部124与固定部125。

23、一体成型。 0048 引出端子105可以电芯连接至保护接插座16作为并联单元正极或负极引出的硬件 结构。 0049 整体100还包括： 引出端子105； 引出端子105至少部分设置支架101中位于边缘的 固定槽106中并至少与串联端子和并联端子108中的一个接触。 其另一部分引出至支架101 范围以外。 0050 作为一种优选方案， 整体100还包括： 引出件118， 引出件118固定在支架101一个侧 壁处， 其设有一个凹槽， 引出端子105位于支架101范围之外的部分嵌入在该凹槽中。 0051 具体而言， 整体100还包括： 封件104， 封件104设置于整体100中位于最外侧的支架 说明。

24、书 4/5 页 6 CN 111725453 A 6 101的固定槽106中。 封件104作用， 类似于封闭空间的盖子， 其作用在于封闭最外侧的固定 槽106 （包括第一类槽119和第二类槽120） 。 0052 具体而言， 连接组件包括第一连接件和第二连接件； 第一连接件连接至一个支架 101， 第二连接件连接至另一个支架101以使两个支架101构成为一个整体。 具体而言， 第一 连接件被构造为一个连接螺栓103， 第二连接件被构造为连接螺母112； 支架101形成有一个 供连接螺栓103穿过的螺栓孔110和一个供连接螺母112嵌入的螺母槽111。 0053 支架101设有若干螺母槽111，。

25、 该螺母槽111具有六边形的结构以容纳和定位连接 螺母112。 整个结构采用非焊工艺， 便于后期电芯单元102回收再利用。 0054 以上所述仅为本申请的优选实施例而已， 并不用于限制本申请， 对于本领域的技 术人员来说， 本申请可以有各种更改和变化。 凡在本申请的精神和原则之内， 所作的任何修 改、 等同替换、 改进等， 均应包含在本申请的保护范围之内。 说明书 5/5 页 7 CN 111725453 A 7 图1 图2 说明书附图 1/5 页 8 CN 111725453 A 8 图3 图4 说明书附图 2/5 页 9 CN 111725453 A 9 图5 图6 说明书附图 3/5 页 10 CN 111725453 A 10 图7 图8 说明书附图 4/5 页 11 CN 111725453 A 11 图9 图10 说明书附图 5/5 页 12 CN 111725453 A 12 。