集成式电压温度采样装置.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201921462479.5 (22)申请日 2019.09.04 (73)专利权人 北京科易动力科技有限公司 地址 100096 北京市海淀区清河西三旗东 路6号楼 (72)发明人 赵德明卢勇钟炳强华剑锋 李立国田硕孟庆然 (74)专利代理机构 北京金咨知识产权代理有限 公司 11612 代理人 严业福 (51)Int.Cl. G01R 31/385(2019.01) B60L 58/10(2019.01) (54)实用新型名称 一种集成式电压温度采样装置 (57)摘要 本实用。

2、新型提供一种集成式电压温度采样 装置， 该采样装置包括一端与被测目标件导电连 接的导电连接件、 导热连接在被测目标件上的电 路板和用于传输温度采样信号的第一温度线路 接口端子和第二温度线路接口端子。 电路板包括 绝缘层、 设置在所述绝缘层上的电压采样线路、 设置在所述绝缘层上的第一温度采样线路和第 二温度采样线路、 以及贴附在所述绝缘层上的温 度传感器， 两个温度线路端子均通过焊盘分别连 接至对应的温度采样线路。 该采样装置将电压线 路接口端子和温度线路接口端子集成在一起， 在 安装时可避免重复带电操作， 减小电池短路风 险。 电压采样线路、 温度采样线路直接与线路接 口端子连接， 省去了中间。

3、转换端子或者接插件， 从而降低了成本。 权利要求书1页 说明书6页 附图3页 CN 211318689 U 2020.08.21 CN 211318689 U 1.一种集成式电压温度采样装置， 其特征在于， 该采样装置包括： 一端与被测目标件导电连接的导电连接件； 导热连接在被测目标件上的电路板， 所述电路板包括绝缘层、 设置在所述绝缘层上的 电压采样线路、 设置在所述绝缘层上的第一温度采样线路和第二温度采样线路、 以及贴附 在所述绝缘层上的温度传感器； 其中， 所述电压采样线路的两端分别通过相应焊盘电连接 至电压采样接口端子和所述导电连接件的另一端， 所述温度传感器的两端分别连接所述第 一温。

4、度采样线路和所述第二温度采样线路； 用于传输温度采样信号的第一温度线路接口端子和第二温度线路接口端子， 两个温度 线路端子均通过焊盘分别连接至对应的温度采样线路。 2.根据权利要求1所述的采样装置， 其特征在于， 所述电路板还包括用于将所述电路板 固定在被测目标件上的基板， 所述基板被贴附在其上的所述电路板全部或局部覆盖； 所述导电连接件的一端直接与基板或被测目标件电连接。 3.根据权利要求1或2所述的采样装置， 其特征在于， 所述电压采样线路设置有局部变 窄的过流保护结构。 4.根据权利要求3所述的采样装置， 其特征在于， 所述温度传感器为贴片式传感器。 5.根据权利要求1所述的采样装置， 。

5、其特征在于， 所述电路板为柔性电路板或铝基电路 板， 所述电路板直接粘贴在被测目标件上， 所述导电连接件与被测目标件焊接。 6.根据权利要求2所述的采样装置， 其特征在于， 所述电路板为铝基电路板， 所述电路 板直接粘贴在被测目标件上， 所述导电连接件与所述基板焊接， 所述基板与被测目标件焊 接。 7.根据权利要求2或6所述的采样装置， 其特征在于， 所述基板为铝基板。 权利要求书 1/1 页 2 CN 211318689 U 2 一种集成式电压温度采样装置 技术领域 0001 本实用新型涉及新能源电动车电池系统领域， 尤其涉及一种集成式电压温度采集 装置。 背景技术 0002 随着电动车数量。

6、的急剧增多， 与电动车有关的交通事故也逐年上升。 究其原因主 要是电池热失控造成的。 为有效避免交通事故造成的人身安全、 财产安全等问题发生， 必须 采取可靠的方式对电池温度和电压进行采集监控， 避免热失控产生。 0003 在电动车电池系统中， 对电池的温度、 电压的参数采集实际是通过采集纯铜或纯 铝材质的汇流排上的温度、 电压参数。 现有的数据采集端子多螺接在汇流排上， 由于汇流排 质软且机械强度低， 螺接容易松脱。 此外电压采样线或采集端子为纯铜材质不能直接激光 焊接在铝材上， 尽管电压采样线或采集端子能锡焊接在铜材上， 在电池上人工操作， 安全风 险极大。 0004 电动车电压平台往往上。

7、百伏， 电芯却最多3.7V， 需要几十串甚至上百串的电池才 能满足需求。 意味着需要大量的温度和电压采集端子， 这将造成生产和维护过程中花费大 量人力、 财力。 当前， 对电池电压和温度的采样多采用分体式， 其中温度采样采用 “火柴头” 温度传感器直接涂导热胶粘接或填胶压接端子后螺接在汇流排上， 涂导热胶或填胶压接端 子会出现粘接或压接不牢， 振动过程中松脱现象。 0005 例如， 图1为现有技术中电池系统中采集电芯的温度和电压的分体式机构。 如图1 所示， 该结构包括温度数据采集端子10a和电压数据采集端子10b。 其中， 温度数据采集端子 10a包括线鼻子和温度采样结构， 线鼻子一端通过螺。

8、接设置在汇流排20上， 另一端填胶压接 温度采样结构， 温度采样结构头部可以采用火柴头热敏电阻， 火柴头热敏电阻尾部引出两 根温度采样线。 电压数据采集端子10b头部可以为金属片， 金属片可以通过激光焊接或螺接 在汇流排20上， 电压数据采集端子10b尾部压接电压采样线。 此外， 由于温度采样结构包裹 了一层厚厚的导热系数低的导热胶使得传感器采集数据不准， 可靠性降低； 电压数据采集 采端子插接、 螺接或焊接在被侧目标(汇流排20)上。 由于电压和温度采集分离， 在电芯上带 电重复操作， 增加了安全风险。 实用新型内容 0006 鉴于此， 为了解决现有技术中电池系统的温度、 电压采集结构的安装。

9、操作过程具 有安全隐患， 本实用新型提供了一种可靠的、 低成本的集成式电压温度采样装置， 本实用新 型的技术方案如下： 0007 该采样装置包括： 0008 一端与被测目标件导电连接的导电连接件； 0009 导热连接在被测目标件上的电路板， 所述电路板包括绝缘层、 设置在所述绝缘层 上的电压采样线路， 所述电压采样线路两端分别通过相应焊盘电连接至电压采样接口端子 说明书 1/6 页 3 CN 211318689 U 3 和导电连接件另一端、 设置在所述绝缘层上的第一温度采样线路和第二温度采样线路、 以 及贴附在所述绝缘层上的温度传感器， 所述温度传感器的两端分别连接所述第一温度采样 线路和所述。

10、第二温度采样线路； 0010 用于传输温度采样信号的第一温度线路接口端子和第二温度线路接口端子， 两个 温度线路端子均通过焊盘分别连接至对应的温度采样线路； 0011 在一些实施例中， 所述电路板还包括基板， 所述基板被贴附在其上的绝缘层全部 或局部覆盖； 所述导电连接件一端直接与基板或被测目标件电连接。 0012 在一些实施例中， 所述电压采样线路设置有局部变窄的过流保护结构。 0013 在一些实施例中， 所述温度传感器为贴片式传感器。 0014 在一些实施例中， 所述电路板为铝基电路板， 所述电路板直接粘贴在被测目标件 上， 所述导电连接件与被测目标件焊接。 0015 在一些实施例中， 所。

11、述电路板为柔性电路板或铝基电路板， 所述电路板吸附在所 述基板上， 所述导电连接件与所述基板焊接， 所述基板与被测目标件焊接。 0016 在一些实施例中， 所述基板为铝基板。 0017 通过本实用新型的集成式电压温度采样装置， 可获得以下技术效果： 由于采用集 成式电压温度采样装置， 将电压采样的结构和温度采样的结构集成在一个装置上， 在安装 时可避免重复带电操作， 减小电池短路风险。 电压采样线路、 温度采样线路直接与采样端子 连接， 省去了中间转换端子或者接插件， 从而降低了成本。 0018 本实用新型的附加优点、 目的， 以及特征将在下面的描述中将部分地加以阐述， 且 将对于本领域普通技。

12、术人员在研究下文后部分地变得明显， 或者可以根据本实用新型的实 践而获知。 本实用新型的目的和其它优点可以通过在书面说明及其权利要求书以及附图中 具体指出的结构实现到并获得。 0019 本领域技术人员将会理解的是， 能够用本实用新型实现的目的和优点不限于以上 具体所述， 并且根据以下详细说明将更清楚地理解本实用新型能够实现的上述和其他目 的。 附图说明 0020 此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解， 构成本申请的一部分， 并不构成对本实用新型的限定。 附图中的部件不是成比例绘制的， 而只是为了示出本实用 新型的原理。 为了便于示出和描述本实用新型的一些部分， 附图中对应部分可能被。

13、放大， 即， 相对于依据本实用新型实际制造的示例性装置中的其它部件可能变得更大。 在附图中： 0021 图1示出了现有技术的电压、 温度线路接口端子在电池模块中运用的结构示意图； 0022 图2示出了本实用新型提供的集成式电压温度采样装置在电池模块中运用的结构 示意图； 0023 图3示出了本实用新型一个实施例的集成式电压温度采样装置的结构示意图； 0024 图4示出了本实用新型另一个实施例的集成式电压温度采样装置的结构示意图。 0025 图5示出了本实用新型又一实施例的集成式电压温度采样装置的结构示意图。 0026 其中， 上述附图包括以下附图标记： 0027 1、 电池模块； 10、 集成。

14、式电压温度采样装置； 10a、 温度采样端子； 10b、 电压采样端 说明书 2/6 页 4 CN 211318689 U 4 子； 11、 导电连接件； 12、 电压采样线路接口端子； 13、 第一温度线路接口端子； 14第二温度线 路接口端子、 100、 电路板； 101、 基板； 102、 绝缘层； 103、 温度传感器； 104、 电压采样线路； 105、 第二温度采样线路； 106、 第一温度采样线路； 20、 汇流排。 具体实施方式 0028 为使本实用新型的目的、 技术方案和优点更加清楚明白， 下面结合实施方式和附 图， 对本实用新型做进一步详细说明。 在此， 本实用新型的示意性。

15、实施方式及其说明用于解 释本实用新型， 但并不作为对本实用新型的限定。 0029 在此， 还需要说明的是， 为了避免因不必要的细节而模糊了本实用新型， 在附图中 仅仅示出了与根据本实用新型的方案密切相关的结构和/或处理步骤， 而省略了与本实用 新型关系不大的其他细节。 0030 应该强调， 术语 “包括/包含” 在本文使用时指特征、 要素、 步骤或组件的存在， 但并 不排除一个或更多个其它特征、 要素、 步骤或组件的存在或附加。 在此， 还需要说明的是， 如 果没有特殊说明， 术语 “连接” 在本文不仅可以指直接连接， 也可以表示存在中间物的间接 连接。 在下文中， 将参考附图描述本实用新型的。

16、实施例。 在附图中， 相同的附图标记代表相 同或类似的部件， 或者相同或类似的步骤。 0031 为了解决现有技术中电池系统的温度、 电压采集结构的安装操作过程具有安全隐 患， 本实用新型提供了一种可靠的、 低成本的集成式电压温度采样装置， 如图4、 图5所示， 该 采样装置10可包括导电连接件11、 基板101和电路板100。 其中， 基板101用于与被测目标件 导电连接， 或者基板101仅用于将电路板100固定在被测目标件上。 当基板101仅起到固定作 用时， 导电连接件11的一端可与被测目标件导电连接； 当基板101起到导电连接作用时， 导 电连接件11的一端可与基板101导电连接。 00。

17、32 在一些实施例中， 电路板100导热连接在被测目标件上， 此处所述的导热连接可以 是直接接触的连接， 也可以通过导热片或基板101的连接。 例如， 电路板100通过固定在被测 目标件上的基板101实现导热连接。 0033 在一些实施例中， 本实用新型的电路板100可以采用柔性电路板， 柔性电路板的材 质为PI(聚酰亚胺)或PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)。 本实用新型的电路板100可以直接粘结 在被测目标件上， 如备0.05mm的结构胶粘贴在被测目标件上。 本实用新型的采样装置可以 采集被测目标件的电信号和温度信息， 本实用新型采样装置的导电连接件11可以直接焊接 在被测目标件上。 0034。

18、 当本实用新型的电路板100直接粘结在被测目标件上时， 如图3所示， 在该实施例 中， 电路板100可采用柔性电路板， 电路板100的绝缘层起到导热作用， 导电连接件11焊接在 被测目标件上， 起导电作用。 0035 当本实用新型的电路板100通过基板101固定在被测目标件上时， 如图4所示， 在该 实施例中， 电路板100可采用铝基电路板， 电路板100的绝缘层102局部覆盖在基板101上， 基 板101分别和导电连接件11、 被测目标件焊接， 基板101起导热、 导电的作用。 基板101可采用 铝基板。 0036 当本实用新型的电路板100通过基板101固定在被测目标件上时， 如图5所示，。

19、 在该 实施例中， 电路板100可采用铝基电路板， 电路板100吸附在基板101的全部端面上， 基板101 说明书 3/6 页 5 CN 211318689 U 5 与被测目标件焊接， 导电连接件11与被测目标件焊接， 基板101起导热作用、 导电连接件11 起导电作用。 基板101可采用铝基板。 0037 在一些实施例中， 基板101可被贴附在其上的电路板100全部或局部覆盖。 例如， 电 路板100以局部覆盖的方式贴附在基板101上， 电路板100可包括绝缘层102、 设置在绝缘层 102上的第一温度采样线路106和第二温度采样线路105、 以及贴附在绝缘层102上的温度传 感器103。 。

20、其中， 绝缘层102粘附至基板101上， 温度传感器103的两端分别连接第一温度采样 线路106和第二温度采样线路105。 0038 在一些实施例中， 采样装置10还包括第一温度线路接口端子13和第二温度线路接 口端子14， 两个温度线路端子均通过焊盘分别连接至对应的温度采样线路， 用于传输温度 采样信号。 在一些实施例中， 采样装置10还包括与基板101电连接的电压采样接口端子12， 用于传输电压采样信号。 0039 其中， 基板101和绝缘层102安装有温度、 电压采集的结构。 在一些实施例中， 温度 传感器103具有两个接线端。 如图2所示， 基板101可为铝基板， 基板101与被测目标。

21、导电连 接， 可以是焊接或粘接； 集成式电压温度采样装置10可以通过将基板101激光焊接设置在汇 流排20上， 汇流排20材料一般时为铜或铝， 汇流排20可以通过激光焊接电连接至电池模块1 的电芯极耳部位。 0040 通过本实用新型的集成式电压温度采样装置， 可获得以下技术效果： 由于采用集 成式电压温度采样装置， 将电压采样结构和温度采样结构集成在一个装置上， 在安装时可 避免重复带电操作， 减小电池短路风险。 电压采样线路、 温度采样线路直接与采样端子连 接， 省去了中间转换端子或者接插件， 从而降低了成本。 0041 在一些实施例中， 如图4所示， 电压采样接口端子12可以通过焊盘直接连。

22、接在基板 101上。 电压线路接口端子12可以安装在基板101上未覆盖绝缘层102的部位。 在该实施例 中， 电压线路接口端子12可以通过锡焊电连接在基板101未设置绝缘层102部位的一侧。 在 该实施例中， 由于电压线路接口端子12可以通过导电的基板101采集到汇流排上的电信号 (电流或电势差)， 因此不需要设置额外的线路。 0042 在一些实施例中， 如图3所示， 电压采样接口端子12与基板101之间还连接有设置 在电路板100上的电压采样线路104， 电压采样接口端子12通过相应的焊盘连接至电压采样 线路104的一端， 电压采样线路104的另一端又连接至导电连接件11， 导电连接件11的。

23、一端 布置在电路板100上从而与电压采样线路104电连接， 导电连接件104的另一端焊接在所述 基板101上。 在该实施例中， 电压线路接口端子12安装在绝缘层102上； 导电连接件11与基板 101连接并向上弯折延伸到绝缘层102， 导电连接件11通过电压采样线路104与电压线路接 口端子12连接。 将电压线路接口端子12安装在绝缘层102上， 需要采用电压采样线路104与 导电的基板101连接， 从而采集到汇流排上电信号。 0043 在一些实施例中， 绝缘层102的厚度可在0.01mm至0.5mm的范围内。 在一些实施例 中， 绝缘层102未完全覆盖基板101的上端面， 以局部覆盖的方式贴。

24、附在所述基板上， 以供电 压线路接口端子12的安装或者连接。 在一些实施例中， 绝缘层102可为高导热、 高绝缘的陶 瓷粉末填充而成的聚合物(主要是环氧树脂)。 绝缘层102的导电系数大于或等于0.1W/m K。 绝缘层102具有不影响温度采样的足够高的导热系数和足够薄的厚度， 能够使温度传感 器103透过绝缘层102采集基板101的温度， 从而采集汇流排20或电池的温度。 在一些实施 说明书 4/6 页 6 CN 211318689 U 6 中， 绝缘层102可以采用电路板(Printed Circuit Board， 印制线路板)。 绝缘层102可以采 用粘接剂与基板101连接。 0044。

25、 一般铜及其合金、 金、 银、 锌、 镍等金属具有较好的锡焊可焊性， 而铝、 不锈钢、 铸铁 等锡焊可焊性很差， 不能用普通锡焊的方式焊接在一起， 可以采用激光焊接。 在该实施例 中， 基板101的材料可以为铜或铝， 导电连接件11可以为镍或铜， 导电连接件11一端可以与 基板101通过激光焊接连接。 导电连接件11另一端可以通过锡焊电连接所电压采样线路104 的输入端。 0045 在一些实施例中， 如图3所示， 电压采样线路104设置有局部变窄的过流保护结构。 电压采样线路104的输入端与导电连接结构、 电压采样线路104的输出端与电压线路接口端 子12可以通过焊盘锡焊连接， 电压采样线路1。

26、04除焊盘外的部分全部或局部较窄， 起过流保 护作用。 同时， 也更有利于保护本实用新型的采样装置。 0046 在一些实施例中， 第一温度采样线路106与第一温度线路接口端子13、 温度传感器 103的一个接线端可以通过锡焊连接； 第二温度采样线路105与第二温度线路接口端子14、 温度传感器103的另一个接线端可以通过锡焊连接。 在该实施例中， 温度传感器103可为贴 片式温度传感器， 温度传感器103应该与基板101绝缘， 温度传感器103透过绝缘层1021采集 基板101的温度。 在温度传感器103与基板101中间设计了高导热系数或者足够薄的绝缘层 102， 在不影响温度采样的情况下， 。

27、提高了可靠性。 0047 在一些实施例中， 温度传感器103可为贴片式传感器。 在一些实施例中， 温度传感 器103可以采用火柴头型感应温度热敏电阻， 其阻值随温度的改变而发生显著变化， 在外接 电源的情况下将温度信息转换为电信号， 从而测得汇流排的温度， 其结构简单， 价格低廉。 本实用新型的采样装置也可采用其他形式的温度传感器， 例如热电偶、 电阻式温度检测器 (RTD)、 红外线和半导体传感器等。 0048 在一些实施例中， 电路板100可以包括绝缘层102， 该电路板100上还可以集成有电 压采样线路104、 温度传感器103、 第一温度采样线路106、 第二温度采样线路105等， 该。

28、电路 板100可进行批量化工业生产， 具有工艺成本低、 可装配互换等优势。 0049 根据本实用新型的采样装置， 可获得的有益效果至少包括： 0050 1)电压采样线路、 温度采样线路直接与线路接口端子通过焊锡电连接， 省去了中 间转换端子或者接插件， 从而降低了成本。 0051 2)由于采用集成式电压温度采样装置， 将电压采样接口端子和温度采样接口端子 集成在该装置上， 在安装在汇流排上时可避免重复带电操作， 减小电池短路风险。 0052 3)在温度传感器与基板中间设计了高导热系数或者足够薄的绝缘层， 在不影响温 度采样的情况下， 提高了可靠性。 0053 4)可将该采样装置自动化地激光焊接。

29、在汇流排上， 降低整个电池系统的工艺成 本。 0054 本实用新型中， 针对一个实施方式描述和/或例示的特征， 可以在一个或更多个其 它实施方式中以相同方式或以类似方式使用， 和/或与其他实施方式的特征相结合或代替 其他实施方式的特征。 0055 以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已， 并不用于限制本实用新型， 对于本 领域的技术人员来说， 本实用新型实施例可以有各种更改和变化。 凡在本实用新型的精神 说明书 5/6 页 7 CN 211318689 U 7 和原则之内， 所作的任何修改、 等同替换、 改进等， 均应包含在本实用新型的保护范围之内。 说明书 6/6 页 8 CN 211318689 U 8 图1 图2 说明书附图 1/3 页 9 CN 211318689 U 9 图3 图4 说明书附图 2/3 页 10 CN 211318689 U 10 图5 说明书附图 3/3 页 11 CN 211318689 U 11 。