專利名稱：用于測(cè)量電池組中的電池電壓和溫度的部件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于測(cè)量電池組中的電池電壓和溫度的部件，更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種用于在高輸出、大容量電池組中測(cè)量電池電壓和溫度的部件，該電池組具有互相電連接的多個(gè)單元電池，所述電壓和溫度測(cè)量部件安裝到電引線連接部件上，該電極引線連接部件將單元電池的電極引線互相連接，用于同時(shí)測(cè)量單元電池的電壓和溫度。
背景技術(shù)：
最近，可以充電和放電的蓄電池廣泛用作無(wú)線移動(dòng)設(shè)備的電源。此外，作為電動(dòng)汽車和混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的電源，蓄電池受到顯著關(guān)注，開(kāi)發(fā)這種汽車是為了解決諸如使用礦物燃料的現(xiàn)有汽油和柴油動(dòng)力汽車所產(chǎn)生的空氣污染的問(wèn)題。
小型移動(dòng)設(shè)備使用一個(gè)或者多個(gè)電池，例如，對(duì)于每個(gè)設(shè)備使用3個(gè)或者4個(gè)單元電池。相反，諸如車輛的中型或者大型設(shè)備使用包括有多個(gè)互相電連接的單元電池的電池組，因?yàn)檫@種中型或者大型設(shè)備需要高輸出、大容量電池。
通常，互相串聯(lián)或者并聯(lián)連接的多個(gè)單元電池安裝在電池盒中，然后，使多個(gè)這種電池盒互相并聯(lián)，從而制造電池組。
圖1是示出有4個(gè)單元電池安裝在其內(nèi)的電池盒的典型結(jié)構(gòu)的透視圖。
參考圖1，電池盒100包括一對(duì)互相聯(lián)結(jié)的框架102和104。在將框架102和104互相分離的同時(shí)將單元電池200設(shè)置于框架102和104的電池隔板110上，并且在將框架102和104互相聯(lián)結(jié)后，確保將單元電池200固定在框架102和104的電池隔板110上。單元電池200具有電極引線，通過(guò)位于該電池盒100的上部的母線120，該電極引線電連接到相鄰單元電池201的電極引線。如圖1所示，單元電池200和201互相串聯(lián)連接，但是單元電池也可以互相并聯(lián)連接。各單元電池電連接到分別從電池盒100的上端兩側(cè)凸出的陰極接線端130和陽(yáng)極接線端140。
用于測(cè)量在具有兩個(gè)或者兩個(gè)以上互相堆疊而且互相電連接的電池盒200的電池組內(nèi)的單元電池200和201的電壓和溫度的現(xiàn)有方法包括步驟通過(guò)導(dǎo)線將附加電壓測(cè)量設(shè)備安裝到電極引線連接部件上，以測(cè)量電池電壓；以及將熱電偶附著于電池表面或者電池表面的附近，并且，通過(guò)導(dǎo)線將該熱電偶連接于外部測(cè)量設(shè)備，以測(cè)量電池溫度。因此，該電池組需要外部連線部件，諸如用于連接電壓與溫度測(cè)量設(shè)備的上述導(dǎo)線，因此，電池組的結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜。復(fù)雜連線導(dǎo)致難以組裝電池組，是問(wèn)題的主要原因。通過(guò)設(shè)置印刷電路板，可以簡(jiǎn)化這種復(fù)雜連線。
第2002-39356號(hào)韓國(guó)未審專利公開(kāi)描述了一種用于高輸出、大容量電池組的印刷電路板的示例，在該專利公開(kāi)中，印刷電路板用作單元電池的連接部件。該公開(kāi)描述的該發(fā)明提供了一種將該印刷電路板直接連接到單元電池的方法，該印刷電路板包括用于對(duì)其內(nèi)安裝的單元電池進(jìn)行串聯(lián)或者并聯(lián)地連接所需的電路；以及電壓測(cè)量專用連接插座，其用于與電壓測(cè)量設(shè)備相連接。
然而，如上所述，在該印刷電路板直接用作單元電池的電連接部件時(shí)，即使該印刷電路板的一部分被損壞時(shí)，整個(gè)電池組也可能發(fā)生短路。此外，印刷電路板與單元電池之間的連接降低了耐用性。此外，所公開(kāi)的發(fā)明存在的問(wèn)題是，如上所述通過(guò)附加外部導(dǎo)線測(cè)量電池組內(nèi)的電池溫度。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明涉及一種在電池組內(nèi)測(cè)量電池電壓和溫度的部件，它基本上克服了上述的現(xiàn)有技術(shù)問(wèn)題以及目前所需要解決的技術(shù)問(wèn)題。即，本發(fā)明的目的是提供一種印刷電路板，它可以方便地連接到電池組內(nèi)各單元電池的電連接部件，以便同時(shí)測(cè)量電池電壓和溫度，而無(wú)需設(shè)置附加導(dǎo)線。
本發(fā)明人進(jìn)行了各種試驗(yàn)和研究，而且已經(jīng)新開(kāi)發(fā)了一種測(cè)量部件，它可以安裝到電池組中各單元電池的附加連接部件(而非各單元電池的電連接部件)，可以使用該測(cè)量部件而無(wú)須考慮各種連接部件來(lái)，而且它同時(shí)進(jìn)行電壓測(cè)量和溫度測(cè)量，而無(wú)需設(shè)置附加導(dǎo)線。
根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)設(shè)置用于測(cè)量電池組內(nèi)的電池電壓和溫度的部件，可以實(shí)現(xiàn)上述以及其他目的，該部件包括溫度測(cè)量元件(a)，附著于單元電池的表面；以及印刷電路板(b)，該印刷電路板(b)具有在其上端形成的凸起，以便于該凸起連接到用于與單元電池的電極引線相連接的電極引線連接部件；在其下部形成的連接部分，用于使溫度測(cè)量元件安裝在印刷電路板上；以及電路，用于單元電池進(jìn)行電壓測(cè)量的電流和用于溫度測(cè)量元件進(jìn)行溫度測(cè)量的電流通過(guò)其流動(dòng)。
因此，根據(jù)本發(fā)明的電壓與溫度測(cè)量部件具有溫度測(cè)量元件安裝到以特定形狀形成的印刷電路板上的結(jié)構(gòu)。通過(guò)將電壓與溫度測(cè)量部件安裝在電極導(dǎo)線連接部件上，可以輕而易舉地實(shí)現(xiàn)電壓與溫度測(cè)量部件的安裝，以使得溫度測(cè)量元件設(shè)置于電池組的單元電池上。因此，根據(jù)本發(fā)明的電壓與溫度測(cè)量部件不需要外部連線部件，例如，用于電壓與溫度測(cè)量部件的導(dǎo)線，而且在電壓與溫度測(cè)量部件被損壞時(shí)，可以容易并便捷地以新電壓與溫度測(cè)量部件替換被損壞的電壓與溫度測(cè)量部件，而不使電池組發(fā)生短路，而且可以減小因?yàn)殡妷号c溫度測(cè)量部件與電極引線之間直接連接所產(chǎn)生的接觸電阻。
每個(gè)溫度測(cè)量元件(a)優(yōu)選均是熱敏電阻，其電阻根據(jù)溫度發(fā)生變化。
可以以各種方式，將印刷電路板(b)的凸起固定于電極引線連接部件。優(yōu)選通過(guò)焊接，將該凸起固定于電極引線連接部件。溫度測(cè)量元件(a)可以以各種方式固定于印刷電路板(b)。優(yōu)選地，印刷電路板(b的每個(gè)連接部分具有通孔，通過(guò)該通孔，插入每個(gè)溫度測(cè)量元件(a)的兩個(gè)連接腳，在每個(gè)溫度測(cè)量元件(a)的連接腳分別插入該通孔內(nèi)的情況下，通過(guò)焊接，將每個(gè)溫度測(cè)量元件的連接腳固定于該印刷電路板。
該印刷電路板的一端設(shè)置了連接器，該連接器與在其上安裝了電壓測(cè)量設(shè)備和溫度測(cè)量設(shè)備的電池管理系統(tǒng)(BMS)相連接。
沒(méi)有特別限制用于與印刷電路板(b)的凸起相連接的電極引線連接部件。該電極引線連接部件優(yōu)選是母線。


根據(jù)下面結(jié)合附圖所做的詳細(xì)說(shuō)明，本發(fā)明的上述以及其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)更加容易理解，其中圖1是示出有4個(gè)單元電池安裝在其內(nèi)的電池盒的透視圖；圖2是示出安裝到母線上的根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的電壓與溫度測(cè)量部件的典型示意圖；以及圖3是圖2的透視圖。
主要附圖標(biāo)記說(shuō)明100電池組盒
120、121、122、123母線200、201、202、203單元電池210、211、212、213陰極引線220、221、222、223陽(yáng)極接線端300電壓與溫度測(cè)量部件310熱敏電阻320印刷電路板具體實(shí)施方式
現(xiàn)在，參考附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。然而，應(yīng)該注意，本發(fā)明的范圍并不局限于所示的實(shí)施例。
圖2是示出安裝到母線121、122和123上的根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的電壓與溫度測(cè)量部件300的典型示意圖，而圖3是圖2的透視圖。安裝到母線121、122和123上的電壓與溫度測(cè)量部件300可靠固定于圖1所示電池盒框架，以構(gòu)造電池組。為了清楚地理解問(wèn)題，圖2和3中沒(méi)有示出盒框架。
參考圖2和3，4個(gè)單元電池200、201、202和203具有電極引線，通過(guò)母線121、122和123相應(yīng)之一，每個(gè)電極引線分別連接到相鄰單元電池的電極引線。例如，單元電池201的陰極接線端211連接到單元電池200的陽(yáng)極接線端220，而陽(yáng)極接線端221通過(guò)母線122連接到單元電池202的陰極接線端212。
單元電池200、201、202和203是可以充電和放電的電池。各種電池可以用作該單元電池。以高密度累積電量的方形電池或者盒式電池(pouch-shaped cell)優(yōu)選用作該單元電池。盒式電池更優(yōu)選用作該單元電池。
每個(gè)單元電池分別具有以密封方式容納在電池外殼內(nèi)的陰極、陽(yáng)極、分離膜以及電解液。包括位于薄膜式陰極和陽(yáng)極之間的極小多孔分離膜的電池組件可以是纏繞地，或者陰極/分離膜/陽(yáng)極這種結(jié)構(gòu)的全電池(fullcell)或者雙電池(bicell)可以是彼此順序地堆疊的。不特別限制用于陰極和陽(yáng)極的活性材料。優(yōu)選地，陰極活性材料由具有高安全性的鋰錳基氧化物組成，而陽(yáng)極活性材料由碳組成。最優(yōu)選的單元電池是鋰離子電池或者鋰離子聚合體電池。
重新參考圖2和3，根據(jù)本發(fā)明的測(cè)量部件300包括熱敏電阻310，用作溫度測(cè)量元件；以及印刷電路板320。
每個(gè)熱敏電阻310分別包括感測(cè)體312，附著于要測(cè)量的蓄電池201；以及一對(duì)連接腳314，其從該感測(cè)體312延伸。連接腳314由薄導(dǎo)線制成。感測(cè)體312附著于蓄電池201的表面，而連接腳314連接到印刷電路板320。經(jīng)由連接腳314對(duì)感測(cè)體312施加電流，該感測(cè)體312的電阻根據(jù)溫度而變化，并且，根據(jù)電阻而變化的該電流作為電信號(hào)被傳輸?shù)接∷㈦娐钒?20。
印刷電路板320由薄銅片制成。該印刷電路板具有多個(gè)形成在其上端的凸起322，以使各凸起322分別連接到母線121、122和123。通過(guò)進(jìn)行焊接將導(dǎo)電的凸起322固定在母線121、122和123上，以將流過(guò)母線121、122和123的電流傳輸?shù)酵蛊?22。在印刷電路板320的下部，形成多個(gè)通孔324，熱敏電阻310的連接腳314可以插入該通孔。在通過(guò)該通孔324將熱敏電阻310的連接腳314插入的同時(shí)，通過(guò)焊接將連接腳314固定在印刷電路板320上。
在該印刷電路板印制電路326，通過(guò)凸起322，電流從母線120傳輸至該電路326，而通過(guò)通孔324，電流從熱敏電阻310傳輸至該電路326。
在與電路326相連的印刷電路板320的一端安裝連接器328，該連接器328連接電池管理系統(tǒng)(BMS)(未示出)，在該電池管理系統(tǒng)上，安裝電壓測(cè)量設(shè)備和溫度測(cè)量設(shè)備。
盡管為了示例目的公開(kāi)了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但是本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員明白，在不脫離所附權(quán)利要求公開(kāi)的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以進(jìn)行各種修改、附加和替換。
工業(yè)應(yīng)用從上面的描述可以看出，根據(jù)本發(fā)明的電池電壓與溫度測(cè)量部件可以方便地連接到電極引線連接部件，該電極引線連接部件連接了與用于構(gòu)成電池組的電池盒相連的單元電池的電極引線，以測(cè)量電池電壓。此外，無(wú)須設(shè)置附加外部導(dǎo)線，而通過(guò)直接連接到印刷電路板的溫度測(cè)量元件可以精確測(cè)量電池溫度。在印刷電路板被損壞時(shí)，損壞的印刷電路板不影響電極引線連接部件。因此，可以方便地替換該印刷電路板，而不使電池組發(fā)生短路。
權(quán)利要求
1.一種在電池組中測(cè)量電池電壓和溫度的部件，該部件包括溫度測(cè)量元件(a)，其附著于單元電池的表面；以及印刷電路板(b)，其具有在其上端形成的凸起，以便于該凸起連接到用于與單元電池的電極引線相連接的電極引線連接部件；在其下部形成的連接部分，用于使溫度測(cè)量元件安裝到該印刷電路板上；以及電路，用于單元電池進(jìn)行電壓測(cè)量的電流和用于溫度測(cè)量元件進(jìn)行溫度測(cè)量的電流通過(guò)其流動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的部件，其中每個(gè)溫度測(cè)量元件均是熱敏電阻，其電阻根據(jù)溫度發(fā)生變化。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的部件，其中通過(guò)焊接，將該凸起固定于電極引線連接部件。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的部件，其中每個(gè)連接部分分別具有通孔，通過(guò)該通孔，插入每個(gè)溫度測(cè)量元件的兩個(gè)連接腳，在每個(gè)溫度測(cè)量元件的連接腳分別插入該通孔內(nèi)的情況下，通過(guò)焊接，將每個(gè)溫度測(cè)量元件的連接腳分別固定于印刷電路板。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的部件，其中該印刷電路板的一端具有連接器，該連接器與在其上安裝了電壓測(cè)量設(shè)備和溫度測(cè)量設(shè)備的電池管理系統(tǒng)(BMS)相連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的部件，其中與凸起連接的電極引線連接部件是母線。
全文摘要
一種在電池組中測(cè)量電池電壓和溫度的部件包括溫度測(cè)量元件(a)，附著于單元電池的表面；以及印刷電路板(b)，具有在其上端形成的凸起，以便于該凸起連接到用于與單元電池的電極引線相連接的電極引線連接部件；在其下部形成的連接部分，用于使溫度測(cè)量元件安裝到該印刷電路板上；以及電路，用于單元電池進(jìn)行電壓測(cè)量的電流和用于溫度測(cè)量元件進(jìn)行溫度測(cè)量的電流通過(guò)其流動(dòng)。
文檔編號(hào)H01M10/48GK101053109SQ200580031002
公開(kāi)日2007年10月10日 申請(qǐng)日期2005年10月17日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月2日
發(fā)明者禹孝相, 樸正民, 安宰成, 鄭道陽(yáng), 南宮檍 申請(qǐng)人:株式會(huì)社Lg化學(xué)