[发明专利]具有带有电池监测和焊接组件特征的PCBA的电池组组件

说明书

电池组组件包括电池组电池、导电汇流条和印刷电路板组件(PCBA)。电池组组件的电池极耳具有从袋的周边边缘延伸的第一部分和相对于第一部分正交布置的第二部分。汇流条限定第一部分所延伸穿过的极耳狭槽，并具有邻近第二部分的主表面。PCBA限定与PCBA的纵向轴线正交的细长焊接窗口。PCBA安装在汇流条上方使得第二部分的表面区域通过焊接窗口而暴露，并且进而通过焊接窗口并且在焊接窗口内被焊接到汇流条。弹簧元件可以定位在托架和PCBA之间。还提供了一种制备电池组组件的方法。

引言

电化学电池组用在各种各样的系统中。电池组组件可以由多个互连的部分构成，其中每个电池堆包括几个互连的电池组电池。各个电池组电池可以邻近冷却板放置并且通过泡沫层与相邻电池组电池间隔开。电池组电池内部的电极箔堆叠还可包括设置在带相反电荷的电极箔之间的绝缘材料(例如聚乙烯和/或聚丙烯膜)薄层。整个堆叠可以装入包含电解质材料的密封外部袋内。

通常称为阳极箔和阴极箔的上述电极箔，可以涂覆有应用合适的活性材料，诸如氧化锂或石墨。电连接到电极箔的外部电池极耳从袋的外周边缘突出短距离。突出的电池极耳导电地连接在一起以形成串联或并联的电路，其中应用专用数量的电池组电池经由导电汇流条电互连以构建电池组组件。

具有上述袋构造的电池堆叠可具有可对称或不对称的电池极耳构造。在对称极耳构造中，给定电池组电池的阴极和阳极极耳从袋的直径相对的周边边缘突出。相反，不对称电池组电池的电池极耳从相同周边边缘突出，使得给定电池组电池的阳极和阴极极耳并排布置。虽然两个电池极耳配置都提供了相对性能和/或封装益处，但是对称极耳配置的几何形状可以用于构建具有相对高功率密度的电池组。

发明内容

本文公开了一种使用上述对称电池极耳构造的电池组组件。在示例性实施例中，电池组组件包括至少一个电池组电池、至少一个导电汇流条和印刷电路板组件(PCBA)。对称的电池组电池具有从袋的周边边缘突出的电池极耳。电池极耳还包括从袋的周边边缘向外延伸的第一部分和相对于第一部分正交布置的第二部分。例如，电池极耳可在制造期间(例如，使用辊)折叠或弯曲，以便形成第一和第二部分。导电汇流条限定电池极耳狭槽，其中第一部分延伸穿过极耳狭槽。导电汇流条的主表面紧邻电池极耳的第二部分。

在该实施例中的PCBA限定相对于PCBA的纵向轴线正交布置/横向的细长焊接窗口。PCBA被安装在导电汇流条的上方或顶部上，使得PCBA的焊接窗口重叠并且是电池极耳的第二部分的共同延伸的表面区域，其通过焊接窗口暴露或可接近以用于焊接。然后电池极耳的第二部分例如使用激光焊接工艺沿着焊接窗口的长度被焊接到导电汇流条。

电池组组件可以包括配置为支撑和保持导电汇流条的托架，以及形成PCBA的一部分并且邻近于托架定位的弹性弹簧元件。弹性弹簧元件可以横向于PCBA的纵向轴线布置，使得弹簧元件跨越PCBA的宽度的一部分。这种弹簧元件可限定与PCBA的焊接窗口重叠/共同延伸的另一细长焊接窗口。

PCBA可以可选地限定径向延伸的边缘凹口，即，PCBA的周边边缘中的凹口和/或包覆模制的塑料层的轮廓，它们远离纵向轴线敞开。这种实施例中的弹性弹簧元件是PCBA的一部分，并且不直接接口连接到托架。弹簧元件可包括钎焊到PCBA的一组极耳。

在一些实施例中，电池极耳和导电汇流条可以分别由不同材料构造，诸如铝和铜。

还公开了一种与具有电池组电池的电池组组件一起使用的PCBA，其中电池组电池包括具有如上所述的正交布置的第一部分和第二部分的电池极耳。由PCBA的该实施例设想的电池组组件包括导电汇流条，该导电汇流条限定第一部分所延伸穿过的极耳狭槽。PCBA包括具有导电迹线以及表面或通孔钎焊的部件的第一层，和包覆模制到第一层的第二层。第一层和第二层限定相对于PCBA的纵向轴线正交布置的细长焊接窗口。PCBA的焊接窗口配置为使得当PCBA相对于导电汇流条安装或定位时，电池极耳的第二部分的表面区域通过焊接窗口而暴露。这种定位使得能够在后续焊接过程中通过PCBA的焊接窗口焊接进入第二部分。