可充电电池和电池控制器制造技术

一种可充电电池和电池控制器，可充电电池包括锂离子电芯和电池控制器，电池控制器包括：一电路板和一正电极端盖，电路板包括相对设置的第一表面及第二表面，第一表面和第二表面均设置有电路元器件；正电极端盖为金属导电材质，其与电路板电连接，包括：呈塔形分布的双层端盖，其第一层端盖固定并电连接电路板，其第二层端盖突出设置在第一层端盖上，并位于第一层端盖的中心，第一层端盖具有内腔，并具有连通内腔的开口端，第一层端盖的开口周缘与电路板第一表面紧密接触，将第一表面上的部分或全部电路元器件封装于正电极端盖内。本申请通过优化电池控制器结构，使得控制器的轴向高度降低，进而提高可充电电池的绝对蓄电能量和体积比能量。

【技术实现步骤摘要】
可充电电池和电池控制器
本技术涉及二次电池
，特别涉及一种可充电电池和应用于该可充电电池的电池控制器。
技术介绍
GB/T8897.2(IEC60086-2)标准化的圆柱形一次电池，已广泛应用于手持或便携式电子、电器产品领域。由于一次电池不可重复使用，且存在电池使用成本高、废弃电池污染环境等问题，消费市场对可替代GB/T8897.2(IEC60086-2)已标准化一次电池的二次电池产品需求越来越高。在兼容GB/T8897.2(IEC60086-2)已标准化一次电池的可充电电池产品领域，已先后诞生了镍镉电池、镍氢电池、镍锌电池等产品，但这些可充电电池产品在放电电压兼容性、记忆效应、充电速率、滥用耐受性、循环使用寿命等方面，存在无法令消费者满意的技术问题。锂离子电池在比能量、充放电记忆效应、充电速率、滥用耐受性、循环使用寿命等方面的性能，均大幅优于镍镉电池、镍氢电池、镍锌电池等二次电池，已逐步在消费类电子电器电源、储能电源、动力电源等产品领域替代了其它二次电池。但锂离子电池的放电电压不兼容GB/T8897.2(IEC60086-2)标准定义的一次电池标称电压，且必须在充放电控制管理电路控制下充放电使用，无法直接在这一领域替代镍镉电池、镍氢电池、镍锌电池等二次电池。随着锂离子电池充放电控制技术的快速发展，采取将充电和/或放电控制电路、DC-DC换能电路与锂离子电池封装为一体，由控制电路对锂离子电池进行充电和/或放电控制，再由DC-DC换能电路将锂离子电池电压变换为需要的电压稳压放电的方法，构成兼容GB/T8897.2(IEC60086-2)已标准化一次电池的可充电电池，可在标称电压兼容性、放电电压稳定性、充电速率、重量和体积比能量、充放电记忆效应、滥用保护及耐受性、循环使用寿命等方面优于现有的单纯电化学可充电电池，可在兼容GB/T8897.2(IEC60086-2)已标准化一次电池的可充电电池产品领域取代其它电化学可充电电池。此类将充电和/或放电控制电路与锂离子电池封装为一体构成的电控型可充电电池，目前已获得电池消费市场的广泛认可，正在逐步取代传统的已标准化一次电池，以及兼容已标准化一次电池的镍氢电池等电化学可充电电池。在消费类可充电电池市场，提高可充电电池的绝对蓄电能量、体积比能量，降低可充电电池产品成本，始终是市场需求的主要方向，也是可充电电池产品技术发展的方向，同样也是电控型可充电电池产品技术发展的方向。目前的锂离子充电电池的封装方法基本都是采取将放电控制电路或者充放电控制电路、DC-DC换能电路集成在一个控制器中，然后把控制器与锂离子电芯封装为一体，构成锂离子充电电池。控制器叠设在电芯的正电极端或负电极端，控制器和电芯的总高构成电池的总高。由于电池的总高和直径都由GB/T8897.2(IEC60086-2)定义，故，要提高电芯的体积，进而提高电芯的绝对蓄电能量，需要降低控制器的体积。然而目前的电池控制器结构复杂，电路元件布置不合理，体积较大，尤其是电池控制器在电池封装结构中占用的总高较大，造成可充电电池的绝对蓄电能量低下。故，如何优化控制器结构，以提高可充电电池的绝对蓄电能量，是内业亟待克服的难题。
技术实现思路
本公开的目的在于提供一种结构布局合理、体积较小的电池控制器，以提高可充电电池的绝对蓄电能量。根据本公开的一方面，提供了一种电池控制器，包括：一电路板，包括相对设置的第一表面及第二表面，所述第一表面和所述第二表面均设置有电路元器件；一正电极端盖，为金属导电材质，其与所述电路板电连接，包括：呈塔形分布的双层端盖，其第一层端盖固定并电连接所述电路板，其第二层端盖突出设置在所述第一层端盖上，并位于所述第一层端盖的中心，所述第一层端盖具有内腔，并具有连通内腔的开口端，所述第一层端盖的开口周缘与所述电路板第一表面紧密接触，将所述第一表面上的部分或全部电路元器件封装于所述正电极端盖内。可选地，所述正电极端盖覆盖在电路板第一表面的中部区域，所述电路板第一表面未被所述正电极端盖覆盖处形成环形区域。可选地，所述电路板的第二表面焊装并电连接有内电极，所述内电极为金属导电材质，所述内电极具有用以接触并电连接电芯的内电极电芯焊接台，所述内电极电芯焊接台与所述电路板之间形成有容纳电路元器件的容纳空间。可选地，所述电池控制器还包括金属导电材质的控制器外壳体，所述电路板、所述电路板上的电路元器件、正电极端盖以及内电极构成安装在所述控制器外壳体中的控制电路组件，所述控制器外壳体具有环绕在所述控制电路组件外围的环形的外壳体侧壁，所述外壳体侧壁的轴向与所述电路板的轴向一致，所述外壳体侧壁与所述电路板固定并电连接，所述内电极电芯焊接台外露于所述控制器外壳体。可选地，所述第二层端盖也具有内腔，且第一层端盖和第二层端盖连通构成塔形腔体，所述第一表面上的电路元件收纳于所述塔形腔体内，所述正电极端盖构成覆盖于所述电路板第一表面上的封闭体。可选地，所述正电极端盖的第一层端盖上具有可插入所述电路板的正电极端盖焊装定位脚，所述电路板上设置有供所述正电极端盖焊装定位脚插入的定位槽以及环绕所述定位槽的正电极端盖焊盘，所述正电极端盖通过所述正电极端盖焊装定位脚与所述电路板进行电连接。可选地，所述电路板第一表面未被所述正电极端盖覆盖处设置有电芯测试点，所述电芯测试点电连接所述内电极，且所述电路板第一表面设置有环绕所述正电极端盖的绝缘材质的控制器盖板，所述控制器盖板覆盖住所述电芯测试点。可选地，所述电路板第一表面的非正电极端盖覆盖区或第二表面正对所述非正电极端盖覆盖区处设置有指示灯，所述指示灯与所述电路板电连接，所述控制器盖板为导光材质，所述指示灯发出的光线传导至所述控制器盖板上而在所述控制器盖板上形成发光面。可选地，所述控制器盖板背向所述电路板的一面覆盖有盖板遮光片或涂覆有盖板遮光层，所述指示灯的光线在所述控制器盖板的外周侧壁上形成环形发光面。可选地，所述电路板的非电磁屏蔽区处开设透光孔，所述透光孔贯通所述电路板的第一表面和第二表面，所述指示灯设置在所述电路板第二表面对应所述透光孔的位置，所述指示灯发出光经由所述透光孔导向所述控制器盖板。可选地，所述透光孔内加注透明型导光胶，所述控制器盖板通过所述导光胶粘粘在所述电路板的第一表面。可选地，所述指示灯贴片于所述第一表面的非电磁屏蔽区上，所述控制器盖板面向所述电路板的一面设置有容纳所述指示灯的避让槽，使所述控制器盖板贴合于所述电路板的第一表面。可选地，所述电路板的第一表面涂覆有反光的绝缘层。可选地，所述内电极还包括：与所述内电极电芯焊接台相连的内电极焊装定位脚，所述内电极焊装定位脚固定在所述电路板上并与电路板电性连接。可选地，所述内电极焊装定位脚包括：与所述内电极电芯焊接台相连的定位脚基部和形成在所述定位脚基部一端的用于与所述电路板焊接连接的定位脚焊装部。可选地，所述定位脚焊装部包括：可插入并焊装在所述电路板上的两内电极插脚以本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电池控制器，其特征在于，所述电池控制器包括：/n一电路板，包括相对设置的第一表面及第二表面，所述第一表面和所述第二表面均设置有电路元器件；/n一正电极端盖，为金属导电材质，其与所述电路板电连接，包括：呈塔形分布的双层端盖，其第一层端盖固定并电连接所述电路板，其第二层端盖突出设置在所述第一层端盖上，并位于所述第一层端盖的中心，所述第一层端盖具有内腔，并具有连通内腔的开口端，所述第一层端盖的开口周缘与所述电路板第一表面紧密接触，将所述第一表面上的部分或全部电路元器件封装于所述正电极端盖内。/n

【技术特征摘要】
20190812 CN 2019107416701;20190812 CN 2019107416711.一种电池控制器，其特征在于，所述电池控制器包括：
一电路板，包括相对设置的第一表面及第二表面，所述第一表面和所述第二表面均设置有电路元器件；
一正电极端盖，为金属导电材质，其与所述电路板电连接，包括：呈塔形分布的双层端盖，其第一层端盖固定并电连接所述电路板，其第二层端盖突出设置在所述第一层端盖上，并位于所述第一层端盖的中心，所述第一层端盖具有内腔，并具有连通内腔的开口端，所述第一层端盖的开口周缘与所述电路板第一表面紧密接触，将所述第一表面上的部分或全部电路元器件封装于所述正电极端盖内。


2.如权利要求1所述的电池控制器，其特征在于，所述正电极端盖覆盖在电路板第一表面的中部区域，所述电路板第一表面未被所述正电极端盖覆盖处形成环形区域。


3.如权利要求1所述的电池控制器，其特征在于，所述电路板的第二表面焊装并电连接有内电极，所述内电极为金属导电材质，所述内电极具有用以接触并电连接电芯的内电极电芯焊接台，所述内电极电芯焊接台与所述电路板之间形成有容纳电路元器件的容纳空间。


4.如权利要求3所述的电池控制器，其特征在于，所述电池控制器还包括金属导电材质的控制器外壳体，所述电路板、所述电路板上的电路元器件、正电极端盖以及内电极构成安装在所述控制器外壳体中的控制电路组件，所述控制器外壳体具有环绕在所述控制电路组件外围的环形的外壳体侧壁，所述外壳体侧壁的轴向与所述电路板的轴向一致，所述外壳体侧壁与所述电路板固定并电连接，所述内电极电芯焊接台外露于所述控制器外壳体。


5.如权利要求1所述的电池控制器，其特征在于，所述第二层端盖也具有内腔，且第一层端盖和第二层端盖连通构成塔形腔体，所述第一表面上的电路元件收纳于所述塔形腔体内，所述正电极端盖构成覆盖于所述电路板第一表面上的封闭体。


6.如权利要求1所述的电池控制器，其特征在于，所述正电极端盖的第一层端盖上具有可插入所述电路板的正电极端盖焊装定位脚，所述电路板上设置有供所述正电极端盖焊装定位脚插入的定位槽以及环绕所述定位槽的正电极端盖焊盘，所述正电极端盖通过所述正电极端盖焊装定位脚与所述电路板进行电连接。


7.如权利要求3所述的电池控制器，其特征在于，所述电路板第一表面未被所述正电极端盖覆盖处设置有电芯测试点，所述电芯测试点电连接所述内电极，且所述电路板第一表面设置有环绕所述正电极端盖的绝缘材质的控制器盖板，所述控制器盖板覆盖住所述电芯测试点。


8.如权利要求7所述的电池控制器，其特征在于，所述电路板第一表面的非正电极端盖覆盖区或第二表面正对所述非正电极端盖覆盖区处设置有指示灯，所述指示灯与所述电路板电连接，所述控制器盖板为导光材质，所述指示灯发出的光线传导至所述控制器盖板上而在所述控制器盖板上形成发光面。


9.如权利要求8所述的电池控制器，其特征在于，所述控制器盖板背向所述电路板的一面覆盖有盖板遮光片或涂覆有盖板遮光层，所述指示灯的光线在所述控制器盖板的外周侧壁上形成环形发光面。


10.如权利要求8所述的电池控制器，其特征在于，所述电路板的非电磁屏蔽区处开设透光孔，所述透光孔贯通所述电路板的第一表面和第二表面，所述指示灯设置在所述电路板第二表面对应所述透光孔的位置，所述指示灯发出光经由所述透光孔导向所述控制器盖板。


11.如权利要求10所述的电池控制器，其特征在于，所述透光孔内加注透明型导光胶，所述控制器盖板通过所述导光胶粘在所述电路板的第一表面。


12.如权利要求8所述的电池控制器，其特征在于，所述指示灯贴片于所述第一表面的非电磁屏蔽区上，所述控制器盖板面向所述电路板的一面设置有容纳所述指示灯的避让槽，使所述控制器盖板贴合于所述电路板的第一表面。


13.如权利要求8所述的电池控制器，其特征在于，所述电路板的第一表面涂覆有反光的绝缘层。


14.如权利要求3所述的电池控制器，其特征在于，所述内电极还包括：与所述内电极电芯焊接台相连的内电极焊装定位脚，所述内电极焊装定位脚固定在所述电路板上并与电路板电性连接。


15.如权利要求14所述的电池控制器，其特征在于，所述内电极焊装定位脚包括：与所述内电极电芯焊接台相连的定位脚基部和形成在所述定位脚基部一端的用于与所述电路板焊接连接的定位脚焊装部。


16.如权利要求15所述的电池控制器，其特征在于，所述定位脚焊装部包括：可插入并焊装在所述电路板上的两内电极插脚以及平贴于所述电路板表面的内电极电路板焊接台，所述内电极电路板焊接台位于两所述内电极插脚之间，所述内电极电路板焊接台的边缘开设有开口槽，并在所述开口槽的两侧形成两导电凸缘，所述电路板上设置有供所述内电极插脚插入的内电极定位孔以及供所述内电极电路板焊接台平贴于其上并与其相焊接的内电极焊盘，所述内电极焊盘环绕所述内电极定位孔的周缘，所述内电极插脚和内电极电路板焊接台共用同一焊盘。


17.如权利要求14所述的电池控制器，其特征在于，所述内电极具有两个所述内电极焊装定位脚，两内电极焊装定位脚连接在所述内电极电芯焊接台的两侧。


18.如权利要求14所述的电池控制器，其特征在于，所述内电极为只有一个内电极焊装定位脚的单脚内电极，所述内电极焊装定位脚一体延伸并折弯形成所述内电极电芯焊接台，所述内电极电芯焊接台为不与所述电路板连接的可活动结构。


19.如权利要求14所述的电池控制器，其特征在于，所述内电极电芯焊接台的周缘一体成型设有相对于内电极电芯焊接台弯折的凸沿，所述内电极焊装定位脚通过所述凸沿间接连接于所述内电极电芯焊接台。


20.如权利要求3所...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈凯扬，马岳，靳体航，
申请(专利权)人：深圳市麦格松电气科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44