布線工裝及使用該工裝的布線方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種布線工裝及使用該工裝的布線方法，布線工裝的布線板上設有用于與相應電池組中電池單體的極柱對應的接線柱，接線柱上設有用于定位采集線位置的接線結構，在使用時，接線柱將按照電池組中電池單體的極柱布置方式對應分布在布線板上，以通過接線柱來模擬電池單體的極柱，適當定位安裝在接線柱的接線結構上的采集線相當于安裝在電池組中的采集線，從而使得電池單體的成組裝配和采集線的布線工序可同時進行或采集線的布線工序可先于電池單體的成組裝配進行，縮短了整個電池模塊裝配的工藝長度，在不依賴成組設置的鋰電池單體的情況下完成電壓和溫度采集線的配線，提高了電池模塊中采集線配線的效率。
【專利說明】布線工裝及使用該工裝的布線方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種布線工裝及使用該工裝的布線方法。
【背景技術】
[0002]目前，鋰離子蓄電池(簡稱鋰電池)大多采用單體成組為模塊后使用，鋰電池模塊內包含多串鋰電池單體，鋰電池模塊中電信的排布方式為m行Xn列，不同串數(shù)對應不同的模塊電壓，每串鋰電池單體對應的電芯采用電池管理系統(tǒng)(BMS)進行單體電壓和溫度監(jiān)測，相比傳統(tǒng)鉛酸蓄電池模塊不對單體電壓和溫度進行監(jiān)測而只監(jiān)測總體電壓的設計，鋰電池模塊所需的電壓和溫度采集線數(shù)量更多，布線也更加復雜。
[0003]針對m行Xn列的鋰電池模塊，多數(shù)廠家采用直接在鋰電池模塊的電芯極柱上連接電壓和溫度采集線(簡稱直接布線法)，在裝配過程中，將鋰電池單體成組而形成鋰電池模塊后，再將電壓和溫度采集線連接在各個電池單體上，這種方法在應對小批量的鋰離子電話此模塊采集線布線連接時具備可行性，但當鋰離子電池模塊的批量過大和采集線數(shù)量過多時，直接布線法就暴露出其生產效率低下、批量一致性差和不安全的問題，尤其是在電壓和溫度采集線先于鋰電池單體到達裝配車間時，需要等待鋰電池單體到貨并成組后，才能進行接線。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種在不依賴成組設置的鋰電池單體的情況下完成電壓和溫度采集線的配線的布線工裝，同時還提供了一種使用該布線工裝的布線方法。
[0005]為了實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明中布線工裝的技術方案如下:
布線工裝，包括布線板，布線板上設有用于與相應電池組中電池單體的極柱對應的接線柱，接線柱上設有用于定位采集線位置的接線結構。
[0006]布線板上開設有安裝孔，接線柱可拆插裝在安裝孔中。
[0007]安裝孔有兩組以上，同組中各安裝孔在布線板上形成用于在安裝接線柱后對同一規(guī)格電池組配線的布線位，各組安裝孔在布線板上形成用于與不同規(guī)格電池組對應、以通過改變接線柱在布線板上的位置對規(guī)格變化后電池組配線的備選布線位。
[0008]安裝孔在布線板上呈陣列分布。
[0009]接線柱上具有固定在布線板上的固定部分，固定部分和接線結構在接線柱軸向間隔設置，固定部分和接線結構中的一個上裝配有滑塊、另一個上裝配有滑軌，滑塊沿接線柱徑向導向裝配在滑軌中而形成徑向調整機構。
[0010]徑向調整機構和固定部分之間設有供徑向調整機構相對于固定部分繞接線柱軸向轉動的旋轉機構，并在徑向調整機構和固定部分上對應設有用于在徑向調整機構轉動到位后將其鎖定在固定部分上的鎖止結構。
[0011 ] 鎖止結構包括固定在鎖定部分上的雙向棘輪和固定在徑向調整機構上的換向開關，換向開關和雙向棘輪形成雙向式棘輪機構。[0012]布線板有兩個以上，相鄰兩布線板通過連接座可拆固連。
[0013]本發(fā)明中布線方法的技術方案如下:
布線方法，包括以下步驟:步驟一，預備布線工裝，布線工裝包括布線板，布線板上設有與相應電池組中電池單體的極柱對應的接線柱，接線柱上設有接線結構；步驟二，將各條采集線分別定位安裝在相應接線柱的接線結構上，各采集線遠離接線柱的一端匯集成束并被固定在一起；步驟三，將步驟二中采集線束從布線工裝上取下備用。
[0014]在步驟一中，接線結構在接線柱徑向移動，以使接線結構在布線板上的相對位置與相應極柱在所屬電池組中位置一致。
[0015]本發(fā)明在布線板上設有用于與相應電池組中電池單體的極柱對應的接線柱，接線柱上設有用于定位采集線位置的接線結構，在使用時，接線柱將按照電池組中電池單體的極柱布置方式對應分布在布線板上，以通過接線柱來模擬電池單體的極柱，適當定位安裝在接線柱的接線結構上的采集線相當于安裝在電池組中的采集線，從而使得電池單體的成組裝配和采集線的布線工序可同時進行或采集線的布線工序可先于電池單體的成組裝配進行，在電池單體成組時，將從布線工裝上取下的采集線束安裝在電池組上，完成電池模塊的裝配，因此縮短了整個電池模塊裝配的工藝長度，在不依賴成組設置的鋰電池單體的情況下完成電壓和溫度采集線的配線，提高了電池模塊中采集線配線的效率。
[0016]進一步的，接線柱上具有固定在布線板上的固定部分，固定部分和接線結構在接線柱軸向間隔設置，固定部分和接線結構中的一個上裝配有滑塊、另一個上裝配有滑軌，滑塊沿接線柱徑向導向裝配在滑軌中而形成徑向調整機構，在使用時，接線柱在布線板上的固定位置與電池組中電池單體的極柱分布位置存在一定偏差，此時可通過在接線柱的徑向上調整接線結構，以縮小 接線結構與極柱之間的偏差，提高了配線工作的準確性和可靠性。
[0017]進一步的，徑向調整機構和固定部分之間設有供徑向調整機構相對于固定部分繞接線柱軸向轉動的旋轉機構，并在徑向調整機構和固定部分上對應設有用于在徑向調整機構轉動到位后將其鎖定在固定部分上的鎖止結構，在使用時，旋轉機構可保證徑向調整機構在360°范圍內旋轉，以使得接線結構可在接線柱的任意角度的徑向上進行調整，進一步提高了接線結構相對于電池單體的極柱對準的精確性和可靠性，保證了配線的精確、可靠。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1是本發(fā)明中布線工裝實施例在使用狀態(tài)下的立體結構示意圖；
圖2是圖1中接線柱的結構示意圖；
圖3是圖2的左視圖；
圖4是圖1中布線工裝背側的立體結構示意圖；
圖5是圖4中布線板的結構示意圖；
圖6是圖4中連接座的俯視圖；
圖7是圖2中接線螺栓的立體結構示意圖；
圖8是圖3中滑塊的立體結構示意圖。
【具體實施方式】
[0019]本發(fā)明中布線工裝的實施例:如圖1至圖8所示，該布線工裝是一種專用于給電池組中電池單體配上電壓和溫度采集線的工裝，其主要由布線板1、接線柱8和捆扎螺釘構成，布線板I上開設有呈方陣分布的安裝孔2，接線柱8是一種可以緊固采集線末端多種壓接端頭的特殊螺栓，接線柱8從上向下依次具有接線螺栓、徑向調整機構、旋轉機構和固定螺栓16，其中接線螺栓上旋設有緊固底盤15及其上方的緊固螺母14，接線螺栓上通過緊固螺母14和緊固底盤15的配合使用形成可以緊固管型、針型、O型和U型等采集線端頭的接線結構；徑向調整機構由固定在接線螺栓底部的滑塊12和固定在旋轉機構的上側旋轉件上的滑軌11，滑軌11沿接線柱8的徑向延伸，滑塊12為沿接線柱8的徑向導向套裝在滑軌11上的C型套體，并在滑軌11的兩端設有防止滑塊12脫出的封閉結構，在滑軌11的表面設有刻度，以使滑塊12可帶動接線螺栓13在滑軌11中小位移調動(位移范圍5mm);旋轉機構包括固定在滑軌11下方的上旋轉件和固定在固定螺栓16上方的下旋轉件，以使徑向調整機構繞接線柱8的軸向360°轉動，使得接線結構可在接線柱8的任意角度的徑向上進行調整，并在固定螺栓16和滑軌11上對應設有鎖止結構，該鎖止結構包括固定在上旋轉件外周上的換向開關10和一體設置在下旋轉件外周上的雙向棘輪9，換向開關10和雙向棘輪9形成雙向式棘輪機構，以便于在滑軌11相對于固定螺栓16旋轉到位后將徑向調整機構鎖定在固定螺栓16上方；固定螺栓16和接線螺栓13的軸線平行或重合，且固定螺栓16形成接線柱8的用于螺紋連接在布線板I上的安裝孔2中的固定部分。
[0020]接線螺栓的底端面上開設有十字槽?；瑝K倒扣在滑軌上，滑塊的頂部開設有與接線螺栓螺紋連接的螺紋穿孔。接線螺栓的下段螺紋連接在螺栓穿孔中，接線螺栓的底端從螺紋穿孔中穿過而伸入滑塊中。在需要調節(jié)徑向調整機構時，將接線螺栓從滑塊上旋松，使得接線螺栓與滑軌脫開，而使滑塊可帶動接線螺栓在滑軌上移動；在需要鎖定接線螺栓的位置時，旋緊接線螺栓，使得接線螺栓的底端頂緊在滑軌的頂部，從而使得滑塊在接線螺栓的限位下被鎖定在滑軌上，而接線螺栓也被鎖定在滑軌上。
[0021]布線板I是一種采用亞克力材料制成的具有標準尺寸的標準樣板，其中亞克力材料具備透明、抗摩擦和絕緣性好等特性，布線板I上的安裝孔2的孔徑為2.5mm、行列間距為5mm，且該安裝孔2為通孔。當鋰電池模塊電壓等級較高時，其內電芯串數(shù)會相應偏多，當排布的行列超過一定數(shù)量時，單塊布線板I上的安裝孔2數(shù)目會不足以對應全部的電芯極柱，此時需要采用設置在布線板I背面的連接座3將兩塊布線板I進行拼接，連接座3上開設有空間垂直交錯布置的豎向連接孔6和水平連接孔5，其中豎向連接孔6內穿設有緊固螺釘，以通過緊固螺釘穿過而將連接座3固連在布線板I上；水平連接孔5的兩端內均嵌裝有壓鉚螺母7，以通過連接螺柱4將相鄰兩布線板I上的對應連接座3固連，并可通過連接螺柱4調整兩布線板I之間的間距。
[0022]依據(jù)鋰電池組內各電芯極柱的間距尺寸，在布線板I上選取對應的9X2個安裝孔2 (安裝孔2間距和極柱間距可能會有不超過5mm的偏差)，然后在這些安裝孔2上分別固定接線柱8，通過旋轉機構和徑向調整機構微調接線柱8的中部，以使接線柱8上端的接線結構間距和極柱間距精確對應(零偏差)，同時在布線板I上于同排中兩接線柱8之間旋設綁扎螺釘20。通過在布線板I上固定接線柱8來精確模擬電芯極柱的位置排布，可以實現(xiàn)脫離鋰電池模塊本體而直接在布線板I上對所有采集線進行規(guī)劃布線和批量綁扎。
[0023] 本實施例中布線工裝在規(guī)劃布線時，以模擬電芯極柱的接線柱8 (簡稱模擬接線柱8)作為起始點，然后利用記號筆和量具在樣板上畫出采集線走線路徑，包括分支線22和主干線21 (這些路徑上必須分布有一定數(shù)量的通孔)，并可以在樣板上標注布線近端和遠端地址、線束型號、線長和綁扎間距等參數(shù)信息，這些信息標記可以在樣板上被反復擦寫和修改。當走線路徑確定后，就可以在路徑上按適當間距選定通孔并安裝綁扎螺釘20，這些綁扎螺釘20用于綁扎梳理路徑上分布的線束，并能控制線束彎曲半徑。
[0024]采用本實施例中布線工裝在進行布線時，可通過如下步驟實施:
步驟一，按照電池模塊中采集線的實際走線預備布線工裝，其中每串電芯對應一對模擬接線柱8 (—正一負)；
步驟二，在每對模擬電芯極柱的接線柱8上固定一根電壓采集線和一根溫度采集線的預絕緣端頭，并將每根固定端頭的采集線沿著布線路經由分支線22到總干線，匯集成束，并將布線路經上的線束綁扎固定在指定間距的綁扎螺釘20上，將各根采集線遠離接線柱8的一端匯集成束并一起固定在采集線接插件23上；
步驟三，在步驟二完成一套電池模塊的采集線束理線后，將該套線束從布線工裝上拆
下；
步驟四，重復步驟二、三進行其他套采集線的線束布線。
[0025]本實施例能夠 實現(xiàn)脫離鋰電池模塊本體而直接在布線板I上進行采集線實物布線，打破了傳統(tǒng)上先成組鋰電池模塊后連接采集線的工序，而且將工作量較大的采集線布線連接工步提前到了產品設計階段就可以完成，同時采集線批量越多，本布線工裝的布線速度和批量一致性優(yōu)勢越明顯，而且由于脫離帶電體從根本上杜絕了因人工疏忽和線束誤接觸造成電氣短路等不安全隱患。
[0026]在上述實施例中，旋轉機構的鎖止通過雙向式棘輪機構實現(xiàn)，在其他實施例中，雙向式棘輪機構也可以用單向式棘輪機構替換或鎖緊螺母、鎖銷等其他鎖止結構替換。
[0027]在上述實施例中，通過接線柱和綁扎螺釘配合來實現(xiàn)布線，在其他實施例中，綁扎螺釘也可以去除，單純依靠接線柱來完成采集線的配線。
[0028]在上述實施例中，通過兩塊布線板來實現(xiàn)布線，在其他實施例中，當電池模塊中電芯極柱較少時，單塊布線板即可滿足要求，此時可通過單塊布線板來實現(xiàn)布線。
[0029]由以上實施例可知，該布線工裝也可以通過以下步驟來完成布線:
步驟一，預備布線工裝，布線工裝包括布線板，布線板上設有與相應電池組中電池單體的極柱對應的接線柱，接線柱上設有接線結構；步驟二，將各條采集線分別定位安裝在相應接線柱的接線結構上，各采集線遠離接線柱的一端匯集成束并被固定在一起；步驟三，將步驟二中采集線束從布線工裝上取下備用。
[0030]本發(fā)明中布線方法的實施例:本實施例中布線方法的步驟與上述實施例中布線方法的步驟相同，因此不再贅述。
【權利要求】
1.布線工裝，其特征在于，包括布線板，布線板上設有用于與相應電池組中電池單體的極柱對應的接線柱，接線柱上設有用于定位采集線位置的接線結構。
2.根據(jù)權利要求1所述的布線工裝，其特征在于，布線板上開設有安裝孔，接線柱可拆插裝在安裝孔中。
3.根據(jù)權利要求2所述的布線工裝，其特征在于，安裝孔有兩組以上，同組中各安裝孔在布線板上形成用于在安裝接線柱后對同一規(guī)格電池組配線的布線位，各組安裝孔在布線板上形成用于與不同規(guī)格電池組對應、以通過改變接線柱在布線板上的位置對規(guī)格變化后電池組配線的備選布線位。
4.根據(jù)權利要求2所述的布線工裝，其特征在于，安裝孔在布線板上呈陣列分布。
5.根據(jù)權利要求1至4中任意一項所述的布線工裝，其特征在于，接線柱上具有固定在布線板上的固定部分，固定部分和接線結構在接線柱軸向間隔設置，固定部分和接線結構中的一個上裝配有滑塊、另一個上裝配有滑軌，滑塊沿接線柱徑向導向裝配在滑軌中而形成徑向調整機構。
6.根據(jù)權利要求5所述的布線工裝，其特征在于，徑向調整機構和固定部分之間設有供徑向調整機構 相對于固定部分繞接線柱軸向轉動的旋轉機構，并在徑向調整機構和固定部分上對應設有用于在徑向調整機構轉動到位后將其鎖定在固定部分上的鎖止結構。
7.根據(jù)權利要求5所述的布線工裝，其特征在于，鎖止結構包括固定在鎖定部分上的雙向棘輪和固定在徑向調整機構上的換向開關，換向開關和雙向棘輪形成雙向式棘輪機構。
8.根據(jù)權利要求1至4中任意一項所述的布線工裝，其特征在于，布線板有兩個以上，相鄰兩布線板通過連接座可拆固連。
9.使用如權利要求1所述的布線工裝的布線方法，其特征在于，包括以下步驟:步驟一，預備布線工裝，布線工裝包括布線板，布線板上設有與相應電池組中電池單體的極柱對應的接線柱，接線柱上設有接線結構；步驟二，將各條采集線分別定位安裝在相應接線柱的接線結構上，各采集線遠離接線柱的一端匯集成束并被固定在一起；步驟三，將步驟二中采集線束從布線工裝上取下備用。
10.根據(jù)權利要求9所述的布線方法，其特征在于，在步驟一中，接線結構在接線柱徑向移動，以使接線結構在布線板上的相對位置與相應極柱在所屬電池組中位置一致。
【文檔編號】H01M2/20GK104022253SQ201410207646
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年5月16日 優(yōu)先權日:2014年5月16日
【發(fā)明者】曹乃鋒, 白紅燕, 李棟 申請人:中航鋰電（洛陽）有限公司