CN114374006A - 电池管理***及电动汽车 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种电池管理***及电动汽车。其中，电池管理***包括：电池管理模块；至少两个电芯，所述电芯包括壳体、盖板、卷芯和采集电路，所述壳体的至少一端设有开口，所述盖板用于密封所述壳体的开口端；所述采集电路和所述卷芯均设置于所述壳体的内部，所述采集电路用于采集所述卷芯的工作参数；其中，所述盖板设有传输部，所述传输部与所述采集电路连接；连接件，所述连接件分别与所述电池管理模块、所述传输部连接；其中，所述传输部用于将所述工作参数传输给所述电池管理模块，所述电池管理模块用于根据所述工作参数控制所述电芯的工作状态。本申请能够实现对各电芯进行独立管理，从而提高了电池模组的可靠性。

Description

电池管理***及电动汽车
技术领域
本申请涉及电池管理技术领域，尤其涉及一种电池管理***及电动汽车。
背景技术
相关技术中，电池包包括多个电池模组和电池管理模块(BMS)，电池管理模块与各电池模组连接，以采集电池模组中固定电芯的信息。
但是，该信息仅表示电池模组中部分电芯的信息，因此，电池管理模块无法对电池模组中各个电芯进行针对性管理，从而影响了电池模组的可靠性。
发明内容
本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本申请提出一种电池管理***及电动汽车，能够实现对各电芯进行独立管理，从而提高了电池模组的可靠性。
根据本申请的第一方面实施例的电池管理***，包括：电池管理模块；至少两个电芯，所述电芯包括壳体、盖板、卷芯和采集电路，所述壳体的至少一端设有开口，所述盖板用于密封所述壳体的开口端；所述采集电路和所述卷芯均设置于所述壳体的内部，所述采集电路用于采集所述卷芯的工作参数；其中，所述盖板设有传输部，所述传输部与所述采集电路连接；连接件，所述连接件分别与所述电池管理模块、所述传输部连接；其中，所述传输部用于将所述工作参数传输给所述电池管理模块，所述电池管理模块用于根据所述工作参数控制所述电芯的工作状态。
根据本申请的一些实施例，所述连接件包括线束、FFC板、FPC板中的任一种。
根据本申请的一些实施例，所述连接件包括：第一子连接件，第一子连接件的一端与所述电池管理模块连接；第二子连接件，所述第二子连接件的一端与所述第一子连接件的另一端连接，所述第二子连接件的另一端与所述传输部焊接。
根据本申请的一些实施例，电池模组包括至少两个所述电芯，所述连接件包括：第三子连接件，所述第三子连接件分别与相邻设置的两个所述电芯的传输部焊接；第四子连接件，所述第四子连接件的一端与所述电池模组中第一个所述电芯的传输部焊接，所述第四子连接件的另一端与所述电池管理模块连接；第五子连接件，所述第五子连接的一端与所述电池模组中最后一个所述电芯的传输部焊接，所述第五子连接件的另一端与所述电池管理模块连接。
根据本申请的一些实施例，所述焊接包括铝丝焊。
根据本申请的一些实施例，所述采集电路包括：采集模块，所述采集模块用于采集所述工作参数；控制模块，所述控制模块与所述采集模块连接，所述控制模块用于发送所述工作参数；其中，所述电池管理模块用于根据所述工作参数生成控制信号，所述控制模块用于根据所述控制信号控制所述电芯的工作状态。
根据本申请的一些实施例，所述工作参数包括电流参数、功率参数、温度参数、压力参数中的至少一种。
根据本申请的一些实施例，所述采集电路还包括：隔离模块，所述隔离模块的一端与所述控制模块连接，所述隔离模块的另一端用于与所述传输部连接。
根据本申请的一些实施例，所述隔离模块包括电容、变压器、薄膜线圈、NFC中的至少一种。
根据本申请的第二方面实施例的电动汽车，包括：如第一方面所述的电池管理***。
本申请实施例提供的电池管理***及电动汽车通过在每一个电芯中设置采集电路，并通过设置于每一个电芯盖板上的传输部使电芯与电池管理模块有线连接，从而使得电池管理模块能够根据连接件、传输部获取各卷芯的工作参数，进而确定各电芯当前的工作状态，并对该工作状态进行控制。由此可知，本申请实施例提供的电池管理***实现了对各电芯的独立管理，从而在一定程度上提高了电池模组的可靠性。
本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。
附图说明
下面结合附图和实施例对本申请做进一步的说明，其中：
图1为本申请实施例电池管理***的一结构示意图；
图2为本申请实施例电芯的一结构示意图；
图3为本申请实施例电池管理***的另一结构示意图；
图4为本申请实施例电池管理***的另一结构示意图；
图5为本申请实施例电池管理***的另一结构示意图；
图6为本申请实施例采集电路的一模块框图。
附图标记：
电池管理模块100、电芯200、壳体201、盖板202、卷芯203、采集电路204、传输部205、连接件206、FFC板207、采集模块208、控制模块209、隔离模块210。
具体实施方式
下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。
在本申请的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
在本申请的描述中，若干的含义是一个以上，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
本申请的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本申请中的具体含义。
本申请的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
参照图1和图2，本申请实施例提供了一种电池管理***。该电池管理***包括电池管理模块100和至少两个电芯200。电芯200包括壳体201、盖板202、卷芯203和采集电路204，壳体201的至少一端设有开口，盖板202用于密封壳体201的开口端。采集电路204和卷芯203均设置于壳体201的内部，采集电路204用于采集卷芯203的工作参数。其中，盖板202设有传输部205，传输部205与采集电路204连接。连接件206分别与电池管理模块100、传输部205连接，传输部205用于将工作参数传输给电池管理模块100，电池管理模块100用于根据工作参数控制电芯200的工作状态。
具体地，电池管理***包括至少两个能够对自身工作参数进行采集的电芯200，以及用于接收该工作参数，并根据该工作参数能够对对应电芯200的工作状态进行控制的电池管理模块100。其中，至少两个电芯200组成一个电池模组，电芯200包括壳体201、盖板202、卷芯203和采集电路204，盖板202与壳体201的开口端相适配，盖板202用于密封壳体201的开口端，以在壳体201的内部形成一个密封收容腔，卷芯203和采集电路204设置于该密封收容腔内，采集电路204用于采集能够表征电芯200当前工作状态的工作参数。盖板202上设置有贯穿盖板202两侧的传输部205，传输部205靠近卷芯203的一端用于与采集电路204连接，用于接收采集电路204采集的工作参数；传输部205远离卷芯203的一端通过连接件206与电池管理模块100有线连接，以将该工作参数通过连接件206发送给电池管理模块100。电池管理模块100根据该工作参数确定电芯200当前的工作状态，并在电芯200当前的工作状态表示充电电流过大、电解液减少、环境温度过高等时，生成对应的控制信号。该控制信号通过连接件206和传输部205回传至采集电路204，采集电路204根据该控制信号执行相应的操作，例如：关断卷芯203的供电线路等，从而实现了对电芯200工作状态的控制。可以理解的是，电池模组中电芯200的数量可以根据实际需要进行适应性设置，本申请实施例对此不作具体限定。
其中，根据所采集的卷芯203的工作参数类型，将至少一个芯片在PCB板(或FPC板)上集成，例如：工作参数包括温度参数、压力参数，则可将温度传感器、压力传感器集成在同一块PCB板上，以形成采集电路204；或采集电路204由一个集成芯片、连接线束以及其他元器件(电阻、电感等)组成，其中，该集成芯片能够实现对不同类型的工作参数的采集。采集电路204设置于壳体201内部的任意位置，采集电路204用于对卷芯203进行工作参数采集等操作，从而实现对单体电芯200工作状态的检测，进而避免了因某些单体电芯200工作状态被忽略遗漏而对电池模组等造成的影响。
本申请实施例提供的电池管理***通过在每一个电芯200中设置采集电路204，并通过设置于每一个电芯200盖板202上的传输部205使电芯200与电池管理模块100有线连接，从而使得电池管理模块100能够根据连接件206、传输部205获取各卷芯203的工作参数，进而确定各电芯200当前的工作状态，并对该工作状态进行控制。由此可知，本申请实施例提供的电池管理***实现了对各电芯200的独立管理，从而在一定程度上提高了电池模组的可靠性。
参照图1至图3，在一些实施例中，连接件206包括线束、FFC板、FPC板中的任一种。具体地，为了实现电芯200与电池管理模块100的有线连接，可选用线束、FFC板207、FPC中的任一种串联传输部205和电池管理模块100。当选用线束时，线束的一端与电池管理模块100连接，线束的另一端与设置于盖板202上的传输部205连接；当选用FFC(Flexible FlatCable，柔性扁平电缆)板207或FPC(Flexible Printed Circuit，柔性电路板)板时，传输部205通过导线与FFC板207(或FPC板)上对应的触点连接，以形成传输通路。可以理解的是，为了提高连接的便捷性，可将FFC板207(或FPC板)的长度设置为能够覆盖整个电池模组，即通过一块FFC板207(或FPC板)即可实现与所有电芯200的传输部205连接。各传输部205分别与设置与上方的FFC板207(或FPC板)的对应触点连接，FFC板207(或FPC板)还与电池管理模块100连接，从而实现电芯200与电池管理模块100的有线连接。
可以理解的是，在本申请实施例中，电芯200与电池管理模块100的有线连接结构包括总线型拓扑和菊花链型拓扑。以下，结合上述实施例所描述的特征对这两种连接拓扑进行具体说明。
首先，对总线型拓扑进行具体说明。参照图1至图4，在一些实施例中，连接件206包括第一子连接件和第二子连接件。第一子连接件的一端与电池管理模块100连接，第二子连接件的一端与第一子连接件的另一端连接，第二子连接件的另一端与传输部205焊接。可以理解的是，总线型拓扑结构表示将网络中的各个节点设备用一根总线挂接。因此，当连接件206为线束时，第一子连接件表示该总线，第二子连接件表示各电芯200与该总线连接的导线，即当电池模组包括至少两个电芯200时，连接件206包括至少两个第二子连接件。当连接件206为FFC板207(或FPC板)时，第一子连接件为FFC板207(或FPC板)本体，第二子连接件为用于将FFC板207(或FPC板)与传输部205连接的导线。
其中，传输部205远离卷芯203的一侧设置有用于与第二子连接件连接的焊点，即第二子连接件的另一端通过焊接的方式与传输部205连接。
其次，对菊花链型拓扑进行具体说明。参照图1至图5，在一些实施例中，连接件206包括第三子连接件、第四子连接件和第五子连接件。第三子连接件分别与相邻设置的两个电芯200的传输部205焊接。第四子连接件的一端与电池模组中第一个电芯200的传输部205焊接，第四子连接件的另一端与电池管理模块100连接。第五子连接件的一端与电池模块中最后一个电芯200的传输部205焊接，第五子连接件的另一端与电池管理模块100连接。
可以理解的是，菊花链型拓扑表示能够形成环形通路的连接结构。电池模组包括至少两个如上述任一实施例所描述的电芯200，第三子连接件用于串联电池模组内部相邻设置的两个电芯200，第四子连接件和第五子连接件用于将电池模组的两端分别与电池管理模块100连接，从而形成一环形通路。具体地，当电池模组包括多个电芯200时，则可将多个电芯200划分为一个位于首位的电芯200、多个位于中间位的电芯200和一个位于尾位的电芯200。第三子连接件用于将位于首位的电芯200与相邻的位于中间位的电芯200连接、将相邻的位于中间位的电芯200连接，以及将位于尾位的电芯200与相邻的位于中间位的电芯200连接。第四子连接件的一端与电池管理模块100连接，第四子连接件的另一端与位于首位的电芯200连接。第五子连接件的一端与电池管理模块100连接，第五子连接件的另一端与位于尾位的电芯200连接。
可以理解的是，当连接件206为线束时，第三子连接件、第四子连接件、第五子连接件均为按照上述连接方式连接的导线。当连接件206为FFC板207(或FPC板)时，第三子连接件为电芯200与FFC板207(或FPC板)触点连接的导线，第四子连接件为电池管理模块100一端与FFC板207(或FPC板)对应触点连接的导线，第五子连接件为电池管理模块100另一端与FFC板207(或FPC板)对应触点连接的导线。其中，FFC板207(或FPC板)上对应触点为连通状态，以通过FFC板207(或FPC板)本体、第三子连接件、第四子连接件、第五子连接件将电池管理模块100与各电芯200环形导通。
其中，传输部205远离卷芯203的一侧设置有用于与第三子连接件连接的焊点，即第三子连接件通过焊接的方式将相邻的两个电芯200串联。
在一些实施例中，焊接包括铝丝焊。可以理解的是，第一子连接件、第二子连接件、第三子连接件、第四子连接件、第五子连接件为铝丝，或采用铝丝作为焊接媒介，将第一子连接件、第二子连接件、第三子连接件、第四子连接件、第五子连接件与电芯200传输部205的触点焊接，对此本申请实施例不做具体限定。
参照图1至图6，在一些实施例中，采集电路204包括采集模块208和控制模块209。采集模块208用于采集工作参数；控制模块209与采集模块208连接，控制模块209用于发送工作参数。其中，电池管理模块100用于根据工作参数生成控制信号，控制模块209用于根据该控制信号控制电芯200的工作状态。
具体地，根据所采集的卷芯203的工作参数类型，将至少一个芯片在PCB板(或FPC板)上集成，例如：工作参数包括温度参数、压力参数、电流参数、功率参数等，则可将温度传感器、压力传感器、电流传感器、功率传感器集成在同一块板上，以形成采集模块208；或采集模块208由一个集成芯片、连接线束以及其他元器件(电阻、电感等)组成，其中，该集成芯片能够实现对不同类型的工作参数的采集。
可以理解的是，采集模块208的一端与控制模块209连接，控制模块209用于接收采集模块208采集的工作参数，并用于根据电池管理模块100发送的控制信号控制电芯200、采集模块208等的工作状态。
可以理解的是，当电池模组包括多个电芯200时，为了避免控制信号执行对象错误，传输部205还可以将对应电芯200的ID信息发送给电池管理模块100。电池管理模块100生成携带ID信息的控制信号，以使控制模块209根据该ID信息确定该控制信号的执行对象为本电芯200，从而根据该控制信号对电芯200的工作状态进行控制。
在一些实施例中，采集电路204还包括隔离模块210，隔离模块210的一端与控制模块209连接，隔离模块210的另一端用于与传输部205连接。可以理解的是，当有线传输距离越长，或传输环境越复杂时，容易在传输中出现通信问题。例如，外部环境中复杂多变的电磁场会间接抬高连接件206的电势，使得静电、浪涌、短路等现象直接作用于连接件206。因此，在与传输部205中连接的采集电路204中设置隔离模块210，以形成通信隔离，从而保证有线传输的可靠性。其中，隔离模块210的一端用于接收控制模块209发送的工作参数，隔离模块210的另一端用于将该工作参数传输给与其连接的传输部205，进而使得电池管理模块100能够根据与传输部205连接的连接件206获取该工作参数。
可以理解的是，隔离模块210包括电容、变压器、薄膜线圈、NFC中的任一种，对此本申请实施例不作具体限定。
本申请实施例还提供了一种电动汽车，该电动汽车包括如上述任一实施例所描述的电池管理***。
可见，上述电池管理***实施例中的内容均适用于本电动汽车实施例中，本电动汽车实施例所具体实现的功能与上述电池管理***实施例相同，并且达到的有益效果与上述电池管理***实施例所达到的有益效果也相同。
上面结合附图对本申请实施例作了详细说明，但是本申请不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本申请宗旨的前提下作出各种变化。此外，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

Claims (10)

1.电池管理***，其特征在于，包括：
电池管理模块；
至少两个电芯，所述电芯包括壳体、盖板、卷芯和采集电路，所述壳体的至少一端设有开口，所述盖板用于密封所述壳体的开口端；所述采集电路和所述卷芯均设置于所述壳体的内部，所述采集电路用于采集所述卷芯的工作参数；其中，所述盖板设有传输部，所述传输部与所述采集电路连接；
连接件，所述连接件分别与所述电池管理模块、所述传输部连接；
其中，所述传输部用于将所述工作参数传输给所述电池管理模块，所述电池管理模块用于根据所述工作参数控制所述电芯的工作状态。
2.根据权利要求1所述的电池管理***，其特征在于，所述连接件包括线束、FFC板、FPC板中的任一种。
3.根据权利要求2所述的电池管理***，其特征在于，所述连接件包括：
第一子连接件，第一子连接件的一端与所述电池管理模块连接；
第二子连接件，所述第二子连接件的一端与所述第一子连接件的另一端连接，所述第二子连接件的另一端与所述传输部焊接。
4.根据权利要求2所述的电池管理***，其特征在于，电池模组包括至少两个所述电芯，所述连接件包括：
第三子连接件，所述第三子连接件分别与相邻设置的两个所述电芯的传输部焊接；
第四子连接件，所述第四子连接件的一端与所述电池模组中第一个所述电芯的传输部焊接，所述第四子连接件的另一端与所述电池管理模块连接；
第五子连接件，所述第五子连接的一端与所述电池模组中最后一个所述电芯的传输部焊接，所述第五子连接件的另一端与所述电池管理模块连接。
5.根据权利要求3或4所述的电池管理***，其特征在于，所述焊接包括铝丝焊。
6.根据权利要求5所述的电池管理***，其特征在于，所述采集电路包括：
采集模块，所述采集模块用于采集所述工作参数；
控制模块，所述控制模块与所述采集模块连接，所述控制模块用于发送所述工作参数；
其中，所述电池管理模块用于根据所述工作参数生成控制信号，所述控制模块用于根据所述控制信号控制所述电芯的工作状态。
7.根据权利要求6所述的电池管理***，其特征在于，所述工作参数包括电流参数、功率参数、温度参数、压力参数中的至少一种。
8.根据权利要求7所述的电池管理***，其特征在于，所述采集电路还包括：
隔离模块，所述隔离模块的一端与所述控制模块连接，所述隔离模块的另一端用于与所述传输部连接。
9.根据权利要求8所述的电池管理***，其特征在于，所述隔离模块包括电容、变压器、薄膜线圈、NFC中的至少一种。
10.电动汽车，其特征在于，包括：如权利要求1至9任一项所述的电池管理***。
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