CN214450307U - 新能源汽车电池保护装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种新能源汽车电池保护装置，包括电池模组、电池检测传感器模块、控制器、V2X通讯模块和云服务器；电池检测传感器模块安装在电池模组内，并通过CAN总线与控制器连接，电池模组和V2X通讯模块分别与控制器连接；V2X通讯模块与云服务器无线数据连接；电池模组包括端盖、外壳和若干个电池单元，外壳的前端设有开口，端盖封装于开口处，端盖上设有正电极、负电极和冷却液接口；外壳内设有冷却管和电池插槽，电池单元安装于电池插槽内，正电极和负电极电气连接电池单元及控制器，冷却液接口连接冷却管。本设计采用具有良好密封性、稳定性和散热性的电池模组，增强***的安全性，以实现车辆更安全、更智能、更环保。

Description

新能源汽车电池保护装置

技术领域

本实用新型涉及汽车控制技术领域，具体为一种新能源汽车电池保护装置。

背景技术

石油资源短缺导致油价持续居高不下，以电力驱动的新能源汽车受到人们关注。传统汽车厂商也开始转型生产新能源汽车，对于新能源汽车的发展，我国政府也给予许多政策支持， 2012年6月国务院发布《节能与新能源产业发展规划》，讲明了新能源汽车的发展路线。

新能源汽车自然问题严重，根据清华大学电池安全实验室发布《2019年动力电池安全性研究报告》中，得到的2019年新能源汽车自然数据；其中与动力电池安全相关的新能源汽车安全事故达40余起。在这40余事故中，电池热失控是动力电池安全事故重要原因，为了减少电池热失控带来汽车自然的损失， BMS***不应该只有监测作用还需要有预警功能，融合新的通信技术和更先进的传感器技术。也还有不少新能源车的自然事故是在汽车行驶中发生，其原因归咎于“电滥用”，汽车行驶中错误的电流电压导致驱动电机发热严重和加速汽车电路的老化，因此新能源的电控技术需更新迭代。电控技术是新能源汽车“三电”之一，对新能源汽车有不可替代的重要地位，其涉及整车控制、电池监督、驱动电机优化配置等。作为新能源汽车动力结构的关键部件之一，电控的正常工作直接影响着新能源汽车的爬坡、加速、最高时速等主要的性能指标。

实用新型内容

为了解决上述现有技术中存在的缺陷，本实用新型提供一种新能源汽车电池保护装置，实现车辆更安全、更智能、更环保的目标。

本实用新型解决其技术问题所采用技术方案为：新能源汽车电池保护装置，包括电池模组、电池检测传感器模块、控制器、V2X通讯模块和云服务器；所述电池检测传感器模块安装在电池模组内，通过CAN总线与控制器连接，所述电池模组和V2X 通讯模块分别与控制器连；所述V2X通讯模块与云服务器无线数据连接；所述电池模组包括端盖、外壳和若干个电池单元，所述外壳的前端设有开口，所述端盖封装于所述开口处，所述端盖上设有正电极、负电极和冷却液接口；所述外壳内设有冷却管和电池插槽，所述电池单元安装于所述电池插槽内，所述正电极和负电极电气连接所述电池单元及所述控制器，所述冷却液接口连接所述冷却管。

所述电池检测传感器模块设置于所述外壳内，所述电池检测传感器模块对所述电池模组监测，并通过CAN总线【CAN是控制器域网(Control ler Area Network)的简称)】有线数据连接所述控制器，所述控制器通过所述V2X通讯模块无线数据连接所述云服务器。具体的，所述控制器可对所述电池检测传感器模块传输过来的数据进行阈值对比处理，所述控制器将处于异常状况下(阈值以外)的数据打包处理后通过所述V2X通讯模块上报给所述云服务器，所述云服务器分析后可通过所述V2X 通讯模块反馈预处理计划指令到所述控制器和/或发送通知到车主。

进一步的，所述外壳内还设有通风管，所述端盖和所述外壳上设有连通所述通风管的通风口，所述通风口处封堵有热熔块。电池模组内温度过高时，热熔块将快速溶解打开通风口，辅助降温。其中，所述外壳内设有至少两个并排设置的所述电池插槽，所述冷却管和通风管设置于相邻的两个所述电池插槽之间。

进一步的，所述外壳的内壁周围设有防爆板。

进一步的，所述端盖与外壳连接处设有一层密封垫板。

进一步的，所述电池检测传感器模块包括电流传感器、电压传感器和温度传感器，所述电流传感器采用霍尔电流传感器，所述电压传感器采用霍尔电压流传感器，所述温度传感器采用热电偶。

进一步的，所述电池模组设有采用非耗散式的集中均衡管理电路芯片，所述集中均衡管理电路芯片电气连接所述正电极、负电极和所有所述电池单元，以确保充电时各个电池的充电状态保持基本一致；所述电池检测传感器模块将电池状态通过CAN 总线传输到所述控制器，动态调节电池充电时的电流与电压，避免出现单一电池出现过充情况延长电池的使用寿命。

进一步的，所述电池模组内还安装有电池修复电路模块/电池修复电路板，所述控制器控制连接所述电池修复电路模块/电池修复电路板，所述电池修复电路模块/电池修复电路板电气连接所述电池模组。所述控制器可通过CAN总线下传指令到电池修复电路模块/电池修复电路板，让***自主的修复电流电压异常的电池模组，实现电池组的性能保持一个相对平稳状态。减缓电池组老化速度，减少因电池性能下降导致电池短路、电池热失控的现象发生。所述电池修复电路模块可以采用脉冲修复法，也可以采用强电修复法。

进一步的，所述控制器采用车载嵌入式ARM处理器。

本新型与现有技术相比，本新型的有益效果是：本设计的新能源汽车电池保护装置采用具有良好密封性、稳定性和散热性的电池模组，增强***的安全性；并将电池模组作为数据处理目标，采用有线通信的方式将控制器和对电池模组进行监控的电池检测传感器模块进行连接，数据传输快速稳定，不易受干扰，控制器对数据进行处理分析、如果发现电池状态存在不可通过控制器补偿修复的不可逆的严重错误时，可及时通过 V2X通讯模块上传到云计算服务器，云服务器收集用户行驶的过程中车辆的动力电量配置情况，可通过手机APP实时反馈汽车电池状况，让用户了解自己的行车状况是否健康，因而减少车主不规范的行车加速电池老化的速度，并可以配置车主需求的新能源汽车动力。也可以通过收集得到的数据由大数据云计算分析反馈，让电控一体给车辆自适应的配置动力能量，以减少耗能，增加续航里程。

附图说明

图1为本实用新型的流程框图；

图2为本实用新型的电池模组结构示意图；

图3为本实用新型的电池修复电路模块的一种实施方式电路图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行进一步的说明。

如图1所示，新能源汽车电池保护装置，包括电池模组、电池检测传感器模块、控制器、V2X通讯模块和云服务器。所述电池检测传感器模块安装在电池模组内，通过CAN总线与控制器连接，所述电池模组和V2X通讯模块分别与控制器电气连接实现信号交互及指令控制。所述V2X通讯模块与云服务器无线数据连接，将相应检测数据及指令存储与云服务器中。所述V2X 通讯模块同时与车主终端(可以是手机或个人电脑)连接，将检测信息和处理指令信息短信的方式通知书车主。所述电池模组内还安装有电池修复电路模块/电池修复电路板，所述控制器控制连接所述电池修复电路模块/电池修复电路板，所述电池修复电路模块/电池修复电路板电气连接所述电池模组，控制器的修复指令通过电池修复电路模块/电池修复电路板对电池模组的故障进行修复。

如图2所示，所述电池模组包括端盖1、外壳2和若干个电池单元3，所述外壳2的前端设有开口，所述端盖1封装于所述开口处，所述端盖1与外壳2连接处设有一层密封垫板26，用于增加其密封性；所述端盖1上设有正电极、负电极和CAN总线接口；所述外壳2的内壁周围设有防爆板24，使得结构更加安全牢固；所述外壳2内还设有若干个并排设置的电池插槽，优选电池插槽的数量为两个。所述电池单元3安装于所述电池插槽内，相邻的两个所述电池插槽之间设置有冷却管21和通风管22，所述冷却21管采用中空圆管；所述外壳2内还封装有电池检测传感器模块23，所述正电极和负电极电气连接所述电池单元3，所述CAN总线接口电气连接所述温度传感器23，所述端盖1和/或所述外壳2上还设有分别连通所述冷却管21和通风管22的冷却液接口和通风口，所述通风口处封堵有热熔块，所述热熔块可采用熔点约60－70℃的EVA热熔胶，也可以采用熔点约70-90℃的PE热熔胶，当外壳2内部发生热失控时，热熔块融化使得通风口打开，外壳2内的大量气体可通过通风口快速排出热量。

所述电池检测传感器模块23包括电流传感器、电压传感器和温度传感器，所述电流传感器采用霍尔电流传感器，所述电压传感器采用霍尔电压流传感器，所述温度传感器可以采用热电偶。所述电流传感器和电压传感器分别对电池模组的电流和电压进行监测，所述温度传感器通过热电偶的模拟差分电压获取电池模组的温度值；所述电池检测传感器模块23的监测数据通过CAN总线【CAN是控制器域网(Control ler Area Network) 的简称)】有线数据连接所述控制器，所述控制器通过所述V2X 通讯模块无线数据连接所述云服务器。其中，所述控制器采用车载嵌入式ARM处理器，所述控制器对数据进行阈值设置，所述控制器可将处于异常状况下(即判断为阈值以外)的数据打包处理后通过所述V2X通讯模块上报给所述云服务器，所述云服务器分析后通过所述V2X通讯模块反馈预处理计划指令到所述控制器和/或发送通知到车主。所述V2X通讯模块采用5G无线通讯模块。

进一步的，所述电池模组设有采用非耗散式的集中均衡管理电路芯片，以确保充电时各个电池的充电状态保持基本一致；所述电池检测传感器模块将电池状态通过CAN总线传输到所述控制器，动态调节电池充电时的电流与电压，避免出现单一电池出现过充情况延长电池的使用寿命。

进一步的，所述控制器可通过CAN总线下传指令到电池修复电路模块/电池修复电路板，让***自主的修复电流电压异常的电池模组，实现电池组的性能保持一个相对平稳状态。减缓电池组老化速度，减少因电池性能下降导致电池短路、电池热失控的现象发生。所述电池修复电路模块可以采用脉冲修复法，如图3所示，电池修复原理是采用高压40～47V加10Ω电阻限流对电池充电，对于内阻大的电池，将在电池上产生高压，以期击穿电池内部硫化晶体形成的壁垒，达到消除电池硫化的目的。限流电阻，将充电电流限制在4A一下(短路电流也只有4A 多点)，如果电池有12V电压，充电电流为3A左右。电路分为三个部分，电源部分、控制电路部分和充电电路部分。电流部分：220V交流市电经变压器整流后得到一个40～47V的直流电压给充电电路，同时，经过LM7812稳压成12V给控制电路供电；控制电路：由NEC555组成了一个方波发生器，输出驱动2只MOS 管IRF630。MOS管的导通宽度在100～170μS，关断宽度250～ 180μS可调。则导通占空比28.6％～48.6％，以此调节充电电流的平均值。充电电路：由继电防反接电路、MOS管和指示电路组成。修复器开机后，虽然MOS管已经进入斩波运行，如果电池没有连接上线或者电池电压太低不能让继电器动作,则充电回路是断开的.只有当电池上线并能驱动继电器闭合,充电回路才能闭合,并给电池充电；其也可以采用强电修复法。

以上所述者，仅为本实用新型的较佳实施例而已，当不能以此限定本实用新型实施的范围，即大凡依本实用新型申请专利范围及实用新型说明内容所作的简单等效变化与修饰，皆仍属本实用新型专利涵盖的范围内。

Claims (5)

1.新能源汽车电池保护装置，其特征在于，包括电池模组、电池检测传感器模块、控制器、V2X通讯模块和云服务器；所述电池检测传感器模块安装在电池模组内，并通过CAN总线与控制器连接，所述电池模组和V2X通讯模块分别与控制器连接；所述V2X通讯模块与云服务器无线数据连接；所述电池模组包括端盖、外壳和若干个电池单元，所述外壳的前端设有开口，所述端盖封装于所述开口处，所述端盖上设有正电极、负电极和冷却液接口；所述外壳内设有冷却管和电池插槽，所述电池单元安装于所述电池插槽内，所述正电极和负电极电气连接所述电池单元及所述控制器，所述冷却液接口连接所述冷却管。

2.根据权利要求1所述的新能源汽车电池保护装置，其特征在于，所述电池检测传感器模块包括电流传感器、电压传感器和温度传感器。

3.根据权利要求2所述的新能源汽车电池保护装置，其特征在于，所述电流传感器采用霍尔电流传感器，所述电压传感器采用霍尔电压流传感器，所述温度传感器采用热电偶。

4.根据权利要求1所述的新能源汽车电池保护装置，其特征在于，所述电池模组内还安装有电池修复电路模块，所述控制器控制连接所述电池修复电路模块，所述电池修复电路模块电气连接所述电池模组。

5.根据权利要求1所述的新能源汽车电池保护装置，其特征在于，所述控制器采用车载嵌入式ARM处理器。

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