CN108123182A - 电池信号采集模块及应用所述电池信号采集模块的电池保护系统 - Google Patents

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姚俊纲
梁灵皎
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Abstract

电池信号采集模块及应用所述电池信号采集模块的电池保护系统。一种电池信号采集模块，包括多个采集线路以及采集电路。多个采集线路与外部的电池组件连接；以及采集电路与多个采集线路连接，采集电路通过多个采集线路获取电池组件的电压、电流或温度的监测数据，其中，多个采集线路以及采集电路是设置在第一柔性电路板上。

Description

电池信号采集模块及应用所述电池信号采集模块的电池保护 系统
技术领域
本发明涉及电池信号采集模块及电池保护系统(BMS)，尤指一种基于柔性电路板设计的电池信号采集模块及应用所述电池信号采集模块的电池保护系统。
背景技术
一般而言，现有技术的电池保护系统(BMS)分为主控板、从控板、信号采集线束三部分，从控板安装在电池箱中，分为信号采集和信号处理与通讯两部分，通过信号采集线束与电池相连，负责检测电池状况，包括电压，温度，电流，剩余电量等信息，将所采集到的信息进行简单处理后，通过CAN传输给主控板，主控板再对接收到的信息做详细的分析计算，并将分析结果通过CAN通讯接口传输给整车控制器。
然而，现有技术的电池保护系统针对不同的电池箱需要设计不同的线束，线束笨重且通用性不高，对于串联电池数量多的电池箱，需要非常多的信号采集线，制造成本会很高，而且很容易出现对应错误。进一步而言，在线束上很难增加FUSE等过流保护器件，且采集线束与从控板的连接需要采用专用的汽车接插件，汽车专用接插件的体积都比较大，占用了电池箱的空间。根据从控板在电池箱中安装的位置不同，采集线束的长度可能会非常长，线上阻抗会带来压降，而且不同位置的电池到从控板的连接线束长度差异会非常大，各个采集点到采集板的线束上的压降也会有差异，线上损耗以及损耗的不一致性可能会带来测量误差。
因此，如何提供一种能兼具通用性与灵活性，且安装方便不易出错的电池信号采集模块及应用所述电池信号采集模块的电池保护系统即为各家业者亟待解决的课题。
发明内容
鉴于现有技术的种种缺失，本发明的主要目的，即在于提供一种能兼具通用性与灵活性，且安装方便不易出错的电池信号采集模块及应用所述电池信号采集模块的电池保护系统。
为了达到上述目的及其他目的，本发明提供一种电池信号采集模块，包括多个采集线路以及采集电路。多个采集线路与外部的电池组件连接；以及采集电路与多个采集线路连接，采集电路通过多个采集线路获取电池组件的电压、电流或温度的监测数据，其中，多个采集线路以及采集电路是设置在第一柔性电路板上。
在一实施例中，多个采集线路具有电压电流监测线路，用以获取多个电池组件的电压或电流的监测数据。
在一实施例中，电压电流监测线路还与一线路保险丝连接。
在一实施例中，多个采集线路具有温度监测线路，用以获取多个电池组件的温度的监测数据。
在一实施例中，温度监测线路还与一温度传感器连接。
在一实施例中，电池信号采集模块还包括连接口，用以与外部的信号处理与通讯模块连接。
在一实施例中，连接口为SMT接插件。
本发明还提供一种电池保护系统，包括至少一如前述的电池信号采集模块、信号处理与通讯模块、主控板以及主系统MCU。信号处理与通讯模块与电池信号采集模块连接；主控板与信号处理与通讯模块连接；以及主系统MCU与主控板连接，主系统MCU通过信号处理与通讯模块以及主控板接收电池信号采集模块所获取的电池组件的监测数据并加以分析计算。
在一实施例中，信号处理与通讯模块设置在第二柔性电路板上。
相较于现有技术，由于本发明的电池信号采集模块以多个采集线路取代现有技术中的采集线束，并将多个采集线路以及采集电路设置在第一柔性电路板上，因为柔性电路板的重量轻、厚度薄、弯折性好，故可提高空间利用率，增加设计的灵活性，减少组装工序以及增加产品设计可靠性。进一步而言，还可将线路保险丝或温度传感器连接在多个采集线路上，以提升安全性及功能性。而应用了本发明电池信号采集模块的电池保护系统也具有同样的优点，充分克服了现有技术中所具有的问题。
附图说明
图1为本发明一实施例的电池信号采集模块的架构示意图。
图2为本发明一实施例的电池保护系统的架构示意图。
图3为本发明一实施例的信号处理与通讯模块的架构示意图。
符号说明：
1 电池信号采集模块
10 多个采集线路
100 电压电流监测线路
101 线路保险丝
102 温度监测线路
103 温度传感器
11 采集电路
12 第一柔性电路板
13 连接口
2 电池保护系统
20 信号处理与通讯模块
21 主控板
22 主系统MCU
23 第二柔性电路板
具体实施方式
以下藉由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明亦可藉由其他不同的具体实施例加以施行或应用。
请参阅图1，图1为本发明一实施例的电池信号采集模块的架构示意图。如图所示，为了达到上述目的及其他目的，本发明提供一种电池信号采集模块1，包括多个采集线路10以及采集电路11。多个采集线路10与外部的电池组件连接；以及采集电路11与多个采集线路10连接，采集电路11通过多个采集线路10获取电池组件的电压、电流或温度的监测数据，其中，多个采集线路10以及采集电路11是设置在第一柔性电路板12上。
需注意的是，多个采集线路10的设置方式并不以图1为限，而是根据电池组件、电池箱的尺寸或采集点来设置，在第一柔性电路板12上进行layout设计出多个采集线路10以及采集电路11，举例来说，可根据串联电池的串数来增加或减少多个采集线路10的数目。
相较于现有技术所使用的采集线束，由于第一柔性电路板12形状扁平、体积小，重量较轻且具备弯折性，因此能使电池包的结构更加紧凑、合理，再加上多个采集线路10是根据采集点设置在第一柔性电路板12上，在与电池组件装配时更加方便，并能避免因为采集线束长度不一而带来压降不一的缺点，提升了可靠性。
在一实施例中，多个采集线路10可具有电压电流监测线路100，用以获取多个电池组件的电压或电流的监测数据。在进一步的实施例中，电压电流监测线路100还可与一线路保险丝101连接，增加线路保险丝101可防止过压或过流。
在一实施例中，多个采集线路10可具有温度监测线路102，用以获取多个电池组件的温度的监测数据。在进一步的实施例中，温度监测线路102还可与一温度传感器103连接。
相同的，将多个采集线路10设计为电压电流监测线路100或温度监测线路102可根据实际需求来设计，并不以图1的配置方式为限。
在一实施例中，电池信号采集模块1还可包括连接口13，用以与外部的信号处理与通讯模块连接。在进一步实施例中，连接口13可为SMT接插件，但不以此为限。
请参阅图2，图2为本发明一实施例的电池保护系统的架构示意图。如图所示，本发明还提供一种电池保护系统2，包括至少一如前述的电池信号采集模块1、信号处理与通讯模块20、主控板21以及主系统MCU 22。信号处理与通讯模块20与电池信号采集模块1连接；主控板21与信号处理与通讯模块20连接；以及主系统MCU 22与主控板21连接，主系统MCU22通过信号处理与通讯模块20以及主控板21接收电池信号采集模块1所获取的电池组件的监测数据并加以分析计算。
请参阅图3，图3为本发明一实施例的信号处理与通讯模块的架构示意图。如图所示，信号处理与通讯模块20设置在第二柔性电路板23上。
在一实施例中，信号处理与通讯模块20可对应连接到一个或多个电池信号采集模块1，依据电池组件的数量而定。信号处理与通讯模块20与电池信号采集模块1之间可通过连接口13连接，只要在信号处理与通讯模块20端预留对应的连接端口，通过改变连接的电池信号采集模块1数量，便可方便的增减能处理的电池组件串数，连接口13也可根据不同构造的电池包进行微调。
综上所述，由于本发明的电池信号采集模块以多个采集线路取代现有技术中的采集线束，并将多个采集线路以及采集电路设置在第一柔性电路板上，因为柔性电路板的重量轻、厚度薄、弯折性好，故可提高空间利用率，增加设计的灵活性，减少组装工序以及增加产品设计可靠性。进一步而言，还可将线路保险丝或温度传感器连接在多个采集线路上，以提升安全性及功能性。而应用了本发明电池信号采集模块的电池保护系统也具有同样的优点，充分克服了现有技术中所具有的问题。
藉由以上较佳具体实施例的描述，本领域具有通常知识者当可更加清楚本发明的特征与精神，惟上述实施例仅为说明本发明的原理及其功效，而非用以限制本发明。因此，任何对上述实施例进行的修改及变化仍不脱离本发明的精神，且本发明的权利范围应如权利要求书所列。

Claims (9)

1.一种电池信号采集模块，其特征在于，所述电池信号采集模块包括：
多个采集线路，与外部的电池组件连接；以及
采集电路，与所述多个采集线路连接，所述采集电路通过所述多个采集线路获取所述电池组件的电压、电流或温度的监测数据，
其中，所述多个采集线路以及所述采集电路是设置在第一柔性电路板上。
2.如权利要求1所述的电池信号采集模块，其特征在于，所述多个采集线路具有电压电流监测线路，用以获取所述多个电池组件的电压或电流的监测数据。
3.如权利要求2所述的电池信号采集模块，其特征在于，所述电压电流监测线路还与一线路保险丝连接。
4.如权利要求1所述的电池信号采集模块，其特征在于，所述多个采集线路具有温度监测线路，用以获取所述多个电池组件的温度的监测数据。
5.如权利要求4所述的电池信号采集模块，其特征在于，所述温度监测线路还与一温度传感器连接。
6.如权利要求1所述的电池信号采集模块，其特征在于，所述电池信号采集模块还包括连接口，用以与外部的信号处理与通讯模块连接。
7.如权利要求6所述的电池信号采集模块，其特征在于，所述连接口为SMT接插件。
8.一种电池保护系统，其特征在于，所述电池保护系统包括：
至少一如权利要求1至7中任一项所述的电池信号采集模块；
信号处理与通讯模块，与所述电池信号采集模块连接；
主控板，与所述信号处理与通讯模块连接；以及
主系统MCU，与所述主控板连接，所述主系统MCU通过所述信号处理与通讯模块以及主控板接收所述电池信号采集模块所获取的电池组件的监测数据并加以分析计算。
9.如权利要求8所述的电池信号采集模块，其特征在于，所述信号处理与通讯模块设置在第二柔性电路板上。
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