CN109004297A - 一种电池管理系统 - Google Patents

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王志龙
范华明
钱龙
孟江波
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Jiangsu Silver Base Ene Carbon Energy Technology Co Ltd
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Abstract

本发明提供一种电池管理系统，包括多个超声波温度传感器、多个电压传感器及电连接于所述多个超声波温度传感器与所述多个电压传感器的控制模块；每个超声波温度传感器包括发射元件、接收元件以及同时电连接所述发射元件与所述接收元件的相位测量元件，所述发射元件用于发生超声波，所述接收元件用于接收所述发射元件发射的超声波，所述相位测量元件用于测量所述发射元件发射的超声波与所述接收元件接收的超声波的相位差；所述控制模块接收所述多个超声波温度传感器采集的超声波相位差信息并间接计算出每个超声波温度传感器采集的温度。本发明提供的电池管理系统，能够测量单体电池整体温度且温度测量准确。

Description

一种电池管理系统
【技术领域】
本发明涉及动力电池领域，尤其涉及一种电池管理系统。
【背景技术】
新能源行业的迅猛发展及锂电池技术的日趋成熟，锂电池越来越多的应用于日常生活中，尤其是电动车领域。电动车的电池包负责车辆行驶的能量供给，而电池管理系统则是电动车持久、稳定、安全、可靠运行的保障。
现有的电池管理系统通常包括采集元件及控制元件，所述采集元件通常包括温度采集元件、电压采集元件等。目前电池管理系统使用的温度采集元件通常为NTC(NegativeTemperature Coefficient)温度传感器，NTC温度传感器通过激光或超声波焊接与一个电池极柱连接，用于采集对应单体电池的温度。但NTC温度传感器采集的温度只是电池的表征温度或局部温度，对单体电池及电池包的整体温度测量并不准确，故而电池管理系统只能实现对电池包的粗放管理。
鉴于此，实有必要提供一种新的电池管理系统以克服上述缺陷。
【发明内容】
本发明的目的是提供一种能够测量单体电池整体温度且温度测量准确的电池管理系统。
为了实现上述目的，本发明提供一种电池管理系统，包括多个超声波温度传感器、多个电压传感器及电连接于所述多个超声波温度传感器与所述多个电压传感器的控制模块；每个超声波温度传感器包括发射元件、接收元件以及同时电连接所述发射元件与所述接收元件的相位测量元件，所述发射元件用于发生超声波，所述接收元件用于接收所述发射元件发射的超声波，所述相位测量元件用于测量所述发射元件发射的超声波与所述接收元件接收的超声波的相位差；所述控制模块接收所述多个超声波温度传感器采集的超声波相位差信息并间接计算出每个超声波温度传感器采集的温度。
在一个优选实施方式中，每个超声波温度传感器的发射元件与接收元件分别位于一个单体电池相背的两侧表面或者相背的两端；所述发射元件发射的超声波穿透对应的单体电池被对应的接收元件接收。
在一个优选实施方式中，每个超声波温度传感器的发射元件与接收元件固定于一个单体电池的同侧表面，所述发射元件发射的超声波穿过单体电池的一侧表面，经远离所述发射元件的单体电池的另一侧表面发射被所述接收元件接收。
在一个优选实施方式中，所述控制模块电连接于所述发射元件并控制所述发射元件发射超声波。
在一个优选实施方式中，每个超声波温度传感器还包括模数转换元件，每个超声波温度传感器的模数转换元件分别与对应的相位测量元件及所述控制模块电连接，所述模数转换元件将所述相位测量元件测得的相位差信息的模拟信号转换为数字信号并传递给控制模块。
在一个优选实施方式中，还包括模数转换模块，所述多个超声波温度传感器共用一个模数转换模块并通过所述模数转换模块与所述控制模块电连接。
在一个优选实施方式中，所述控制模块采集所述多个电压传感器采集的电压信息，每个电压传感器用于测量一个单体电池的电压。
本发明提供的电池管理系统，通过使用超声波温度传感器较为准确地测量对应单体电池的整体温度，使得控制模块能够更好的监控单体电池，进而保证单体电池正常工作。本发明提供的电池管理系统，能够测量单体电池整体温度且温度测量准确。
【附图说明】
图1为本发明提供的电池管理系统一个实施例的示意图。
图2为图1所示的电池管理系统中一个超声波温度传感器的变形实施例的示意图。
图3为本发明提供的电池管理系统另一个实施例的示意图。
【具体实施方式】
为了使本发明的目的、技术方案和有益技术效果更加清晰明白，以下结合附图和具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本发明，并不是为了限定本发明。
请参照图1，本发明提供一种电池管理系统100，包括多个超声波温度传感器10、多个电压传感器20及电连接于所述多个超声波温度传感器10与所述多个电压传感器20的控制模块30，其中所述控制模块30接收所述多个超声波温度传感器10采集的超声波相位差信息及所述多个电压传感器20采集的电压信息。
具体的，每个超声波温度传感器10通过测量穿过一个单体电池的超声波的相位差信息进而通过所述控制模块30间隔计算出对应单体电池的温度。本实施例中，每个超声波温度传感器10包括发射元件11、接收元件12以及同时电连接所述发射元件11与所述接收元件12的相位测量元件13。具体的，所述发射元件11用于发生超声波，所述接收元件12用于接收所述发射元件11发射的超声波；所述相位测量元件13用于测量所述发射元件11发射的超声波与所述接收元件12接收的超声波的相位差。每个超声波温度传感器10还包括模数转换元件14，每个超声波温度传感器10的模数转换元件14分别与对应的相位测量元件13及所述控制模块30电连接，所述模数转换元件14将所述相位测量元件13测得的相位差信息的模拟信号转换为数字信号并传递给控制模块30。
本实施例的一个具体实施方式中，所述发射元件11与所述接收元12分别位于一个单体电池相背的两侧表面或者相背的两端。其中所述控制模块30电连接于所述发射元件11并控制所述发射元件11按照一定的频率发射超声波，所述发射元件11发射的超声波穿透对应的单体电池被对应的接收元件12接收。
请参照图2，本实施例的另一个具体实施方式中，所述发射元件11与所述接收元件12可一体化设计并固定于一个单体电池的同侧表面，所述发射元件11发射的超声波穿过单体电池的一侧表面，经远离所述发射元件10的单体电池的另一侧表面发射被所述接收元件20接收。
所述相位测量元件13同时接收所述发射元件11发射的超声波与所述接收元件12接收的超声波，测量出同一个周期内所述发射元件11发射的超声波与所述接收原件12接收的超声波的相位差。所述超声波温度传感器10利用超声波在介质中的传播速度随温度变化而变化的特性，以单体电池为介质，通过测量发射元件11发射的超声波与所述接收原件12接收的超声波的相位差并经所述控制模块30计算出超声波在单体电池中的传播速度，进而间接测量出单体电池的温度。本实施方式中，所述发射元件10发射的超声波的频率大于20kHz。
所述模数转换元件14将所述相位测量元件13测得相位差的模拟信号转换为相位差的数字信号，并将转换的数字信号传递给所述控制模块30；所述控制模块30根据接收的所述模数转换元件14的相位差的数字信号并间接计算出对应的单体电池的温度，并根据计算的温度控制对应的加热系统或者冷却系统对单体电池进行加热或冷却。其中，所述控制模块30可控制所述发射元件11发射超声波的频率、波长。由于超声波能够穿透单体电池，能够对整个单体电池为温度进行较为准确的测量，进而避免局部或者表面测量的温度不准确。
请参照图3，在其他的实施例中，所述电池管理系统100还包括模数转换模块40，所述多个超声波温度传感器10共用一个模数转换模块40并通过所述模数转换模块40与所述控制模块30电连接。具体的，所述模数转换模块40分别将所述多个超声波温度传感器10测得的超声波的相位差信息的模拟信号转化为数字信号并传递给所述控制模块30，所述控制模块30根据所述数字转换模块40转换的数字信号信息分别间接出每个超声波温度传感器10对应的单体电池的温度。
每个电压传感器20用于测量一个单体电池的电压，并将测量的电压传递至所述控制模块30。所述控制模块30同时对多个单体电池的电压进行监控，并根据每个单体电池的电压判断单体电池的状态。当某个单体电池状态异常，所述控制模块断开对应单体电池或者电池模组的连接，进而保护对应的电池模组。
本发明提供的电池管理系统100，通过使用超声波温度传感器10较为准确地测量对应单体电池的整体温度，使得控制模块30能够更好的监控单体电池，进而保证单体电池正常工作。本发明提供的电池管理系统100，能够测量单体电池整体温度且温度测量准确。
本发明并不仅仅限于说明书和实施方式中所描述，因此对于熟悉领域的人员而言可容易地实现另外的优点和修改，故在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念的精神和范围的情况下，本发明并不限于特定的细节、代表性的设备和这里示出与描述的图示示例。

Claims (7)

1.一种电池管理系统，其特征在于：包括多个超声波温度传感器、多个电压传感器及电连接于所述多个超声波温度传感器与所述多个电压传感器的控制模块；每个超声波温度传感器包括发射元件、接收元件以及同时电连接所述发射元件与所述接收元件的相位测量元件，所述发射元件用于发生超声波，所述接收元件用于接收所述发射元件发射的超声波，所述相位测量元件用于测量所述发射元件发射的超声波与所述接收元件接收的超声波的相位差；所述控制模块接收所述多个超声波温度传感器采集的超声波相位差信息并间接计算出每个超声波温度传感器采集的温度。
2.如权利要求1所述的电池管理系统，其特征在于：每个超声波温度传感器的发射元件与接收元件分别位于一个单体电池相背的两侧表面或者相背的两端；所述发射元件发射的超声波穿透对应的单体电池被对应的接收元件接收。
3.如权利要求1所述的电池管理系统，其特征在于：每个超声波温度传感器的发射元件与接收元件固定于一个单体电池的同侧表面，所述发射元件发射的超声波穿过单体电池的一侧表面，经远离所述发射元件的单体电池的另一侧表面发射被所述接收元件接收。
4.如权利要求1所述的电池管理系统，其特征在于：所述控制模块电连接于所述发射元件并控制所述发射元件发射超声波。
5.如权利要求1所述的电池管理系统，其特征在于：每个超声波温度传感器还包括模数转换元件，每个超声波温度传感器的模数转换元件分别与对应的相位测量元件及所述控制模块电连接，所述模数转换元件将所述相位测量元件测得的相位差信息的模拟信号转换为数字信号并传递给控制模块。
6.如权利要求1所述的电池管理系统，其特征在于：还包括模数转换模块，所述多个超声波温度传感器共用一个模数转换模块并通过所述模数转换模块与所述控制模块电连接。
7.如权利要求1所述的电池管理系统，其特征在于：所述控制模块采集所述多个电压传感器采集的电压信息，每个电压传感器用于测量一个单体电池的电压。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN111896134A (zh) * 2020-07-22 2020-11-06 傲普(上海)新能源有限公司 一种电池包分布式温度测量方法
WO2023087176A1 (zh) * 2021-11-17 2023-05-25 华为技术有限公司 一种温度测量系统和方法

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