CN113097589A - 一种基于信息采集转接板的电池装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种基于信息采集转接板的电池装置，涉及电池动力技术领域，包括装置主体、电池单元以及信息采集转接板；装置主体设有电池安装腔；电池单元安装于电池安装腔内且由多个相互串联或并联的单体电池组成；相邻单体电池的串联连接处或并联连接处均设置有导电采集座；信息采集转接板通过导电连接件与各个导电采集座连接，用于采集各个单体电池的状态信息并通过自身的数据集中输出端口输出。解决现有的电动赛车的电池组设计存在的布线复杂冗长整理难、体积大增加整车重量影响速度、以及容易发热而影响电池使用的技术问题。

Description

一种基于信息采集转接板的电池装置

技术领域

本申请涉及电池动力技术领域，尤其涉及一种基于信息采集转接板的电池装置。

背景技术

中国大学生方程式汽车大赛(简称“中国FSC”)是一项由高等院校汽车工程或汽车相关专业在校学生组队参加的汽车设计与制造比赛。随着汽车工业新能源驱动技术的不断革新，以纯电汽车为主的赛事发展越来越迅猛。电动赛车与传统赛车最大的区别是用动力电池作为动力驱动，动力电池组是核心部件之一，为整车提供驱动电能。现有的电动赛车设计，为了满足动力需求，通常需要用上百个电池来组成电池组，为了保证各个电池的安全使用，需要对每个电池进行信息采集。而现有的电动赛车中的电池组设计中，对于每个电池的信息采集都是逐一布线采集，而这容易导致一些问题：1、布线复杂冗长，不方便整理，使得电池系统结构变得更为复杂；2、整体体积变大，占用更多空间，增加整车重量，影响速度；3，数据线过多和过长也容易导致发热而影响电池使用。

发明内容

有鉴于此，本申请的目的是提供一种基于信息采集转接板的电池装置，解决现有的电动赛车的电池组设计存在的布线复杂冗长整理难、体积大增加整车重量影响速度、以及容易发热而影响电池使用的技术问题。

为达到上述技术目的，本申请提供了一种基于信息采集转接板的电池装置，包括装置主体、电池单元以及信息采集转接板；

所述装置主体设有电池安装腔；

所述电池单元安装于所述电池安装腔内且由多个相互串联或并联的单体电池组成；

相邻所述单体电池的串联连接处或并联连接处均设置有导电采集座；

所述信息采集转接板通过导电连接件与各个所述导电采集座连接，用于采集各个所述单体电池的状态信息并通过自身的数据集中输出端口输出。

进一步地，所述信息采集转接板上还设有多个用于检测所述安装腔内温度的温度传感器。

进一步地，所述信息采集转接板上与各个所述导电采集座对应的采集工位内均设有供所述导电连接件穿过的扇孔；

各个所述导电采集座上均设有与对应的所述采集工位对应数量的螺纹孔；

所述导电连接件与所述螺纹孔螺纹配合。

进一步地，所述导电连接件具体为导电螺栓。

进一步地，所述信息采集转接板的数据集中输出端口设于自身顶面；

所述装置主体上设有避让所述数据集中输出端口的连接口。

进一步地，所述装置主体包括机箱以及箱盖；

所述箱盖可拆卸地盖设于所述机箱顶部，且与所述机箱之间围成所述电池安装腔。

进一步地，所述机箱呈方体结构且其两侧板顶沿设有提耳部。

进一步地，所述机箱的前面板和/或后面板上设有观察口。

进一步地，多个所述单体电池为串联连接；

还包括绝缘的限位板；

所述限位板安装于所述电池单元顶部，且设有供各个所述单体电池的电极连接片活动穿过的第一避让槽；

各个所述电极连接片于伸出所述第一避让槽且相互串联的部分之间分别连接有所述导电采集座。

进一步地，多个所述单体电池为串联连接；

所述装置主体上设有供所述电池单元中的首个所述单体电池以及末个所述单体电池的未串联连接的电极连接片活动伸出的第二避让槽；

首个所述单体电池以及末个所述单体电池的未串联连接的所述电极连接片于伸出装置主体部分形成贴合装置主体外表面的折弯部；

所述折弯部上设有第一安装孔；

所述装置主体上设有与所述第一安装孔配合的第二安装孔。

从以上技术方案可以看出，本申请通过引入信息采集转接板实现对电池单元中各单体电池进行数据采集，再集中到一个数据输出端口将数据发送到电池管理系统中。这样只需要将数据输出端口与电池管理系统从控单元接上即可，保证每个单体电池的数据采集线长度接近，这样能够有效精简数据线长度，缩小了数据线所占用的空间，减轻了电动赛车的整体重量，还减少了由过长数据线产生的热效应和电磁干扰，有利于提高采集元件对数据采集的准确性。而且适配于电池管理系统从控单元，可通过对各单体电池的数据采集实现对各单体电池进行定位。当出现电池管理系统检测到隐患或故障时，可利用本发明迅速定位到故障所在，提高维修效率。另外，利用导电连接件与导电采集座的连接实现信息采集转接板的信息采集同时也对信息采集板以及单体电池起到安装固定作用，避免单体电池之间发生碰撞，也使得整体结构更加紧凑。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本申请中提供的一种基于信息采集转接板的电池装置的整体轴侧示意图；

图2为本申请中提供的一种基于信息采集转接板的电池装置整体爆炸示意图；

图3为本申请中提供的一种基于信息采集转接板的电池装置去掉装置主体的结构示意图；

图4为本申请中提供的一种基于信息采集转接板的电池装置去掉装置主体以及信息采集转接板的结构示意图；

图5为本申请中提供的一种基于信息采集转接板的电池装置电池单元的结构示意图；

图6为本申请中提供的一种基于信息采集转接板的电池装置的信息采集转接板结构示意图；

图中：1、装置主体；11、机箱；111、提耳部；112、观察口；12、箱盖；121、连接口；122、第二避让槽；123、第二安装孔；2、电池单元；20、电极连接片；201、折弯部；202、第一安装孔；21、单体电池；22、导电采集座；221、螺纹孔；3、信息采集转接板；31、数据输出端口；32、温度传感器；33、扇孔；34、导电连接件；4、限位板；41、第一避让槽。

具体实施方式

下面将结合附图对本申请实施例的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请实施例一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请实施例中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请实施例保护的范围。

在本申请实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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实施例和简化描述，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实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可更换连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。

本申请人发现当前的大学生方程式电动赛车为了满足动力需求，常把上百个动力电池串并联组成动力电池组来提供动力。而为了方便对动力电池组进行数据采集管理，可以将电池分成电池单元的办法。一个电池单元由一定数量的单体电池串联而成，而多个电池单元又组成了整个电池组。通过对所有电池单元的信息采集就实现了对整个电池组的信息采集。现有的数据采集方式是从每个单体电池的正极引出数据线，由于电池单元在电池箱中所处位置不同，所需要的数据线长度也不一样。这样就会导致数据线和电池箱空间的浪费，同时大量的数据线会进一步产生由数据线引起的电流热效应和电磁干扰，对电池的工作环境和电池状态参数采集都造成了影响，进而降低赛车的性能表现。

为解决上述问题，本申请公开了一种基于信息采集转接板的电池装置。

请参阅图1，本申请实施例中提供的一种基于信息采集转接板的电池装置的一个实施例包括：

装置主体1、电池单元2以及信息采集转接板3，装置主体1设有电池安装腔。电池单元2安装于电池安装腔内且由多个相互串联或并联的单体电池21组成，相邻单体电池21的串联连接处或并联连接处均设置有导电采集座22，以串联为例，各个单体电池21可以如图1至图5所示呈线阵排布。信息采集转接板3通过导电连接件34与各个导电采集座22连接，用于采集各个单体电池21的状态信息并通过自身的数据输出端口31集中输出，状态信息具体可以是电压信息。本申请通过引入信息采集转接板3实现对电池单元2中各单体电池21进行数据采集，再集中到一个数据输出端口31将数据发送到电池管理系统中。这样只需要将数据输出端口与电池管理系统从控单元接上即可，保证每个单体电池21的数据采集线长度接近，这样能够有效精简数据线长度，缩小了数据线所占用的空间，减轻了电动赛车的整体重量，还减少了由过长数据线产生的热效应和电磁干扰，有利于提高采集元件对数据采集的准确性。而且适配于电池管理系统从控单元，可通过对各单体电池21的数据采集实现对各单体电池21进行定位。当出现电池管理系统检测到隐患或故障时，可利用本发明迅速定位到故障所在，提高维修效率。本申请中的信息采集转接板为双面PCB，正面于背面均有走线设计，导电连接件34采集到的电压信号经由背面走线或正面走线传输到数据输出端口31，再由数据输出端口31传输至电池管理系统从孔单元的电池状态采集端口，进而实现多点数据采集集中传输，实现了数据线精简。

本申请中信息采集转接板3的主要作用就是采集各个单体电池21的状态参数，再经过自身的数据输出端口31一并传递至电池管理系统中，从而避免了传统的逐个从单体电池21正极引出接线进行数据采集，有效的精简数据线，解决现有的电动赛车的电池组设计存在的布线复杂冗长整理难、体积大增加整车重量影响速度、以及容易发热而影响电池使用的技术问题。信息采集转接板3可以对多个单体电池21进行电池状态参数采集，具体数量可以根据设计需要而做变换。

安装时，将电池单元2中串联的单体电池21按顺序接到信息采集转接板3上，再安装于装置主体1中，而多个电池装置按一定顺序安装于电池箱中即组成动力电池组，这样便可按照编号迅速定位到对应的电池装置以及电池装置的电池单元2中的单体电池21。当当电池管理系统检测到电池单元2存在潜在问题或故障时，可利用信息采集转接板3来对电池单元2中的单体电池21进行检测，无须将电池单元2拆开，便能够对其进行容量检测、均衡等维护，方便快捷。

另外，由于电动赛车在高速行进过程中，微小的颠簸都会放大成剧烈的晃动，这会使电池单元2的单体电池21造成互相碰撞及与电池单元2与装置主体1产生碰撞，严重会造成单体电池21发生形变。本申请利用导电连接件34与导电采集座22的连接方式，不仅对信息采集板起到固定作用，同时也对单体电池21起到一定的限位固定作用，从而避免单体电池21之间的碰撞以及单体电池21与装置主体1之间的碰撞。而且也保证信息采集转接板3的正常信息采集，使得整体结构更加紧凑。

以上为本申请实施例提供的一种基于信息采集转接板3的电池装置的实施例一，以下为本申请实施例提供的一种基于信息采集转接板3的电池装置的实施例二，具体请参阅图1至图6。

基于上述实施例一方案：

进一步地，为了实现更过数据信息的采集，信息采集转接板3上还设有多个用于检测安装腔内温度的温度传感器32，温度传感器32均与数据输出端口31连接，且分布可以是阵列式分布，实现多点温度检测。温度传感器32采集的温度信号同样经由信息采集转接板3背面走线或正面走线传输至数据输出端口31，与上述导电连接件34一样，不做赘述。当存在多个电池单元2时，每一个电池单元2配备一个信息采集转接板3，由信息采集转接板3将电池单元2中的单体电池21参数数据传输到电池管理系统的从控单元处，从控单元再通过isoSPI数据链路将信息通讯给电池管理系统主控单元，完成电池状态参数的采集过程。当然，根据需要，还可以在信息采集转接板3上增加其它信息采集模块，不做限制。

进一步地，就导电采集座22与信息采集转接板3的连接来说，可以在信息采集转接板3上与各个导电采集座22对应的采集工位内均设有供导电连接件34穿过的扇孔33，而各个导电采集座22上均设有与对应的采集工位对应数量的螺纹孔221，再通过导电连接件34与螺纹孔221螺纹配合实现对信息采集转接板3的固定。本实施例中，导电连接件34具体可以为导电螺栓，导电采集座22结构不限，能够与导电连接件34连接配合即可。

进一步地，为了方便电池装置与电池管理系统的连接，信息采集转接板3的数据输出端口31设于自身顶面，对应的装置主体1上设有避让数据输出端口31的连接口121。

进一步地，就装置主体1的结构组成来说，包括机箱11以及箱盖12，其中箱盖12可拆卸地盖设于机箱11顶部，且与机箱11之间围成电池安装腔。

进一步地，机箱11可以呈方体结构，不做限制。另外，为了方便运输搬运，机箱11的两侧板顶沿设有提耳部111。

进一步地，为了方便对机箱11内部的电池单元2进行观看检查，机箱11的前面板和/或后面板上设有观察口112，同时也可以增加内部散热效果。

进一步地，以多个单体电池21为串联连接为例，为了进一步保证各个单体电池21之间的连接稳固性，还包括绝缘的限位板4，其中限位板4安装于电池单元2顶部，且设有供各个单体电池21的电极连接片20活动穿过的第一避让槽41。而各个电极连接片20于伸出第一避让槽41且相互串联的部分之间分别连接有导电采集座22，具体的，各个电极连接片20相互串联的部分可以折弯处理，而导电采集座22可以是由两块导电体组成，连接时，将两个导电体夹固于两个电极连接片20的串联部分外。通过设置限位板4实现对各个电极连接片20的初步限位固定，再结合信息采集转接板3实现进一步的固定，从而使得各个单体电池21之间的连接配合加稳固。

进一步地，以多个单体电池21为串联连接为例。为了能够引出电池单元2的电极连接片20并通过电极连接片20实现与装置主体1之前更好的连接配合。本实施例中，装置主体1上设有供电池单元2中的首个单体电池21以及末个单体电池21的未串联连接的电极连接片20活动伸出的第二避让槽122，首个单体电池21以及末个单体电池21的未串联连接的电极连接片20于伸出装置主体1部分形成贴合装置主体1外表面的折弯部201，折弯部201上设有第一安装孔202，装置主体1上设有与第一安装孔202配合的第二安装孔123。再通过螺丝等紧固件实现折弯部201与装置主体1的固定配合，具体不做限制。

本申请提供的电池装置具有如下有益效果：

1，通过引入信息采集转接板3来优化电池状态参数信息采集结构结构，有利于电池管理系统信息采集。

2、有效精简数据线的使用，优化电池装置内部空间利用率，减轻电池装置整体体积重量，从而减轻整车重量，也利于后续的维护检修工作；

3，避免因过多数据线使用导致的热效应和电磁干扰问题，提高电动赛车电池管理系统的电池状态参数信息采集准确性，

4，不用对电池单元2拆卸即可对电池单元2的单体电池21进行性能检测和维护。

以上对本申请所提供的一种基于信息采集转接板的电池装置进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本申请实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (10)

1.一种基于信息采集转接板的电池装置，其特征在于，包括装置主体、电池单元以及信息采集转接板；

所述装置主体设有电池安装腔；

所述电池单元安装于所述电池安装腔内且由多个相互串联或并联的单体电池组成；

相邻所述单体电池的串联连接处或并联连接处均设置有导电采集座；

所述信息采集转接板通过导电连接件与各个所述导电采集座连接，用于采集各个所述单体电池的状态信息并通过自身的数据输出端口集中输出。

2.根据权利要求1所述的一种基于信息采集转接板的电池装置，其特征在于，所述信息采集转接板上还设有多个用于检测所述安装腔内温度的温度传感器。

3.根据权利要求1所述的一种基于信息采集转接板的电池装置，其特征在于，所述信息采集转接板上与各个所述导电采集座对应的采集工位内均设有供所述导电连接件穿过的扇孔；

各个所述导电采集座上均设有与对应的所述采集工位对应数量的螺纹孔；

所述导电连接件与所述螺纹孔螺纹配合。

4.根据权利要求3所述的一种基于信息采集转接板的电池装置，其特征在于，所述导电连接件具体为导电螺栓。

5.根据权利要求1所述的一种基于信息采集转接板的电池装置，其特征在于，所述信息采集转接板的数据输出端口设于自身顶面；

所述装置主体上设有避让所述数据输出端口的连接口。

6.根据权利要求1所述的一种基于信息采集转接板的电池装置，其特征在于，所述装置主体包括机箱以及箱盖；

所述箱盖可拆卸地盖设于所述机箱顶部，且与所述机箱之间围成所述电池安装腔。

7.根据权利要求6所述的一种基于信息采集转接板的电池装置，其特征在于，所述机箱呈方体结构且其两侧板顶沿设有提耳部。

8.根据权利要求6所述的一种基于信息采集转接板的电池装置，其特征在于，所述机箱的前面板和/或后面板上设有观察口。

9.根据权利要求1所述的一种基于信息采集转接板的电池装置，其特征在于，多个所述单体电池为串联连接；

还包括绝缘的限位板；

所述限位板安装于所述电池单元顶部，且设有供各个所述单体电池的电极连接片活动穿过的第一避让槽；

各个所述电极连接片于伸出所述第一避让槽且相互串联的部分之间分别连接有所述导电采集座。

10.根据权利要求1所述的一种基于信息采集转接板的电池装置，其特征在于，多个所述单体电池为串联连接；

所述装置主体上设有供所述电池单元中的首个所述单体电池以及末个所述单体电池的未串联连接的电极连接片活动伸出的第二避让槽；

首个所述单体电池以及末个所述单体电池的未串联连接的所述电极连接片于伸出装置主体部分形成贴合装置主体外表面的折弯部；

所述折弯部上设有第一安装孔；

所述装置主体上设有与所述第一安装孔配合的第二安装孔。

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