CN115775926A - 用于监测电池驱动车辆的牵引电池的印刷电路板组件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于监测电池驱动车辆的牵引电池的印刷电路板组件，包括多个电池单元监测电路板，其中每个电池单元监测电路板被配设给牵引电池的一个相应的电池单元组，其中每个电池单元监测电路板包括导线束，所述导线束具有多个电压测量线，其用于确定牵引电池的各个电池单元上的电压降；和主电路板，所述主电路板具有用于容纳多个电池单元监测电路板的多个容纳位置，其中，各个电池单元监测电路板被机械地固定在主电路板的相应的容纳位置中，其中主电路板具有带有多个数据线的导线束，所述导线束被设计为用于将各电池单元上的电压降传输给电池管理系统，以监测牵引电池的充电状态。

Description

用于监测电池驱动车辆的牵引电池的印刷电路板组件
技术领域
本发明涉及电池系统和电池驱动车辆的领域，特别是电力驱动车辆领域。特别是，本发明涉及用于监测电池驱动车辆的牵引电池的印刷电路板组件和方法。
背景技术
目前用于监测电动汽车电池的电池系统有大量的电子线路板或单独的组件，它们通过各插接连接器相互连接，以监测电池系统的各个电池单元。为每个电池单元组，即电池单元的组，都分配一个CSC(“Cell Supervising Circuit”，电池单元监测电路)，它在自己的印刷电路板或者说PCB(“Printed Circuit Board”)上实现。在目前的电动汽车的高性能电池中，电池由大量的电池单元组组成，为这些电池单元组分配自身的CSC。分别通过本身的导线束将这些单独的CSC连接到电池管理系统(BMS)会很快导致混乱，并在将各个模块手动连接到一起时导致接线错误。各个部件的组装也很难实现自动化，通常必须手工进行，特别是在驱动电动汽车的大功率电池系统中，这意味着高的费用并产生成本，因此对生产是不利的。
发明内容
因此，本发明所要解决的技术问题是实现一种有利的设计，其用于简化和安全地组装电池驱动车辆的牵引电池的电池系统，特别是简化电池系统的各个CSC模块的组装，该设计可有利地应用于具有多个电池单元的大功率牵引电池。
本发明的一个构思基于对电池单元和电池单元监测电路(CSC)之间的接触进行自动化并且由此同时消除了缆线束和人工装配过程。这是通过连接电池单元并通过借助印刷电路板(以下也称为背板)同时集成多个电池单元监测电路来实现的。
这消除了通过电缆线束将电池单元与监测电路(CSC)连接的繁琐、复杂和容易出错的做法。监测电路之间不再需要通过电缆线束进行通信，因为通信是通过背板进行的。
这里描述的解决方案可以兼容于现有的电池系统。由于高度自动化，它的优势在于工艺可靠的装配以及低的劳动力投入。有明显的成本优势。
本发明的技术方案是基于将多个电池单元监测电路集成到一个背板中。以前独立的CSC模块被组合成一个中央背板，并集成了电池单元监测电路。这导致减少到只有一个具有集成的电池单元监测电路或CSC的中央背板。因此，可以省略之前连接到电池管理系统的CSC的接线。这种技术方案的制造成本大大降低，而且更加可靠，因为可以避免潜在的错误来源。
本发明的技术方案还提供了这样的优势：当使用背板时，一方面，一次研发的合格认证的CSC也可以用于其它项目，因此，当使用通用部件时，可以因此减少部件生产、开发和合格认证的成本或花费和时间。另一方面，仅由于背板的尺寸，带有电子元件和部件的印刷电路板便无法以通常的方式生产，即通过在回流炉中焊接元件。然而，背板本身可以按照为此所需的尺寸来制造。
本公开内容描述了电池单元和电池单元组或电池单元组和模块。
电池单元是一种电或电化学电池单元，因此是一种电化学能量储存器和能量转换器。在放电过程中，储存的化学能被转化为电能。该能量可以由耗电器使用。
高压电池由大量的电池单元组成。这些电池单元被组合成组，在本公开中被称为电池单元组。这些电池单元组由CSC(电池单元监控电路)监控和平衡。组的总数给出了电池的电压。例如，96个电池单元组x 3.65V＝350.4V，这相当于400V的电池。该电压乘以一组电池的数量(如40个)，再乘以单个电池单元的容量(如5Ah)，就得出了电池的总容量。
一个模块或电池模块中可以有多个电池单元组。通常情况下，用于多个电池单元的外壳被描述为模块。然而，这些电池单元不一定要属于一个组。即几组电池单元可以布置在一个模块中。
根据第一方面，上述技术问题是通过一种用于监测电池驱动车辆的牵引电池的印刷电路板组件来解决的，其中该牵引电池包括多个电池单元，所述电池单元被组合为多个电池单元组，其中电池单元组被组合为一个或多个电池模块组，其中每个电池单元具有两个电池电极，其中该印刷电路板组件包括：多个电池单元监测电路板，其中每个电池单元监测电路板被分配给多个电池单元组中相应的电池单元组，其中每个电池单元监测电路板具有导线束，该导线束具有多个电压测量导线，所述电压测量导线可连接到相应的电池单元组的电池单元的各个电池电极，以测量各个电池电极的电压；以及处理器，其被设计为根据测量到的电池电极的电压确定各个电池单元上的电压降，并补偿各个电池单元的充电差异；和主电路板，其具有用于容纳多个电池单元监测电路板的多个容纳位置，其中各个电池单元监测电路板被机械地固定在主电路板的相应容纳位置，其中每个容纳位置设置有电插接连接器，其被设计为用于将相应的电池单元监测电路板的处理器与主电路板电连接，其中，主电路板包括带有多条数据线的导线束，其被设计为用于将电池单元监测电路板的处理器所确定的各电池单元上的电压降传输给电池管理系统，以监测牵引电池的充电状态，并将电池管理系统的指令传输给电池单元监测电路板的相应处理器，以平衡各电池单元的充电状态。
这样的印刷电路板组件(在下文中也被称为“背板”)提供了将多个单独部件组集成到一个背板中的技术优势。因此，主电路板和多个电池单元监测电路板是通过一个共同的背板(即，印刷电路板组件)来实现的。以前独立的CSC部件组(即，各个电池单元监测电路板)被合并到一个中央背板中。这导致减少到只有一个中央背板(即，所述的印刷电路板组件)，多个电池单元监测电路板的电池单元监测任务被集成在该背板上。因此可以省略现有电池单元监测组件的繁琐布线，不再需要额外的布线。与组装各种单独的部件组相比，这样的印刷电路板组件可以更有成本效益地生产，而且更可靠，因为由于部件已经组装好，可以避免组装过程中的潜在错误源。
使用背板的另一个好处是，一次研发的合格认证的CSC也可以用于其他项目，这样就可以节省通用部件，减少部件的生产、开发和合格认证的成本和时间。另一方面，仅由于背板的尺寸，带有电子元件和部件的印刷电路板就无法以通常的方式制造，即通过在回流炉中焊接元件。然而，印刷电路板组件本身可以按照为此所需的尺寸来制造。
根据印刷电路板组件的一个示例性实施方案，各电池单元监测电路板通过按压接触件压入主电路板的相应容纳位置，或通过钎焊连接方式焊接。
这提供了固定的机械连接的技术优势，因此印刷电路板组件或背板看起来像一个单一的模块，其中各个电池单元监测电路板到各自的电池单元组和电池管理系统的接线已经预先配置好，使得印刷电路板组件只需要连接到牵引电池的相应电池模块组。例如，这可以在生产过程中通过将其插入相应的电池模块组来完成，并且可以实现自动化。
根据印刷电路板组件的一个示例性实施方案，印刷电路板组件被设计为用于监测一个或多个电池模块组中的一个电池模块组。
这提供了技术上的优势，即多个电池单元组可以用一个印刷电路板组件来监测，也就是说，用该印刷电路板组件可以监测大功率牵引电池。如果有更多的电池单元，则可以使用第二块印刷电路板组件来监测第二个电池模块组的电池单元。
根据印刷电路板组件的一个示例性实施方案，各个电池模块组各自具有模块侧，沿着该模块侧布置有相应电池模块组的电池单元组，其中主电路板的尺寸与各个电池模块组的模块侧的尺寸相对应。
这提供了技术优势，即主电路板可以简单地插入或以其他方式连接到相应的电池模块组的模块侧，从而简化了装配。
根据印刷电路板组件的一个示例性实施方案，主电路板包括板上侧，各个电池单元监测电路板被固定在该板上侧上，其中该板上侧被取向为与相应的电池模块组的模块侧对置。
这提供了技术上的优势，即主电路板可以简单地插在相应的电池模块组的模块侧，这样，各个电池单元监测电路板与要由其监测的电池单元组相对布置。这导致了简单而有效的结构。
根据印刷电路板组件的一个示例性实施方案，主电路板的板上侧的尺寸和形状与相应的电池模块组的模块侧的尺寸和形状相对应。
这提供了技术上的优势，即各电池单元监测电路板与为其对应配设的电池单元组相对布置。这导致了简单而有效的设计。
根据印刷电路板组件的一个示例性实施方案，主电路板上用于在主电路板的板上侧容纳多个电池单元监测电路板的容纳位置被取向为与相应的电池模块组的模块侧的相关电池单元组相对。
这提供了技术上的优势，即电池单元监测电路板可以很容易地与为它们对应配设的电池单元组进行电气和机械连接。这样的连接已经可以在电池系统的生产过程中自动进行了。
根据印刷电路板组件的一个示例性实施方案，具有多条数据线的导线束作为印制导线组被印制在主电路板上。
这提供了技术上的优势，即主电路板可以被设计成印刷电路板(PCB)，其可以有效地制造。
根据印刷电路板组件的一个示例性实施方案，带有多条数据线的导线束被构造于主电路板上，以通过主电路板在电池单元监测电路板的处理器和电池管理系统之间路由数据流。
这提供了技术上的优势，即不需要用电缆来路由或转发数据流。主电路板可以被设计成没有EMC干扰的方式。因此，可以避免不必要的电磁干扰辐射，并尽量减少电磁干扰辐射对车辆电气元件的损害。
根据印刷电路板组件的一个示例性实施方案，主电路板包括插接连接器，以用于主电路板与电池管理系统的有线电连接。
这提供了一个技术优势，即印刷电路板组件与电池一起可以和电池管理系统放在车辆的不同地方。因此，这两个系统可以相互独立设计。
根据印刷电路板组件的一个示例性实施方案，每个电池单元监测电路板包括导线束，其具有多个温度测量线，其可连接到相应电池单元组的电池单元的相应的温度传感器，以检测各个电池单元的温度传感器值，其中，各个电池单元监测电路板的处理器被设计为根据检测到的温度传感器值确定各个电池单元的温度，并通过主电路板的导线束将其传送到电池管理系统。
这提供了一个技术优势，即除了充电状态监测之外，印刷电路板组件还可以进行电池单元的温度监测。
根据第二方面，上述技术问题通过一种电池驱动车辆的电池系统解决，其中该电池系统包括：电池驱动车辆的牵引电池，其具有多个电池单元，多个电池单元被组合为多个电池单元组，其中电池单元组被组合成一个或多个电池模块组，其中每个电池单元具有两个电池电极；以及根据上述第一方面的印刷电路板组件，其用于监测牵引电池。
这意味着可以省去通过电缆线束将电池单元与电池单元监测电路板或CSC连接的繁琐、复杂和容易出错的过程。监测电路之间不再需要通过电缆线束进行通信，因为通信是通过背板或印刷电路板组件进行的。
根据该电池系统的一个示例性实施方案，印刷电路板组件被设计为用于监测一个或多个电池模块组中的一个电池模块组。
这提供了技术上的优势，即电池系统可以用一块印刷电路板组件来监测多个电池单元，也就是说，电池系统可以配备具有多个电池单元的大功率牵引电池。
根据电池系统的一个示例性实施方案，印刷电路板组件被布置成与待监测的电池模块组对置。
这提供了技术上的优势，即主电路板可以简单地插接在要监测的电池模块组上，或以其它方式连接，这样就简化了装配。
根据电池系统的一个示例性实施方案，印刷电路板组件的主电路板被安装在待监测的电池模块组上，并将相应电池组的各电池电极与各电池单元监测电路板的导线束电连接。
这提供了技术优势，即电池单元监测电路板可以很容易地与分配给它们的电池单元组进行电气和机械连接。这样的连接已经可以在电池系统的生产过程中自动进行了。由此消除了以前在单个印刷电路板或CSC模块的手工接线中可能出现的错误来源。电池系统的安全性也因此得到提高。
根据第三方面，上述技术问题通过一种用于监测具有根据上述第一方面的印刷电路板组件的电池驱动车辆的牵引电池的方法来解决，其中该牵引电池包括多个电池单元，其被组合为多个电池单元组，其中该电池单元组被组合为一个或多个电池模块组，其中每个电池单元具有两个电池电极，其中，该方法包括：通过各个电池单元监测电路板的电压测量线来检测电池单元的各个电池电极的电压；根据所检测的各个电池电极的电压来确定各个电池单元上的电压降；通过主电路板的导线束将各电池单元上的电压降传送到电池管理系统，以监测牵引电池的充电状态；以及接收电池管理系统对电池单元监测电路板的各个处理器的指令，以平衡各电池单元的充电状态。
这样的方法具有与上述印刷电路板组件相同的优点。也就是说，与组装各种单独部件组相比，印刷电路板组件可以更有成本效益，而且更可靠，因为由于部件已经组装好了，可以避免组装过程中的潜在错误源。因此，使用这样的印刷电路板组件，该方法可以更可靠地执行。
根据第四方面，上述技术问题通过一种计算机程序解决，该程序包括用于在计算机上执行根据第三方面所述方法的程序代码。
这实现了一个技术优势，即计算机程序可以很容易地在控制设备如微控制器上执行。
附图说明
下面将参照实施例和附图对本发明进行更详细的描述。其中：
图1a示出根据一个实施例的电池驱动车辆的电池系统100的示意图；
图1b示出根据一个实施例的电池驱动车辆的电池系统100的背板110的示意图；
图2示出根据一个实施例的用于电池驱动车辆的电池系统100的电池单元监测电路板120的示意图；
图3示出根据一个实施例的电池驱动车辆的电池系统100的背板110的一部分的示意图；以及
图4示出根据一个实施例的用于监测电池驱动车辆的方法的示意图。
这些图只是示意性的表示，仅用于解释本发明。相同或类似作用的元素在整个过程中都有相同的附图标记。
具体实施方式
在下面的详细描述中，参考了构成本文一部分的附图，其中通过说明的方式显示了本发明可以实施的具体实施方案。可以理解的是，在不背离本发明概念的情况下，可以使用其他的实施方案，也可以进行结构或逻辑上的改变。因此，下面的详细描述不应理解为是一种限制性的意义。可以进一步理解的是，除非另有特别说明，本文所述的各种实施方案的特征可以结合起来。
这些方面和实施方案将参照附图进行描述，其中类似的参考符号一般指的是类似的元素。在下面的描述中，为了提供对本发明的一个或多个方面的深入了解，列出了许多具体的细节，以达到解释的目的。然而，对于本领域的技术人员来说，一个或多个方面或实施方案可以用较少的具体细节来体现。在其他情况下，已知的结构和元素以示意图形式显示，以方便描述一个或多个方面或实施方案。可以理解的是，在不背离本发明概念的情况下，可以使用其他的实施方案，也可以进行结构或逻辑上的改变。
本发明描述了一种印刷电路板组件以及印刷电路板或者说电路板。在本发明的意义上，这样的印刷电路板组件是不同的印刷电路板或电路板的固定布置，它们彼此牢固地连接在一起，这样就可以省去通过插头或电缆插接各个部件的工作。因此，印刷电路板组件可以很容易地通过机器生产，并且可以提前制造。例如，各个印刷电路板和电路板可以通过各种连接技术相互连接，例如，通过钎焊、焊接、粘合、胶接或其他技术。
电路板或印刷电路板PCB是电子元件的载体。印刷电路板用于机械紧固和电气连接。印刷电路板由电绝缘材料和粘附在其上的导电连接件组成，即印制导线组。通常使用纤维增强塑料作为绝缘材料。
本发明描述了电池单元监测电路板。这种电路板用于电池单元监测，并且包括电池单元监测电路(CSC)。电池单元监测电路CSC是一种电子电路，其用于确保电池驱动车辆的各个电池单元组或电池组的均匀的电量分布。
由于各种机制，例如电池的制造公差或类似的原因，反复充电和放电导致电池组的充电状态不同。具有最高充电状态的电池组决定了整个电池的最大充电截止时间(电池“满”)；具有最低充电状态的电池组决定了最小放电截止时间(电池“空”)。状态区别越大，电池的可用容量就越低。在“最坏的情况”下，容量为零，尽管电池没有“耗损/坏掉”。
为了避免这里描述的这些缺点，在给牵引电池充电时，所有电池组的充电状态都被监测到其最重要的特征值。这一功能是由电池单元监测电路完成的。如果单个充电曲线出现偏差，相应的电池组的充电参数也会相应改变或平衡。这确保了在充电过程完成后，所有电池组都有相同的充电状态。
充电状态(“State of Charge”，SoC)是电池充电状态的一个特征值。充电状态表示电池的可用容量与额定值的关系，通常以完全充电状态的百分比来表示。因此，10％意味着电池或蓄电池与100％的全部电量相比仍有10％的剩余电量。
电池单元组的单个电池单元监测电路由电池管理系统(BMS)控制，该系统通过车辆总线与主控制装置进行通信。
BMS包括电子控制电路，其用于监测和控制车辆电池的充电和放电。待监测的电池参数例如包括电池类型、电池电压、单个电池单元的温度和电压、电池容量、充电状态、电流消耗、剩余工作时间、充电周期和其它电池参数的检测。
BMS的任务是确保电池中可用的剩余能量得到最佳利用。为了防止对电池的损害，BMS保护电池免受深度放电、过压、充电过快和放电电流过大的影响。在由多个电池单元组成的电池中，BMS用于电池平衡，即用于使不同的电池单元具有相同的充电状态和放电状态。
电池管理系统与其他连接的单元(如CSC)的通信可以通过串行接口进行，如I2C总线或CAN总线。
图1a显示了根据一个实施例的电池驱动车辆的电池系统100的示意图，图1b显示了根据一个实施例的电池驱动车辆的电池系统100的背板110的示意图。
电池系统100包括印刷电路板组件110和电池驱动车辆的电池或高压电池或牵引电池140。
牵引电池140包括多个电池单元，其被组合为多个电池单元组130。电池单元组130被组合成一个或多个电池模块组141。图1a举例示出了一些5乘18个电池单元组130，它们被组合成一个电池模块组141或模块，并由印刷电路板组件110监控。
每个电池单元131a、131b、131c、131d有两个电池电极132、133，如图2中更详细地显示。
印刷电路板组件110用于监测电池驱动车辆的牵引电池140。印刷电路板组件110包括多个电池单元监测电路板120和主电路板160。
每个电池单元监测电路板120被配设给多个电池单元组130中的一个相应电池单元组130。每个电池单元监测电路板120包括导线束121，其具有多个电压测量线，该电压测量线可连接到相应电池单元组130的电池单元131a、131b、131c、131d的各个电池电极132、133，以检测各个电池电极的电压，如图2所示。
每个电池单元监测电路板120包括处理器122，该处理器被设计为根据电池电极的检测的电压确定各个电池单元131a上的电压降134，并对各个电池单元131a、131b、131c、131d的电量差异进行补偿，如图2所示。
主电路板160包括多个容纳位置123，如图3中更详细地显示，用于容纳多个电池单元监测电路板120，其中各电池单元监测电路板120被机械地固定302在主电路板160的相应容纳位置123中。
每个容纳位置123具有电插接连接器301，其设计为将相应的电池单元监测电路板120的处理器122与主电路板160电连接。
主电路板160具有带有多条数据线的导线束113，其被设计为将通过电池单元监测电路板120的处理器122确定的各电池单元131a、131b、131c、131d上的电压降134传送到电池管理系统150，以用于监测牵引电池140的充电状态，并将电池管理系统150的指令传送到电池单元监测电路板120的相应处理器122，以用于平衡各电池单元的充电状态。
各个电池单元监测电路板120可以(例如，通过按压接触件302)压装到主电路板160的相应容纳位置123中，如图3所示，或借助钎焊连接焊接。在一个实施方案中，可以再次释放按压接触件302，以便例如更换有缺陷的电池单元监测电路板120或改变电池单元监测电路板120的构造。
印刷电路板组件110可以被设计为用于监测一个或多个电池模块组141中的一个电池模块组141。
电池模块组141分别包括模块侧142，相应的电池模块组141的电池单元组130可以沿该模块侧布置。主电路板160的尺寸可以对应于各个电池模块组141的模块侧142的尺寸。
主电路板160包括板上侧161，各个电池单元监测电路板120被固定在该板上侧上。板上侧161可以被取向为与相应的电池模块组141的模块侧142相对。在这种情况下，电池单元监测电路板120被布置在对应配设的电池单元组130的正对面(或在图1a中，在对应配设的电池单元组130的后面)，使得不需要提供长的导线来检测电池单元组130的传感器数据。
主电路板160的板上侧161的尺寸和形状可以对应于相应的电池模块组141的模块侧142的尺寸和形状。
主电路板160的板上侧161上的用于接收多个电池单元监测电路板120的容纳位置123可以被取向为与相应的电池模块组141的模块侧142上的相关电池单元组130对置，如图1a所示。于是不需要提供长的导线来检测电池单元组130的传感器数据。
例如，带有多条数据线的导线束113可以作为印制导线组预先印制在主电路板160上。主印刷电路板160的这种预印制消除了对各自的电池单元监测电路板120的否则将是必要的接线需要，因此，提供了更容易的安装以及安全安装。
主电路板160上的带有多条数据线的导线束113可以被设计为通过主电路板160在电池单元监测电路板120的处理器122和电池管理系统150之间路由或转发数据流。
主电路板160可以包括插接连接器301，其用于将主电路板160与电池管理系统150进行有线电连接。
电池系统100可以安置在车辆的电池舱内，而BMS 150可以安置在位于车辆不同位置的控制箱内。为了电气连接，可以使用缆线，它可以是车辆中的导线束或电缆束的一部分。
每个电池单元监测电路板120可以进一步包括导线束，该导线束具有多个温度测量导线，其可以连接到相应电池单元组130的电池单元131a、131b、131c、131d的相应的温度传感器，以检测各个电池单元的温度传感器值。
为此，各电池单元监测电路板120的处理器122可被设计为根据所检测的温度传感器值确定各个电池单元131a、131b、131c、131d的温度，并通过主电路板160的导线束113将温度传感器值传送到电池管理系统150。
如上所述，电池系统100包括牵引电池140和用于监测牵引电池140的印刷电路板组件110。印刷电路板组件110可以被设计为用于监测一个或多个电池模块组141中的一个电池模块组141。如图1a所示，印刷电路板组件110可以被布置成与待监测的电池模块组141对置。
印刷电路板组件110的主电路板160可以安装(例如，插接或钎焊或焊接或粘接)在待监测的电池模块组141上，并且将相应电池单元组130的电池单元131a、131b、131c、131d的各个电池电极132、133与各个电池单元监测电路板120的导线束121电连接。
图2显示了根据一个实施例的用于电池驱动车辆的电池系统100的电池单元监测电路板120的示意图。
如图1a和图1b所示，电池单元监测电路板120与多个电池单元组130中的相应电池单元组130相关联。电池单元监测电路板120包括导线束121，该导线束具有多个电压测量导线，其可连接到相应电池单元组130的电池单元131a、131b、131c、131d的各个电池电极132、133，以检测各自电池电极的电压。
电池单元监测电路板120包括处理器122，该处理器被设计为根据检测到的电池电极132、133的电压确定各个电池单元131a上的电压降134，并对各个电池单元131a、131b、131c、131d的电量差异进行补偿。
图3显示了根据一个实施方案的电池驱动车辆的电池系统100的背板110的一部分的示意图。
如上文有关图1a、图1b和图2所述，背板110或印刷电路板组件110用于监测电池驱动车辆的牵引电池140。印刷电路板组件110包括多个电池单元监测电路板120(其中两个在此被示例性地示出)，以及主电路板160。
如图1a、图1b和图2所示，每个电池单元监测电路板120被配设给多个电池单元组130中的一个相应电池单元组130。
主电路板160包括多个容纳位置123，其用于接纳多个电池单元监测电路板120，其中各个电池单元监测电路板120被机械地固定302在主电路板160的各容纳位置123中。例如，这可以通过按压接触件302完成，如图3所示。另外，也可以通过钎焊连接，或焊接或胶合的方式进行固定。
如图3所示，每个容纳位置123可设置有电插接连接器301，其被设计为将相应的电池单元监测电路板120的处理器122与主电路板160电连接。图3中的两个电池单元监测电路板120被布置成相对彼此旋转180°。在上层电池单元监测电路板120中可见电插接连接器301，而在下层电池单元监测电路板120中可见按压接触件302。
各个电池单元监测印刷电路板120可以(例如，借助按压接触件302)被压装到主电路板160的相应容纳位置123中或借助钎焊连接被焊接。在一个实施方案中，按压接触件302也可以再次释放，以便例如更换有缺陷的电池单元监测电路板120或改变电池单元监测电路板120的构造。
印刷电路板组件110可以被设计为用于监测一个或多个电池模块组141中的一个电池模块组141。
图4显示了根据一个实施方案的用于监测电池驱动车辆的方法400的示意图。
该方法用于监测具有如上文关于图1至图3所述的印刷电路板组件110的电池驱动车辆的牵引电池，其中牵引电池包括多个电池单元，所述电池单元被组合成多个电池单元组，其中，所述电池单元组被组合成一个或多个电池模块组，其中每个电池单元具有两个电池电极。
该方法400包括使用各个电池单元监测电路板的电压测量导线来检测401电池单元的各个电池电极的电压，如上文有关图1至图3所述。
该方法400包括根据所检测的各个电池电极的电压来确定各个电池单元上的电压降，如上文关于图1至3的描述。
该方法400包括通过主电路板的导线束将各个电池单元上的电压降传送到电池管理系统，用于监测牵引电池的充电状态，如上文有关图1至图3所述。
该方法400包括接收电池管理系统对电池单元监测电路板的各个处理器的指令，以平衡各个电池单元的充电状态，如上文有关图1至图3所述。
该方法可以在处理器上实现，例如电池单元监测电路板的处理器，如上文对图1至图3所述。
附图标记列表
100 电池系统
110 印刷电路板组件
113 带有多条数据线的导线束
114 至BMS的电插接连接器
120 电池单元监测电路板
121 带有多个电压测量导线的导线束
122 处理器
123 主电路板的容纳位置
130 电池单元组
131a 第一电池单元
131b 第二电池单元
131c 第三电池单元
131d 第四电池单元
132 电池单元的第一极或正极
133 电池单元的第二极或负极
134 电池单元上的电压降
140 牵引电池或电池
141 电池模块组或模块
142 电池模块组的模块侧
150 电池管理系统
160 主电路板
161 主电路板的板上侧
301 电插接连接器
302 机械固定件，主电路板160上的电池单元监测电路板120的按压接件
400 用于监测牵引电池的方法
401 第一方法步骤
402 第二方法步骤
403 第三方法步骤
404 第四方法步骤

Claims (16)

1.一种印刷电路板组件(110)，用于监测电池驱动车辆的牵引电池(140)，其中，所述牵引电池(140)包括多个电池单元(131a、131b、131c、131d)，所述电池单元组合成多个电池单元组(130)，其中，所述电池单元组(130)被组合成一个或多个电池模块组(141)，其中，每个电池单元具有两个电池电极(132、133)，其中，所述印刷电路板组件(110)包括：
多个电池单元监测电路板(120)，其中，每个电池单元监测电路板(120)被配设给多个电池单元组(130)中的一个相应电池单元组(130)，其中，每个电池单元监测电路板(120)具有导线束(121)，所述导线束带有多个电压测量导线，其可连接到相应电池单元组(130)的电池单元(131a、131b、131c、131d)的各个电池电极(132、133)，以用于检测各个电池电极的电压；和处理器(122)，所述处理器被设计为根据检测到的电池电极的电压确定各电池单元(131a)上的电压降(134)，并补偿各电池单元(131a、131b、131c、131d)的充电差异；并且
主电路板(160)具有多个容纳位置(123)，所述容纳位置用于容纳多个电池单元监测电路板(120)，其中，各个电池单元监测电路板(120)被机械地固定(302)在主电路板(160)的相应容纳位置(123)，其中，每个容纳位置(123)设置有电插接连接器(301)，其被设计为用于将相应电池单元监测电路板(120)的处理器(122)与主电路板(160)电连接，其中，所述主电路板(160)包括带有多条数据线的导线束(113)，所述导线束被设计为用于将由电池单元监测电路板(120)的处理器(122)确定的各个电池单元(131a、131b、131c、131d)处的电压降(134)传输到电池管理系统(150)，以监测牵引电池(140)的充电状态，并对电池监测电路板(120)的相应处理器(122)传送转送电池管理系统(150)的指令，以平衡各电池单元的充电状态。
2.根据权利要求1所述的印刷电路板组件(110)，
其中，各个电池单元监测电路板(120)通过按压接触件(302)被压入主电路板(160)的相应的容纳位置(123)中，或借助钎焊连接被焊接。
3.根据权利要求1或2所述的印刷电路板组件(110)，
其中，所述印刷电路板组件(110)被设计为用于监测一个或多个电池模块组(141)中的一个电池模块组(141)。
4.根据前述权利要求中任一项所述的印刷电路板组件(110)，
其中，所述电池模块组(141)分别具有模块侧(142)，相应的电池模块组(141)的电池单元组(130)沿所述模块侧布置，
其中，主电路板(160)的尺寸与各电池模块组(141)的模块侧(142)的尺寸相对应。
5.根据权利要求4所述的印刷电路板组件(110)，
其中，所述主电路板(160)包括板上侧(161)，各个电池单元监测电路板(120)被固定在所述板上侧上，
其中，所述板上侧(161)被取向为与相应的电池模块组(141)的模块侧(142)对置。
6.根据权利要求5所述的印刷电路板组件(110)，
其中，主电路板(160)的板上侧(161)的尺寸和形状与相应的电池模块组(141)的模块侧(142)的尺寸和形状相对应。
7.根据权利要求5或6所述的印刷电路板组件(110)，
其中，主电路板(160)的容纳位置(123)为容纳主电路板(160)的板上侧(161)上的多个电池单元监测电路板(120)而被取向为与相应的电池模块组(141)的模块侧(142)上的对应配设的电池单元组(130)对置。
8.根据前述权利要求中任一项所述的印刷电路板组件(110)，
其中，带有多条数据线的导线束被印制成主电路板上的印制导线组。
9.根据权利要求8所述的印刷电路板组件(110)，
其中，带有多条数据线的导线束(113)被构造在所述主电路板(160)上，以通过主电路板(160)在电池单元监测电路板(120)的处理器(122)和电池管理系统(150)之间路由数据流。
10.根据前述权利要求中任一项所述的印刷电路板组件(110)，
其中，所述主电路板(160)包括插接连接器(301)，所述插接连接器用于将主电路板(160)与电池管理系统(150)进行有线电连接。
11.根据前述权利要求中任一项所述的印刷电路板组件(110)，
其中，每个电池单元监测电路板(120)包括导线束，所述导线束具有多个温度测量导线，其可连接到相应电池单元组(130)的电池单元(131a、131b、131c、131d)的各个温度传感器，以用于检测各个电池单元的温度传感器值，
其中，各个电池单元监测电路板(120)的处理器(122)被设计为根据所检测的温度传感器值确定各电池单元(131a、131b、131c、131d)的温度，并通过主电路板(160)的导线束(113)传送到电池管理系统(150)。
12.一种电池驱动车辆的电池系统(100)，所述电池系统(100)包括：
电池驱动车辆的牵引电池(140)，其包括多个电池单元(131a、131b、131c、131d)，所述电池单元被组合成多个电池单元组(130)，其中，电池单元组(130)被组合成一个或多个电池模块组(141)，其中，每个电池单元(131a、131b、131c、131d)具有两个电池电极(132、133)；和
根据权利要求1至11中任一项所述的用于监测牵引电池(140)的印刷电路板组件(110)。
13.根据权利要求12所述的电池系统(100)，
其中，所述印刷电路板组件(110)被设计为用于监测一个或多个电池模块组(141)中的一个电池模块组(141)。
14.根据权利要求13所述的电池系统(100)，
其中，所述印刷电路板组件(110)被布置成与要监测的电池模块组(130)对置。
15.根据权利要求13或14所述的电池系统(100)，
其中，所述印刷电路板组件(110)的主电路板(160)被安装在待监测的电池模块组(130)上，并且相应电池单元组(130)的电池单元(131a、131b、131c、131d)的各电池电极(132、133)与各电池单元监测电路板(120)的导线束(121)电连接。
16.一种监测具有根据权利要求1至14中任一项所述的印刷电路板组件(110)的电池驱动车辆的牵引电池的方法(400)，其中，所述牵引电池包括多个电池单元，所述电池单元被组合为多个电池单元组，其中，所述电池单元组被组合为一个或多个电池模块组，其中，每个电池单元具有两个电池电极，所述方法包括：
通过各电池单元监测电路板的电压测量导线检测(401)电池单元的各电池电极的电压，
根据检测到的各电池电极的电压确定(402)各电池单元上的电压降，
通过主电路板的导线束将各电池单元的电压降传输到电池管理系统，以监测牵引电池的充电状态；以及
接收(404)电池管理系统的对电池单元监测电路板的各处理器的指令，以平衡各电池单元的充电状态。
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