CN117039210A - 一种电池包 - Google Patents

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Abstract

本申请提供了一种电池簇、储能系统、不间断电源系统以及电动汽车，其中，电池簇包括金属外壳以及收容于该金属外壳内的第一电池包，该第一电池包包括电池模组以及绝缘监测电路，绝缘检测电路的第一端连接金属外壳，绝缘检测电路的第二端连接电池模组的一端；绝缘检测电路在检测到电池模组与金属外壳之间的电流大于预设电流阈值的情况下，确定第一电池包的绝缘失效。实施本申请，可以减小电池簇的体积。

Description

一种电池包
本申请是分案申请，原申请的申请号是202211728318.2，原申请日是2022年12月29日，原申请的全部内容通过引用结合在本申请中。
技术领域
本申请涉及电池技术领域，尤其是一种电池簇、储能系统、不间断电源系统以及电动汽车。
背景技术
电池包的绝缘处理是通过在各个电池包周围包裹绝缘物质(例如纤维胶带等)，隔离电解质与金属外壳。所以，电池包的绝缘失效可以理解为包裹在电池包周围的绝缘物质发生破损，电解质与金属外壳之间建立了电连接，导致电池包的金属外壳存在大电流。当人接触到该电池包的金属外壳时，可以与大地形成漏电回路，危害人身安全。
电池簇是由一个或多个电池包串联、并联或串并联而成，因此，在电池簇的应用中，我们需要对电池包的绝缘是否失效进行检测。在现有技术中，电池包的绝缘失效检测采用如图1示出的剩余电流装置(Residual Current Device，RCD)来实时检测。RCD设置在PACK1的正输出端和负输出端，实时检测PACK1的正输出端的电流以及负输出端的电流，当PACK1的正输出端的电流与负输出端的电流之间的差值大于一定的阈值时，RCD确定该PACK1的绝缘失效。可以看出，现有电池包的绝缘失效检测需要使用大体积的RCD，导致电池簇的体积也较大。
发明内容
本申请提供了一种电池簇、储能系统、不间断电源系统以及电动汽车，可以减小电池簇的体积。
第一方面，本申请实施例提供了一种电池簇，该电池簇包括金属外壳以及收容于该金属外壳内的第一电池包，该第一电池包包括电池模组以及绝缘监测电路。
其中，绝缘检测电路的第一端连接金属外壳，绝缘检测电路的第二端连接电池模组的一端；绝缘检测电路在检测到电池模组与金属外壳之间的电流大于预设电流阈值的情况下，确定第一电池包的绝缘失效。
在本申请实施例中，电池簇中设置有绝缘检测电路，该绝缘检测电路具体是通过检测电池模组与金属外壳之间的电流是否大于预设电流阈值来判断电池包的绝缘是否失效。区别于现有技术中的RCD实时检测电池包的正负极两端的电流来判断电池包的绝缘是否失效，本申请实施例通过改变绝缘检测电路的连接关系，提供了一种新的电池包的绝缘检测方式，不需要使用体积庞大的RCD，可以使用体积较小的绝缘检测电路。因此，实施本申请实施例，可以减小电池簇的体积。
结合第一方面，在第一种可能的实现方式中，第一电池包还包括收容于金属外壳内的第一功率变换电路、第二功率变换电路以及变压器，其中变压器设于第一功率变换电路与第二功率变换电路之间，该变压器包括第一绕组、第二绕组和第三绕组。
具体实现中，第一功率变换电路的第一端和第二端分别连接在电池模组的两端，第一功率变换电路的第三端和第四端分别连接第一绕组的两端；第二功率变换电路的第一端和第二端分别连接第二绕组的两端；绝缘检测电路的第三端和第四端分别连接第三绕组的两端。
在本申请实施例中，通过在变压器中增加第三绕组，利用该第三绕组向绝缘检测电路供电，该绝缘检测电路通过检测电池模组与金属外壳之间的电流是否大于预设电流阈值来判断电池包的绝缘是否失效。本申请实施例提供的电池簇不需要额外增加电源，可以进一步减小电池簇的体积。
结合第一方面第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，绝缘检测电路包括电流采样子电路和整流子电路；其中，整流子电路的第一输入端和第二输入端分别连接第三绕组的两端，整流子电路的第一输出端连接电流采样子电路，整流子电路的第二输出端连接金属外壳或电池模组。
结合第一方面或结合第一方面上述任意一种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，绝缘检测电路包括开关子电路，该开关子电路在接收到绝缘检测启动信号时导通。
结合第一方面第三种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，绝缘检测电路还包括控制子电路，该控制子电路在电池簇处于非充电状态和非放电状态的情况下，向开关子电路发送绝缘检测启动信号。
结合第一方面或结合第一方面上述任意一种可能的实现方式，在第五种可能的实现方式中，电池簇还包括通信线，第一电池包还包括第一电池管理电路；其中，第一电池管理电路用于通过通信线连接电池控制电路。
具体实现中，第一电池管理电路在第一电池包的绝缘失效的情况下，向电池控制电路发送绝缘失效预警信号。
结合第一方面第五种可能的实现方式，在第六种可能的实现方式中，第一电池管理电路还将第一电池包在电池簇中所处的位置发送至电池控制电路。
结合第一方面第五种可能的实现方式，在第七种可能的实现方式中，电池簇还包括第二电池包和电池控制电路，第二电池包包括第二电池管理电路。
具体实现中，第二电池管理电路的第一端连接第一电池管理电路，第一电池管理电路向第二电池管理电路发送第一电池包相对于第二电池包所处的位置；第二电池管理电路的第二端连接电池控制电路，第二电池管理电路将第二电池包在电池簇中所处的位置，以及第一电池包相对第二电池包所处的位置向电池控制电路发送，此时电池控制电路可以确定第一电池包在电池簇中所处的位置。
第二方面，本申请实施例提供了一种储能系统，该储能系统包括储能变流器以及结合第一方面或结合第一方面上述任意一种可能实现方式中的电池簇，其中电池簇连接储能变流器。
第三方面，本申请实施例提供了一种不间断电源系统，该不间断电源系统包括AC/DC变换器、DC/AC变换器以及结合第一方面或结合第一方面上述任意一种可能实现方式中的电池簇，其中，电池簇连接AC/DC变换器和DC/AC变换器。
第四方面，本申请实施例提供了一种电动汽车，该电动汽车包括电动机以及结合第一方面或结合第一方面上述任意一种可能实现方式中的电池簇，其中，电池簇用于向电动机提供电源。
应理解的是，本申请上述多个方面的实现和有益效果可以相互参考。
附图说明
图1为现有技术提供的电池簇的一结构框图；
图2为本申请实施例提供的储能系统的一结构框图；
图3为本申请实施例提供的不间断电源系统的一结构框图；
图4为本申请实施例提供的电动汽车的一结构框图；
图5为本申请实施例提供的电池簇的一结构框图；
图6为本申请实施例提供的绝缘检测电路的一电路图；
图7为本申请实施例提供的电池簇的又一结构框图；
图8为本申请实施例提供的绝缘检测电路的又一电路图；
图9为本申请实施例提供的电池簇的又一结构框图；
图10为本申请实施例提供的电池簇的又一结构框图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中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一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
为了更好地理解本申请，首先对电池、电池簇、电池包以及电池模组之间的关系进行说明。
在电池技术领域中，电池是一个统称，电池可以包括一个电池簇，或者包括多个并联接入直流母排的电池簇。
电池簇包括一个电池包，或者包括多个具有串联、并联或串并联连接关系的电池包。
电池包包括一个电池模组和电池管理系统(Battery Management System，BMS)，或者包括多个被BMS统一管理的电池模组。其中，电池包也可以叫做PACK。电池包具有正极、负极、电解液和金属外壳，该金属外壳例如可以是铝壳或者钢壳。
电池模组包括一个电芯，或者电池模组包括多个具有串联、并联或串并联连接关系的电芯。此时，一个或多个电芯被同一个外壳框架封装在一起。示例性的，电池模组除了包括电芯之外，还可以包括具有特定功能输出的电路，例如电池短路保护电路、电池温度检测电路等等。
电芯是指单个含有正、负极的电化学电芯，一般不直接使用。电芯是电池中最小的储能单元。
下面结合附图来对本申请的技术方案的实施作进一步的详细描述。
参见图2，图2为本申请实施例提供的储能系统的一结构框图。如图2所示，本申请实施例提供的储能系统21包括电池簇211以及与电池簇211连接的储能变流器(PowerConversion System，PCS)212。
具体实现中，多个电池簇211串联、并联或者串并联可以形成锂电池、锂离子电池、铅酸电池、钠离子电池、镍镉电池或镍氢电池等等。换句话来说，本申请实施例不对电池簇中注入的电解质进行限制。
示例性的，电池簇211中包括电池控制电路，又被称为电池控制单元(BatteryControl Unit，BCU)，是BMS的组成部分，可以称为BMS的主机。示例性的，电池控制电路可以测量多个电池簇211的总电压和总电流，并且电池控制电路可以控制各个电池簇211的充电、放电以及评估每个电池簇211的电池荷电状态值等等。
储能变流器212可以在电池簇211充电的过程中，将交流电转换为直流电。或者，储能变流器212可以在电池簇211放电的过程中，将直流电转换为交流电。
示例性的，储能系统21可以具体应用在光伏储能场景或者风电储能场景等。以储能系统21应用在光伏储能场景中为例，储能系统21连接光伏逆变器，该光伏逆变器将光伏组件产生的直流电转换为第一交流电，此时储能变流器212可以将该第一交流电转换为第一直流电，并将该第一直流电向电池簇211传输，从而实现电池簇211的充电。储能系统21还连接交流电网或交流负载，在光伏组件输出功率不足的情况下，储能变流器212可以将电池簇211输出的第二直流电转换为第二交流电，并将该第二交流电并入交流电网，或者将该第二交流电向交流负载提供，从而实现电池簇211的放电。
可选的，本申请实施例提供的储能系统21还可以具体应用在消费电子品(如智能手机、智能手表、智能手环和蓝牙耳机等)中，则电池簇211可以具体理解为该消费电子品对应的电池簇。
本申请实施例提供的储能系统21与现有技术的储能系统不同的是，储能系统21中包括的电池簇211与现有技术中的储能系统包括的电池簇不同。具体实现中，本申请实施例在电池簇211中设置有绝缘检测电路，该绝缘检测电路具体是通过检测电池模组与电池簇的金属外壳之间的电流是否大于预设电流阈值，判断电池簇211的绝缘是否失效。即本申请实施例具体通过改变绝缘检测电路的检测方式来检测电池包的绝缘是否失效。
在一些可行的实施方式中，本申请实施例提供的电池簇可以应用在不间断电源(Uninterruptible Power System，UPS)中。参见图3，图3为本申请实施例提供的不间断电源系统的一结构框图。如图3所示，不间断电源系统31包括电池簇311、AC/DC变换器312以及DC/AC变换器313。
其中，AC/DC变换器312的输入端连接交流电网，AC/DC变换器312的输出端连接电池簇311以及DC/AC变换器313的输入端，DC/AC变换器313的输出端连接交流负载。示例性的，当交流电网的输出电压正常时，AC/DC变换器312和DC/AC变换器313将交流电网输出的电压稳压后提供给交流负载，此时该不间断电源系统31可以充当稳压器使用，并且还可以同时向电池簇311充电；当交流电网的输出中断，例如电网故障或者维修停电时，不间断电源系统31中的电池簇311向DC/AC变换器313输出第三直流电，DC/AC变换器313将该第三直流电转换为第三交流电，并将该第三交流电向交流负载提供，从而维持交流负载正常工作，保护负载的软件和硬件不受损坏。
在一些可行的实施方式中，本申请实施例提供的电池簇可以应用在电动汽车中。参见图4，图4为本申请实施例提供的电动汽车的一结构框图。如图4所示，电动汽车41包括电池簇411以及电动机412，电池簇411通过逆变器连接电动机412，此时电池簇411具体向逆变器输出第四直流电，逆变器将该第四直流电转换为第四交流电，该第四交流电用于驱动电动机，从而向电动汽车提供动力。
下面结合附图对电池簇的具体结构进行介绍。
参见图5，图5为本申请实施例提供的电池簇的一结构框图。如图5所示，电池簇包括第一电池包511，其中第一电池包511包括金属外壳5111以及收容于金属外壳5111内的电池模组5112以及绝缘检测电路5113。
具体实现中，绝缘检测电路5113的第一端连接金属外壳5111，示例性的，该金属外壳5111可以是铝壳、钢壳或铁壳等。绝缘检测电路5113的第二端连接电池模组5112的一端，图5是以绝缘检测电路5113的第二端连接电池模组5112的负极端为例，在一些可行的实施方式中，绝缘检测电路5113的第二端也可以连接电池模组5112的正极端。
绝缘检测电路5113的第三端和第四端分别连接电源512的两端。
电源512向绝缘检测电路5113的第三端和第四端输出电压，若第一电池包511的绝缘失效，则电源512经过绝缘检测电路5113、电池模组5112以及金属外壳5111形成闭合回路。此时，若绝缘检测电路5113检测到该闭合回路的电流大于预设电流阈值，即绝缘检测电路5113检测到电池模组5112与金属外壳5111之间的电流大于预设电流阈值，从而确定第一电池包511的绝缘失效。示例性的，该预设电流阈值可以根据电池簇的具体应用场景而预先设定。比如说，该电池簇应用在电动汽车中，该预设电流阈值可以根据电动汽车的动力电池的绝缘标准来设置。
可以理解的是，图5以电池簇具体包括一个第一电池包为例，在一些可行的实施方式中，电池簇中可以包括多个第一电池包。
在本申请实施例中，电池簇中设置有绝缘检测电路，该绝缘检测电路具体是通过检测电池模组与金属外壳之间的电流是否大于预设电流阈值来判断电池包的绝缘是否失效。区别于现有技术中的RCD实时检测电池簇的正负极两端的电流来判断电池包的绝缘是否失效，本申请实施例通过改变绝缘检测电路的连接关系，提供了一种新的电池包的绝缘检测方式，不需要使用体积庞大的RCD，可以使用体积较小的绝缘检测电路。因此，实施本申请实施例，可以减小电池簇的体积。
示例性的，下面结合附图6对绝缘检测电路5113的具体结构进行介绍。
在一些可行的实施方式中，参见图6，图6为本申请实施例提供的绝缘检测电路的一电路图。如图6所示，绝缘检测电路5113包括电流采样子电路51131，图6以电流采样子电路51131具体实现为电阻R61为例，则电源512的一端连接电阻R61的一端，电阻R61的另一端连接B点。可选的，电流采样子电路51131还可以具体实现为电流传感器。
可选的，在一些可行的实施方式中，绝缘检测电路5113还包括开关子电路51132，开关子电路51132和电流采样子电路51131串联在A点和B点之间。示例性的，如图6所示，开关子电路51132的一端连接电源512的另一端，开关子电路51132的另一端连接A点。或者，电阻R61的一端连接电源512的一端，电阻R61的另一端连接开关子电路51132的一端，开关子电路51132的另一端连接B点。
开关子电路51132在接收到绝缘检测启动信号时导通。示例性的，该绝缘检测启动信号可以是电池簇中的电池控制电路向开关子电路51132发送的。
其中，开关子电路51132可以具体实现为固态开关和半导体开关，其中半导体开关包括但不限于三极管、金属氧化物半导体场效应管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,MOSFET)和绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate BipolarTransistor，IGBT)等。
示例性的，绝缘检测电路5113还包括滤波电容C61，电容C61的两端并联在电源512的两端，用来对电源512的输出电压进行滤波。
可选的，在一些可行的实施方式中，绝缘检测电路还包括控制子电路51133，控制子电路51133可以在电池簇处于非充电状态和非放电状态的情况下，向开关子电路51132发送绝缘检测启动信号。可以理解的是，电池簇处于非充电状态和非放电状态是指电池簇在浮充、上电或待机状态。
可选的，A点为绝缘检测电路的第一端，则B点为绝缘检测电路的第二端，此时开关子电路51132连接金属外壳，电阻R61的另一端连接电池模组。或者，A点为绝缘检测电路的第二端，则B点为绝缘检测电路的第一端，此时开关子电路51132连接电池模组，电阻R61的另一端连接金属外壳。
可选的，在一些可行的实施方式中，参见图7，图7为本申请实施例提供的电池簇的又一结构框图。如图7所示，电池簇包括第一电池包711，该第一电池包711包括金属外壳7111以及收容于金属外壳7111内的电池模组7112、绝缘检测电路7113、第一功率变换电路7114、第二功率变换电路7115以及变压器，其中该变压器设在第一功率变换电路7114与第二功率变换电路7115之间的变压器，该变压器包括第一绕组L71、第二绕组L72和第三绕组L73。
具体实现中，第一功率变换电路7114的第一端和第二端分别连接在电池模组7112的两端，第一功率变换电路7114的第三端和第四端分别连接第一绕组L71的两端。第二功率变换电路7115的第一端和第二端分别连接第二绕组L72的两端，第二功率变换电路7115的第三端和第四端分别连接电池簇的正母线和负母线。
其中，第一功率变换电路7114、第一绕组L71、第二绕组L72以及第二功率变换电路7115是电池模组7112的主动均衡电路的组成部分。其中，该主动均衡电路可以使第一电池包711与电池簇中的其他电池包之间的电压差保持在预设范围内。示例性的，该主动均衡电路可以具体实现为LLC电路、全桥变换电路、半桥变换电路、正激电路或者反激电路。则第一功率变换电路7114和第二功率变换电路7115的具体实现可以参考LLC电路、全桥变换电路、半桥变换电路、正激电路或者反激电路，此处不作赘述。
绝缘检测电路7113的第一端连接金属外壳7111，绝缘检测电路7113的第二端连接电池模组7112的一端，图7是以绝缘检测电路7113的第二端连接电池模组7112的负极端为例，在一些可行的实施方式中，绝缘检测电路7113的第二端也可以连接电池模组7112的正极端。
绝缘检测电路7113的第三端和第四端连接第三绕组L73的两端。区别于图5中示出的绝缘检测电路5113的第三端和第四端分别连接电源512的两端，本申请实施例中示出的绝缘检测电路7113的第三端和第四端连接的是第三绕组L73。此时，绝缘检测电路7113的电压来自第三绕组L73。
第三绕组L73两端的电压加载在绝缘检测电路7113的第三端和第四端，若第一电池包711的绝缘失效，则第三绕组L73经过绝缘检测电路7113、电池模组7112以及金属外壳7111形成闭合回路。若绝缘检测电路7113检测到该闭合回路的电流大于预设电流阈值，即绝缘检测电路7113检测到电池模组7112与金属外壳7111之间的电流大于预设电流阈值，从而确定第一电池包711的绝缘失效。
在本申请实施例中，通过在主动均衡电路的变压器中增加第三绕组，利用该第三绕组向绝缘检测电路供电，该绝缘检测电路通过检测电池模组与金属外壳之间的电流是否大于预设电流阈值来判断电池包的绝缘是否失效。区别于图5中示出的电池簇，本申请实施例提供的电池簇不需要额外增加电源，可以进一步减小电池簇的体积。
下面结合附图8对绝缘检测电路7113的具体结构进行介绍。
在一些可行的实施方式中，参见图8，图8为本申请实施例提供的绝缘检测电路的又一电路图。如图8所示，绝缘检测电路7113包括电流采样子电路71131和整流子电路71132。
其中，整流子电路71132包括二极管D81、二极管D82、二极管D83以及二极管D84。二极管D81的阳极和二极管D82的阴极连接第三绕组L73的一端；二极管D83的阳极和二极管D84的阴极连接第三绕组L73的另一端。
二极管D82的阳极和二极管D84的阳极连接电流采样子电路71131，图8以电流采样子电路71131具体实现为电阻R81为例，则二极管D82的阳极和二极管D84的阳极连接电阻R81的一端，电阻R81的另一端连接D点。可选的，电流采样子电路71131还可以具体实现为电流传感器。
可以理解的是，本申请实施例以整流子电路具体实现为四个二极管为例，在一些可行的实施方式中，整流子电路还可以具体实现为四个半导体开关。
可选的，绝缘检测电路7113还包括滤波电容C81，电容C81的两端并联在整流子电路71132的第一输出端与第二输出端之间，对整流子电路71132整流之后得到的直流电进行滤波。
在本申请实施例中，整流子电路71132对第三绕组L73提供的电源进行整流。
可选的，在一些可行的实施方式中，绝缘检测电路7113还包括开关子电路71133，其中，开关子电路71133连接在C点与整流子电路71132或者D点与整流子电路71132之间即可。示例性的，开关子电路71133的一端连接二极管D81的阴极和二极管D83的阴极，开关子电路71133的另一端连接C点。或者，开关子电路71133连接在D点与电阻R81之间。或者，开关子电路71133连接在电阻R81与整流子电路71132之间。
开关子电路71133在接收到绝缘检测启动信号时导通。示例性的，该绝缘检测启动信号可以是电池簇中的电池控制电路向开关子电路71133发送的。
其中，开关子电路71133可以具体实现为固态开关和半导体开关，其中半导体开关包括但不限于三极管、MOSFET和IGBT等。
可选的，在一些可行的实施方式中，绝缘检测电路7113还包括控制子电路71134，控制子电路71134可以在电池簇处于非充电状态和非放电状态的情况下，向开关子电路71133发送绝缘检测启动信号。
可选的，C点为绝缘检测电路的第一端，则D点为绝缘检测电路的第二端，此时二极管D81的阴极和二极管D83的阴极连接金属外壳，电阻R81的另一端连接电池模组。或者，C点为绝缘检测电路的第二端，则D点为绝缘检测电路的第一端，此时二极管D81的阴极和二极管D83的阴极连接电池模组，电阻R81的另一端连接金属外壳。
可选的，在一些可行的实施方式中，参见图9，图9为本申请实施例提供的电池簇的又一结构框图。如图9所示，电池簇中包括金属外壳911以及收容于金属外壳911内的多个第一电池包，例如第一电池包912A、第一电池包912B和第一电池包912C。
以每个第一电池包具体实现为图7中示出的第一电池包为例，则每个第一电池包包括金属外壳、电池模组、绝缘检测电路、第一功率变换电路、变压器以及第二功率变换电路，并且各个第一电池包中还包括第一电池管理电路。在申请中，电池管理电路又称为电池管理单元(Battery management unit，BMU)，因此第一电池管理电路又可以被称为第一电池管理单元，第二电池管理电路又可以被称为第二电池管理单元。其中，第一电池管理电路是BMS的组成部分，可以称为BMS的从机。
其中，电池簇的金属外壳911与各个第一电池包的金属外壳是同一个电势点，具体实现中，是各个第一电池包中的绝缘检测电路连接该第一电池包对应的金属外壳，然后每个第一电池包的金属外壳与电池簇的金属外壳911搭接，即每个第一电池包的金属外壳与电池簇的金属外壳911具有电连接关系。
具体实现中，第一电池包912A包括电池模组912A1、绝缘检测电路912A2、第一功率变换电路912A3、变压器、第二功率变换电路912A4以及第一电池管理电路912A5，其中变压器包括第一绕组L91、第二绕组L92以及第三绕组L93。
此时，第一功率变换电路912A3的第一端和第二端分别并联在电池模组912A1的两端，第一功率变换电路912A3的第三端和第四端分别连接第一绕组L91的两端。第二绕组L92的两端分别连接第二功率变换电路912A4的第一端和第二端，第二功率变换电路912A4的第三端和第四端分别连接电池簇的正母线与负母线。其中，第一电池管理电路912A5与电池模组912A1封装在一起，第一电池管理电路912A5通过通信线1连接电池控制电路913。示例性的，该通信线1可以是CAN通信线。
绝缘检测电路912A2的第一端连接金属外壳911，绝缘检测电路912A2的第二端连接电池模组912A1的一端，绝缘检测电路912A2的第三端和第四端连接第三绕组L93的两端。
第一电池管理电路912A5可以在第一电池包912A的绝缘失效的情况下，向电池控制电路913发送第一绝缘失效预警信号。
可选的，第一电池管理电路912A5还将第一电池包912A在电池簇中所处的位置发送至电池控制电路913。可选的，第一电池管理电路912A5可以在向电池控制电路913发送第一绝缘失效预警信号之前，将第一电池包912A在电池簇中所处的位置发送至电池控制电路913。或者，第一电池管理电路912A5可以在确定第一电池包912A的绝缘失效的情况下，同时向电池控制电路913发送第一绝缘失效预警信号和第一电池包912A在电池簇中所处的位置。又或者，第一电池管理电路912A5可以在向电池控制电路913发送第一绝缘失效预警信号之后，将第一电池包912A在电池簇中所处的位置发送至电池控制电路913。比如说，第一电池包912A、第一电池包912B和第一电池包912C按顺序依次从左往右排列，则第一电池包912A在电池簇中所处的位置为最左边。
同理的，第一电池包912B包括电池模组912B1、绝缘检测电路912B2、第一功率变换电路912B3、变压器、第二功率变换电路912B4以及第一电池管理电路912B5，其中变压器包括第一绕组L94、第二绕组L95以及第三绕组L96。
此时，第一功率变换电路912B3的第一端和第二端分别并联在电池模组912B1的两端，第一功率变换电路912B3的第三端和第四端分别连接第一绕组L94的两端。第二绕组L95的两端分别连接第二功率变换电路912B4的第一端和第二端，第二功率变换电路912B4的第三端和第四端分别连接电池簇的正母线与负母线。其中，第一电池管理电路912B5与电池模组912B1封装在一起，第一电池管理电路912B5通过通信线1连接电池控制电路913。
绝缘检测电路912B2的第一端连接金属外壳911，绝缘检测电路912B2的第二端连接电池模组912B1的一端，绝缘检测电路912B2的第三端和第四端连接第三绕组L96的两端。
第一电池管理电路912B5可以在第一电池包912B的绝缘失效的情况下，向电池控制电路913发送第二绝缘失效预警信号。
可选的，第一电池管理电路912B5还将第一电池包912B在电池簇中所处的位置发送至电池控制电路913。可选的，第一电池管理电路912B5可以在向电池控制电路913发送第二绝缘失效预警信号之前，将第一电池包912B在电池簇中所处的位置发送至电池控制电路913。或者，第一电池管理电路912B5可以在确定第一电池包912B的绝缘失效的情况下，同时向电池控制电路913发送第二绝缘失效预警信号和第一电池包912B在电池簇中所处的位置。又或者，第一电池管理电路912B5可以在向电池控制电路913发送第二绝缘失效预警信号之后，将第一电池包912B在电池簇中所处的位置发送至电池控制电路913。比如说，第一电池包912A、第一电池包912B和第一电池包912C按顺序依次从左往右排列，则第一电池包912B在电池簇中所处的位置为中间。
第一电池包912C包括电池模组912C1、绝缘检测电路912C2、第一功率变换电路912C3、变压器、第二功率变换电路912C4以及第一电池管理电路912C5，其中变压器包括第一绕组L97、第二绕组L98以及第三绕组L99。
此时，第一功率变换电路912C3的第一端和第二端分别并联在电池模组912C1的两端，第一功率变换电路912C3的第三端和第四端分别连接第一绕组L97的两端。第二绕组L98的两端分别连接第二功率变换电路912C4的第一端和第二端，第二功率变换电路912C4的第三端和第四端分别连接电池簇的正母线与负母线。其中，第一电池管理电路912C5与电池模组912C1封装在一起，第一电池管理电路912C5通过通信线1连接电池控制电路913。
绝缘检测电路912C2的第一端连接金属外壳911，绝缘检测电路912C2的第二端连接电池模组912C1的一端，绝缘检测电路912C2的第三端和第四端连接第三绕组L99的两端。
第一电池管理电路912C5可以在第一电池包912C的绝缘失效的情况下，向电池控制电路913发送第三绝缘失效预警信号。
可选的，第一电池管理电路912C5还将第一电池包912C在电池簇中所处的位置发送至电池控制电路913。可选的，第一电池管理电路912C5可以在向电池控制电路913发送第三绝缘失效预警信号之前，将第一电池包912C在电池簇中所处的位置发送至电池控制电路913。或者，第一电池管理电路912C5可以在确定第一电池包912C的绝缘失效的情况下，同时向电池控制电路913发送第三绝缘失效预警信号和第一电池包912C在电池簇中所处的位置。又或者，第一电池管理电路912C5可以在向电池控制电路913发送第三绝缘失效预警信号之后，将第一电池包912C在电池簇中所处的位置发送至电池控制电路913。比如说，第一电池包912A、第一电池包912B和第一电池包912C按顺序依次从左往右排列，则第一电池包912C在电池簇中所处的位置为最右边。
在一些可行的实施方式中，电池簇还包括配电盒914。配电盒914可以对电池输出的能量进行分配。
示例性的，电池控制电路913在确定电池簇处于非充电状态和非放电状态的情况下，启动各个第一电池包的绝缘检测。比如说，在第一电池包912A中，电池控制电路913向第一电池管理电路912A5发送绝缘检测启动信号，第一电池管理电路912A5将该绝缘启动信号发送至绝缘检测电路912A2，在绝缘检测电路912A2检测到电池模组912A1与金属外壳911之间的电流大于预设电流阈值的情况下，绝缘检测电路912A2通过第一电池管理电路912A5发送第一绝缘失效预警信号。同理的，第一电池包912B和第一电池包912C可以参考第一电池包912A的绝缘失效预警信号的产生过程，此处不作赘述。
在本申请实施例中，可以利用通信线实现电池簇内各个第一电池包的物理位置定位，在绝缘检测电路检测到对应的第一电池包的绝缘失效时，可以快速对第一电池包进行更换，有利于提高生产效率和维护效率。
可选的，在一些可行的实施方式中，参见图10，图10为本申请实施例提供的电池簇的又一结构框图。如图10所示，电池簇中包括金属外壳1011以及收容于金属外壳1011内的多个第一电池包，例如第一电池包1012A和第一电池包1012B。
以每个第一电池包具体实现为图7中示出的第一电池包为例，则每个第一电池包包括电池模组、绝缘检测电路、第一功率变换电路、变压器以及第二功率变换电路，并且各个第一电池包中还包括第一电池管理电路。
其中，电池簇的金属外壳1011与各个第一电池包的金属外壳是同一个电势点，具体实现中，是各个第一电池包中的绝缘检测电路连接该第一电池包对应的金属外壳，然后每个第一电池包的金属外壳与电池簇的金属外壳1011搭接，即每个第一电池包的金属外壳与电池簇的金属外壳1011具有电连接关系。
具体实现中，第一电池包1012A包括电池模组1012A1、绝缘检测电路1012A2、第一功率变换电路1012A3、变压器、第二功率变换电路1012A4以及第一电池管理电路1012A5，其中变压器包括第一绕组L101、第二绕组L102以及第三绕组L103。
此时，第一功率变换电路1012A3的第一端和第二端分别并联在电池模组1012A1的两端，第一功率变换电路1012A3的第三端和第四端分别连接第一绕组L101的两端。第二绕组L102的两端连接第二功率变换电路1012A4的第一端和第二端，第二功率变换电路1012A4的第三端和第四端分别连接电池簇的正母线与负母线。其中，第一电池管理电路1012A5与电池模组1012A1封装在一起。第一电池管理电路1012A5通过通信线2连接电池控制电路1014。示例性的，该通信线2可以是CAN通信线。
绝缘检测电路1012A2的第一端连接金属外壳1011，绝缘检测电路1012A2的第二端连接电池模组1012A1的一端，绝缘检测电路1012A2的第三端和第四端连接第三绕组L103的两端。
第一电池包1012B包括电池模组1012B1、绝缘检测电路1012B2、第一功率变换电路1012B3、变压器、第二功率变换电路1012B4以及第一电池管理电路1012B5，其中变压器包括第一绕组L104、第二绕组L105以及第三绕组L106。
此时，第一功率变换电路1012B3的第一端和第二端分别并联在电池模组1012B1的两端，第一功率变换电路1012B3的第三端和第四端分别连接第一绕组L104的两端。第二绕组L105的两端连接第二功率变换电路1012B4的第一端和第二端，第二功率变换电路1012B4的第三端和第四端分别连接电池簇的正母线与负母线。其中，第一电池管理电路1012B5与电池模组1012B1封装在一起，第一电池管理电路1012B5连接第一电池包1012A中的第一电池管理电路1012A5的第一端。第一电池管理电路912B5通过通信线2连接电池控制电路1014。示例性的，该通信线2可以是CAN通信线。
绝缘检测电路1012B2的第一端连接金属外壳1011，绝缘检测电路1012B2的第二端连接电池模组1012B1的一端，绝缘检测电路1012B2的第三端和第四端连接第三绕组L106的两端。
并且，该电池簇还包括第二电池包1013，该第二电池包1013包括电池模组10131以及第二电池管理电路10132。其中，该第二电池管理电路10132的第一端连接第一电池包1012A中的第一电池管理电路1012A5的第二端。第二电池管理电路10132还可以通过通信线2连接电池控制电路1014。示例性的，该通信线2可以是CAN通信线。
可选的，第二电池包1013的结构也可以具体实现为图7中示出的第一电池包的结构。
同理的，第二电池包1013的金属外壳与电池簇的金属外壳1011也具有电连接关系。
第一电池管理电路1012A5可以在第一电池包1012A的绝缘失效的情况下，向第二电池包1013中的第二电池管理电路10132发送第一绝缘失效预警信号。
示例性的，第一电池管理电路1012A5还可以在发送第一绝缘失效预警信号之前或之后，向第二电池管理电路10132发送第一电池包1012A相对第二电池包1013所处的位置。第二电池包1013、第一电池包1012A和第一电池包1012B按顺序依次从左往右排列，第一电池管理电路1012A5向第二电池管理电路10132发送第一电平，第二电池管理电路10132确定第一电池包1012A在第二电池包1013的右边。
第二电池管理电路10132将第二电池包1013在电池簇所处的位置，以及第一电池包1012A相对第二电池包1013所处的位置发送至电池控制电路1014，此时电池控制电路1014可以确定第一电池包1012A在电池簇所处的位置。比如说，第二电池包1013在电池簇中排第一，电池控制电路1014可以确定第一电池包1012A在电池簇中排第二。
第一电池管理电路1012B5可以在第一电池包1012B的绝缘失效的情况下，向第一电池包1012A中的第一电池管理电路1012A5发送第二绝缘失效预警信号。
同理的，第一电池管理电路1012B5还可以在发送第二绝缘失效预警信号之前或之后，向第一电池管理电路1012A5发送第一电池包1012B相对第一电池包1012A所处的位置。第二电池包1013、第一电池包1012A和第一电池包1012B按顺序依次从左往右排列，第一电池管理电路1012B5向第一电池管理电路1012A5发送第一电平，第二电池管理电路10132确定第一电池包1012B在第一电池包1012A的右边。
第一电池管理电路1012B5将第二电池包1013在电池簇所处的位置、第一电池包1012B相对第二电池包1013所处的位置以及第一电池包1012B相对第一电池包1012A所处的位置发送至电池控制电路1014，此时电池控制电路1014可以确定第一电池包1012B在电池簇所处的位置。比如说，第二电池包1013在电池簇中排第一，电池控制电路1014可以确定第一电池包1012A在电池簇中排第二以及第一电池包1012B在电池簇中排第三。
在本申请实施例中，通信线用来传输绝缘失效预警信号，利用各个电池管理电路的普通IO口之间的连接来对各个第一电池包的物理位置的定位，不用占用通信线的通信资源，也可以在绝缘检测电路检测到对应的第一电池包的绝缘失效时，快速对第一电池包进行更换，有利于提高生产效率和维护效率。
需要说明的是，上述术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种电池包，其特征在于，所述电池包包括金属外壳以及收容于所述金属外壳内的电池模组以及绝缘检测电路；其中，
所述绝缘检测电路的第一端连接所述金属外壳，所述绝缘检测电路的第二端连接所述电池模组的一端；所述绝缘检测电路用于在检测到所述电池模组与所述金属外壳之间的电流大于预设电流阈值的情况下，确定所述电池包的绝缘失效。
2.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述电池包还包括收容于所述金属外壳内的第一功率变换电路、第二功率变换电路以及变压器，其中所述变压器设于所述第一功率变换电路与所述第二功率变换电路之间，所述变压器包括第一绕组、第二绕组和第三绕组；
所述第一功率变换电路的第一端和第二端分别连接在所述电池模组的两端，所述第一功率变换电路的第三端和第四端分别连接所述第一绕组的两端；
所述第二功率变换电路的第一端和第二端分别连接所述第二绕组的两端；
所述绝缘检测电路的第三端和第四端分别连接所述第三绕组的两端。
3.根据权利要求2所述的电池包，其特征在于，所述绝缘检测电路包括电流采样子电路和整流子电路；其中，
所述整流子电路的第一输入端和第二输入端分别连接所述第三绕组的两端，所述整流子电路的第一输出端连接所述电流采样子电路，所述整流子电路的第二输出端连接所述金属外壳或所述电池模组。
4.根据权利要求1-3所述的电池包，其特征在于，所述绝缘检测电路包括开关子电路，所述开关子电路用于在接收到绝缘检测启动信号时导通。
5.根据权利要求4所述的电池包，其特征在于，所述绝缘检测电路还包括控制子电路；
所述控制子电路，用于在所述电池包处于非充电状态和非放电状态的情况下，向所述开关子电路发送所述绝缘检测启动信号。
6.根据权利要求1-5任一项所述的电池包，其特征在于，所述电池包还包括电池管理电路；其中，所述电池管理电路通过通信线连接电池控制电路；
所述电池管理电路，用于在所述电池包的绝缘失效的情况下，向所述电池控制电路发送绝缘失效预警信号。
7.根据权利要求6所述的电池包，其特征在于，所述电池管理电路还用于将所述电池包在电池簇中所处的位置发送至所述电池控制电路，所述电池包为所述电池簇中包括的多个电池包中的一个。
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