CN117202472A - 具有流道装置的电池管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电池管理系统，包含：电路板、多数个电子组件以及流道装置。多数个电子组件设置于电路板的第一表面，并对于电芯进行监控以及控制，流道装置与电子组件在电路板厚度方向上为重叠设置，流道装置内供冷却流体流通，以使冷却流体对电子组件冷却，流道装置连接于控制装置，而使冷却流体在流道装置中的流速受控制装置控制。因此，本发明的电池管理系统为以强制对流的方式散热。

Description

具有流道装置的电池管理系统

技术领域

本发明涉及电池管理系统技术领域，具体是指一种具有流道装置的电池管理系统。

背景技术

电池管理系统(battery management system，BMS)是用来侦测电池模块中各个电芯的状态并进行控制的系统。电池管理系统一般具有测量电芯的电压、温度、估算电量状态(state of charge，SoC)、电量平衡等的功能。

现有技术中的电池管理系统是采用空气自然对流的方式散热，然而在电子组件高频切换的情况下，自然对流并不足以及时散热，使得电池管理系统会有温度过高问题。这将会导致对于电芯控制不稳，进而影响电池模块中的电芯放电不均，影响电芯寿命及使用效率。

发明内容

因此，本发明的目的即在提供一种具有流道装置的电池管理系统，以效率较佳的强制对流的散热方式取代自然对流。

本发明为解决现有技术的问题所采用的技术手段为提供一种电池管理系统，包含：电路板，具有第一表面及第二表面，该第一表面及该第二表面为相背设置的表面；多数个电子组件，设置在该电路板的该第一表面，该电子组件为电连接于电芯而对于该电芯进行监控以及控制；以及流道装置，设置在该电路板的该第二表面或该电路板的内部，该流道装置与该电子组件在电路板厚度方向上为重叠设置，该流道装置内供冷却流体流通，该流道装置具有流道入口以及流道出口，自该流道入口流入的冷却流体对该电子组件冷却并从该流道出口流出该流道装置，该流道装置连接于控制装置，而使该冷却流体在该流道装置中的流速受该控制装置控制。

在本发明的一实施例中为提供一种电池管理系统，该流道装置具有管道以及固定件，该固定件通过表面贴装技术而连同该管道固定于该第二表面。

在本发明的一实施例中为提供一种电池管理系统，该电路板具有至少三层的基板，该流道装置为形成于位于内层的该基板。

在本发明的一实施例中为提供一种电池管理系统，该管道的内壁具有毛细结构。

在本发明的一实施例中为提供一种电池管理系统，该流道装置具有弯折结构，该弯折结构与该电子组件在该电路板厚度方向上为重叠设置。

在本发明的一实施例中为提供一种电池管理系统，该管道为以表面黏着技术(SMT)安装的金属管。

在本发明的一实施例中为提供一种电池管理系统，该固定件为多数个。

在本发明的一实施例中为提供一种电池管理系统，该电子组件包括金氧半场效晶体管，该管道与该金氧半场效晶体管在该电路板厚度方向上为重叠设置。

在本发明的一实施例中为提供一种电池管理系统，还包括该控制装置。

通过本发明的电池管理系统所采用的技术手段，在电路板上设有流道装置，流道装置供冷却流体流通，以使冷却流体对电路板的电子组件冷却，由于冷却流体在流道装置的流速受控制装置控制，而能以强制对流的方式对于电子组件散热。由于强制对流具有比自然对流更好的散热能力，本发明的电池管理系统能较佳地抑制温度的提升，使得对于电芯控制稳定。

附图说明

图1为本发明的第一实施例的电池管理系统的立体示意图。

图2为本发明的第一实施例的电池管理系统在另一角度的立体示意图。

图3为本发明的第一实施例的电池管理系统的俯视示意图。

图4为本发明的第一实施例的电池管理系统的管道的剖面示意图。

图5为本发明的第二实施例的电池管理系统的俯视示意图。

图6为本发明的第二实施例的电池管理系统的局部的立体示意图。

附图标记

100 电池管理系统

1 电路板

11 第一表面

12 第二表面

2 电子组件

21 连接器

22 金氧半场效晶体管

3 流道装置

31 流道入口

32 流道出口

33 弯折结构

34 管道

35 固定件

36 毛细结构

4 控制装置

B 电芯

D1 电路板厚度方向

具体实施方式

以下根据图1至图6，而说明本发明的实施方式。该说明并非为限制本发明的实施方式，而为本发明之实施例的一种。

如图1及图2所示，依据本发明的第一实施例的电池管理系统100，包含：电路板1、多数个电子组件2、流道装置3以及控制装置4。

电路板1具有第一表面11及第二表面12。第一表面11及第二表面12为相背设置的表面。

多数个电子组件2设置于电路板1的第一表面11。电子组件2通过连接器21为电连接于电芯B而对于电芯B进行侦测以及控制。电子组件2包括有电压量测组件、温度量测组件、微控制器、金氧半场效晶体管22等组件。电子组件2侦测电芯B的电压、温度、估算电量状态(state of charge)、电量平衡等。

如图1至图3所示，流道装置3具有流道入口31以及流道出口32。其中，箭头为示意冷却流体流动的方向。自流道入口31流入的冷却流体对电子组件2冷却并从流道出口32流出管道34。在本实施例中，单一个管道34的流道入口31及流道出口32皆为一个，而在其他实施例中，单一个管道34可具有分支，流道入口31及/或流道出口32也可以是多数个。

在本实施例中，流道装置3设置于第二表面12，也就是流道装置3与电子组件2分别设置在电路板1相背设置的表面上，以使得流道装置3的设置不影响电子组件2的布局，且避免流道装置3与电子组件2形成电连接。流道装置3具有管道34以及固定件35。

图3为显示沿电路板厚度方向D1观看电池管理系统100，其中虚线为示意一部分的电子组件2的位置，管道34与电子组件2于电路板厚度方向D1上为重叠。

管道34内供冷却流体流通，以使冷却流体对电路板1另一侧面的电子组件2冷却，由于冷却流体在管道34中的流速受控制装置4控制，而能以强制对流的方式对于电子组件2散热。由于强制对流具有比自然对流更好的散热能力，本发明的电池管理系统100能较佳地抑制温度的提升，使得对于电芯B控制稳定。其中，冷却流体可以是气体或液体。

在本实施例中，管道34为单一个。而在其他实施例中，管道34也可以是多数个，由同一个或不同的控制装置4所控制。

流道出口32可以是经过控制装置4连回流道入口31，而成为冷却流体会循环的系统。流道出口32也可以是接到另一个电池管理系统100的流道入口31。

管道34可以是接触于电路板1的第二表面12，而与电路板1形成直接的热传递，或者是没有接触于电路板1，而提高与空气的接触面积。管道34可以是部分接触接触于电路板1，另一部分没有接触于电路板1。

在本实施例中，管道34为金属管，而利用金属的热传导系数(heat transfercoefficient)协助电子组件2散热。具体而言，管体34为铜管。而在其他实施例中，管道34也可以是其他金属或其他高热传导系数的材料。

固定件35通过表面黏着技术(surface-mount technology，SMT)而连同管道34固定于第二表面12，换言之，固定件35是利用回流焊接的方式固定于第二表面12。固定件35具有凹槽，以使管道34卡在固定件35的凹槽。

如图1及图3所示，依据本发明的实施例的电池管理系统100，固定件35为多数个，而在多个位置将管道34固定在电路板1上。固定件35也做为电路板1将热传递到管道34的途径。在本实施例中，固定件35的材料为铜。而在其他实施例中，固定件35也可以是其他金属或其他高热传导系数的材料。

如图2所示，依据本发明的实施例的电池管理系统100，管道34具有弯折结构33，图中的点链线为示意弯折结构33的范围。弯折结构33与电子组件2在电路板厚度方向D1上为重叠设置。相较于非弯折的管道34，弯折结构33与电子组件2的重叠的路径较长，而具有较佳的散热效果。

在本实施例中，由于金氧半场效晶体管22在高频切换的情况下会产生高温，管道34与金氧半场效晶体管22在该电路板厚度方向D1上为重叠，以针对金氧半场效晶体管22进行散热。具体而言，管道34的弯折结构33与金氧半场效晶体管22在电路板厚度方向D1上为重叠。

如图4所示，依据本发明的实施例的电池管理系统100，管道34的内壁具有毛细结构36，而提高管道34与冷却流体的接触面积，进而提升高管道34与冷却流体之间热传递的效率。在本实施例中，毛细结构36为沿着管道延伸的沟槽。在其他实施例中，毛细结构36也可以是多孔或其他凹凸结构。当然，管道34也可不设置毛细结构36。

控制装置4为流量控制器(mass flow controller)，而使冷却流体在流道装置3的流速受控制装置4控制。如图1所示，在本实施例中，控制装置4为内建于电池管理系统100中。而在其他实施例中，流道装置3也可以是受电池管理系统外部的控制装置所控制。

在本实施例中，控制装置4设置于流道入口31以连通管道34。当然，控制装置4也可以是设置于流道出口32或管道34的其他位置。

如图5所示，依据本发明的第二实施例的电池管理系统100a，流道装置3是设置于电路板1的内部。流道装置3与该电子组件2于电路板厚度方向上为重叠设置。

如图6所示，电路板1具有三层基板。三层基板为堆栈。流道装置3为形成于位于内层的基板。而在其他实施例中，电路板1可具有超过三层基板，流道装置3也可设置于内层的多个基板。

以上的叙述以及说明仅为本发明的较佳实施例的说明，本领域技术人员当可依据以上所界定的保护范围以及上述的说明而作其他的修改，只是这些修改仍应是为本发明的发明精神而在本发明的保护范围中。

在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。

Claims (9)

1.一种电池管理系统，其特征在于，包含：

电路板，具有第一表面及一第二表面，所述的第一表面及所述的第二表面为相背设置的表面；

多数个电子组件，设置在所述的电路板的所述的第一表面，所述的电子组件为电连接于电芯而对于所述的电芯进行监控以及控制；以及

流道装置，设置在所述的电路板的所述的第二表面或所述的电路板的内部，所述的流道装置与所述的电子组件在电路板厚度方向上为重叠设置，所述的流道装置内供冷却流体流通，所述的流道装置具有流道入口以及流道出口，自所述的流道入口流入的冷却流体对所述的电子组件冷却并从所述的流道出口流出所述的流道装置，所述的流道装置连接于控制装置，而使所述的冷却流体在所述的流道装置中的流速受所述的控制装置控制。

2.根据权利要求1所述的电池管理系统，其特征在于，所述的流道装置具有管道以及固定件，所述的固定件通过表面贴装技术而连同所述的管道固定于所述的第二表面。

3.根据权利要求1所述的电池管理系统，其特征在于，所述的电路板具有至少三层的基板，所述的流道装置为形成于位于内层的所述的基板。

4.根据权利要求2所述的电池管理系统，其特征在于，所述的管道的内壁具有毛细结构。

5.根据权利要求1所述的电池管理系统，其特征在于，所述的流道装置具有弯折结构，所述的弯折结构与所述的电子组件在所述的电路板厚度方向上为重叠设置。

6.根据权利要求2所述的电池管理系统，其特征在于，所述的管道为金属管。

7.根据权利要求2所述的电池管理系统，其特征在于，所述的固定件为多数个。

8.根据权利要求1所述的电池管理系统，其特征在于，所述的电子组件包括金氧半场效晶体管，所述的管道与所述的金氧半场效晶体管在所述的电路板厚度方向上为重叠设置。

9.根据权利要求1所述的电池管理系统，其特征在于，还包括所述的控制装置。