CN208111615U - 一种电池模组管理系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种电池模组管理系统，特别是涉及电池技术领域。所要解决的技术问题是有故障的电芯单体无法与相邻电芯单体断开连接，会发生故障扩散，影响其它电芯单体的性能，同时使车辆失去动力。包括:外壳、设置于所述外壳内的电芯模组，以及电芯检测单元和继电器控制单元。本实用新型电池模组管理系统至少具有下列优点：通过控制常开继电器和常闭继电器的开合使得故障电芯单体与其他电芯单体断开电连接，同时相邻的非故障电芯单体顺利串联，使得车辆能够正常行驶。
Description
技术领域
本实用新型涉及电池技术领域，特别是涉及一种电池模组管理系统。
背景技术
目前电动车使用的动力系统锂电池箱基本都是由锂离子单体电池或模组通过串联组成电池箱，最终使电池箱可提供一定的能量和功率输出，从而驱动电机工作，车辆行驶。
电池箱由于内部或外部等原因电芯单体会有如下典型故障或安全性问题出现：电池包内锂电芯单体的电压和温度过高、过低和不均衡，系统短路、绝缘或热失控等问题,而目前电芯单体发生故障后，一般都会先进行报警，然后断开动力电池系统的总正极与总负极连接(MSD维修开关)，隔离故障电池包，同时断开系统高压连接，从而使车辆失去动力，只能原地等待或维修。有故障的电芯单体无法与相邻电芯单体断开连接，会发生故障扩散，影响其它电芯单体的性能。
因此，现在亟待一种用于电动汽车的电池模组，当一个或多个电芯单体发生故障时，能够有效地隔离故障电芯单体，并且其他的电芯单体可以顺利进行电连接，使得电池能够继续为汽车提供动力。
实用新型内容
本实用新型的主要目的在于，提供一种新型结构的电池模组管理系统，所要解决的技术问题是有故障的电芯单体无法与相邻电芯单体断开连接，会发生故障扩散，影响其它电芯单体的性能，同时使车辆失去动力。
本实用新型的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本实用新型提出的一种电池模组管理系统，包括:
外壳、设置于所述外壳内的电芯模组；
电芯模组包括串联的M个电芯组件，电芯组件包括电芯单体、常闭继电器、常开继电器，M为大于等于2的正整数；
第i常开继电器第二端与第i+1个电芯单体的第一电极电连接；
第i常闭继电器第二端与第i个电芯单体的第一电极电连接；
第i常开继电器第二端和第i+1常闭继电器第二端电连接；
第i个电芯单体的第二电极与第i+1常闭继电器的第一端和第i+1常开继电器的第一端同时电连接；
i为大于等于1小于等于M-1的正整数。
本实用新型的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
优选的，前述的电池模组管理系统，其中电芯检测单元，分别连接每个电芯单体；
继电器控制单元，其信号输入端连接电芯检测单元，其信号输出端分别连接每个常闭继电器、每个常开继电器。
优选的，前述的电池模组管理系统，其中所述电芯模组还包括第一总电极和第二总电极，
第1常闭继电器的第二端与第1电芯单体的第一极电连接，第1常闭继电器的第一端和第1常开继电器的第一端同时与电芯模组的所述第一总电极连接；
第M个电芯单体的第二极与第M常开继电器的第二端电连接，并与所述第二总电极连接。
优选的，前述的电池模组管理系统，其中所述电芯模组还包括第M+1常闭继电器，其第一端连接第M电芯单体的第二电极，第二端连接第M常开继电器的第二端，并与所述第二总电极连接。
优选的，前述的电池模组管理系统，其中所述电芯检测单元包括：
电压检测单元，每个所述电芯单体的两个电极分别连接所述电压检测单元；
温度检测单元，接收每个所述电芯单体的温度信息。
优选的，前述的电池模组管理系统，其中所述温度检测单元的温度传感器为NTC传感器。
优选的，前述的电池模组管理系统，其中所述温度检测单元的温度传感器设置于电芯单体的正极和负极之间。
优选的，前述的电池模组管理系统，其中电芯检测单元和电芯模组设置于所述外壳内，所述第一总电极和所述第二总电极从所述外壳穿出与外部设备连接。
优选的，前述的电池模组管理系统，其中在所述外壳内设有支架，用于固定继电器。
优选的，前述的电池模组管理系统，其中所述电芯模组内部的电连接采用铜排电连接。
借由上述技术方案，本实用新型电池模组管理系统至少具有下列优点：
通过控制常开继电器和常闭继电器的开合使得故障电芯单体与其他电芯单体断开电连接，同时相邻的非故障电芯单体顺利串联，使得车辆能够正常行驶。
上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1是本实用新型提出的一种电池模组管理系统的结构示意图；
图2是本实用新型提出的一种电池模组管理系统的电芯单体之间串联方式的示意图；
图3是本实用新型提出的一种电池模组管理系统的外壳内设置支架的立体图；
图4是本实用新型提出的一种电池模组管理系统的电池模组通过铜排电连接的立体图。
具体实施方式
为更进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型提出的电池模组管理系统其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。
如图1所示，本实用新型的一个实施例提出的一种电池模组管理系统，其包括:外壳1、设置于所述外壳1内的电芯模组；电芯模组包括串联的M个电芯组件，电芯组件包括电芯单体、常闭继电器、常开继电器，M为大于等于2的正整数；如图2所示，第i常开继电器25第二端与第i+1个电芯单体3的第一电极33电连接；第i常闭继电器24第二端与第i个电芯单体2的第一电极23电连接；第i常开继电器25第二端和第i+1常闭继电器34第二端电连接；第i个电芯单体2的第二电极22与第i+1常闭继电器34的第一端和第i+1常开继电器35的第一端同时电连接；i为大于等于1小于等于M-1的正整数。
由多个电芯单体构成电池模组，每个电芯单体配置有一个常开继电器和一个常闭继电器，通过打开常闭继电器控制故障电芯单体断路，同时通过常开继电器的闭合使得故障电芯单体相邻的电芯单体实现串联连接，以保证电芯模组的持续工作和汽车的正常行驶。
本实用新型的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
进一步的，为了更好地管理电芯模组，电芯检测单元，分别连接每个电芯单体；继电器控制单元，其信号输入端连接电芯检测单元，其信号输出端分别连接每个常闭继电器、每个常开继电器。
通过电芯检测单元检测每个电芯单体的状态，将所述状态信息发送给继电器控制单元，通过继电器控制单元控制常闭继电器和常开继电器的开合，从而实现对故障电芯单体的隔离和非故障电芯单体的顺利串联。
进一步的，为了使得电芯模组能够为外部设备供电，如图1所示，所述电芯模组还包括第一总电极4和第二总电极5，第1常闭继电器94的第二端与第1电芯单体9的第一极93电连接，第1常闭继电器94的第一端和第1常开继电器95的第一端同时与电芯模组的所述第一总电极4连接；
第M个电芯单体10的第二极与第M常开继电器105的第二端电连接，并与所述第二总电极5连接。
在本实施例中电芯模组的两端的第1电芯单体的负极通过与第1常闭继电器连接后，通过与第1常闭继电器和第1常开继电器同时电连接的铜排输出的第一电极为电芯模组的总负极；第M电芯单体的正极通过铜排输出的第二电极为电芯模组的总正极；形成完整的具有正极和负极输出的电池。
进一步的，作为一个实施例，电芯模组还包括第M+1常闭继电器6，其第一端连接第M电芯单体10的第二电极102，第二端连接第M常开继电器105的第二端，并与所述第二总电极5连接。
通过设置第M+1常闭继电器，可以避免由于意外引起的短路，通过断开常闭继电器保证当第M电芯单体出现故障时，完全将其短路，使得第1电芯单体到第M-1电芯单体的串联组合的电芯模组通过第二总电极输出，而不受第M电芯单体的任何影响。
优选的，前述的电池模组管理系统，其中所述电芯检测单元包括：
电压检测单元，每个所述电芯单体的两个电极分别连接所述电压检测单元；
温度检测单元，接收每个所述电芯单体的温度信息。
通过电压检测单元检测每个电芯单体的电压，通过温度检测单元检测每个电芯单体的温度，并将电压和温度信息传送给继电器控制单元，通过控制故障电芯单体的常开继电器的闭合和常闭继电器的断开，从而实现故障电芯单体的隔离以及非故障电芯单体的顺利串联，保证了车辆的正常运行。
进一步的，作为一个实施例，所述温度检测单元的温度传感器为NTC传感器。
通过多次试验和长期研究，优选NTC传感器作为温度传感器，能够精准地实时测量电芯单体的温度。
进一步的，作为一个实施例，所述温度检测单元的温度传感器设置于电芯单体的正极和负极之间。
通过多次试验和长期研究，优选将温度传感器设置于正负极之间，能够有效地测量电芯单体的温度变化。也可以将温度传感器设置于固定继电器的支架上。
进一步的，作为一个实施例，所述的电芯检测单元和电芯模组设置于外壳1内，所述第一总电极4和所述第二总电极5从外壳1穿出与外部设备连接。
上述设置可以使得电池保护装置规整，并能够节省空间。
进一步的，作为一个实施例，如图3所示，在所述外壳1内设有支架7，用于固定继电器。
能够保证继电器设置规范，布线整齐。
进一步的，作为一个实施例，如图4所示，所述的电芯模组内部的电连接采用铜排8电连接。
通过多次试验和长期研究，优选采用铜排进行电连接，能够有效地进行各电芯组件的连接，并且满足大容量电池的连接需求。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。
Claims (10)
1.一种电池模组管理系统，其特征在于：包括:
外壳、设置于所述外壳内的电芯模组；
电芯模组包括串联的M个电芯组件，电芯组件包括电芯单体、常闭继电器、常开继电器，M为大于等于2的正整数；
第i常开继电器第二端与第i+1个电芯单体的第一电极电连接；
第i常闭继电器第二端与第i个电芯单体的第一电极电连接；
第i常开继电器第二端和第i+1常闭继电器第二端电连接；
第i个电芯单体的第二电极与第i+1常闭继电器的第一端和第i+1常开继电器的第一端同时电连接；
i为大于等于1小于等于M-1的正整数。
2.根据权利要求1所述的电池模组管理系统，其特征在于，还包括：
电芯检测单元，分别连接每个电芯单体；
继电器控制单元，其信号输入端连接电芯检测单元，其信号输出端分别连接每个常闭继电器、每个常开继电器。
3.根据权利要求1所述的电池模组管理系统，其特征在于，
所述电芯模组还包括第一总电极和第二总电极，
第1常闭继电器的第二端与第1电芯单体的第一极电连接，第1常闭继电器的第一端和第1常开继电器的第一端同时与电芯模组的所述第一总电极连接；
第M个电芯单体的第二极与第M常开继电器的第二端电连接，并与所述第二总电极连接。
4.根据权利要求1所述的电池模组管理系统，其特征在于，
所述电芯模组还包括第M+1常闭继电器，其第一端连接第M电芯单体的第二电极，第二端连接第M常开继电器的第二端，并与所述第二总电极连接。
5.根据权利要求2所述的电池模组管理系统，其特征在于，
所述电芯检测单元包括：
电压检测单元，每个所述电芯单体的两个电极分别连接所述电压检测单元；
温度检测单元，接收每个所述电芯单体的温度信息。
6.根据权利要求5所述的电池模组管理系统，其特征在于，
所述温度检测单元的温度传感器为NTC传感器。
7.根据权利要求6所述的电池模组管理系统，其特征在于，
所述温度检测单元的温度传感器设置于电芯单体的正极和负极之间。
8.根据权利要求3所述的电池模组管理系统，其特征在于，
电芯检测单元和电芯模组设置于所述外壳内，所述第一总电极和所述第二总电极从所述外壳穿出与外部设备连接。
9.根据权利要求8所述的电池模组管理系统，其特征在于，
在所述外壳内设有支架，用于固定继电器。
10.根据权利要求9所述的电池模组管理系统，其特征在于，
所述电芯模组内部的电连接采用铜排电连接。
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