CN211280652U - 一种基于无线传输信号的电池监控系统 - Google Patents

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王佳
杨秋立
马姜浩
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Jiangsu Zenio New Energy Battery Technologies Co Ltd
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Dongguan Tafel New Energy Technology Co Ltd
Jiangsu Tafel New Energy Technology Co Ltd
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Abstract

本实用新型公开了一种基于无线传输信号的电池监控系统，该系统在电池包箱内的电池管理模块和数据采集模块之间采用Zigbee或蓝牙或Wifi等无线通信的方式进行通信，而电池管理器则通过有线通信的方式与整车控制器进行通信。本实用新型电池包箱内的无线通信方式避免了电池包箱内复杂的低压线束走线，并降低了低压线束震动磨损引发的安全风险，增大了电池包箱体空间利用率，提升能量密度。

Description

一种基于无线传输信号的电池监控系统
技术领域
本实用新型涉及动力电池技术领域，特别涉及电池系统中的低压信息传输及整车交互。
背景技术
目前电动车电池包中的低压信息采集部分通常使用线束传递信号，具体方式为通过模组中的镍片采集导电排上的电压，通过热敏电阻采集导电排上的温度信息，通过柔性、硬质电路板或线束汇总到接插件后经由电池包中的低压线路汇总到主控再和整车VCU（Vehicle Control Unit，整车控制器）相连。
这一利用线束传输信号的方式使得整车电池包在考虑高压走线的同时必须同时考虑低压走线的设计，使得整个电池包的走线复杂，繁琐，且由于需要预留低压走线的空间，也让电池包的空间利用率大大降低，同时低压走线需要用到许多卡扣扎带等非紧固连接件固定，使得汽车在复杂路况的行驶中，车身的振动及冲击容易使得低压线束发生晃动摩擦，产生安全隐患。
发明内容
本实用新型所要解决的问题：电池包中，低压线束走线复杂，并且占用空间，降低了电池包箱空间利用率，同时低压线束在汽车行驶时震动磨损产生安全隐患。
为解决上述问题，本实用新型采用的方案如下：
一种基于无线传输信号的电池监控系统，该系统包括设置于电池模组上的数据采集模块和设置于电池包箱内的电池管理模块；所述电池模组设于所述电池包箱内；所述数据采集模块板包括电压采集模块、温度采集模块和第一无线通信模块；所述电压采集模块和温度采集模块连接所述第一无线通信模块；所述电压采集模块用于采集所述电池模组上电池的电压；所述温度采集模块用于采集所述电池模组上电池的温度；所述第一无线通信模块用于将所述电压采集模块所采集的电压和所述温度采集模块所采集的温度以无线方式发送；所述电池管理模块包括第一处理器、第一有线通信模块和第二无线通信模块；所述第一有线通信模块和第二无线通信模块连接所述第一处理器；所述第一处理器用于通过所述第二无线通信模块接收所述第一无线通信模块所发送的电压和温度，并将所接收的电压和温度通过所述第一有线通信模块上传。
进一步，该系统还包括整车控制模块；所述整车控制模块包括第二处理器和第二有线通信模块；所述第二有线通信模块连接所述第二处理器和所述第一有线通信模块；所述第二处理器用于通过所述第二有线通信模块接收所述第一有线通信模块上传的电压和温度。
进一步，所述整车控制模块还包括移动网络通信模块；所述移动网络通信模块连接所述第二处理器；所述第二处理器还用于将所接收的电压和温度通过所述移动网络通信模块上传。
进一步，该系统还包括远程服务器；所述整车控制器通过所述移动网络通信模块连接所述远程服务器；所述远程服务器接收所述第二处理器所发送的电压和温度。
进一步，所述第一无线通信模块和第二无线通信模块之间采用Zigbee或蓝牙或Wifi方式进行通信。
本实用新型的技术效果如下：
1、电池模组上的数据采集模块和电池包内的电池管理模块之间采用无线通信方式，由此在电池管理模块和各个电池模组之间无需低压线束连接，避免了电池包箱内复杂的低压走线，降低了低压线束震动磨损引发的安全风险，增大了电池包箱体空间利用率，提升能量密度。
2、电池包装配时无需为低压线束布线，从而大大降低电池包装配时的复杂度，提高了装配效率，同时为电池包的自动化生产提供了便利。
附图说明
图1是本实用新型实施例的整体结构示意图。
图2是本实用新型实施例电池包的结构示意图。
图3是本实用新型实施例电池模组的结构示意图。
图4是本实用新型实施例采集电路板的结构示意图。
其中，1是电池包，11是电池包箱，2是电池模组，21是模组框，22是电池，23是母排，3是采集电路板，31是数据采集集成电路，32是无线通信集成电路，33是连接耳，34是热敏电阻，39是电路基板，910是数据采集模块，911是第一无线通信模块，912是电压采集模块，913是温度采集模块，920是电池管理模块，921是第二无线通信模块，922是第一处理器，923是第一有线通信模块，930是整车控制模块，931是第二有线通信模块，932是第二处理器，933是移动网络通信模块，940是远程服务器。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步详细说明。
如图1所示，一种基于无线传输信号的电池监控系统，包括数据采集模块910、电池管理模块920、整车控制模块930和远程服务器940。其中，数据采集模块910包括第一无线通信模块911、电压采集模块912和温度采集模块913。电压采集模块912和温度采集模块913连接第一无线通信模块911。电池管理模块920包括第二无线通信模块921、第一处理器922和第一有线通信模块923。第二无线通信模块921和第一有线通信模块923连接第一处理器922。整车控制模块930包括第二有线通信模块931、第二处理器932和移动网络通信模块933。第二有线通信模块931和移动网络通信模块933连接第二处理器932。第二有线通信模块931连接第一有线通信模块923。
数据采集模块910和电池管理模块920是电池包内的模块。如图2所示，电池包1包括电池包箱11、电池管理模块920和若干电池模组2。电池管理模块920和若干电池模组2设置在电池包箱11内。数据采集模块910设置在电池模组2上。各个电池模组2上的数据采集模块910通过无线通信方式连接电池管理模块920。
如图3所示，电池模组2包括模组框21、电池22和采集电路板3。若干电池22以按顺序依次排列的方式设置在模组框21内，电池22与电池22之间通过母排23串联。采集电路板3设置在电池22上方，并横跨各个电池22。本实施例中，数据采集模块910通过采集电路板3实现。电压采集模块912和温度采集模块913分别用于采集电池模组2上各个电池22的电压和温度。第一无线通信模块911则用于将电压采集模块912和温度采集模块913所采集的电压和温度通过无线方式发送。
采集电路板3，如图4所示，包括数据采集集成电路31、无线通信集成电路32、若干连接耳33和若干热敏电阻34。数据采集集成电路31、无线通信集成电路32、连接耳33和热敏电阻34设置在柔性或硬质的电路基板39上。无线通信集成电路32、连接耳33和热敏电阻34连接数据采集集成电路31。连接耳33由导电金属制成，用于连接母排23。热敏电阻34设置在连接耳33的根部。数据采集集成电路31是集成电路芯片，集成有电压测量电路和电流测量电路。数据采集集成电路31通过连接耳33连接电池22之间串联的母排，通过所集成的电压检测电路测量电池模组2内各个电池22的电压。热敏电阻34用于感知通过连接耳33传导过来的电池22的温度。当电池22温度变化时，热敏电阻34的阻值相应的发生变化，数据采集集成电路31通过电流测量电路检测经过热敏电阻34的电流变化，进而测量出热敏电阻34阻值的变化，然后根据热敏电阻34阻值与温度之间的对应关系计算出电池22的温度。也就是说，本实施例中，电压采集模块912和温度采集模块913通过数据采集集成电路31、连接耳33、热敏电阻34实现电池22的电压和温度的采集。数据采集集成电路31所采集到的电池22的电压和温度发送至无线通信集成电路32。无线通信集成电路32也是集成电路芯片。本实施例中，第一无线通信模块911通过无线通信集成电路32实现。
电池管理模块920，也就是Battery Management System，简称为BMS，是电动汽车保障电池使用安全的控制系统，用于监控电池的电压和温度，并在电池的电压和温度出现异常时采取必要措施以缓解电池异常。具体来说，第一处理器922通过第二无线通信模块921接收数据采集模块910通过第一无线通信模块911所发送的电压和温度，从而收集到电池包箱11内各个电池模组2内各个电池22的电压和温度，并对这些电池22的电压和温度进行分析，判断是否存在异常，同时将接收到的这些电池22的电压和温度通过第一有线通信模块923上传。由此整车控制模块930能够接收到电池管理920所发送的电池的电压和温度。
整车控制模块930，也就是Vehicle Control Unit，简称为VCU，是电动汽车上主要用于车辆动力系统的协调和控制，特别是当电池系统出现异常时，需要作出相应的决策和处理。整车控制模块930因此需要收集电池电压和温度，必要时对其进行分析。整车控制模块930通过电池管理模块920收集电池电压和温度。具体来说，第二处理器932用于通过第二有线通信模块931接收电池管理模块920通过第一有线通信模块923上传的电压和温度。在某些情况下，生产商需要就电动汽车电池系统做出分析。因此本实施例中，整车控制模块930通过移动网络通信模块933连接远程服务器940，由此，第二处理器932能够将接收到的电池电压和温度通过移动网络通信模块933上传至远程服务器940。
本实施例中，第一无线通信模块911和第二无线通信模块921之间的通信方式采用蓝牙方式，也就是，第一无线通信模块911和第二无线通信模块921是蓝牙通信模块，本领域技术人员理解，第一无线通信模块911和第二无线通信模块921之间也可以采用其他无线通信方式，比如采用Zigbee或Wifi方式进行通信。
本实施例中，电池管理模块920和整车控制模块930之间采用CAN总线方式连接，也就是，第一有线通信模块923和第二有线通信模块931均为CAN总线模块。本领域技术人员理解，第一有线通信模块923和第二有线通信模块931之间也可以采用其他通信方式，比如采用RS485或FlexRay总线的通信方式。
移动网络通信模块933，本领域技术人员理解，也就是GPRS或2G或3G或4G或5G等移动通信模块，本说明书不再赘述。

Claims (5)

1.一种基于无线传输信号的电池监控系统，其特征在于，该系统包括设置于电池模组上的数据采集模块和设置于电池包箱内的电池管理模块；所述电池模组设于所述电池包箱内；所述数据采集模块板包括电压采集模块、温度采集模块和第一无线通信模块；所述电压采集模块和温度采集模块连接所述第一无线通信模块；所述电压采集模块用于采集所述电池模组上电池的电压；所述温度采集模块用于采集所述电池模组上电池的温度；所述第一无线通信模块用于将所述电压采集模块所采集的电压和所述温度采集模块所采集的温度以无线方式发送；所述电池管理模块包括第一处理器、第一有线通信模块和第二无线通信模块；所述第一有线通信模块和第二无线通信模块连接所述第一处理器；所述第一处理器用于通过所述第二无线通信模块接收所述第一无线通信模块所发送的电压和温度，并将所接收的电压和温度通过所述第一有线通信模块上传。
2.如权利要求1所述的基于无线传输信号的电池监控系统，其特征在于，该系统还包括整车控制模块；所述整车控制模块包括第二处理器和第二有线通信模块；所述第二有线通信模块连接所述第二处理器和所述第一有线通信模块；所述第二处理器用于通过所述第二有线通信模块接收所述第一有线通信模块上传的电压和温度。
3.如权利要求2所述的基于无线传输信号的电池监控系统，其特征在于，所述整车控制模块还包括移动网络通信模块；所述移动网络通信模块连接所述第二处理器；所述第二处理器还用于将所接收的电压和温度通过所述移动网络通信模块上传。
4.如权利要求3所述的基于无线传输信号的电池监控系统，其特征在于，该系统还包括远程服务器；所述整车控制模块通过所述移动网络通信模块连接所述远程服务器；所述远程服务器接收所述第二处理器所发送的电压和温度。
5.如权利要求1所述的基于无线传输信号的电池监控系统，其特征在于，所述第一无线通信模块和第二无线通信模块之间采用Zigbee或蓝牙或Wifi方式进行通信。
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CN112670606A (zh) * 2020-12-23 2021-04-16 重庆峘能电动车科技有限公司 电池包及电动汽车
CN113904009A (zh) * 2021-09-29 2022-01-07 蜂巢能源科技有限公司 一种电池包采集系统及动力电池

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