CN211943023U - 一种动力电池无线束电池管理系统 - Google Patents

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戴智特
王田保
黄瑞鑫
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Abstract

本实用新型公开一种动力电池无线束电池管理系统，包括电池包、总电流总电压采样模块、绝缘监测模块、智能管理收发适配模块；该电池包包括采样与均衡模块及至少两个串联的电池模组；该采样与均衡模块集成于电池模组上，该采样与均衡模块、总电流总电压采样模块、绝缘监测模块均与智能管理收发适配模块实现无线通讯连接；借此，其无需采样线束和通信线束，使电池包的安装和拆卸更加简便，能实时监控电池包的输出和输入电流、电压，简化了整个电池管理系统的内部结构，解决了电池包容易出现故障、线束连接极易造成接触不良等问题，提高了使用安全性。

Description

一种动力电池无线束电池管理系统
技术领域
本实用新型涉及动力电池领域技术，尤其是指一种动力电池无线束电池管理系统。
背景技术
在全球能源紧张以及环境恶劣的大背景下，汽车产业迎来了向新能源的转型，电动汽车成为汽车行业的转型方向。而随着电动汽车的快速兴起，对电池管理系统的要求也越来越高。目前的电池管理系统是在每个电池单体上分别安装电池信息采集装置来采集电池的状态信息，并将电池的采样电压、温度等信息通过线束传输到电池管理单元。
电池管理单元则将各个电池单体的状态信息通过通信线束传输到电池电控单元，并接收电池电控单元的均衡指令执行均衡操作。电池电控单元负责将电池管理单元传输的数据进行数据分析和处理，进行监控和诊断，并针对电池的各个不同状态发送不同的指令进行电池充放电的调整，最大限度地保证电池的正常可靠的运行。
电池信息采集装置通过采样线束将采集到的电池电压、电池温度等信息传递到电池管理单元，这就造成电池包外部除了有输入、输出的接线外还有各种采样线束和通信线束，而大量的线束会增加车重，还会产生可靠性问题，电池包容易出现故障，线束过多的连接极易造成接触不良、短路，且电池包内部结构复杂，安装和拆卸也不方便。
因此，需要研究出一种新的技术以解决上述问题。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型针对现有技术存在之缺失，其主要目的是提供一种动力电池无线束电池管理系统，其无需采样线束和通信线束，使电池包的安装和拆卸更加简便，能实时监控电池包的输出和输入电流、电压，简化了整个电池管理系统的内部结构，解决了电池包容易出现故障、线束连接极易造成接触不良等问题，提高了使用安全性。
为实现上述目的，本实用新型采用如下之技术方案：
一种动力电池无线束电池管理系统，包括电池包、总电流总电压采样模块、绝缘监测模块、智能管理收发适配模块；该电池包包括采样与均衡模块及至少两个串联的电池模组；
该采样与均衡模块集成于电池模组上，该采样与均衡模块、总电流总电压采样模块、绝缘监测模块均与智能管理收发适配模块实现无线通讯连接。
作为一种优选方案，所述采样与均衡模块集成于电池模组的线束板上。
作为一种优选方案，所述采样与均衡模块包括用于采集电池模组的信息的采样电路、用于电池模组均衡控制的均衡控制电路及用于与电池控制单元相互进行无线通讯的第一单片机无线收发器，所述采样电路、均衡控制电路均连接于电池模组，所述采样电路、均衡控制电路均连接于第一单片机无线收发器。
作为一种优选方案，所述采样电路包括用于采集电池模组电压的电压采集电路及用于采集电池模组温度的温度采集电路。
作为一种优选方案，所述总电流总电压采样模块包括用于采集电池包总电流的霍尔传感器电流采样电路、用于采集电池包总电压的总电压采样电路及用于与电池控制单元相互进行无线通讯的第二单片机无线收发器，所述霍尔传感器电流采样电路、总电压采样电路均连接于第二单片机无线收发器。
作为一种优选方案，所述霍尔传感器电流采样电路连接于电池包的正极动力线，所述总电压采样电路连接于电池包的正负极动力线。
作为一种优选方案，所述绝缘监测模块包括高精度高压包及用于与电池控制单元相互进行无线通讯的第三单片机无线收发器，所述高精度高压包连接于第三单片机无线收发器。
作为一种优选方案，所述智能管理收发适配模块包括与车载电脑连接的电池控制单元、用于电池控制单元与车载电脑之间进行通信的通讯端口及第四单片机无线收发器；所述第四单片机无线收发器连接于电池控制单元，所述采样与均衡模块、总电流总电压采样模块、绝缘监测模块均无线通讯连接于第四单片机无线收发器。
作为一种优选方案，所述智能管理收发适配模块还包括有用于与充电设备进行充电通信连接的充电器通信接口。
本实用新型与现有技术相比具有明显的优点和有益效果，具体而言，由上述技术方案可知，其主要是通过于电池包内设置采样与均衡模块，并将采样与均衡模块集成于电池模组上，使电池包内的电池模组无需采样线束和通信线束，简化了电池包的内部结构，解决了电池包容易出现故障的现象，且使电池包的安装和拆卸更加简便；
其次，通过总电流总电压采样模块的设置，使其能实时监控电池包的输出和输入电流、电压；
以及，通过将采样与均衡模块、总电流总电压采样模块、绝缘监测模块均与智能管理收发适配模块实现无线通讯连接，使整个电池管理系统无需通信线束，避免了线束连接极易造成接触不良、短路的现象，提高了使用安全性，且整个电池管理系统简化了线路，使得整体更加简洁美观，避免了杂乱无章的现象。
为更清楚地阐述本实用新型的结构特征、技术手段及其所达到的具体目的和功能，下面结合附图与具体实施例来对本实用新型作进一步详细说明。
附图说明
图1是本实用新型之实施例的动力电池无线束电池管理系统的系统示意图；
图2是本实用新型之实施例的动力电池无线束电池管理系统的系统原理框图；
图3是本实用新型之实施例的采样与均衡模块的原理框图；
图4是本实用新型之实施例的总电流总电压采样模块的原理框图；
图5是本实用新型之实施例的绝缘检测模块的原理框图；
图6是本实用新型之实施例的智能管理收发适配模块的原理框图。
具体实施方式
请参照图1至图6所示，其显示出了本实用新型之实施例的具体结构。
一种动力电池无线束电池管理系统包括电池包、总电流总电压采样模块、绝缘监测模块、智能管理收发适配模块；该电池包包括采样与均衡模块及至少两个串联的电池模组（此处，所述电池模组可以是电芯单元）；该采样与均衡模块集成于电池模组上，该采样与均衡模块、总电流总电压采样模块、绝缘监测模块均与智能管理收发适配模块实现无线通讯连接。借此，使得动力电池无线束电池管理系统各个模块之间均没有通信线束来传输数据，除去了传统电池包内杂乱的采样线束与通信线束，简化了电池控制系统的结构，使其安装、拆卸更加方便，还提高了安全性且起到减重的效果。
具体而言，所述采样与均衡模块集成于电池模组的线束板上，如此，使得电池包内无需采样线束，从而简化了电池包的内部结构，减轻了电池包的重量，同时，避免了线束易出现故障的现象，提高了电池包的使用安全性。
如图3所示，所述采样与均衡模块包括用于采集电池模组的信息的采样电路、用于电池模组均衡控制的均衡控制电路及用于与电池控制单元相互进行无线通讯的第一单片机无线收发器，所述采样电路、均衡控制电路均连接于电池模组，所述采样电路、均衡控制电路均连接于第一单片机无线收发器。所述均衡控制电路用于控制电池模组的充放电。所述采样电路包括用于采集电池模组电压的电压采集电路及用于采集电池模组温度的温度采集电路。
所述第一单片机无线收发器与上述温度采集电路、电压采集电路、均衡控制电路相连，其用于收集电池模组的温度和电压，负责与下述智能管理收发适配模块的电池控制单元进行无线通信，将收集到的电池模组的温度、电压发送给电池控制单元。所述第一单片机无线收发器还负责接收电池控制单元发出的命令，对电池模组的充放电进行均衡控制。
如图4所示，所述总电流总电压采样模块包括用于采集电池包总电流的霍尔传感器电流采样电路、用于采集电池包总电压的总电压采样电路及用于与电池控制单元相互进行无线通讯的第二单片机无线收发器，所述霍尔传感器电流采样电路、总电压采样电路均连接于第二单片机无线收发器；所述霍尔传感器电流采样电路连接于电池包的正极动力线，其用于采集电池包充放电时的电流；所述总电压采样电路连接于电池包的正负极动力线。
所述第二单片机无线收发器与上述的霍尔传感器电流采样电路、总电压采样电路相连，用于收集电池包的输出电流和电压，并负责与电池控制单元进行无线通信，将收集到的电池包输出电流和电压发送到电池控制单元。
如图5所示，所述绝缘监测模块包括高精度高压包及用于与电池控制单元相互进行无线通讯的第三单片机无线收发器，所述高精度高压包连接于第三单片机无线收发器；其中，所述高精度高压包与上述电池包的负极动力线和外壳相连，用于提供一个高电压；所述第三单片机无线收发器与上述高精度高压包所在回路相连，用于监测电池模组与外壳之间的漏电流，并负责与电池控制单元进行无线通信，将收集到的电池模组与外壳之间的漏电流发送到电池控制单元。
如图6所示，所述智能管理收发适配模块包括与车载电脑连接的电池控制单元（即图6所示的BCU数据处理）、用于电池控制单元与车载电脑之间进行通信的通讯端口及第四单片机无线收发器；所述第四单片机无线收发器连接于电池控制单元，所述采样与均衡模块、总电流总电压采样模块、绝缘监测模块均无线通讯连接于第四单片机无线收发器。其中，所述电池控制单元用于自主收集各电池模组单元的状态信息、电量计算SOE、充电控制、评估电池健康状态SOH、评估电池功能状态SOF，并包括与整车控制器的通讯功能。
所述第四单片机无线收发器与电池控制单元相连，接收采样与均衡模块、总电流总电压采样模块、绝缘检测模块采集到的数据，并将电池控制单元所要发送的指令通过无线通信传输给各个模块；其中，所述第一单片机无线收发器、第二单片机无线收发器、第三单片机无线收发器均与第四单片机无线收发器相互进行无线通讯。
以及，所述智能管理收发适配模块还包括有用于与充电设备进行充电通信连接的充电器通信接口。
综上所述，本实用新型的设计重点在于，其主要是通过于电池包内设置采样与均衡模块，并将采样与均衡模块集成于电池模组上，使电池包内的电池模组无需采样线束和通信线束，简化了电池包的内部结构，解决了电池包容易出现故障的现象，且使电池包的安装和拆卸更加简便；其次，通过总电流总电压采样模块的设置，使其能实时监控电池包的输出和输入电流、电压；以及，通过将采样与均衡模块、总电流总电压采样模块、绝缘监测模块均与智能管理收发适配模块实现无线通讯连接，使整个电池管理系统无需通信线束，避免了线束连接极易造成接触不良、短路的现象，提高了使用安全性，且整个电池管理系统简化了线路，使得整体更加简洁美观，避免了杂乱无章的现象。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型的技术范围作任何限制，故凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、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 (9)

1.一种动力电池无线束电池管理系统，其特征在于：包括电池包、总电流总电压采样模块、绝缘监测模块、智能管理收发适配模块；该电池包包括采样与均衡模块及至少两个串联的电池模组；
该采样与均衡模块集成于电池模组上，该采样与均衡模块、总电流总电压采样模块、绝缘监测模块均与智能管理收发适配模块实现无线通讯连接。
2.根据权利要求1所述的一种动力电池无线束电池管理系统，其特征在于：所述采样与均衡模块集成于电池模组的线束板上。
3.根据权利要求1所述的一种动力电池无线束电池管理系统，其特征在于：所述采样与均衡模块包括用于采集电池模组的信息的采样电路、用于电池模组均衡控制的均衡控制电路及用于与电池控制单元相互进行无线通讯的第一单片机无线收发器，所述采样电路、均衡控制电路均连接于电池模组，所述采样电路、均衡控制电路均连接于第一单片机无线收发器。
4.根据权利要求3所述的一种动力电池无线束电池管理系统，其特征在于：所述采样电路包括用于采集电池模组电压的电压采集电路及用于采集电池模组温度的温度采集电路。
5.根据权利要求1所述的一种动力电池无线束电池管理系统，其特征在于：所述总电流总电压采样模块包括用于采集电池包总电流的霍尔传感器电流采样电路、用于采集电池包总电压的总电压采样电路及用于与电池控制单元相互进行无线通讯的第二单片机无线收发器，所述霍尔传感器电流采样电路、总电压采样电路均连接于第二单片机无线收发器。
6.根据权利要求5所述的一种动力电池无线束电池管理系统，其特征在于：所述霍尔传感器电流采样电路连接于电池包的正极动力线，所述总电压采样电路连接于电池包的正负极动力线。
7.根据权利要求1所述的一种动力电池无线束电池管理系统，其特征在于：所述绝缘监测模块包括高精度高压包及用于与电池控制单元相互进行无线通讯的第三单片机无线收发器，所述高精度高压包连接于第三单片机无线收发器。
8.根据权利要求1所述的一种动力电池无线束电池管理系统，其特征在于：所述智能管理收发适配模块包括与车载电脑连接的电池控制单元、用于电池控制单元与车载电脑之间进行通信的通讯端口及第四单片机无线收发器；所述第四单片机无线收发器连接于电池控制单元，所述采样与均衡模块、总电流总电压采样模块、绝缘监测模块均无线通讯连接于第四单片机无线收发器。
9.根据权利要求8所述的一种动力电池无线束电池管理系统，其特征在于：所述智能管理收发适配模块还包括有用于与充电设备进行充电通信连接的充电器通信接口。
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