CN212932761U - 电芯电压采集电路、动力电池包和车辆 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种电芯电压采集电路、动力电池包和车辆。所述电芯电压采集电路包括多个AFE采集模块和多个电池模组，每个AFE采集模块包括多个采集通道，每个电池模组包括多个电芯。其中，任意两个电芯之间的节点与至少一个采集通道连接，并且，任意两个电芯之间的节点的电压均大于所连接的采集通道相对于地线的最低电压。这样，使AFE采集模块和电芯之间的连接关系中，考虑了AFE采集模块中各个采集通道的相对于地线的最低电压，使得各个采集通道所连接节点的电压符合该AFE采集模块固有的内部机制。从而避免出现因AFE采集模块的内部机制导致的不能正常采集的情况发生，保证了电芯电压的采集精度。

Description

电芯电压采集电路、动力电池包和车辆

技术领域

本公开涉及车载电池检测领域，具体地，涉及一种电芯电压采集电路、动力电池包和车辆。

背景技术

在电动车辆的运行过程中，需要实时、准确地检测整车所有电芯的电压，以保证动力电池能够正常驱动，避免出现单个电芯异常导致的整车故障；在动力电池充电过程中，也需要实时检测电芯的电压，以保证电芯能够充电至预设值，保障一定的续航里程。实时、准确地检测每个电芯的电压是正常使用电动车辆的一个重要保障。

采集电芯电压的方法有多种，通常采集模块中的采集通道与电芯中的节点按照排序进行连接来采集电芯电压。

实用新型内容

本公开的目的是提供一种能够准确采集电芯电压的电芯电压采集电路、动力电池包和车辆。

为了实现上述目的，本公开提供一种电芯电压采集电路，所述电芯电压采集电路包括多个AFE采集模块和多个电池模组，每个AFE采集模块包括多个采集通道，每个电池模组包括多个电芯，

其中，任意两个电芯之间的节点与至少一个采集通道连接，并且，任意两个电芯之间的节点的电压均大于所连接的采集通道相对于地线的最低电压。

可选地，任意两个电芯之间的节点与电源之间的电压大于所连接的采集通道相对于电源的最低电压。

可选地，任意两个电池模组之间通过铜排连接，每个铜排的两端分别连接两个采集通道。

可选地，所述电芯电压采集电路还包括一个或多个手动维修开关，任意一个手动维修开关连接在分别与两个AFE采集模块连接、且相邻的两组电池模组之间，每组电池模组包括一个或多个电池模组。

可选地，所述电芯电压采集电路还包括手动维修开关，所述手动维修开关连接在所述多个电池模组整体的一端或两端。

可选地，所述电芯电压采集电路还包括多个保险丝，每个保险丝连接在分别与两个AFE采集模块连接、且相邻的两组电池模组之间，每组电池模组包括一个或多个电池模组。

可选地，所述电芯电压采集电路还包括保险丝，所述保险丝连接在所述多个电池模组整体的一端或两端。

本公开还提供一种动力电池包，包括本公开提供的上述电芯电压采集电路。

本公开还提供车辆，包括公开提供的动力电池包。

通过上述技术方案，使AFE采集模块和电芯之间的连接关系中，考虑了AFE采集模块中各个采集通道的相对于地线的最低电压，使得各个采集通道所连接节点的电压符合该AFE采集模块固有的内部机制。从而避免出现因AFE采集模块的内部机制导致的不能正常采集的情况发生，保证了电芯电压的采集精度。

本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：

图1是一示例性实施例提供的电芯电压采集电路的结构框图；

图2是一示例性实施例提供的电芯电压采集电路的结构示意图；

图3是另一示例性实施例提供的电芯电压采集电路的结构示意图；

具体实施方式

以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。

在相关技术中，主动前端(Active Front End，AFE)采集模块在采集电芯电压过程中，完全按照电芯的排序进行采集。在AFE采集模块中具有固定的内部机制，也就是基于一采集通道的数据及其上一采集通道的电压来计算电芯电压的，各个采集通道相对于地线有最低电压。因此，在实际使用过程中，该内部机制有可能对电芯电压采集的准确性造成的影响，若采集通道按顺序连接电芯，有时候并不能保证每个采集通道都能够在电芯电压的范围内正常采集。鉴于此，发明人提出一种新的电芯电压采集电路，其采用了新的布局方式。

本公开提供的电芯电压采集电路包括多个AFE采集模块和多个电池模组，每个AFE采集模块包括多个采集通道，每个电池模组包括多个电芯。其中，任意两个电芯之间的节点与至少一个采集通道连接，并且，任意两个电芯之间的节点的电压均大于所连接的采集通道相对于地线的最低电压。

具体地，图1是一示例性实施例提供的电芯电压采集电路的结构框图。如图1所示，电芯电压采集电路包括M个AFE采集模块(第一AFE采集模块～第M AFE采集模块)和N个电池模组(第一电池模组～第N电池模组)。每个AFE采集模块通过多个采集通道与两个电池模组连接。

任意两个电芯之间的节点与至少一个采集通道连接，任一电芯的两端分别都与至少一个采集通道连接。一电芯的电压即为其两端节点的电压差。

由于AFE采集模块中具有固定的内部机制，各个采集通道相对于地线具有最低电压。表1是AFE采集模块中的内部机制。

表1

在表1中，CT_0为参考地线的采集通道，CT_1～CT_14为14个采集通道。例如，采集通道CT_4相对于地线的最低电压应该是4.8V。若四个采集通道CT_1～CT_4都接入电池模组中，均用于采集电芯电压，则平均到每个电芯的电压至少应当是1.2V(4.8V÷4)，若四个采集通道CT_1～CT_4中只有3个采集通道接入电池模组中用于采集电芯电压，则平均到每个电芯的电压至少应当是1.6V(4.8V÷3)。由此可见，对于不同的电芯分布方案，其满足采集精度的电压范围相差甚大。

若每个电芯的电压大约为3.5V，小于采集通道CT_4相对于地线的最低电压4.8V，则若四个采集通道CT_1～CT_4中只有1个采集通道接入电池模组中用于采集电芯电压，这种情况就没有遵从AFE采集模块的内部机制，采集的电压就不准确了。根据本公开的上述限定，四个采集通道CT_1～CT_4中至少需要有2个采集通道接入电池模组中用于采集电芯电压。

通过上述技术方案，使AFE采集模块和电芯之间的连接关系中，考虑了AFE采集模块中各个采集通道的相对于地线的最低电压，使得各个采集通道所连接节点的电压符合该AFE采集模块固有的内部机制。从而避免出现因AFE采集模块的内部机制导致的不能正常采集的情况发生，保证了电芯电压的采集精度。

在AFE采集模块的内部机制中，还包括某些采集通道相对于供电电源有最低电压，该供电电源是指给该采集通道所在的AFE采集模块供电的电源。为了符合这个内部机制，在另一实施例中，还可以使采集通道和电芯之间的连接关系满足：任意两个电芯之间的节点与电源之间的电压大于所连接的采集通道相对于电源的最低电压。

在表1的实施例中，对AFE采集模块的供电电源有限制的通道只有CT_11，只要CT_11与AFE采集模块的供电电源的压差大于6V即可满足需求。对其他的采集通道，则可以没有要求。

该实施例中，各个采集通道所连接节点的电压符合该AFE采集模块关于相对于供电电源的最低电压的内部机制，避免了出现因不符合该AFE采集模块相对于供电电源的最低电压而导致的不能正常采集的情况发生，保证了电芯电压的采集精度。

两个电池模组之间可以通过铜排连接。在相关技术中，铜排与邻近的一个电芯一起作为一个整体，被检测出一个电压。因铜排存在物理阻抗，当有大电流流经铜排时，铜排两端会形成电压差，因此采集的电芯电压实际上是电芯和铜排两者的电压之和，从而导致这个采集通道的数据不准确。

在本公开的又一实施例中，任意两个电池模组之间通过铜排连接，每个铜排的两端分别连接两个采集通道。

也就是，将铜排也单独作为一个被测对象，其两端分别连接两个采集通道，根据这两个采集通道采集的数据之差可以确定出铜排上的电压。同时，与铜排相邻的电芯，由于采集电压时去掉了铜排部分，使其采集的数据更加准确。

图2是一示例性实施例提供的电芯电压采集电路的结构示意图。如图2所示，第n个AFE采集模块10包括参考地线的采集通道CT_0和14个采集通道CT_1～CT_14。第n个AFE采集模块10连接第n个电池模组20和第n+1个电池模组30。第n个电池模组20和第n+1个电池模组30之间通过第n个铜排21连接。每个电池模组包括六个电芯C1～C6。在图2的实施例中，在第n个铜排21与第n个电池模组20的电芯C6之间的节点连接至采集通道CT_7，在第n个铜排21与第n+1个电池模组30的电芯C1之间的节点连接至采集通道CT_8。这样，将第n个铜排21单独作为一个被测对象，使采集的数据更加准确。

电芯电压采集电路还可以包括一个或多个手动维修开关(Manual ServiceDevice，MSD)。因每个采集通道都有负压承受限值，一般为毫伏级别到伏级别，当同一AFE采集模块的两个采集通道采集MSD的两端时，若MSD异常断开，则对应的采集通道的负压值相当于动力电池包的电压值，高达几百伏，会导致AFE采集模块烧毁，严重的会导致动力电池包起火。

在本公开的又一实施例中，任意一个MSD连接在分别与两个AFE采集模块连接、且相邻的两组电池模组之间，每组电池模组包括一个或多个电池模组。

以下通过示例来说明。图3是另一示例性实施例提供的电芯电压采集电路的结构示意图。如图3所示，第n个MSD 100连接在由第n个电池模组20和第n+1个电池模组30组成的第一组电池模组和由第n+2个电池模组40和第n+3个电池模组50组成的相邻的第二组电池模组之间。

第一组电池模组与第n个AFE采集模块10连接，第二组电池模组与第n+1个AFE采集模块11连接。

另外，第n个电池模组20和第n+1个电池模组30之间通过第n个铜排21连接，第n+1个电池模组30和第n+2个电池模组40之间通过第n+1个铜排31连接，第n+2个电池模组40和第n+3个电池模组50之间通过第n+2个铜排41连接。

该实施例中，将MSD设置于AFE采集模块之间，不会由同一AFE采集模块来采集MSD的两端，这样就避免了因MSD异常断开而导致的AFE采集模块烧毁的可能，防止意外发生。

或者，MSD还可以连接在多个电池模组整体的一端或两端。也就是，多个电池模组整体作为动力电池包中的电芯部分，MSD可以连接在整体电芯部分的正极端和/或负极端。这样也不会由同一AFE采集模块来采集MSD的两端，防止意外发生。

电芯电压采集电路还可以包括多个保险丝。与MSD相似，当同一AFE采集模块的两个采集通道采集保险丝的两端时，若保险丝异常断开，则会导致AFE采集模块烧毁。

在本公开的又一实施例中，每个保险丝连接在分别与两个AFE采集模块连接、且相邻的两组电池模组之间，每组电池模组包括一个或多个电池模组。

该实施例中，将保险丝设置于AFE采集模块之间，不会由同一AFE采集模块来采集保险丝的两端，这样就避免了因保险丝异常断开而导致的AFE采集模块烧毁的可能，防止意外发生。

或者，保险丝还可以连接在多个电池模组整体的一端或两端。也就是，多个电池模组整体作为动力电池包中的电芯部分，保险丝可以连接在整体电芯部分的正极端和/或负极端。这样也不会由同一AFE采集模块来采集保险丝的两端，防止意外发生。

本公开还提供一种动力电池包，包括本公开提供的上述电芯电压采集电路。

本公开还提供一种车辆，包括本公开提供的上述动力电池包。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims (9)

1.一种电芯电压采集电路，其特征在于，所述电芯电压采集电路包括多个AFE采集模块和多个电池模组，每个AFE采集模块包括多个采集通道，每个电池模组包括多个电芯，

其中，任意两个电芯之间的节点与至少一个采集通道连接，并且，任意两个电芯之间的节点的电压均大于所连接的采集通道相对于地线的最低电压。

2.根据权利要求1所述的电芯电压采集电路，其特征在于，任意两个电芯之间的节点与电源之间的电压大于所连接的采集通道相对于电源的最低电压。

3.根据权利要求1所述的电芯电压采集电路，其特征在于，任意两个电池模组之间通过铜排连接，每个铜排的两端分别连接两个采集通道。

4.根据权利要求1所述的电芯电压采集电路，其特征在于，所述电芯电压采集电路还包括一个或多个手动维修开关，任意一个手动维修开关连接在分别与两个AFE采集模块连接、且相邻的两组电池模组之间，每组电池模组包括一个或多个电池模组。

5.根据权利要求1所述的电芯电压采集电路，其特征在于，所述电芯电压采集电路还包括手动维修开关，所述手动维修开关连接在所述多个电池模组整体的一端或两端。

6.根据权利要求1所述的电芯电压采集电路，其特征在于，所述电芯电压采集电路还包括多个保险丝，每个保险丝连接在分别与两个AFE采集模块连接、且相邻的两组电池模组之间，每组电池模组包括一个或多个电池模组。

7.根据权利要求1所述的电芯电压采集电路，其特征在于，所述电芯电压采集电路还包括保险丝，所述保险丝连接在所述多个电池模组整体的一端或两端。

8.一种动力电池包，其特征在于，包括权利要求1-7中任一权利要求所述的电芯电压采集电路。

9.一种车辆，其特征在于，包括权利要求8所述的动力电池包。

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