CN213007646U - 电池的信号采集装置、电池包和汽车 - Google Patents

Abstract

一种电池的信号采集装置、电池包和汽车，电池具有多个单体电芯，信号采集装置包括复合板、多条采样线和信号采集器，复合板位于多个单体电芯的一侧，多条采样线和信号采集器均设置在复合板上，相邻的采样线具有间隔距离，采样线具有相对设置的采样端子和连接端子，连接端子与信号采集器电连接，采样端子用于与单体电芯电连接。通过在复合板上设置多条采样线和信号采集器，通过采样线将单体电芯的信号传至信号采集器，从而将多种功能集成在复合板身上，避免了复杂的线束连接，降低了成本。

Description

电池的信号采集装置、电池包和汽车

技术领域

本实用新型属于电池技术领域，尤其涉及一种电池的信号采集装置、电池包和汽车。

背景技术

电池的信号采集装置是电池包的重要组成部分，其主要用于获取电池的单体电芯的电压和温度等信号。

现有的信号采集装置，通常包括电池控制板，电池采集板及电池模组，电池模组与电池控制板通过采集线束连接，所述电池采集板与电池控制板通过控制器局域网络(Controller Area Network，CAN)信号通讯连接。

此类电池采集装置，需要多个采集器，分布在电池包内部的不同位置，再通过低压线束将信号传送到电池控制板。此方案主要通过线束连接，零部件和接插位置多且散乱，线路杂乱，从而导致成本较高。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种电池的信号采集装置、电池包和汽车，能够避免复杂的线束连接，成本较低。

为实现本实用新型的目的，本实用新型提供了如下的技术方案：

第一方面，本实用新型提供了一种电池的信号采集装置，所述电池具有多个单体电芯，信号采集装置包括复合板、多条采样线和信号采集器，所述复合板位于多个所述单体电芯的一侧，多条所述采样线和所述信号采集器均设置在所述复合板上，相邻的所述采样线具有间隔距离，所述采样线具有相对设置的采样端子和连接端子，所述连接端子与所述信号采集器电连接，所述采样端子用于与所述单体电芯电连接。

一种实施方式中，所述采样线包括正极采样线和负极采样线，所述信号采集器设有正极输入端口和负极输入端口；所述正极采样线的连接端子与所述正极输入端口电连接，所述正极采样线的采样端子用于与所述单体电芯的正极电连接；所述负极采样线的连接端子与所述负极输入端口电连接，所述负极采样线的采样端子用于与所述单体电芯的负极电连接。

一种实施方式中，所述正极采样线和所述正极输入端口位于所述信号采集器的一侧，所述负极采样线和所述负极输入端口位于所述信号采集器的另一侧。

一种实施方式中，多条所述正极采样线和多条所述负极采样线均沿第一方向直线延伸，多条所述正极采样线和多条所述负极采样线均在第二方向上间隔排布，所述第一方向与所述第二方向垂直。

一种实施方式中，所述正极输入端口和所述负极输入端口位于所述信号采集器的同侧或相邻的两侧，所述正极采样线和所述负极采样线均呈折线状。

一种实施方式中，所述复合板开设有凹槽，所述凹槽连通至所述复合板的边沿，所述采样端子容置于所述凹槽。

一种实施方式中，所述凹槽的数目为多个，每个所述凹槽容置一个所述采样端子。

一种实施方式中，所述信号采集装置还包括第一电线，所述信号采集器的数目为多个，相邻的所述信号采集器通过所述第一电线电连接，所述第一电线位于所述复合板内部。

第二方面，本实用新型还提供了一种电池包，包括托盘、控制器、电池和第一方面任一项实施方式所述的信号采集装置，所述电池的多个单体电芯设置在所述托盘上，所述信号采集装置采集多个所述单体电芯的信号，所述控制器根据所述信号监控所述电池。

第三方面，本实用新型还提供了一种汽车，汽车包括车身和第二方面所述的电池包，所述电池包设置在所述车身上。

通过在复合板上设置多条采样线和信号采集器，通过采样线将单体电芯的信号传至信号采集器，从而将多种功能集成在复合板身上，避免了复杂的线束连接，降低了成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1a为一种实施方式的电池包的结构示意图；

图1b是图1的电池包的局部结构示意图；

图2a是图1的信号采集装置的结构示意图；

图2b是图2a的信号采集装置的局部结构示意图；

图3是另一种实施方式的信号采集装置的结构示意图；

图4是另一种实施方式的信号采集装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型实施例提供了一种汽车，汽车优选为混合动力电动汽车、纯电动汽车等新能源汽车。请参阅图1a，汽车包括车身(未图示)和本实用新型提供的电池包1000，电池包1000设置在车身上。通过在汽车中加入本实用新型提供的电池包1000，电池包1000可靠性较高，使得汽车具有较高的安全性。

请参阅图1a和图1b，本实用新型实施例提供了一种电池包1000，电池包1000可应用于日常生活供电，如家庭式的应急供电，野外供电等。优选的，电池包1000应用于新能源汽车等类型的车辆，驱动车辆行驶以及为车辆的照明制冷等系统供电。电池包1000包括托盘300、控制器(未图示)、电池和本实用新型提供的信号采集装置100，电池的多个单体电芯设置在托盘300上，信号采集装置100采集多个单体电芯200的信号，控制器根据信号采集装置100所采集的信号监控电池。具体的，多个单体电芯200串联并层叠设置，信号采集装置100盖设在多个单体电芯200上，多个单体电芯200的正极和负极分别位于信号采集装置100的相对两侧，以便于简化单体电芯200和信号采集装置100的连接线路。信号采集装置100与控制器为通过低压线的电连接。

请参阅图1a和图2a，本实用新型实施例提供了一种电池的信号采集装置100，信号采集装置100用于采集电池的多个单体电芯200的信号。信号采集装置100包括复合板10、多条采样线20和信号采集器30。复合板10位于多个单体电芯200的一侧，多条采样线20和信号采集器30均设置在复合板10上，相邻的采样线20具有间隔距离。采样线20具有相对设置的采样端子201和连接端子202。连接端子202与信号采集器30电连接，采样端子201用于与单体电芯200电连接。

通过在复合板10上设置多条采样线20和信号采集器30，通过采样线20将单体电芯200的信号传至信号采集器30，从而将多种功能集成在复合板10身上，避免了复杂的线束连接，降低了成本。

具体的，复合板10优选为碳纤维等结构强度较大且绝缘性能较好的复合材料。复合板10背向采样线20和信号采集器30的表面通过胶连接在单体电芯200上。信号采集器30内部可设置隔离器、拟前端采集单元、主控制单元、故障报警单元等单元。由于无需复杂的线束连接，零部件和接插位置的数目较少，且均集中在复合板10上，同时复合板10上的线路较为简单，使得信号采集装置100的装配对于工人的操作要求较低，从而降低了装配成本。

另外，采样线20的数目和单体电芯200的数目相对应，如1：1，1：2，1：3等。可以理解的是，采样线20的与单体电芯200的数目比为1：1时，采样线20可采集每个单体电芯200的温度、电压等各种信息。而当采样线20的数目与单体电芯200的数目比为1：2时，每相邻的两个单体视为一个整体，其温度、电压等信息由一条采样线20完成采集。以此类推，采样线20与单体电芯200的数目比越高，信号采集器30所能采集到的样本数据越多，对电池的监控越为准确，随之而来的，采样线20的分布越为密集，对于线路排布的要求也越高。采样线20与单体电芯200的数目比越低，信号采集器30所能采集到的样本数据越少，对电池的监控的准确性随之降低，但采样线20的分布不会过于密集，对于线路排布的要求较低。优选的，采样线20与单体电芯200的数目比为1：2。

一种实施方式中，请参阅图1b和图2b，采样线20包括正极采样线21和负极采样线22，信号采集器30设有正极输入端口301和负极输入端口302。正极采样线21的连接端子212与正极输入端口301电连接，正极采样线21的采样端子211用于与单体电芯200的正极电连接。负极采样线22的连接端子222与负极输入端口302电连接，负极采样线22的采样端子221用于与单体电芯200的负极电连接。通过设置正极采样线21和负极采样线22，正极采样线21从单体电芯200的正极采集信息，负极采样线22从单体电芯200的负极采集信息，从而可获得单体电芯200的电压等信息。

具体的，当采样线20的数目与单体电芯200的数目比为1：2时，正极采样线21连接单体电芯A的正极，则负极采样线22连接与单体电芯A相邻的单体电芯B的负极。另外，也可仅设置正极采样线21或负极采样线22，以仅设置正极采样线21为例，信号采集器30设置在复合板10至靠近负极的边缘，信号采集器30的负极输入端口302通过外部线路与单体电芯200的负极电连接，信号采集器30的正极输入端口301仍然通过正极采样线21与单体电芯200的正极电连接。

一种实施方式中，请参阅图1b和图2b，正极采样线21和正极输入端口301位于信号采集器30的一侧，负极采样线22和负极输入端口302位于信号采集器30的另一侧。优选的，正极采样线21和正极输入端口301均位于信号采集器30朝向单体电芯200的正极的一侧，负极采样线22和负极输入端口302均位于信号采集器30朝向单体电芯200的负极的一侧。如此设置，有利于缩短正极采样线21和负极采样线22的总长度，以便于降低材料成本。

一种实施方式中，请参阅图1b和图2b，多条正极采样线21和多条负极采样线22均沿第一方向91直线延伸，多条正极采样线21和多条负极采样线22均在第二方向92上间隔排布，第一方向91与第二方向92垂直。具体的，多个单体电芯200沿第二方向92层叠。可以理解的是，以正极采样线21为例，多条正极采样线21沿第一方向91直线延伸，即多条正极采样线21互相平行，可保证正极采样线21之间的间隔距离，避免短接。同时，沿直线延伸，有利于缩短正极采样线21和负极采样线22的长度。正极采样线21在于第一方向91垂直的第二方向92上排布，使得每条正极采样线21的长度均相等，有利于使得正极采样线21的规格标准化，以便于进一步简化线路排布。类似的，负极采样线22也有上述效果。

一种实施方式中，请参阅图3和图4，正极输入端口301和负极输入端口302位于信号采集器30的同侧或相邻的两侧，正极采样线21和负极采样线22均呈折线状。具体的，当正极输入端口301和负极输入端口302均位于信号采集器30的同侧时，优选信号采集器30设于复合板10之靠近最边上的单体电芯200端面的一侧。当正极输入端口301和负极输入端口302分别位于信号采集器30相邻的两侧时，优选信号采集器30设于复合板10的一角。两种方案中的正极采样线21和负极采样线22均呈折线状。通过上述设置，有利于信号采集装置100应用于不同种类的电池。

一种实施方式中，请参阅图1b、图2a和图2b，复合板10开设有凹槽101，凹槽101连通至复合板10的边沿，采样端子201容置于凹槽101。具体的，采样端子201包括正极采样线21的采样端子211以及负极采样线22的采样端子221。采样端子201的体积较采样端子201和连接端子202之间的导线部分更大，且呈长方体的形状，以便于采样端子201与单体电芯200电连接。通过设置凹槽101容置采样端子201，使得采样端子201不突出于复合板10或降低突出于复合板10的高度，有利于提高信号采集装置100的可靠性。

一种实施方式中，请参阅图1b、图2a和图2b，凹槽101的数目为多个，每个凹槽101容置一个采样端子201。具体的，凹槽101优选为方形槽。通过设置多个凹槽101，每个凹槽101容置一个采样端子201，从而将相邻的采样端子201分隔开，避免相邻的采样端子201发生接触，从而进一步提高信号采集装置100的可靠性。

一种实施方式中，请参阅图1b和图2b，信号采集装置100还包括第一电线(未图示)，信号采集器30的数目为多个，相邻的信号采集器30通过第一电线电连接，第一电线位于复合板10内部。具体的，第一电线为低压线路。另外，信号采集器30可通过总的低压线与控制器相连。设置多个信号采集器30，有利于信号采集装置100应用于大容量的电池(单体电芯200的数目较多)，尤其是新能源汽车的电池。

以上所揭露的仅为本实用新型一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属于实用新型所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种电池的信号采集装置，所述电池具有多个单体电芯，其特征在于，包括复合板、多条采样线和信号采集器，所述复合板位于多个所述单体电芯的一侧，多条所述采样线和所述信号采集器均设置在所述复合板上，相邻的所述采样线具有间隔距离，所述采样线具有相对设置的采样端子和连接端子，所述连接端子与所述信号采集器电连接，所述采样端子用于与所述单体电芯电连接。

2.如权利要求1所述的信号采集装置，其特征在于，所述采样线包括正极采样线和负极采样线，所述信号采集器设有正极输入端口和负极输入端口；

所述正极采样线的连接端子与所述正极输入端口电连接，所述正极采样线的采样端子用于与所述单体电芯的正极电连接；所述负极采样线的连接端子与所述负极输入端口电连接，所述负极采样线的采样端子用于与所述单体电芯的负极电连接。

3.如权利要求2所述的信号采集装置，其特征在于，所述正极采样线和所述正极输入端口位于所述信号采集器的一侧，所述负极采样线和所述负极输入端口位于所述信号采集器的另一侧。

4.如权利要求3所述的信号采集装置，其特征在于，多条所述正极采样线和多条所述负极采样线均沿第一方向直线延伸，多条所述正极采样线和多条所述负极采样线均在第二方向上间隔排布，所述第一方向与所述第二方向垂直。

5.如权利要求2所述的信号采集装置，其特征在于，所述正极输入端口和所述负极输入端口位于所述信号采集器的同侧或相邻的两侧，所述正极采样线和所述负极采样线均呈折线状。

6.如权利要求1所述的信号采集装置，其特征在于，所述复合板开设有凹槽，所述凹槽连通至所述复合板的边沿，所述采样端子容置于所述凹槽。

7.如权利要求6所述的信号采集装置，其特征在于，所述凹槽的数目为多个，每个所述凹槽容置一个所述采样端子。

8.如权利要求1所述的信号采集装置，其特征在于，所述信号采集装置还包括第一电线，所述信号采集器的数目为多个，相邻的所述信号采集器通过所述第一电线电连接，所述第一电线位于所述复合板内部。

9.一种电池包，其特征在于，包括托盘、控制器、电池和如权利要求1至8任一项所述的信号采集装置，所述电池的多个单体电芯设置在所述托盘上，所述信号采集装置采集多个所述单体电芯的信号，所述控制器根据所述信号监控所述电池。

10.一种汽车，其特征在于，包括车身和如权利要求9所述的电池包，所述电池包设置在所述车身上。

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