CN215526052U - 一种电池的电流采集装置及系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种电池的电流采集装置及系统。电池的电流采集装置包括：至少两个分流器、电流采集模块和电池管理系统；分流器的第一端与对应的负载电连接，分流器的第二端与电池的负极电连接；电流采集模块的第一输入端与分流器的第一端电连接，电流采集模块的第二输入端与分流器的第二端电连接，电流采集模块的输出端与电池管理系统的第一端电连接，电流采集模块能够采集分流器的电压，并根据分流器的电压得出分流器所在回路的电流，并将分流器所在回路的电流发送至电池管理系统，电池管理系统能够根据分流器所在回路的电流得出电池的剩余电量。本实用新型达到了实时采集各个电池高压回路的电流信息的效果。
Description
技术领域
本实用新型实施例涉及电池技术领域，尤其涉及一种电池的电流采集装置及系统。
背景技术
新能源行业正呈井喷式发展，新能源行业中锂电池系统的安全性就成为重点问题，而提升电池系统的安全性就要提升电池高压回路的安全性，就要对电池高压回路的电流进行实时采集。
目前锂电池行业中普遍的设计做法是将一个或两个电流传感器安装于高压回路中，电流传感器通过线束连接至电池管理模块，从而将实时电流传递出来。由于电池系统高压回路多，而电池管理模块出于体积和成本考虑至多设计两路电流传感器连接点，无法满足各个回路的电流采集需求，不利于电池包或高压箱的更优设计。
实用新型内容
本实用新型提供一种电池的电流采集装置及系统，以实现实时采集各个电池高压回路的电流信息。
第一方面，本实用新型实施例提供了一种电池的电流采集装置包括：至少两个分流器、电流采集模块和电池管理系统；
所述分流器的第一端与对应的负载电连接，所述分流器的第二端与所述电池的负极电连接；
所述电流采集模块的第一输入端与所述分流器的第一端电连接，所述电流采集模块的第二输入端与所述分流器的第二端电连接，所述电流采集模块的输出端与所述电池管理系统的第一端电连接，所述电流采集模块能够采集所述分流器的电压，并根据所述分流器的电压得出所述分流器所在回路的电流，并将所述分流器所在回路的电流发送至所述电池管理系统，所述电池管理系统能够根据所述分流器所在回路的电流得出电池的剩余电量。
可选地，电池的电流采集装置还包括至少两个温度传感器；所述温度传感器与所述分流器一一对应设置；
所述温度传感器的输入端与所述分流器的测量端连接，所述温度传感器的输出端与所述电池管理系统的第二端电连接，所述温度传感器能够采集所述分流器的温度信息，并将所述温度信息发送至所述电池管理系统，所述电池管理系统还能够在所述温度信息超过预设温度值时，发出报警信号。
可选地，电池的电流采集装置还包括通信模块；
所述电流采集模块的输出端通过所述通信模块与所述电池管理系统的第一端电连接。
可选地，电池的电流采集装置还包括第一继电器；
所述分流器的第二端通过所述第一继电器与所述电池的负极电连接。
可选地，电池的电流采集装置还包括至少两个第二继电器；
所述第二继电器的第一端与所述电池的正极电连接，所述第二继电器的第二端与对应的负载电连接。
可选地，电池的电流采集装置还包括开关；
所述第二继电器的第一端通过所述开关与所述电池的正极电连接。
可选地，所述电池管理系统包括整车通信端口；
所述整车通信端口的第一端与所述电池管理系统的第三端通信连接，所述整车通信端口的第二端与汽车控制系统通信连接，所述整车通信端口能够将所述电池管理系统获取的所述分流器所在回路的电流、得出的电池的剩余电量和所述电池管理系统获取的温度信息发送至汽车控制系统。
可选地，所述电池管理系统还包括内部通信端口；
所述内部通信端口的第一端与所述电池管理系统的第四端电连接，所述内部通信端口的第二端与外部电池管理系统电连接，所述内部通信端口能够采集外部电池管理系统的信息。
可选地，电池的电流采集装置还包括存储模块；
所述存储模块与所述电池管理系统的第五端电连接，所述存储模块能够从所述电池管理系统获取所述分流器所在回路的电流和电池的剩余电量，并进行存储。
第二方面，本实用新型实施例还提供了一种电池的电流采集系统，其特征在于，包括第一方面任意所述的电池的电流采集装置，还包括底座、印刷电路板和上盖；
所述电池的电流采集装置位于所述印刷电路板上；
所述印刷电路板位于所述上盖和所述底座之间。
本实用新型通过设置至少两个分流器，将至少两个分流器连接在电池的高压回路中，再利用电流采集模块采集分流器两端的电压，电流采集模块还可以将采集的电压转换为电流，从而得到分流器所在回路的电流，电流采集模块还可以将分流器所在回路的电流发送至电池管理系统，电池管理系统根据分流器所在回路的电流计算电池的剩余电量。分流器的数量可以根据需要采集的回路电流的数量进行确定，从而可以实现实时采集各个电池高压回路的电流信息，并且还可以获取电池的剩余电量，便于对电池的运行状态进行监测，保障整车系统稳定高效运行。本实用新型解决了现有的电池管理模块无法满足各个回路的电流采集需求的问题，达到了实时采集各个电池高压回路的电流信息的效果。
附图说明
图1是本实用新型实施例提供的一种电池的电流采集装置的电路结构示意图；
图2是本实用新型实施例提供的另一种电池的电流采集装置的电路结构示意图；
图3是本实用新型实施例提供的一种电池的电流采集系统的结构示意图；
图4是本实用新型实施例提供的另一种电池的电流采集系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。
图1是本实用新型实施例提供的一种电池的电流采集装置的电路结构示意图，参见图1，电池的电流采集装置包括：至少两个分流器110、电流采集模块120和电池管理系统130；分流器110的第一端与对应的负载电连接，分流器110的第二端与电池的负极A1电连接；电流采集模块120的第一输入端与分流器110的第一端电连接，电流采集模块120的第二输入端与分流器110的第二端电连接，电流采集模块120的输出端与电池管理系统130的第一端电连接，电流采集模块120能够采集分流器110的电压，并根据分流器110的电压得到分流器110所在回路的电流，并将分流器110所在回路的电流发送至电池管理系统130，电池管理系统130能够根据分流器110所在回路的电流得到电池的剩余电量。
具体的，分流器110是一种测量直流电流用的仪器，根据直流电流通过电阻时在电阻两端产生电压的原理制成。分流器110可以将较大的电流转换为较小的电压输出，便于进行电压值的采集，从而实现高压回路中电流的采集。将至少两个分流器110连接在电池的高压回路中，再利用电流采集模块120采集分流器110两端的电压，电流采集模块120还可以将采集的电压转换为电流，从而得到分流器110所在回路的电流，电流采集模块120还可以将分流器110所在回路的电流发送至电池管理系统130，电池管理系统130根据分流器110所在回路的电流计算电池的剩余电量。在实际中，用户通过钥匙启动车辆，车辆上电，电池管理系统130就被唤醒，通过电池管理系统130将电源输入电流采集模块120，电流采集模块120被唤醒，并立即自动检测每个分流器110的电压，再将电压转换为分流器110所在回路的电流发送至电池管理系统130，电池管理系统130根据分流器110所在回路的电流计算电池的剩余电量。
其中，分流器110的数量例如为2个，电池的电流采集装置可以采集2个回路的电流；分流器110的数量例如为4个，电池的电流采集装置就可以采集4个回路的电流，分流器110的数量可以根据实际情况进行确定，例如可以根据需要采集的回路电流的数量进行确定，图1中只示出了包括2个分流器110的情况，但并不进行限定。从而可以实现实时采集各个电池高压回路的电流信息，并且还可以获取电池的剩余电量，便于对电池的运行状态进行监测，保障整车系统稳定高效运行。并且，电池采集模块120的外壳具有隔离功能，不会受高压回路中电流的影响，也不会影响高压回路的正常工作。
本实施例的技术方案，通过设置至少两个分流器，将至少两个分流器连接在电池的高压回路中，再利用电流采集模块采集分流器两端的电压，电流采集模块还可以将采集的电压转换为电流，从而得到分流器所在回路的电流，电流采集模块还可以将分流器所在回路的电流发送至电池管理系统，电池管理系统根据分流器所在回路的电流计算电池的剩余电量。分流器的数量可以根据需要采集的回路电流的数量进行确定，从而可以实现实时采集各个电池高压回路的电流信息，并且还可以获取电池的剩余电量，便于对电池的运行状态进行监测，保障整车系统稳定高效运行。本实施例的技术方案解决了现有的电池管理模块无法满足各个回路的电流采集需求的问题，达到了实时采集各个电池高压回路的电流信息的效果。
在上述实施例的基础上，图2是本实用新型实施例提供的另一种电池的电流采集装置的电路结构示意图，可选地，参见图2，电池的电流采集装置还包括至少两个温度传感器140；温度传感器140与分流器110一一对应设置；温度传感器140的输入端与分流器110的测量端连接，温度传感器140的输出端与电池管理系统130的第二端电连接，温度传感器140能够采集分流器110的温度信息，并将温度信息发送至电池管理系统130，电池管理系统130还能够在温度信息超过预设温度值时，发出报警信号。示例性的，温度传感器140可以通过控制器局域网络(Controller Area Network,CAN)通信方式将温度信息发送至电池管理系统130，也可以采用其他通信方式，这里并不进行限定。
具体的，温度传感器140实时采集分流器110的温度信息，并将温度信息发送至电池管理系统130，电池管理系统130将获取的温度信息与预设温度值进行对比，当获取的温度信息超过预设温度值时，电池管理系统130发出报警信号，提醒工作人员及时进行检修，从而避免分流器110的电流过大时，发热严重，烧毁电路，避免安全事故的发生，提高了电池的高压回路的安全性。其中，温度传感器140可以采用热敏电阻，也可以采用其他温度采集器件，这里并不进行限定。预设温度值可以根据实际情况进行确定，这里并不进行限定。温度传感器140的数量与分流器110的数量一致，图2中只示出了包括两个分流器110和两个温度传感器140的情况，但并不进行限定。
可选地，参见图2，电池的电流采集装置还包括通信模块150；电流采集模块120的输出端通过通信模块150与电池管理系统130的第一端电连接。
具体的，通信模块150例如可以采用控制器局域网络(Controller Area Network,CAN)通信方式，也可以采用RS232通信方式，也可以采用其他通信方式，这里并不进行限定。电流采集模块120通过通信模块150将计算的分流器110所在回路的电流发送至电池管理系统130，以便电池管理系统130根据分流器110所在回路的电流计算电池的剩余电量，便于对电池的运行状态进行监控。
可选地，参见图2，电池的电流采集装置还包括第一继电器161；分流器110的第二端通过第一继电器161与电池的负极A1电连接。
具体的，当负载需要工作时，闭合第一继电器161，负载得电就开始工作，分流器110上也有电流流过，从而电流采集模块120采集分流器110的电压，即可计算出分流器110所在回路的电流，即工作中的高压回路的电流，电流采集模块120将计算的分流器110所在回路的电流发送至电池管理系统130，以便电池管理系统130根据分流器110所在回路的电流计算电池的剩余电量，便于对电池的运行状态进行监控。当负载工作结束后，断开第一继电器161，从而实现对电池的高压回路的控制。
可选地，参见图2，电池的电流采集装置还包括至少两个第二继电器162；第二继电器162的第一端与电池的正极A2电连接，第二继电器162的第二端与对应的负载电连接。
具体的，第二继电器162的数量与分流器110的数量一致，电池的正极A2通过第二继电器162连接对应的负载，当负载需要工作时，闭合对应的第二继电器162，负载即可得电而工作，当负载工作完毕，断开对应的第二继电器162，从而实现对电池的高压回路的控制。
可选地，参见图2，电池的电流采集装置还包括开关170；第二继电器162的第一端通过开关170与电池的正极A2电连接。
具体的，开关170例如为手动开关，手动开关170例如是常闭状态，当电路发生故障时，可以手动断开手动开关170，使得电路断电，避免对器件的损坏，从而达到保护回路的效果。
可选地，参见图2，电池管理系统130包括整车通信端口131；整车通信端口131的第一端与电池管理系统130的第三端通信连接，整车通信端口130的第二端与汽车控制系统10通信连接，整车通信端口131能够将电池管理系统130获取的分流器110所在回路的电流、得出的电池的剩余电量和电池管理系统130获取的温度信息发送至汽车控制系统10。
具体的，电池管理系统130可以通过整车通信端口131将电池管理系统130获取的分流器110所在回路的电流、得出的电池的剩余电量和电池管理系统130获取的温度信息发送至汽车控制系统10，使得驾驶人员可以实时获取电池的工作状态，对电池进行实时监测，避免电池出现问题，提高了电池回路的安全性。
可选地，参见图2，电池管理系统130还包括内部通信端口132；内部通信端口132的第一端与电池管理系统130的第四端电连接，内部通信端口132的第二端与外部电池管理系统20电连接，内部通信端口132能够采集外部电池管理系统20的信息。
具体的，整个车辆内可能包括多个电池组，就需要设置多个电池管理系统，电池管理系统130就可以通过内部通信接口132获取外部电池管理系统20的信息，汇总所有电池管理系统的信息并发送至汽车控制系统10，便于驾驶人员实时获取所有的电池信息。其中，外部电池管理系统20的信息例如可以包括分流器110所在回路的电流、电池的剩余电量和温度信息等，还可以包括其他信息，例根据电池的剩余电量计算的电池预计可用时间等，这里并不进行限定。
可选地，参见图2，电池的电流采集装置还包括存储模块180；存储模块180与电池管理系统130的第五端电连接，存储模块180能够从电池管理系统130获取分流器110所在回路的电流和电池的剩余电量，并进行存储。
具体的，存储模块180可以获取电池管理系统130中的分流器110所在回路的电流和电池的剩余电量等信息，并在电池管理系统130下电前，将分流器110所在回路的电流和电池的剩余电量等信息进行存储，方便整车系统对电池信息进行追溯，从而更好地优化电池回路的设计。工作人员可以从存储模块180中读取所有回路中的电流，从而可以根据不同回路的电流值绘制曲线表，更好的分析整车系统的电流及功率变化，以便进一步优化电池的回路，例如优化布线和铜排的设计，使得电池回路更加安全经济。
示例性的，电池管理系统130下电后，电流采集模块120也下电休眠，从而达到降低功耗的效果。
本实用新型实施例还提供了一种电池的电流采集系统，图3是本实用新型实施例提供的一种电池的电流采集系统的结构示意图，参见图3，电池的电流采集系统包括上述任意实施例所述的电池的电流采集装置，还包括底座200、印刷电路板300和上盖400；电池的电流采集装置位于印刷电路板300上；印刷电路板300位于上盖400和底座200之间。
具体的，电池的电流采集装置位于印刷电路板300上，印刷电路板300位于上盖400和底座200之间，示例性的，印刷电路板300上还设置有电池的高压回路，还可以包括其他电路，这里并不进行限定。底座200和上盖400可以保护电池的电流采集装置，避免电池的电流采集装置在车辆行驶时受到碰撞。将印刷电路板300放在底座200上后，再将上盖400放置在印刷电路板300上，然后进行固定，图4是本实用新型实施例提供的另一种电池的电流采集系统的结构示意图，图4示出了封装后的电池的电流采集系统的结构示意图。
注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (10)
1.一种电池的电流采集装置，其特征在于，包括：至少两个分流器、电流采集模块和电池管理系统；
所述分流器的第一端与对应的负载电连接，所述分流器的第二端与所述电池的负极电连接；
所述电流采集模块的第一输入端与所述分流器的第一端电连接，所述电流采集模块的第二输入端与所述分流器的第二端电连接，所述电流采集模块的输出端与所述电池管理系统的第一端电连接，所述电流采集模块能够采集所述分流器的电压，并根据所述分流器的电压得到所述分流器所在回路的电流，并将所述分流器所在回路的电流发送至所述电池管理系统，所述电池管理系统能够根据所述分流器所在回路的电流得到电池的剩余电量。
2.根据权利要求1所述的电池的电流采集装置，其特征在于，还包括至少两个温度传感器；所述温度传感器与所述分流器一一对应设置；
所述温度传感器的输入端与所述分流器的测量端连接，所述温度传感器的输出端与所述电池管理系统的第二端电连接，所述温度传感器能够采集所述分流器的温度信息，并将所述温度信息发送至所述电池管理系统，所述电池管理系统还能够在所述温度信息超过预设温度值时，发出报警信号。
3.根据权利要求1所述的电池的电流采集装置，其特征在于，还包括通信模块；
所述电流采集模块的输出端通过所述通信模块与所述电池管理系统的第一端电连接。
4.根据权利要求1所述的电池的电流采集装置，其特征在于，还包括第一继电器；
所述分流器的第二端通过所述第一继电器与所述电池的负极电连接。
5.根据权利要求1所述的电池的电流采集装置，其特征在于，还包括至少两个第二继电器；
所述第二继电器的第一端与所述电池的正极电连接，所述第二继电器的第二端与对应的负载电连接。
6.根据权利要求5所述的电池的电流采集装置，其特征在于，还包括开关；
所述第二继电器的第一端通过所述开关与所述电池的正极电连接。
7.根据权利要求1所述的电池的电流采集装置，其特征在于，所述电池管理系统包括整车通信端口；
所述整车通信端口的第一端与所述电池管理系统的第三端通信连接，所述整车通信端口的第二端与汽车控制系统通信连接，所述整车通信端口能够将所述电池管理系统获取的所述分流器所在回路的电流、得出的电池的剩余电量和所述电池管理系统获取的温度信息发送至汽车控制系统。
8.根据权利要求1所述的电池的电流采集装置，其特征在于，所述电池管理系统还包括内部通信端口；
所述内部通信端口的第一端与所述电池管理系统的第四端电连接，所述内部通信端口的第二端与外部电池管理系统电连接，所述内部通信端口能够采集外部电池管理系统的信息。
9.根据权利要求1所述的电池的电流采集装置，其特征在于，还包括存储模块；
所述存储模块与所述电池管理系统的第五端电连接，所述存储模块能够从所述电池管理系统获取所述分流器所在回路的电流和电池的剩余电量，并进行存储。
10.一种电池的电流采集系统，其特征在于，包括如权利要求1-9中任一所述的电池的电流采集装置，还包括底座、印刷电路板和上盖；
所述电池的电流采集装置位于所述印刷电路板上；
所述印刷电路板位于所述上盖和所述底座之间。
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