CN216915595U - 电池管理系统及电动汽车 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种电池管理系统及电动汽车。该电池管理系统包括：控制装置；电芯，所述电芯包括采集电路和通信模块，所述采集电路用于采集电芯的工作参数，所述通信模块与所述控制装置光通信连接；其中，所述控制装置用于获取所述工作参数，并根据所述工作参数生成控制信号，以控制所述电芯的工作状态。本申请实施例能够实现对电芯独立管控，从而提高了电芯和电池模组的可靠性。

Description

电池管理系统及电动汽车

技术领域

本申请涉及电池管理技术领域，尤其涉及一种电池管理系统及电动汽车。

背景技术

相关技术中，电池包包括多个电池模组和电池管理模块(BMS)，电池管理模块与各电池模组连接，以采集电池模组中固定电芯的信息。

但是，该信息仅表示电池模组中部分电芯的信息，即电池管理模块无法对电池模组中各个电芯进行针对性管理，从而影响了电芯和电池模组的可靠性。

实用新型内容

本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本申请提出一种电池管理系统及电动汽车，能够实现对电芯独立管控，从而提高了电芯和电池模组的可靠性。

根据本申请的第一方面实施例的电池管理系统，包括：控制装置；电芯，所述电芯包括采集电路和通信模块，所述采集电路用于采集电芯的工作参数，所述通信模块与所述控制装置光通信连接；其中，所述控制装置用于获取所述工作参数，并根据所述工作参数生成控制信号，以控制所述电芯的工作状态。

根据本申请的一些实施例，所述控制装置包括：中继器，所述中继器用于与所述通信模块光通信连接，所述中继器用于获取所述工作参数；电池管理模块，所述电池管理模块与所述中继器连接，所述电池管理模块用于根据所述工作参数生成所述控制信号。

根据本申请的一些实施例，所述中继器包括第一发光单元和第一感光单元；所述通信模块包括第二发光单元和第二感光单元，所述第二发光单元与所述第一感光单元光通信连接，所述第二发光单元与所述采集电路连接；所述第二感光单元与所述第一发光单元光通信连接，所述第二感光单元与所述采集电路连接；其中，所述第二发光单元用于发送所述工作参数，所述第二感光单元用于接收所述控制信号。

根据本申请的一些实施例，所述电池管理系统包括多个所述电芯和多个所述中继器，一个所述中继器与n个所述电芯连接；其中，n为大于或等于1的正整数；所述电池管理模块分别与多个所述中继器总线连接。

根据本申请的一些实施例，所述电池管理系统包括多个所述电芯和多个所述中继器，一个所述中继器与n个所述电芯连接；其中，n为大于或等于1的正整数；多个所述中继器串联连接，以形成中继器组；所述电池管理模块分别与所述中继器组的两端连接。

根据本申请的一些实施例，所述中继器与所述电池管理模块光纤连接或以太网连接。

根据本申请的一些实施例，所述通信模块包括第二发光单元和第二感光单元，所述第二发光单元和所述第二感光单元分别与所述采集电路连接；所述控制装置包括电池管理模块，所述电池管理模块包括第三发光单元和第三感光单元，所述第三发光单元与所述第二感光单元光通信连接，所述第三感光单元与所述第二发光单元光通信连接，所述第三发光单元用于发送所述控制信号，所述第三感光单元用于接收所述工作参数。

根据本申请的一些实施例，所述采集电路包括：采集模块，所述采集模块用于采集所述工作参数；控制模块，控制模块的一端与所述采集模块连接，所述控制模块的另一端与所述通信模块连接，所述控制模块用于发送所述工作参数，并用于根据所述控制信号控制所述电芯的工作状态。

根据本申请的一些实施例，所述工作参数包括电流参数、功率参数、温度参数、压力参数中的至少一种。

根据本申请的第二方面实施例的电动汽车，包括：如第一方面所述的电池管理系统。

本申请实施例提供的电池管理系统及电动汽车通过在电芯中设置采集电路，以及设置能够与控制装置进行光通信连接的通信模块，使得控制装置能够通过通信模块获取采集电路所采集的工作参数。控制装置根据该工作参数确定对应电芯当前的工作状态，并通过控制信号对该工作状态进行控制。由此可知，本申请实施例提供的电池管理系统实现了对电芯的独立管控，因此，当将该电芯组成电池模组时，能够提高电池模组的可靠性。

其次，本申请实施例提供的电池管理系统及电动汽车通过光通信连接的第一发光单元(或第三发光单元)、第二感光单元，以及光通信连接的第一感光单元(或第三感光单元)、第二发光单元进行信号(包括工作参数和控制信号等)传输，从而避免了因在电池管理系统中设置大量的连接线束而造成内部走线复杂的情况。

本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

下面结合附图和实施例对本申请做进一步的说明，其中：

图1为本申请实施例电池管理系统的一结构示意图；

图2为本申请实施例电芯的一结构示意图；

图3为本申请实施例电池管理系统的另一结构示意图；

图4为本申请实施例电池管理模块与中继器总线连接的示意图；

图5为本申请实施例电池管理模块与中继器菊花链连接的示意图；

图6为本申请实施例电池管理系统的另一结构示意图；

图7为本申请实施例电池管理系统的一模块框图。

附图标记：

控制装置101、电芯102、采集电路103、通信模块104、中继器105、电池管理模块106、第一发光单元107、第一感光单元108、第二发光单元109、第二感光单元110、第三发光单元111、第三感光单元112、采集模块113、控制模块114、壳体115、盖板116、卷芯117、中继器组118。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，若干的含义是一个以上，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

参照图1和图2，本申请提供了一种电池管理系统，该电池管理系统包括控制装置101和电芯102。电芯102包括采集电路103和通信模块104，采集电路103用于采集电芯102的工作参数，通信模块104与控制装置101光通信连接。其中，控制装置101用于获取该工作参数，并根据该工作参数生成控制信号，以控制电芯102的工作状态。

具体地，电池管理系统包括至少一个能够通过采集电路103对自身工作参数进行采集的电芯102，以及能够与通信模块104进行光通信连接的控制装置101。控制装置101通过通信模块104获取电芯102的工作参数，并根据工作参数确定电芯102当前的工作状态，即确定电芯102是否发生过流、热失控等现象。当确定电芯102发生过流、热失控等中的任一种现象时，控制装置101生成对应的控制信号，并通过通信模块104将该控制信号传输给电芯102，以调整电芯102的工作状态，从而保证电芯102的安全。

其中，电芯102还包括壳体115、盖板116和卷芯117，壳体115的一端设有开口，盖板116用于密封壳体115的开口端，以形成收容腔。卷芯117和采集电路103均设置于该收容腔内，通信模块104设置于壳体115的外表面或盖板116的外表面，以与设置于外部的控制装置101光通信连接。可以理解的是，卷芯117的工作参数即表征电芯102的工作参数，因此，根据所采集的卷芯117的工作参数类型，将至少一个芯片在PCB板(或FPC板)上集成，例如：当工作参数包括温度参数、压力参数等时，将温度传感器、压力传感器集成在同一块PCB板上，以形成采集电路103；或采集电路103由一个集成芯片、连接线束以及其他元器件(电阻、电感等)组成，该集成芯片能够实现对不同类型工作参数的采集。

本申请实施例提供的电池管理系统通过在电芯102中设置采集电路103，以及设置能够与控制装置101进行光通信连接的通信模块104，使得控制装置101能够通过通信模块104获取采集电路103所采集的工作参数。控制装置101根据该工作参数确定对应电芯102当前的工作状态，并通过控制信号对该工作状态进行控制。由此可知，本申请实施例提供的电池管理系统实现了对电芯102的独立管控，因此，当将该电芯102组成电池模组时，能够提高电池模组的可靠性。

参照图1至图3，在一些实施例中，控制装置101包括中继器105和电池管理模块106。中继器105用于与通信模块104光通信连接，中继器105用于获取工作参数；电池管理模块106与中继器105连接，电池管理模块106用于根据工作参数生成控制信号。具体地，控制装置101包括用于进行信号中转的中继器105，以及用于监控电芯102工作状态的电池管理模块106(BMS)。其中，一个中继器105可以与多个电芯102光通信连接，中继器105将采集电路103采集的工作参数转发给电池管理模块106。电池管理模块106根据中继器105获取对应电芯102的工作参数，并根据该工作参数生成对应的控制信号。中继器105将该控制信号转发给对应的电芯102，从而实现了对对应电芯102工作状态的控制。

可以理解的是，当电池管理系统包括多个电芯102时，中继器105还用于获取电芯102的身份信息，以避免出现工作参数与电芯102不对应的现象。电池管理模块106根据该身份信息和工作参数确定对应电芯102当前的工作状态，以确定电芯102是否发生过流、热失控等现象。当确定电芯102发生过流、热失控等中的任一种现象时，电池管理模块106根据身份信息对对应的电芯102进行控制，以调整对应电芯102的工作状态，从而保证电芯102的安全。

在一些实施例中，中继器105包括第一发光单元107和第一感光单元108，通信模块104包括第二发光单元109和第二感光单元110，第一发光单元107与第二感光单元110光通信连接，第二发光单元109与第一感光单元108光通信连接。第二发光单元109和第二感光单元110分别与采集电路103连接，第二发光单元109用于发送工作参数，第二感光单元110用于接收控制信号。

具体地，为了避免电池管理系统中采用大量线束，从而造成电池管理系统内部走线复杂的情况，在中继器105与电芯102对应的一侧设有用于发送控制信号的第一发光单元107，以及用于接收工作参数的第一感光单元108。对应的，在电芯102与中继器105对应的一侧，例如在电芯102的盖板116上设有用于与第一发光单元107光通信连接的第二感光单元110，以及用于与第一感光单元108光通信连接的第二发光单元109。其中，第二感光单元110和第二发光单元109分别与设置在电芯102内部的采集电路103连接，第二发光单元109用于将采集电路103采集到的工作参数发送给对应第一感光单元108，中继器105将该工作参数转发给电池管理模块106，以使电池管理模块106根据该工作参数确定电芯102当前的工作状态。当电池管理模块106确定电芯102当前的工作状态表示过流、热失控等中的任一种时，电池管理模块106生成对应的控制信号，并通过中继器105的第一发光单元107转发给电芯102。电芯102的第二感光单元110接收该控制信号，并发送给采集电路103。

可以理解的是，采集电路103包括控制模块，控制模块根据该控制信号执行相应的操作，例如关断电芯102的充电路径，以调整该电芯102当前的工作状态，从而保证电芯102的安全。

可以理解的是，电池管理系统可以包括多个中继器105。当电池管理系统包括多个中继器105时，电池管理模块106可以通过总线、菊花链、光纤、以太网中的任一种方式与多个中继器105连接。以下，结合上述实施例所描述的特征，对总线连接和菊花链连接进行具体说明。

首先，对总线连接进行说明。参照图4，在一些实施例中，电池管理系统包括多个电芯102和多个中继器105，一个中继器105与n个电芯102连接。其中，n为大于或等于1的正整数，电池管理模块106分别与多个中继器105总线连接。可以理解的是，n小于或等于中继器105的可承受数量，如图四所示n等于4。电池管理模块106通过CAN总线的方式与各中继器105连接，以获取每一个中继器105转发的电芯102的工作参数。

其次，对菊花链连接进行说明。参照图5，在一些实施例中，电池管理系统包括多个电芯102和多个中继器105，一个中继器105与n个电芯102连接。其中，n为大于或等于1的正整数，多个中继器105串联连接，并形成中继器组118，电池管理模块106分别与中继器组118的两端连接。

具体地，当电池管理系统包括多个中继器105时，电池管理模块106还可以通过菊花链的方式与各中继器105连接，即将各中继器105依次串联，形成包括一个首位中继器、多个中位中继器、一个尾位中继器的中继器组118。电池管理模块106的一端与首位中继器连接，电池管理系统的另一端与尾位中继器连接，以通过中继器组118中各中继器105的转发获取对应电芯102的工作参数。

可以理解的是，当电池管理系统只包括一个中继器105，或所包括的中继器105的数量较少时，电池管理模块106还可以通过光纤的方式与中继器105连接。

可以理解的是，在上述各实施例中，仅对中继器105与电池管理模块106的连接关系进行示例性说明，不作具体限定，即中继器105与电池管理模块106的连接关系还可以根据实际需要进行适应性修改。

参照图1至图6，在另一些实施例中，通信模块104包括第二发光单元109和第二感光单元110，第二发光单元109和第二感光单元110分别与采集电路103连接。控制装置101包括电池管理模块106，电池管理模块106包括第三发光单元111和第三感光单元112，第三发光单元111与第二感光单元110光通信连接，第三感光单元112与第二发光单元109光通信连接，第三发光单元111用于发送控制信号，第三感光单元112用于接收工作参数。

具体地，当电池管理系统所包括的电芯102数量大于中继器105可承受的数量时，可将电芯102直接与电池管理模块106光通信连接。其中，电池管理模块106与电芯102对应设置的一侧设有用于与第二发光单元109光通信连接的第三感光单元112，以及用于与第二感光单元110光通信连接的第三发光单元111。第二发光单元109用于将采集电路103采集到的工作参数发送给第三感光单元112，电池管理模块106根据该工作参数确定电芯102当前的工作状态。当电池管理模块106确定电芯102当前的工作状态表示过流、热失控等中的任一种时，电池管理模块106生成对应的控制信号，并通过第三发光单元111发送给电芯102。电芯102的第二感光单元110接收该控制信号，并发送给采集电路103。

可以理解的是，采集电路103包括控制模块，控制模块根据该控制信号执行相应的操作，以调整该电芯102当前的工作状态。

参照图7，在一些实施例中，采集电路103包括采集模块113和控制模块114。采集模块113用于采集工作参数；控制模块114的一端与采集模块113连接，控制模块114的另一端分别与第二发光单元109和第二感光单元110连接，控制模块114用于发送工作参数，并用于根据控制信号控制电芯的工作状态。

具体地，根据所采集的卷芯的工作参数类型，将至少一个芯片在PCB板(或FPC板)上集成，例如：工作参数包括温度参数、压力参数、电流参数、功率参数等，则可将温度传感器、压力传感器、电流传感器、功率传感器集成在同一块PCB板上，以形成采集模块113；或采集模块113由一个集成芯片、连接线束以及其他元器件(电阻、电感等)组成，其中，集成芯片能够实现对不同类型的工作参数的采集。

可以理解的是，控制模块114用于接收采集模块113采集的工作参数，并用于根据对应第一发光单元或第三发光单元发送的控制信号控制电芯的工作状态，例如：当电池管理模块根据该工作参数确定电芯存在过流、热失控等现象时，电池管理模块生成对应的控制信号，控制模块114根据该控制信号关断电芯的充电路径，以保证电芯的安全。

本申请实施例还提供了一种电动汽车，该电动汽车包括如上述任一实施例所描述的电池管理系统。

可见，上述电池管理系统实施例中的内容均适用于本电动汽车实施例中，本电动汽车实施例所具体实现的功能与上述电池管理系统实施例相同，并且达到的有益效果与上述电池管理系统实施例所达到的有益效果也相同。

上面结合附图对本申请实施例作了详细说明，但是本申请不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本申请宗旨的前提下作出各种变化。此外，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

Claims (10)

1.电池管理系统，其特征在于，包括：

控制装置；

电芯，所述电芯包括采集电路和通信模块，所述采集电路用于采集电芯的工作参数，所述通信模块与所述控制装置光通信连接；

其中，所述控制装置用于获取所述工作参数，并根据所述工作参数生成控制信号，以控制所述电芯的工作状态。

2.根据权利要求1所述的电池管理系统，其特征在于，所述控制装置包括：

中继器，所述中继器用于与所述通信模块光通信连接，所述中继器用于获取所述工作参数；

电池管理模块，所述电池管理模块与所述中继器连接，所述电池管理模块用于根据所述工作参数生成所述控制信号。

3.根据权利要求2所述的电池管理系统，其特征在于，所述中继器包括第一发光单元和第一感光单元；

所述通信模块包括第二发光单元和第二感光单元，所述第二发光单元与所述第一感光单元光通信连接，所述第二发光单元与所述采集电路连接；所述第二感光单元与所述第一发光单元光通信连接，所述第二感光单元与所述采集电路连接；

其中，所述第二发光单元用于发送所述工作参数，所述第二感光单元用于接收所述控制信号。

4.根据权利要求3所述的电池管理系统，其特征在于，所述电池管理系统包括多个所述电芯和多个所述中继器，一个所述中继器与n个所述电芯连接；

其中，n为大于或等于1的正整数；所述电池管理模块分别与多个所述中继器总线连接。

5.根据权利要求3所述的电池管理系统，其特征在于，所述电池管理系统包括多个所述电芯和多个所述中继器，一个所述中继器与n个所述电芯连接；

其中，n为大于或等于1的正整数；多个所述中继器串联连接，以形成中继器组；所述电池管理模块分别与所述中继器组的两端连接。

6.根据权利要求3所述的电池管理系统，其特征在于，所述中继器与所述电池管理模块光纤连接或以太网连接。

7.根据权利要求1所述的电池管理系统，其特征在于，

所述通信模块包括第二发光单元和第二感光单元，所述第二发光单元和所述第二感光单元分别与所述采集电路连接；

所述控制装置包括电池管理模块，所述电池管理模块包括第三发光单元和第三感光单元，所述第三发光单元与所述第二感光单元光通信连接，所述第三感光单元与所述第二发光单元光通信连接，所述第三发光单元用于发送所述控制信号，所述第三感光单元用于接收所述工作参数。

8.根据权利要求1至7任一项所述的电池管理系统，其特征在于，所述采集电路包括：

采集模块，所述采集模块用于采集所述工作参数；

控制模块，控制模块的一端与所述采集模块连接，所述控制模块的另一端与所述通信模块连接，所述控制模块用于发送所述工作参数，并用于根据所述控制信号控制所述电芯的工作状态。

9.根据权利要求8所述的电池管理系统，其特征在于，所述工作参数包括电流参数、功率参数、温度参数、压力参数中的至少一种。

10.电动汽车，其特征在于，包括：如权利要求1至9任一项所述的电池管理系统。

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