CN216980664U - 一种电池包及其采集系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种电池包及其采集系统，属于电池包技术领域。采集系统包括采样线和采集单元，采集单元包括插口和采集板，采样线的第一端连接采样点，采样线的第二端连接插接件的插针，插接件与采集单元的插口对插连通，采样线的第一端和/或第二端包括至少两条子采样线，每条子采样线连接同一采样点和/或连接插接件对应的插针，所述采样点至少包括电压采样点和温度采样点其中一种，所述电压采样点用于采集电芯的电压，所述温度采样点用于采集电芯的温度。本实用新型提高采样点信号采集的可靠性，避免了因采样信号异常导致的严重后果。

Description

一种电池包及其采集系统

技术领域

本实用新型涉及一种电池包及其采集系统，属于电池包技术领域。

背景技术

电池包PACK主要由电芯、采样线束、采集单元CSC、铝巴、箱体结构件组成，采样线束完成电芯、温度探头与采集单元的电信号连接。电池包PACK由电池组串并联形成，电池组由若干单体电芯串并联后形成，针对单体电芯的电压和温度采样线设计，目前PACK行业普遍采用线束进行连接，线束的一端连接电芯焊盘和温度探头，另一端通过插接件集合后与采集单元端的插接件对插连通，或者通过FPC柔性线路板材质进行采样线布线(FPC采样线)，布线通过插接件集合后与采集单元端的插接件对插进行连通，实现电芯焊盘和温度探头到采集单元的信号连通和采集。电池包对能量密度、体积利用率要求高，预留给采样线的布置空间有限，从规整性、空间利用率、安全性考虑，基于电池PCK的FPC采样线技术已成为行业首选。

采集单元CSC采集到电芯的电压和温度的电信号后，进行电信号处理，向电池管理系统上报电池包各单体电压、温度信息，电池管理系统(Battery Manage System，简称BMS，是连接车载动力电池和电动汽车的重要纽带，其主要功能包括：电池物理参数实时监测，电池状态估计，在线诊断与预警，充、放电与预充控制，均衡管理和热管理等)根据采集的单体电压、温度信息，进行电池系统电量预估、充放电功率限制、故障预警、均衡维护保养、电池热管理等功能的实现。因此，电压和温度数据的正确采集对车辆是否能够正常工作非常重要。

然而，车辆在全生命周期按照不同的工况行驶，电池包及内部零部件持续处于振动状态，由于振动、老化、应力易造成电池包内采样线的两端连接断开、松动或者接触不良，导致温度、电压采集异常，整车表现出不同失效后果。例如：采样线两端中的任意一端断开时，导致电压和温度采集不到，进而造成车辆不能行车、不能充电；或者采样线两端中任意一端松动或者接触不良，导致电压和温度数据采集不稳定，时好时坏，造成车辆行驶偶发性故障报警，车辆被限制功率动力性能下降，影响客户感受和行驶安全；松动或者接触不良还会导致电压采集数据不准确，造成充放电容量不够，车辆续驶里程短等问题。

综上，现有的电池包采集系统所采集的信号可靠性差。

实用新型内容

本申请的目的在于提供一种电池包及其采集系统，用以解决现有电池包采集系统信号采集可靠性差的问题。

为实现上述目的，本申请提出了一种电池包的采集系统的技术方案，包括采样线和采集单元，所述采集单元包括插口和采集板，采样线的第一端连接采样点，采样线的第二端连接插接件的插针，插接件与采集单元的插口对插连通，采样线的第一端和/或第二端包括至少两条子采样线，每条子采样线连接同一采样点和/或连接插接件对应的插针，所述采样点至少包括电压采样点和温度采样点其中一种，所述电压采样点用于采集电芯的电压，所述温度采样点用于采集电芯的温度。

本实用新型的电池包的采集系统的技术方案的有益效果是：本实用新型的采样线的第一端和/或第二端包括至少两条子采样线，通过至少两条子采样线的冗余设置，在其中一条子采样线与采样点和/或插接件的连接断开、松动或者接触不良的情况下，另一条子采样线可正常工作，提高采样点信号采集的可靠性，避免了因采样信号异常导致的严重后果。

进一步地，为了保证采样线与采样点的连接，采样线的第一端包括至少两条子采样线，所述采集单元的插口中一个插针对应连接采集板的一个接口。

进一步地，为了保证采样线与插接件的连接，采样线的第二端包括至少两条子采样线，所述采集单元的插口中至少两个插针对应连接采集板的一个接口，子采样线的数量和连接一个接口的插口插针的数量相同，且连接同一个采样点的子采样线与连接同一个接口的插口插针对应连接。

进一步地，为了保证采样线与采样点、插接件的连接，采样线的第一端和第二端均包括至少两条子采样线，所述采集单元的插口中至少两个插针对应连接采集板的一个接口，第二端的子采样线的数量和连接一个接口的插口插针的数量相同，且连接同一个采样点的第二端的子采样线与连接同一个接口的插口插针对应连接。

进一步地，为了节省布线空间，采样线的第一端的至少两条子采样线和第二端的至少两条子采样线之间通过一条主采样线连接。

进一步地，为了节省布线空间，一个电池组的采样线集成在一个FPC柔性线路板上。

进一步地，为了节省布线空间，FPC柔性线路板平铺在电池组的顶面、正负电极中间的空隙处，且FPC柔性线路板与电池组粘结设置。

另外，本申请还提出一种电池包的技术方案，包括电芯、采样线和采集单元，电芯上设置有采样点，所述采集单元包括插口和采集板，采样线的第一端连接采样点，采样线的第二端连接插接件的插针，插接件与采集单元的插口对插连通，采样线的第一端和/或第二端包括至少两条子采样线，每条子采样线连接同一采样点和/或连接插接件对应的插针，所述采样点至少包括电压采样点和温度采样点其中一种，所述电压采样点用于采集电芯的电压，所述温度采样点用于采集电芯的温度。

本实用新型的电池包的技术方案的有益效果是：本实用新型的采样线的第一端和/或第二端包括至少两条子采样线，通过至少两条子采样线的冗余设置，在其中一条子采样线与采样点和/或插接件的连接断开、松动或者接触不良的情况下，另一条子采样线可正常工作，提高采样点信号采集的可靠性，避免了因采样信号异常导致的严重后果。

进一步地，为了保证采样线与采样点、插接件的连接，采样线的第一端和第二端均包括至少两条子采样线，所述采集单元的插口中至少两个插针对应连接采集板的一个接口，第二端的子采样线的数量和连接一个接口的插口插针的数量相同，且连接同一个采样点的第二端的子采样线与连接同一个接口的插口插针对应连接。

进一步地，为了节省布线空间，采样线的第一端的至少两条子采样线和第二端的至少两条子采样线之间通过一条主采样线连接。

附图说明

图1是本实用新型电池组的结构图；

图2是本实用新型采集单元CSC的结构图；

图3是本实用新型电池包的结构图；

图4是本实用新型的FPC柔性线路板布线示意图；

图5是本实用新型的采集单元CSC的内部接线图；

图中：1为采集板、2为采集单元、3为插接件、4为子采样线、5为主采样线、6为电极、7为电压采样点、8为温度采样点、9为电芯、10为FPC柔性线路板、11为插口插针、12为插口。

具体实施方式

电池包实施例：

电池包包括若干电池组、采集系统以及箱体结构，采集系统包括采样点、采样线和采集单元CSC(以下简称采集单元)。

其中，电池组如图1所示，每个电池组由电芯9组成的，一般情况下一个电池组包括十几个电芯9，若干电芯9经过电极6的串并联实现电池组的电连接，每个电芯9上设置采样点，采样点包括电压采样点和温度采样点，所有的采样点通过集成在FPC柔性线路板10中的采样线连接到插接件3上，插接件3内设置若干插针。

采集单元如图2所示，包括采集板1和插口12，采集板1设置在一个外壳内，插口12设置在外壳的侧面，插口12内设置有若干插针，通过插口12与插接件3的插接实现插口插针11与插接件3的插针连接，插口插针11通过线束与采集板1上的接口连接，实现采样点信号到采集板1的传输。

具体地，采集系统如图3所示，电压采样点7用于采集电芯9的电压，电压采样点7为一个采样线焊盘，采样线的焊盘与电芯9的电极6连接，同时为了保证电压采样的准确，在正电极和负电极上均设置电压采样点7；温度采样点8用于采集电芯9的温度，这里的温度采样点8为热敏电阻NTC，基于热敏电阻的原理，在热敏电阻的两端均设置采样线与采集单元2连接方可检测出温度。

采样线的结构如图3所示，采样线的第一端包括两条子采样线4，采样线的第二端包括两条子采样线4，采样线的第一端的两条子采样线4与同一个采样点连接，采样线的第二端的两条子采样线4与插接件3内的两个插针对应连接，采样线的第一端的两条子采样线4汇集后连接主采样线5的一端，第二端的两条子采样线4汇集后连接主采样线5的另一端，也即采样线两端的子采样线4汇集后通过一条主采样线5连接。

一个电池组的采样线如图4所示，集成在一个FPC柔性线路板10上，并且如图1所示，FPC柔性线路板10平铺在电池组的顶面、正负电极中间的空隙处，且FPC柔性线路板10与电池组粘结设置。

鉴于采样线的第二端的两条子采样线4与插接件3内的两个插针对应连接，为了实现同一采样点信号的冗余传输，如图5所示，对应的采集单元2的插口12的两个插针连接采集板1的同一个接口，且插接件3内连接同一个采样点的两个插针与插口12内连接同一个接口的两个插针对应，也即连接同一个采样点的第二端的子采样线与连接同一个接口的插口插针11对应连接。

上述实施例中，采样线的第一端和第二端均包括两条子采样线4，作为其他实施方式，也可以包括三条子采样线4或者更多，不过太多子采样线4虽然能够提高采样的可靠性，但是占用空间较大。

上述实施例中，采样线的第一端和第二端均包括两条子采样线4，作为其他实施方式，在保证第一端和采样点连接可靠的情况下，也可以只在第二端设置两条子采样线4；或者在保证第二端和插接件3连接可靠的情况下，也可以只在第一端设置两条子采样线4，不过此时对应的采集单元2中的插口12中一个插针对应连接采集板1的一个接口，无需为两个插针对应连接采集板1的一个接口。

上述实施例中，为了节省布线空间，第一端和第二端的两条子采样线4通过一条主采样线5连接，作为其他实施方式，也可以每条子采样线4互通，也即第一端和第二端直接采用两条线束连接。

上述实施例中，为了节省布线空间，便于采样线的布线和生产安装，一个电池组的采样线集成在一个FPC柔性线路板10上，并且基于FPC柔性线路板10比较柔软的特性，将FPC柔性线路板10粘结在电池组的顶面、正负电极中间的空隙处，作为其他实施方式，采样线也可以采用普通的线束，并且普通的线束串设在电池组的外壁，本实用新型对采样线的材质以及设置的位置并不做限制。

本实用新型通过对采样线的两端设置多条子采样线4，通过多条子采样线4的冗余设置可靠的采集电芯9的电压和温度信号，避免因采样线和采样点、插接件3的连接在振动和应力作用下断开、松动或者接触不良而造成采集单元2采集单体电压、单体温度信号异常，保证电池系统生命周期内电压和温度采集的可靠性，避免电池系统因采集系统异常造成电池系统故障误报，导致车辆不能行车、不能充电、功率受限制动力性能下降、充放电容量不够，车辆续驶里程短等问题的发生。

本实用新型不需要增加成本即可提高信号采集的可靠性，同时不需要进行系统的升级，兼容性好，并且不用扩展电池包的空间，节约空间，实用性强。

电池包的采集系统实施例：

电池包的采集系统的具体结构以及有益效果在上述电池包实施例中已经介绍，这里不做赘述。

Claims (10)

1.一种电池包的采集系统，包括采样线和采集单元，所述采集单元包括插口和采集板，采样线的第一端连接采样点，采样线的第二端连接插接件的插针，插接件与采集单元的插口对插连通，其特征在于，采样线的第一端和/或第二端包括至少两条子采样线，每条子采样线连接同一采样点和/或连接插接件对应的插针，所述采样点至少包括电压采样点和温度采样点其中一种，所述电压采样点用于采集电芯的电压，所述温度采样点用于采集电芯的温度。

2.根据权利要求1所述的电池包的采集系统，其特征在于，采样线的第一端包括至少两条子采样线，所述采集单元的插口中一个插针对应连接采集板的一个接口。

3.根据权利要求1所述的电池包的采集系统，其特征在于，采样线的第二端包括至少两条子采样线，所述采集单元的插口中至少两个插针对应连接采集板的一个接口，子采样线的数量和连接一个接口的插口插针的数量相同，且连接同一个采样点的子采样线与连接同一个接口的插口插针对应连接。

4.根据权利要求1所述的电池包的采集系统，其特征在于，采样线的第一端和第二端均包括至少两条子采样线，所述采集单元的插口中至少两个插针对应连接采集板的一个接口，第二端的子采样线的数量和连接一个接口的插口插针的数量相同，且连接同一个采样点的第二端的子采样线与连接同一个接口的插口插针对应连接。

5.根据权利要求4所述的电池包的采集系统，其特征在于，采样线的第一端的至少两条子采样线和第二端的至少两条子采样线之间通过一条主采样线连接。

6.根据权利要求1所述的电池包的采集系统，其特征在于，一个电池组的采样线集成在一个FPC柔性线路板上。

7.根据权利要求6所述的电池包的采集系统，其特征在于，FPC柔性线路板平铺在电池组的顶面、正负电极中间的空隙处，且FPC柔性线路板与电池组粘结设置。

8.一种电池包，包括电芯、采样线和采集单元，电芯上设置有采样点，所述采集单元包括插口和采集板，采样线的第一端连接采样点，采样线的第二端连接插接件的插针，插接件与采集单元的插口对插连通，其特征在于，采样线的第一端和/或第二端包括至少两条子采样线，每条子采样线连接同一采样点和/或连接插接件对应的插针，所述采样点至少包括电压采样点和温度采样点其中一种，所述电压采样点用于采集电芯的电压，所述温度采样点用于采集电芯的温度。

9.根据权利要求8所述的电池包，其特征在于，采样线的第一端和第二端均包括至少两条子采样线，所述采集单元的插口中至少两个插针对应连接采集板的一个接口，第二端的子采样线的数量和连接一个接口的插口插针的数量相同，且连接同一个采样点的第二端的子采样线与连接同一个接口的插口插针对应连接。

10.根据权利要求9所述的电池包，其特征在于，采样线的第一端的至少两条子采样线和第二端的至少两条子采样线之间通过一条主采样线连接。

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