CN217544711U

CN217544711U - 一种模块化bms电池保护装置

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Publication number: CN217544711U
Application number: CN202221490655.8U
Authority: CN
Inventors: 肖奔; 吕柏全; 任思燕; 张灵
Original assignee: Hua'an Xinchuang Jiangsu New Energy Technology Co ltd
Current assignee: Hua'an Xinchuang Jiangsu New Energy Technology Co ltd
Priority date: 2022-06-14
Filing date: 2022-06-14
Publication date: 2022-10-04
Anticipated expiration: 2032-06-14

Abstract

本实用新型提供了一种模块化BMS电池保护装置，属于移动电源技术领域。它解决了现有技术中电池模块化组合及检测的问题。本模块化BMS电池保护装置，包括电芯、及控制电芯工作的BMS管理系统，所述电芯组成至少一个模组，所述模组内的电芯矩阵排列，每行电芯的同名电极连接在一个行导线，每列电芯的同名电极连接在一个列导线，BMS管理系统控制相应的行导线与列导线与检测装置构成检测回路。本实用新型利用矩阵布线方式及便于插接的模块组合方式利于电池模块化组合及检测保护。多个模组连接时，可以使得不同模组的行线与行线对应的电连接即可，依然能够实现对某个或某几个电芯的测量。

Description

一种模块化BMS电池保护装置

技术领域

本实用新型属于移动电源技术领域，特别是一种模块化BMS电池保护装置。

背景技术

充放电装置即通常所说的二次电池，能够循环充电放电，利用作为移动装置的电源，为了提高这种充放电装置的电量，目前通常是将大量的电芯集成在一起形成模组继而形成电池包，从而获得大的输出功率及使用时间，为了提高使用寿命及安全性，需要对大量的电芯的状态进行检测，以便于获得各电芯的状态，从而合理的控制整体工作，提高使用寿命及安全性。目前普遍的采用电池管理系统(Battery Management System,简称BMS)实现对电池的检测及保护，例如进行电池均衡等控制。但是，目前的BMS只便于对结构固定电池组的检测与控制，而不便于电池的模块化组合及对组合后的电池组实现检测与保护。

因此，利于电池模块化组合及检测保护的BMS电池保护装置成为了业界的亟需。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提供一种模块化BMS电池保护装置，本模块化BMS电池保护装置利于电池模块化组合及检测保护。

本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：一种模块化BMS电池保护装置，包括电芯、及控制电芯工作的BMS管理系统，所述电芯组成至少一个模组，所述模组内的电芯矩阵排列，每行电芯的同名电极连接在一个行导线，每列电芯的同名电极连接在一个列导线，BMS管理系统控制相应的行导线与列导线与检测装置构成检测回路。

在某些实施方式中，行导线一端与列导线一端通过BMS管理系统连接第一检测装置，行导线另一端与列导线另一端通过BMS管理系统连接第二检测装置。

在某些实施方式中，还包括电芯均衡装置，BMS管理系统控制相应的行导线与列导线与电芯均衡装置构成均衡回路。

在某些实施方式中，行导线一端与列导线一端通过BMS管理系统连接检测装置，行导线另一端与列导线另一端通过BMS管理系统连接电芯均衡装置构成均衡回路。

在某些实施方式中，所述电芯均衡装置为耗能元件。

在某些实施方式中，所述模组的电芯的行数与列数相同。

在某些实施方式中，所述模组数量为四的倍数，每个模组的电芯的数量相同、结构相同，所述电芯为圆柱电芯，模组包括上电芯定位板、下电芯定位板，上电芯定位板上排列有横向导电金属条，对应横向导电金属条设置有固定电芯一端的电芯端部插孔，部分横向导电金属条位于电芯端部插孔底部；下电芯定位板上排列有纵向的导电金属条，对应纵向的导电金属条设置有固定电芯另一端的电芯端部插孔，部分纵向的导电金属条位于电芯端部插孔底部。

在某些实施方式中，上电芯定位板的一边侧具有横向导电金属条漏出头，与之相对在所述上电芯定位板的另一边侧设置有横向导电金属条漏出头可插入的插口。

在某些实施方式中，下电芯定位板的一边侧具有纵向导电金属条漏出头，与之相对在所述上电芯定位板的另一边侧设置有纵向导电金属条漏出头可插入的插口。

在某些实施方式中，还包括用于连接BMS管理系统的接线排，所述接线排上设置有导电金属条漏出头可插入的插电孔，接线排可以通过接口总线与BMS管理系统连接。

与现有技术相比，本模块化BMS电池保护装置具有以下优点：

本实用新型利用矩阵布线方式及便于插接的模块组合方式利于电池模块化组合及检测保护。多个模组连接时，可以使得不同模组的行线与行线对应的电连接即可，依然能够实现对某个或某几个电芯的测量。

附图说明

在附图，为了展示细节，便于理解其原理，其不一定是按比例绘制的，相似的附图标记可在不同的视图中描述相似的部件。附图以示例而非限制的方式大体示出了本文中所讨论的实施例。

图1是实施例一的电路示意图。

图2是实施例二的电路示意图。

图3是图4的BB截面示意图。

图4是图3的AA截面示意图。

图5是图6的DD截面示意图。

图6是图的5的CC截面示意图。

图7是实施例三的示意图。

图中，1、电芯；2、行导线；3、列导线；4、检测装置；5、第一行开关；6、第二行开关；7、第一列开关；8、第二列开关；9、上电芯定位板；10、下电芯定位板；11、横向导电金属条；12、电芯端部插孔；13、纵向的导电金属条；14、弹性导电片；111、横向导电金属条漏出头；112、横向插口；132、纵向插口；15、螺栓；16、接线排；161、插电孔；17、电芯均衡装置。

具体实施方式

以下是本实用新型的具体实施例，并结合附图对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例，以下实施方式并不限制权利要求书所涉及的实用新型。此外，实施方式中说明的特征的所有组合未必是实用新型的解决方案所必须的。

本领域的普通技术人员应理解，所有的定向参考(例如，上方、下方、向上、上、向下、下、顶部、底部、左、右、垂直、水平等)描述性地用于附图以有助于读者理解，且不表示(例如，对位置、方位或用途等)对由所附权利要求书限定的本实用新型的范围的限制。另外，一些模糊性的术语(例如，基本上、一定的、大体上等)可以是指条件、量、值或尺寸等的轻微不精确或轻微偏差，其中的一些在制造偏差或容限范围内。

实施例一

由于供电需求不同，对电池的电量也不同，一定数量的电芯通常组成模组，然后数个模组再组合成供电电池包，目前不同组合的电池包需要重新设置不同的BMS电池保护系统，极为麻烦。

为此，如图1、3、4所示，提出一种模块化BMS电池保护装置，包括电芯1、检测电芯工作状态及控制电芯工作的BMS管理系统。

以一个模组结构为例，所述模组内的电芯为矩阵排列，每一行电芯的同名电极连接一个行开关，每列电芯的同名电极连接在一个列开关，可以使得所有行电芯的正极通过行导线2电连接在一起，使得所有列电芯的负极通过列导线3电连接在一起，行开关连接在行导线一端，列开关连接在列导线一端，

行开关与列开关功能可以由BMS管理系统控制导线的通断，例如行列导线通过接口总线与BMS管理系统连接，即行导线与列导向线由BMS管理系统控制导通与断开，行开关与列开关相当于矩阵键盘行线与列线，可以通过选择不同行线与列线的导通组合实现行线与列线交叉位置处的电芯的导通，BMS管理系统可以使得该导通电流加载到检测装置4上，即可以实现对该处电芯的检测。

多个模组连接时，可以使得不同模组的行线与行线对应的电连接即可，依然能够实现对某个或某几个电芯的测量。当然也可以是行线与列线的连接，只要在测量时电流的方向是相反的，对于测量电流等的标量不影响，这可以增加模组组合的灵活性。

行开关包括设置在行导线一端侧的第一行开关5及设置在行导线另一端侧的第二行开关6，列开关包括设置在列导线一端侧的第一列开关7及设置在列导线另一端侧的第二列开关8，所述第二行开关与第二列开关可通过BMS管理系统连接一个测量装置或控制装置，从而也可以通过与第二行开关及第二列开关的组合实现对模组的不同电芯的测量或均衡控制等操作，一个导线两端均可实现对电芯的操作，使得模组组合更灵活，也使得检测更灵活。

例如，第二行开关与第二列开关同时通过一个电芯均衡装置17连接，所述电芯均衡装置由所述BMS管理系统控制，从而通过选择行开关与列开关的组合实现两个电芯的并联，以便实现一个电芯对另一个电芯的主动电量均衡。

也可以是，第二行开关与第二列开关同时通过一个耗能电阻连接，从而通过选择行开关与列开关的组合实现对电芯电量的被动均衡。

实施例二

如图2、5、6所示，与上述实施例不同的是，所述模组为至少两个，本实施例为四个，其中相邻模组的第一行开关连接，相邻模组的第一列开关连接，从而实现所有模组的行开关与列开关统一受控。

具体的实物结构如图所示，模组每排电芯与每列电芯的数量相等，结构相同，每个模组的电芯的数量相同，所述电芯为圆柱电芯，模组结构包括上电芯定位板9、下电芯定位板10，上电芯定位板上排列有横向导电金属条11，对应横向导电金属条设置有固定电芯一端的电芯端部插孔12，部分横向导电金属条位于电芯端部插孔底部，从而实现横向导电金属条与电芯端部电接触；下电芯定位板上排列有纵向的导电金属条13，对应纵向的导电金属条设置有固定电芯另一端的电芯端部插孔，部分纵向的导电金属条位于电芯端部插孔底部，从而实现纵向的导电金属条与电芯端部电接触。为了使得保证电芯与金属条接触，电芯端部插孔内设置有连接在金属条上的向上翘起的弹性导电片14。

上电芯定位板与下电芯定位板的四角通过螺栓15连接，从而使得电芯能够被牢固的夹在上电芯定位板与下电芯定位板之间，电芯之间的空隙有利于通风散热。

上电芯定位板的一边侧具有横向导电金属条漏出头111，与之相对在所述上电芯定位板的另一边侧设置有横向导电金属条漏出头可插入的横向插口112，而可实现两个模组的横向导电金属条的电连接。

下电芯定位板的一边侧具有纵向导电金属条漏出头131，与之相对在所述上电芯定位板的另一边侧设置有纵向导电金属条漏出头可插入的纵向插口132，而可实现两个模组的纵向导电金属条的电连接。

还包括用于连接BMS管理系统的接线排16，所述接线排上设置有导电金属条漏出头可插入的插电孔161，接线排可以通过接口总线与BMS管理系统连接，同时具有保护导电金属条漏出头的作用。

实施例三

如图7所示，与上述实施例不同的是，上或下电芯定位板上下两侧均具有电芯端部插孔，上下两个电芯端部插孔同时与导电金属条连接，使得电芯定位板上下两个电芯端部电连接，此时上下两个电芯通过导电金属条连接的端部电极性相异，从而可以实现上下连杆电芯的串联。

尽管本文较多地使用了一些术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。说明书及附图中所示的装置及方法中的动作、步骤等执行顺序，只要没有特别明示顺序的限定，只要前面处理的输出并不用在后面的处理中，则可以任意顺序实现。为描述方便起见而使用的类似次序性的用语(例如，“首先”、“接着”、“其次”、“再次”、“然后”等)，并不意味着必须依照这样的顺序实施。

本文中所描述的具体实施例，仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例，做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims

1.一种模块化BMS电池保护装置，包括电芯、及控制电芯工作的BMS管理系统，其特征在于，所述电芯组成至少一个模组，所述模组内的电芯矩阵排列，每行电芯的同名电极连接在一个行导线，每列电芯的同名电极连接在一个列导线，BMS管理系统控制相应的行导线与列导线与检测装置构成检测回路。

2.根据权利要求1所述的模块化BMS电池保护装置，其特征在于，行导线一端与列导线一端通过BMS管理系统连接第一检测装置，行导线另一端与列导线另一端通过BMS管理系统连接第二检测装置。

3.根据权利要求1所述的模块化BMS电池保护装置，其特征在于，还包括电芯均衡装置，BMS管理系统控制相应的行导线与列导线与电芯均衡装置构成均衡回路。

4.根据权利要求3所述的模块化BMS电池保护装置，其特征在于，行导线一端与列导线一端通过BMS管理系统连接检测装置，行导线另一端与列导线另一端通过BMS管理系统连接电芯均衡装置构成均衡回路。

5.根据权利要求3所述的模块化BMS电池保护装置，其特征在于，所述电芯均衡装置为耗能元件。

6.根据权利要求1所述的模块化BMS电池保护装置，其特征在于，所述模组的电芯的行数与列数相同。

7.根据权利要求6所述的模块化BMS电池保护装置，其特征在于，所述模组数量为四的倍数，每个模组的电芯的数量相同、结构相同，所述电芯为圆柱电芯，模组包括上电芯定位板、下电芯定位板，上电芯定位板上排列有横向导电金属条，对应横向导电金属条设置有固定电芯一端的电芯端部插孔，部分横向导电金属条位于电芯端部插孔底部；下电芯定位板上排列有纵向的导电金属条，对应纵向的导电金属条设置有固定电芯另一端的电芯端部插孔，部分纵向的导电金属条位于电芯端部插孔底部。

8.根据权利要求7所述的模块化BMS电池保护装置，其特征在于，上电芯定位板的一边侧具有横向导电金属条漏出头，与之相对在所述上电芯定位板的另一边侧设置有横向导电金属条漏出头可插入的插口。

9.根据权利要求8所述的模块化BMS电池保护装置，其特征在于，下电芯定位板的一边侧具有纵向导电金属条漏出头，与之相对在所述上电芯定位板的另一边侧设置有纵向导电金属条漏出头可插入的插口。

10.根据权利要求9所述的模块化BMS电池保护装置，其特征在于，还包括用于连接BMS管理系统的接线排，所述接线排上设置有导电金属条漏出头可插入的插电孔，接线排可以通过接口总线与BMS管理系统连接。