CN217641488U - 基于单电芯的信息采集板 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电芯信息采集的技术领域，公开了一种基于单电芯的信息采集板，包括板体、信息采集芯片、正极连接端子、负极连接端子和蓝牙通讯电路，信息采集芯片设置于板体上；正极连接端子设置于板体的侧边，正极连接端子与信息采集芯片电连接，或者与均衡电路电连接，或者分别与信息采集芯片和均衡电路电连接；负极连接端子设置于板体的侧边，负极连接端子与信息采集芯片电连接，或者与均衡电路电连接，或者分别与信息采集芯片和均衡电路电连接；蓝牙通讯电路设置于板体上，并与信息采集芯片电连接。通过将多个用于电芯信息采集的电子元件集成到一个板体上，优化电芯包内的空间，降低了电芯包内的线束复杂性，减小占用空间。

Description

基于单电芯的信息采集板

技术领域

本实用新型涉及电芯信息采集的技术领域，尤其涉及一种基于单电芯的信息采集板。

背景技术

目前，由于燃油汽车对石化能源的依赖和对环境的污染和社会对节能减排的需求，电动汽车作为新能源汽车具有低排放、低能耗、绿色环保的优势，在全球推行低碳经济的背景下具有非常大的发展前景。

传统的电芯包内，为了获取电芯组内的电压、温度、电芯内阻等信息，需要设置多个传感器，以获取相应的信息，从而进一步得到检测数据，并且是通过多串集成式采集，同时连接于多个电芯组上，该方式复杂，且电芯包内需要通过许多线束将传感器与输出端相连，电芯包内线束多，占用空间大，连接关系凌乱复杂。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种基于单电芯的信息采集板，旨在解决电芯包内线束多，占用空间大，连接关系凌乱复杂的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型提供一种基于单电芯的信息采集板，所述信息采集板包括：

板体；

信息采集芯片，设置于所述板体上，用于收集所述电芯的数据信息；

正极连接端子，设置于所述板体的侧边，所述正极连接端子与所述信息采集芯片电连接，或者与所述均衡电路电连接，或者分别与所述信息采集芯片和所述均衡电路电连接；

负极连接端子，设置于所述板体的侧边，所述负极连接端子与所述信息采集芯片电连接，或者与所述均衡电路电连接，或者分别与所述信息采集芯片和所述均衡电路电连接；

蓝牙通讯电路，设置于所述板体上，并与所述信息采集芯片电连接。

可选的，在一实施方式中，所述信息采集芯片和所述蓝牙通讯电路之间通过串行外设接口连接。

可选的，在一实施方式中，所述板体为柔性电路板，所述正极连接端子和/或所述负极连接端子的形状近似为“S”形。

可选的，在一实施方式中，定义所述板体设置所述信息采集板的电子元件的面为正面；

所述信息采集板还包括至少一个补强板，所述补强板设置于所述板体的背面，所述补强板覆盖所述信息采集板的电子元件的放置区域。

可选的，在一实施方式中，至少一个所述补强板上设有通孔。

可选的，在一实施方式中，所述信息采集板还设有均衡电路，所述均衡电路设置于所述板体上，并与所述信息采集芯片电连接，用于保持所述电芯充放电的电压平衡；

所述均衡电路包括功率晶体管、电阻R4和电阻R5，所述电阻R4和所述电阻R5并联，所述电阻R4和所述电阻R5的一端连接于所述第一正极连接端子，另一端连接于所述功率晶体管的漏极并通过电阻R1连接于所述信息采集芯片，所述功率晶体管的源极连接于所述第一负极连接端子，所述功率晶体管的栅极通过电阻R7连接于所述信息采集芯片。

可选的，在一实施方式中，所述信息采集板还包括保护电路，所述保护电路设置于所述板体上，所述保护电路包括电容和瞬态抑制二极管，所述电容和所述瞬态抑制二极管并联，所述电容和所述瞬态抑制二极管的一端接地，另一端与所述第二负极连接端子连接。

可选的，在一实施方式中，所述正极连接端子包括第一正极连接端子和第二正极连接端子，所述第一正极连接端子分别与所述信息采集芯片和所述均衡电路电连接，所述第二正极连接端子与所述信息采集芯片电连接；

所述负极连接端子包括第一负极连接端子和第二负极连接端子，所述第一负极连接端子分别与所述信息采集芯片和所述均衡电路电连接，所述第二负极连接端子与所述信息采集芯片电连接。

可选的，在一实施方式中，所述信息采集板还包括保险电路，所述保险电路设置于所述板体上，所述第二负极连接端子通过所述保险电路与所述信息采集芯片电连接。

可选的，在一实施方式中，所述保险电路包括在所述板体上蚀刻形成的保险丝，所述保险丝的一端电连接于所述信息采集芯片上，另一端电连接于所述第二负极连接端子。

本实用新型提供的技术方案中，通过将多个用于电芯信息采集的电子元件集成到一个板体上，一个信息采集板收集一个电芯的信息；具体为，信息采集板的正极连接端子和负极连接端子与单个电芯的正负极连接，信息采集芯片通过正极连接端子和负极连接端子来获取单个电芯的信息，最后通过蓝牙通讯电路以无线的方式来将获取的信息进行传输，减少了信息采集板连接的线束，使信息采集板更为简洁，从而减小所占用的空间。特别是对于多个电芯组成的电芯组，每个电芯上的信息采集板之间通过蓝牙通讯的方式来传输所收集的信息，省去了线束连接，还可以避免由于汽车的振动使得线束连接松脱，从而使信息采集板的工作更为稳定。从而优化了电芯包内的空间，降低了电芯包内的线束复杂性，减小占用空间。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1为本实用新型信息采集板的一个实施例的结构示意图；

图2为本实用新型信息采集板的一个实施例的电路结构示意图；

图3为本实用新型蓝牙通讯电路的一个实施例的电路结构示意图；

图4为本实用新型保护电路的一个实施例的电路结构示意图；

图5为本实用新型信息采集板的另一个实施例的结构示意图。

其中，100、信息采集板；110、板体；120、信息采集芯片；130、蓝牙通讯电路；131、蓝牙芯片；140、正极连接端子；141、第一正极连接端子；142、第二正极连接端子；150、负极连接端子；151、第一负极连接端子；152、第二负极连接端子；160、保险电路；170、补强板；171、通孔；180、保护电路；190、均衡电路；200、镍片；210、串行外设接口。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面结合附图和具体实施例，对本实用新型进行更详细的说明。需要说明的是，当元件被表述“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明书所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”、“内”、“外”以及类似的表述只是为了说明的目的。在本实用新型的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示相对重要性，或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，除非另有说明，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征；“多个”的含义是两个或两个以上。术语“包括”及其任何变形，意为不排他的包含，可能存在或添加一个或更多其他特征、整数、步骤、操作、单元、组件和/或其组合。

此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，或是两个元件内部的连通。本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本实用新型。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

此外，下面所描述的本实用新型不同实施例中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

请参考图1至图3，本实用新型实施例公开了一种基于单电芯的信息采集板100，所述信息采集板100包括板体110、信息采集芯片120、正极连接端子140、负极连接端子150和蓝牙通讯电路130，所述信息采集芯片120设置于所述板体110上，用于收集所述电芯的数据信息；所述正极连接端子140设置于所述板体110的侧边，所述正极连接端子140与所述信息采集芯片120电连接，或者与所述均衡电路190电连接，或者分别与所述信息采集芯片120和所述均衡电路190电连接；所述负极连接端子150设置于所述板体110的侧边，所述负极连接端子150与所述信息采集芯片120电连接，或者与所述均衡电路190电连接，或者分别与所述信息采集芯片120和所述均衡电路190电连接；所述蓝牙通讯电路130设置于所述板体110上，并与所述信息采集芯片120电连接。其中，所述正极连接端子140和所述负极连接端子150通过镍片200与所述电芯连接。示例性的，所述信息采集芯片120可以采用DNB1168芯片。

在本实施例中，通过将多个用于电芯信息采集的电子元件集成到一个板体110上，一个信息采集板100收集一个电芯的信息，从而提高单体电芯的智能化；具体为，信息采集板100的正极连接端子140和负极连接端子150与单个电芯的正负极连接，信息采集芯片120通过正极连接端子140和负极连接端子150来获取单个电芯的信息，最后通过蓝牙通讯电路130以无线传输的方式来将获取的信息进行传输，减少了信息采集板100的连接线束，使信息采集板100更为简洁，从而减小所占用的空间。特别是对于多个电芯组成的电芯组，每个电芯上的信息采集板100之间通过蓝牙通讯的方式来传输所收集的信息，省去了线束连接，还可以避免由于汽车的振动使得线束连接松脱，从而使信息采集板的工作更为稳定。从而优化了电芯包内的空间，降低了电芯包内的线束复杂性，减小占用空间。

其中，所述信息采集芯片120和所述蓝牙通讯电路130之间通过串行外设接口(Serial Peripheral interface，SPI)210连接。具体如图2和图3所示，蓝牙通讯电路130包括一个蓝牙芯片131和连接于蓝牙芯片上的一些其他电路，所述串行外设接口210的一端分别连接于所述信息采集芯片120的数据输入引脚、数据输出引脚、时钟信号引脚和片选信号引脚上，所述串行外设接口210的另一端分别连接于所述蓝牙芯片131的P0引脚上。串行外设接口210是一种高速的、全双工、同步的通信总线，并且在芯片的引脚上只占用四根线，节约了芯片的引脚，同时为电路板的布局上节省空间。其中，所述蓝牙芯片131的工作电压范围为1.8V-5.5V，可满足所有电芯电压平台。

进一步地，所述信息采集芯片120还可以集成温度传感器、过温/低温监测和报警、过压/欠压监测和报警等功能，实时监测电芯内的各项数据。

在一实施例中，所述正极连接端子140包括第一正极连接端子141和第二正极连接端子142，所述第一正极连接端子141分别连接于所述信息采集芯片120和所述均衡电路190，所述第二正极连接端子142连接于所述信息采集芯片120；所述负极连接端子150包括第一负极连接端子151和第二负极连接端子152，所述第一负极连接端子151分别连接于所述信息采集芯片120和所述均衡电路190，所述第二负极连接端子152连接于所述信息采集芯片120。在本实施例中，第一正极连接端子141、第二正极连接端子142、第一负极连接端子151和第二负极连接端子152作为四线测量方法的四个端口，通过四线测量的方法，能够更为精确的测量出单体电芯的电阻阻值，目前的电芯信息采集板不支持电芯内阻抗的检测，通过本实施例的单体电芯信息采集板100的设置可以支持单体电芯的内阻抗检测。

在一实施例中，所述信息采集板100还包括保险电路160，所述保险电路160设置于所述板体110上，具体为，所述第二负极连接端子152通过所述保险电路160与所述信息采集芯片120电连接。在信息采集板100的数值异常的时候，会熔断保险电路160，使得电路断开，避免电子元件或整块信息采集板100被烧毁，进一步避免在实际应用的时候信息采集板100产生大量热量或起火导致电芯起火燃烧，从而保证电芯的正常工作，避免造成危险。

具体地，所述保险电路160包括在所述板体110上蚀刻形成的保险丝，所述保险丝的一端电连接于所述信息采集芯片120上，另一端电连接于所述第二负极连接端子152。在信息采集板100数值异常的时候，会将保险丝熔断，进而保护电路，并且保险丝是通过直接在板体110上刻蚀形成，能够降低产品的成本。

在一实施例中，所述信息采集板100上还有均衡电路190，所述均衡电路190包括功率晶体管Q1、电阻R4和电阻R5，所述电阻R4和所述电阻R5并联，所述电阻R4和所述电阻R5的一端连接于所述第一正极连接端子141，另一端连接于所述功率晶体管Q1的漏极并通过电阻R1连接于所述信息采集芯片120，所述功率晶体管Q1的源极连接于所述第一负极连接端子151，所述功率晶体管Q1的栅极通过电阻R7连接于所述信息采集芯片120，通过均衡电路190来保持电芯充放电的电压平衡，防止在充放电过程中造成电芯压差不一致而导致电芯的性能和寿命衰减。

如图4所示，在一实施例中，所述信息采集板100还包括保护电路180，所述保护电路180设置于所述板体110上，所述保护电路180包括电容C6和瞬态抑制二极管D5，所述电容C6和所述瞬态抑制二极管D5并联，所述电容C6和所述瞬态抑制二极管D5的一端接地，另一端与所述第二负极连接端子152连接。通过电容C6进行滤波，排除干扰，瞬态抑制二极管D5起到过压保护、静电保护、电压钳位的作用。

如图5所示，在一实施例中，所述板体110为柔性电路板，所述正极连接端子140和/或所述负极连接端子150的形状近似为“S”形，该设计形状的目的为防止电芯在使用过程中因电芯的外壳发生形变而导致的电路损伤，具体为，在信息采集板100安装在电芯上，电芯安装到汽车上之后，由于汽车经常会产生振动，因此，将连接端子设计成“S”形有利于车子在振动时释放应力，保证信息采集板100的工作稳定性。

在一实施例中，所述信息采集板100还包括补强板170，所述补强板170设置于所述板体110的背面(定义所述板体110设置所述信息采集板100的电子元件的面为正面)，所述补强板170覆盖所述信息采集板100的电子元件的设置区域。柔性电路板本身具有柔韧性，为了电子元件更好的贴装固定，在板体110的背面粘贴补强板170，有利于保护电子元件，减少元件脱离板体110的风险及电子元件破裂的风险。

进一步地，所述板体110上设置有温度传感器，因此，补强板170在对应于温度检测元件的位置开设一个通孔171。补强板170会隔绝一定的热量，然后通过在补强板170上开设一个通孔171，使热量可以集中到通孔171传递到温度检测元件上，更好的进行热传导，使得所测量的温度值更为准确。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；在本实用新型的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本实用新型的不同方面的许多其它变化，为了简明，它们没有在细节中提供；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种基于单电芯的信息采集板，其特征在于，所述信息采集板包括：

板体；

信息采集芯片，设置于所述板体上，用于收集所述电芯的数据信息；

均衡电路，设置于所述板体上，并与所述信息采集芯片电连接，用于保持所述电芯充放电的电压平衡；

正极连接端子，设置于所述板体的侧边，所述正极连接端子与所述信息采集芯片电连接，或者与所述均衡电路电连接，或者分别与所述信息采集芯片和所述均衡电路电连接；

负极连接端子，设置于所述板体的侧边，所述负极连接端子与所述信息采集芯片电连接，或者与所述均衡电路电连接，或者分别与所述信息采集芯片和所述均衡电路电连接；

蓝牙通讯电路，设置于所述板体上，并与所述信息采集芯片电连接。

2.根据权利要求1所述的基于单电芯的信息采集板，其特征在于，所述信息采集芯片和所述蓝牙通讯电路之间通过串行外设接口连接。

3.根据权利要求1所述的基于单电芯的信息采集板，其特征在于，所述板体为柔性电路板，所述正极连接端子和/或所述负极连接端子的形状近似为“S”形。

4.根据权利要求1或3所述的基于单电芯的信息采集板，其特征在于，定义所述板体设置所述信息采集板的电子元件的面为正面；

所述信息采集板还包括至少一个补强板，所述补强板设置于所述板体的背面，所述补强板覆盖所述信息采集板的电子元件的放置区域。

5.根据权利要求4所述的基于单电芯的信息采集板，其特征在于，至少一个所述补强板上设有通孔。

6.根据权利要求1所述的基于单电芯的信息采集板，其特征在于，所述正极连接端子包括第一正极连接端子，所述负极连接端子包括第一负极连接端子；所述均衡电路包括功率晶体管、电阻R4和电阻R5，所述电阻R4和所述电阻R5并联，所述电阻R4和所述电阻R5的一端连接于所述第一正极连接端子，另一端连接于所述功率晶体管的漏极并通过电阻R1连接于所述信息采集芯片，所述功率晶体管的源极连接于所述第一负极连接端子，所述功率晶体管的栅极通过电阻R7连接于所述信息采集芯片。

7.根据权利要求1所述的基于单电芯的信息采集板，其特征在于，所述负极连接端子包括第二负极连接端子，所述信息采集板还包括保护电路，所述保护电路设置于所述板体上，所述保护电路包括电容和瞬态抑制二极管，所述电容和所述瞬态抑制二极管并联，所述电容和所述瞬态抑制二极管的一端接地，另一端与所述第二负极连接端子连接。

8.根据权利要求1所述的基于单电芯的信息采集板，其特征在于，所述正极连接端子包括第一正极连接端子和第二正极连接端子，所述第一正极连接端子分别与所述信息采集芯片和所述均衡电路电连接，所述第二正极连接端子与所述信息采集芯片电连接；

所述负极连接端子包括第一负极连接端子和第二负极连接端子，所述第一负极连接端子分别与所述信息采集芯片和所述均衡电路电连接，所述第二负极连接端子与所述信息采集芯片电连接。

9.根据权利要求8所述的基于单电芯的信息采集板，其特征在于，所述信息采集板还包括保险电路，所述保险电路设置于所述板体上，所述第二负极连接端子通过所述保险电路与所述信息采集芯片电连接。

10.根据权利要求9所述的基于单电芯的信息采集板，其特征在于，所述保险电路包括在所述板体上蚀刻形成的保险丝，所述保险丝的一端电连接于所述信息采集芯片上，另一端电连接于所述第二负极连接端子。

Images