CN218568953U - 一种电池管理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电池管理系统为多级结构，从上到下依次为显示屏、一级主板、二级主板和从板，一级主板与显示屏无线连接；二级主板与一级主板连接，二级主板还与从板连接，从板还与电芯连接；一级主板、二级主板和从板上均设置有指示灯，指示灯用于指示与当前板连接的下一级结构中的故障部件，和/或，电芯电量。一级主板与显示屏无线连接，无需通过通讯电缆通讯，可避免电缆接错、电缆挤压和安全隐患；而指示灯用于指示与当前板连接的下一级结构中的故障部件，和/或，电芯电量，则工作人员可以快速直观地确认出故障部件，不需要依靠显示屏的数据一级一级排查，检修效率高，也可以根据指示灯快速读出电芯电量。

Description

一种电池管理系统

技术领域

本实用新型涉及电池检测技术领域，尤其涉及一种电池管理系统。

背景技术

电动船舶、电动汽车以及储能装置等以电池作为主要动力来源的设备中一般设置有电池管理系统，由电池管理系统采集电池数据并再通过CAN(Controller Area Network，CAN)通讯发给设备上的显示屏进行显示，车辆通常专门设置了仪表来显示电池数据，而对于船舶和储能装置来说，则是由电池管理系统将电池数据发给显示屏，工作人员在检修故障或者观察电池电量的时候，需要根据显示屏的信息一一对应查看，不仅检修效率低下，也不便于查看电池电量。

此外，电池管理系统与显示屏之间采用CAN通讯，就需要通讯电缆，不仅使得电池管理系统成本较高，还可能造成电缆接错、电缆挤压的问题，还会占用电池箱内部空间，不利于电池箱散热。另一方面，由于电缆传输性能差，因此电缆长度通常较短，则船舶和储能装置上的显示屏需设置于高压电池箱附近，这样可能会给显示屏旁的工作人员带来安全隐患。

实用新型内容

本实用新型提供了一种电池管理系统，以解决当前电池管理系统存在的检修效率低下、不便于查看电池电量、电缆接错、电缆挤压以及存在安全隐患的问题。

本实用新型提供了一种电池管理系统，所述电池管理系统为多级结构，从上到下依次为显示屏、一级主板、二级主板和从板，所述一级主板与所述显示屏无线连接；

所述二级主板与所述一级主板连接，所述二级主板还与所述从板连接，所述从板还与电芯连接；

所述一级主板、所述二级主板和所述从板上均设置有指示灯，所述指示灯用于指示与当前板连接的下一级结构中的故障部件，和/或，电芯电量。

可选地，所述一级主板、所述二级主板和所述从板上的所述指示灯的数量为多个，所述指示灯用于指示电芯电量时，所述指示灯的亮灯数量与所述电芯电量成正比。

可选地，多个所述指示灯并排规则设置。

可选地，所述指示灯用于指示电芯电量时，所述指示灯亮绿灯；

所述指示灯用于指示故障部件时，所述指示灯亮红灯。

可选地，所述一级主板、所述二级主板和所述从板均包括数据处理模块。

可选地，所述一级主板和所述二级主板设置有报警装置。

可选地，所述一级主板包括电池上下电控制模块。

可选地，所述从板与所述二级主板通过CAN总线进行通信。

可选地，所述二级主板与所述一级主板通过CAN总线进行通信。

可选地，所述故障包括电量数据故障、电压故障、电流故障、通讯故障、驱动故障、时钟故障、储存故障和配置异常中的至少一项。

本实用新型实施例提供的电池管理系统为多级结构，从上到下依次为显示屏、一级主板、二级主板和从板，一级主板与显示屏无线连接；二级主板与一级主板连接，二级主板还与从板连接，从板还与电芯连接；一级主板、二级主板和从板上均设置有指示灯，指示灯用于指示与当前板连接的下一级结构中的故障部件，和/或，电芯电量。电池管理系统的一级主板与显示屏无线连接，无需通过通讯电缆通讯，可避免电缆接错、电缆挤压，也解决了通讯电缆带来的安全隐患；并且，在一级主板、二级主板和从板上均设置指示灯，指示灯用于指示与当前板连接的下一级结构中的故障部件，和/或，电芯电量，实现了数据可视化，当发生故障时，工作人员可以快速直观地确认出故障部件，不需要依靠显示屏的数据一级一级排查，提高了检修效率，也可以快速读出电芯电量，便于工作人员查看电池电量。

应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本实用新型的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本实用新型的范围。本实用新型的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的一种电池管理系统的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

图1为本实用新型实施例提供的一种电池管理系统的结构示意图，如图1所示，该电池管理系统应用于电动汽车，用于智能化管理及维护各个电池单元，防止电池出现过充电和过放电，延长电池的使用寿命，监控电池的状态。

如图1所示，该电池管理系统为多级结构，从上到下依次为显示屏4、一级主板1、二级主板2和从板3，一级主板1与显示屏4无线连接，例如，一级主板1可以通过蓝牙、Wifi、NFC等通讯方式与显示屏4连接。二级主板2与一级主板1连接，二级主板2还与从板3连接，从板3还与电芯6连接，其中，二级主板2、从板3、电芯6的数量可以为一个或多个；当二级主板2、从板3、电芯6的数量为多个时，如图1所示，每个二级主板2分别与一级主板1连接，每个二级主板2与至少一个从板3连接，每个从板3与至少一个电芯6连接，通常来说，二级主板2的数量小于从板3的数量，从板3的数量小于电芯6的数量，其中，显示屏4为电动船舶、电动汽车或储能装置中的显示装置。

其中，一级主板1与显示屏4无线连接，可以在一级主板1和显示屏4中分别设置与无线通讯方式对应的通讯模块，例如，若一级主板1通过蓝牙与显示屏4连接，可以在一级主板1和显示屏4中分别设置蓝牙通讯模块。通过无线连接来传输信息，就不需要使用实体通信电缆，避免了电缆接错、电缆挤压的问题，同时，不受通信电缆的传输距离限制，也无需将显示屏4设置在高压电池箱附近。工作人员在检测数据时，也不需要在高压电池箱附近去分析检测，可以通过电池管理系统的显示屏4远距离检测，可以更好地保障人身安全。另一方面，不设置实体通信电缆，既能节省通讯电缆费用，从而节省每个电池管理系统的硬件成本，也节约了电池箱的内部空间，便于电池散热。

一级主板1、二级主板2和从板3上均设置有指示灯5，指示灯5用于指示与当前板连接的下一级结构中的故障部件，和/或，电芯电量。需要说明的是，在每个板上，可以设置相同的指示灯5来指示故障部件和电芯电量，若与当前板连接的下一级结构中存在故障部件时，则指示灯5可以指示故障部件，若与当前板连接的下一级结构中无故障部件时，则指示灯5可以指示电芯电量，当然，也可以设置不同的指示灯5来分别指示故障部件和电芯电量，本实用新型对此不加以限制。

其中，电芯6是指设置于电池中的单个含有正负极的电化学电芯，是充电电池中的蓄电部分，对于电池来说，电芯电量是工作人员所关注的主要项目。

具体地，与一级主板1连接的下一级结构为二级主板2，则一级主板1上的指示灯5用于指示发生故障的二级主板2，和/或，二级主板2发送的电芯电量，亦即所有从板3采集到的电芯6的总电量。关于指示电芯电量，示例性地，一级主板1连接2个二级主板2，则该一级主板1上的指示灯5可以指示与之连接的2个二级主板2发送的电芯电量。关于指示故障部件，例如，一般二级主板2的数量较少，则一级主板1上可以设置有与二级主板2数量相等的指示灯5，且二级主板2与指示灯5一一对应，当任一个二级主板2发生故障时，例如无法采集电量数据、无法处理电量数据等，一级主板1控制与该发生故障的二级主板2对应的指示灯5亮起，而其他指示灯5不亮，以指示该二级主板2故障。

与二级主板2连接的下一级结构为从板3，则二级主板2上的指示灯5用于指示发生故障的从板3，和/或，与二级主板2连接的从板3采集到的电芯电量，关于指示电芯电量，示例性地，某一个二级主板2连接2个从板3，则该二级主板2上的指示灯5可以指示与之连接的2个从板3发送的电芯电量。关于指示故障部件，例如，二级主板2上可以设置有与从板3数量相等的指示灯5，且从板3与指示灯5一一对应；此外，从板3的数量可能较多，则二级主板2也可以设置数量小于从板3的数量的指示灯5，则指示灯5与从板3为一对多的关系，当任一从板3发生故障时，例如无法采集电量数据、无法处理电量数据等，二级主板2控制与该发生故障的从板3对应的指示灯5亮起，而其他指示灯5不亮，以指示该从板3故障。

与从板3连接的下一级结构为电芯6，则从板3上的指示灯5用于指示发生故障的电芯6，和/或，与从板3连接的电芯6的电芯电量，关于指示电芯电量，示例性地，某一个从板3连接10个电芯6，则该从板3上的指示灯5可以指示与之连接的10个电芯6的电芯电量。关于指示故障部件，例如，从板3上可以设置有与电芯6数量相等的指示灯5，且电芯6与指示灯5一一对应；此外，电芯6的数量可能较多，从板3也可以设置数量小于电芯6的数量的指示灯5，则指示灯5与电芯6为一对多的关系，当任一电芯6发生故障时，例如充放电异常、无法传输电量数据等，从板3控制与该发生故障的电芯6对应的指示灯5亮起，而其他指示灯5不亮，以指示该电芯6故障。

需要说明的是，在当前板上的指示灯5与下一结构中的多个部件为一对多关系时，若多个部件中的任意一个发生故障时，与之对应的指示灯5亮起，而其他指示灯5不亮，可以指示故障部件的排查范围，工作人员在观测到指示灯5指示故障时，只需对该指示灯5对应的部件进行故障排查。例如，1个指示灯5对应8电芯6，一共有32个电芯6，则当某一指示灯5指示故障时，工作人员只需要排查与该指示灯5对应的8个电芯6，而其他24个电芯6则不需要排查，为工作人员节约排查时间，同时也节省了指示灯5在板上的布置空间。

当指示灯5用于指示电芯电量时，指示灯5可以显示不同的颜色，来指示不同的电芯电量，当然，指示灯5指示电芯电量时所显示的颜色，与指示故障部件时所显示的颜色不能重复，以避免出现同一种指示灯5的颜色表示不同的信息而给工作人员来带来错误信息的情况。

本实用新型实施例提供的电池管理系统为多级结构，从上到下依次为显示屏、一级主板、二级主板和从板，一级主板与显示屏无线连接；二级主板与一级主板连接，二级主板还与从板连接；从板还与电芯连接；一级主板、二级主板和从板上均设置有指示灯，指示灯用于指示与当前板连接的下一级结构中的故障部件，和/或，电芯电量。电池管理系统的一级主板与显示屏无线连接，无需通过通讯电缆通讯，可避免电缆接错、电缆挤压，也解决了通讯电缆带来的安全隐患；并且，在一级主板、二级主板和从板上均设置指示灯，指示灯用于指示与当前板连接的下一级结构中的故障部件，和/或，电芯电量，实现了数据可视化，当发生故障时，工作人员可以快速直观地确认出故障部件，不需要依靠显示屏的数据一级一级排查，提高了检修效率，也可以快速读出电芯电量，可便于工作人员查看电池电量。

在本实用新型的一个可选实施例中，一级主板1、二级主板2和从板3至少其中之一设置指示灯5，例如，当工作人员仅关心与从板3连接的电芯6的电芯电量或电芯故障时，可以仅在从板3上设置指示灯5，通常来说，当二级主板2、从板3数量为多个时，二级主板2，和/或，从板3上设置有指示灯5，指的是在所有的二级主板2，和/或，所有的从板3上均设置有指示灯5。

在本实用新型一个可选的实施例中，一级主板1、二级主板2和从板3上的指示灯5的数量为多个，指示灯5用于指示电芯电量时，指示灯5的亮灯数量与电芯电量成正比。例如，每个板上的指示灯5的数量为5个，当电量为80％时，指示灯5的亮灯数量为4个，并且指示灯5是连续亮灯的，方便工作人员读取电芯电量。在本实施例的一个示例中，同一板上的多个指示灯5并排规则设置，可以便于工作人员快速读取指示灯5所指示的信息。

在本实用新型一个可选的实施例中，指示灯5用于指示电芯电量时，指示灯5亮绿灯；指示灯5用于指示故障部件时，指示灯5亮红灯。以不同的颜色指示故障部件和电芯电量，可以便于工作人员分辨故障部件信息和电芯电量信息。

在本实用新型一个可选的实施例中，一级主板1、二级主板2和从板3均包括数据处理模块，数据处理模块可以对当前板接收到的数据进行数据处理，例如，从板3采集的数据可以通过芯片手册或者电芯数据表等方式去排查此次采集的数据是否为无效值或异常值，由此判断数据是否正常。再例如，从板3还可以对采集到的电芯数据进行整合处理，电芯数据可以为电量、电芯温度、电压、电流、绝缘等信息等，然后从板3将整合处理后的数据发给二级主板2，通过数据的层层传递和处理，最终在一级主板1处对所有数据集合。例如，以电芯电量为例，最终在一级主板1处计算出所有电芯6的电芯电量和值，并以指示灯5进行显示。

在本实用新型一个可选的实施例中，一级主板1和二级主板2设置有报警装置，一级主板1和二级主板2在判断出所接收到的数据异常或者故障时，可以启动报警装置，以通知工作人员及时处理。

在本实用新型一个可选的实施例中，一级主板1包括电池上下电控制模块。一级主板1可以根据所有板的告警、故障、运行状况，进行电池箱的上下电控制，例如，在电芯6充电过程中且电芯数据异常时，可以控制电池箱下电，以停止对电芯6充电。同时，一级主板1也可以将信息发给显示屏4，工作人员可以根据显示屏4显示的电池箱状况，对电池箱的运行过程进行把控。

在本实用新型一个可选的实施例中，从板3与二级主板2通过CAN总线进行通信，二级主板2与一级主板1通过CAN总线进行通信，一级主板1和、二级主板2与从板3的程序不同，它们可以通过硬件电路和软件自动编址的形式来区分主从板。一级主板1和、二级主板2和从板3均设置有地址，在当前板向与之连接的上一级架构发送数据时，可以携带地址信息，以便于上一级架构区分不同板所发送的数据。

在本实用新型一个可选的实施例中，故障包括电量数据故障、电压故障、电流故障、通讯故障、驱动故障、时钟故障、储存故障和配置异常中的至少一项，当存在故障时，对应的指示灯5即可指示故障，但由于故障较多，可能多达几百种，因此，本实施例中的指示灯5一般仅指示存在故障的部件，而不指示故障类型。具体地，当指示灯5指示存在故障时，工作人员可以从显示屏4查看相关数据，进而得到故障类型。

本实用新型实施例提供的电池管理系统为多级结构，从上到下依次为显示屏、一级主板、二级主板和从板，一级主板与显示屏无线连接；二级主板、从板的数量至少为一个；每个二级主板分别与一级主板连接，每个二级主板还与至少一个从板连接，每个从板还与至少一个电芯连接；一级主板、二级主板和从板上均设置有指示灯，指示灯用于指示与当前板连接的下一级结构中的故障部件，和/或，电芯电量。电池管理系统的一级主板与显示屏无线连接，无需通过通讯电缆通讯，可避免电缆接错、电缆挤压，也解决了通讯电缆带来的安全隐患；并且，在一级主板、二级主板和从板上均设置指示灯，指示灯用于指示与当前板连接的下一级结构中的故障部件，和/或，电芯电量，实现了数据可视化，当发生故障时，工作人员可以快速直观地确认出故障部件，不需要依靠显示屏的数据一级一级排查，提高了检修效率，也可以快速读出电芯电量，可便于工作人员查看电池电量。

在本说明书的描述中，参考术语“一实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚器件，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上述具体实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本实用新型的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电池管理系统，其特征在于，所述电池管理系统为多级结构，从上到下依次为显示屏、一级主板、二级主板和从板，所述一级主板与所述显示屏无线连接；

所述二级主板与所述一级主板连接，所述二级主板还与所述从板连接，所述从板还与电芯连接；

所述一级主板、所述二级主板和所述从板上均设置有指示灯，所述指示灯用于指示与当前板连接的下一级结构中的故障部件，和/或，电芯电量。

2.如权利要求1所述的电池管理系统，其特征在于，所述一级主板、所述二级主板和所述从板上的所述指示灯的数量为多个，所述指示灯用于指示电芯电量时，所述指示灯的亮灯数量与所述电芯电量成正比。

3.如权利要求2所述的电池管理系统，其特征在于，多个所述指示灯并排规则设置。

4.如权利要求1所述的电池管理系统，其特征在于，

所述指示灯用于指示电芯电量时，所述指示灯亮绿灯；

所述指示灯用于指示故障部件时，所述指示灯亮红灯。

5.如权利要求1所述的电池管理系统，其特征在于，所述一级主板、所述二级主板和所述从板均包括数据处理模块。

6.如权利要求1-5中任一项所述的电池管理系统，其特征在于，所述一级主板和所述二级主板设置有报警装置。

7.如权利要求1-5中任一项所述的电池管理系统，其特征在于，所述一级主板包括电池上下电控制模块。

8.如权利要求1-5中任一项所述的电池管理系统，其特征在于，所述从板与所述二级主板通过CAN总线进行通信。

9.如权利要求1-5中任一项所述的电池管理系统，其特征在于，所述二级主板与所述一级主板通过CAN总线进行通信。

10.如权利要求1-5中任一项所述的电池管理系统，其特征在于，所述故障包括电量数据故障、电压故障、电流故障、通讯故障、驱动故障、时钟故障、储存故障和配置异常中的至少一项。

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