CN219066916U - 一种电池箱以及交通工具 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种电池箱以及交通工具，其中，该电池箱包括：电池包，电池包包括多个电芯，多个电芯中的至少部分电芯通过导体连接实现并联；第一温度传感器，设置于导体，第一温度传感器被配置为采集导体的温度值，从而确定通过导体连接的并联的至少部分电芯的第一温度值。通过上述方式，可以减少温度传感器的数量，从而降低了电池箱的布局复杂度。

Description

一种电池箱以及交通工具

技术领域

本申请涉及电池技术领域，特别是涉及一种电池箱以及交通工具。

背景技术

一般大型设备使用的电池箱为了提高电池整体的容量和电压，电池箱会包括多个电池包，每个电池包又包括了多个电芯。为了提高电池的使用安全，需要做到实时或者随时获取接到每个电芯的温度。

为了尽可能的采集到每个电芯的温度，需要每一个电芯都配置至少一个温度传感器，这样就会使得电池箱内温度传感器过多，进一步导致温度检测通道过多，箱内的布线复杂、紧凑、困难，导致成本较高。

实用新型内容

为解决上述问题，本申请提供了一种电池箱以及交通工具，能够减少温度传感器的数量，从而降低了电池箱的布局复杂度。

本申请采用的一个技术方案是：提供一种电池箱，该电池箱包括：电池包，电池包包括多个电芯，多个电芯中的至少部分电芯通过导体连接实现并联；第一温度传感器，设置于导体，第一温度传感器被配置为采集导体的温度值，从而确定通过导体连接的并联的至少部分电芯的第一温度值。

在一实施例中，电池箱还包括：第二温度传感器，设置于导体，第二温度传感器被配置为采集导体的温度值，从而确定通过导体连接的并联的至少部分电芯的第二温度值；其中，第一温度值作为电池箱的运行监控数据，第二温度值作为电池箱的过温保护数据。

在一实施例中，第一温度传感器和第二温度传感器设置于导体连接的并联的至少部分电芯的中间位置。

在一实施例中，导体连接的并联的至少部分电芯的数量为奇数个，第一温度传感器和第二温度传感器对应并联的奇数个电芯的中间电芯设置。

在一实施例中，电池包包括12个电芯，12个电芯划分为4组，每组的3个电芯并联，4组电芯串联；其中，每组的3个电芯均包括一个第一温度传感器和一个第二温度传感器，第一温度传感器和第二温度传感器对应每组的3个电芯的中间电芯设置。

在一实施例中，电池箱包括：第一导体，第一导体连接第1组的3个电芯的第一电极；第二导体，第二导体连接第1组的3个电芯的第二电极、以及第2组的3个电芯的第一电极；第三导体，第三导体连接第2组的3个电芯的第二电极、以及第3组的3个电芯的第一电极；第四导体，第四导体连接第3组的3个电芯的第二电极、以及第4组的3个电芯的第一电极；第五导体，第五导体连接第4组的3个电芯的第二电极。

在一实施例中，电池箱还包括：第一温度采集板，第一温度采集板连接第一温度传感器；第二温度采集板，第二温度采集板连接第二温度传感器。

在一实施例中，第一温度传感器和第二温度传感器为负温度系数热敏电阻。

在一实施例中，导体为铝排。

本申请采用的另一个技术方案是：提供一种交通工具，该交通工具包括如上述的电池箱。

本申请提供的电池箱包括：电池包，电池包包括多个电芯，多个电芯中的至少部分电芯通过导体连接实现并联；第一温度传感器，设置于导体，第一温度传感器被配置为采集导体的温度值，从而确定通过导体连接的并联的至少部分电芯的第一温度值。通过上述方式，可以减少电池箱内的温度传感器的数量，进而使得温度传感器与温度采集板的连线(通道)减少，从而能够减少电池箱内的布线。

具体地，温度传感器的数量减少、线束减少可以降低电池箱的成本；线束减少进而降低箱内布线的复杂度，降低了整个系统故障的可能性；将日常温度监控和过温保护独立运行，保证单一系统的稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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申请的一些实施例，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。其中：

图1是本申请提供的电池箱第一实施例的结构示意图；

图2是图1中至少部分电芯一实施例的连接示意图；

图3是图1中至少部分电芯另一实施例的连接示意图；

图4是图1中多个电芯一实施例的连接方式；

图5是本申请提供的电池箱第二实施例的结构示意图；

图6是本申请提供的交通工具一实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释本申请，而非对本申请的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本申请相关的部分而非全部结构。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

参阅图1，图1是本申请提供的电池箱第一实施例的结构示意图，该电池箱100包括多个电池包10，每个电池包10包括多个电芯11。

其中，电芯11又可以称之为单体电池，多个电池包10之间一般采用串联的方式连接，多个电芯11之间可以采用串联或者并联的方式连接。

可选地，进一步参阅图2，图2是图1中至少部分电芯一实施例的连接示意图，在本实施例中，一个电池包10中的多个电芯11中，至少部分电芯11之间通过并联的方式连接，该多个并联的电芯11之间通过导体连接。具体地，每个电芯包括第一电极(如正极)和第二电极(如负极)，至少部分电芯11的第一电极通过一导体连接，至少部分电芯11的第二电极通过另一导体连接，从而实现该至少部分电芯的并联。

具体地，在本实施例中，第一温度传感器设置于连接并联的至少部分电芯11的导体上，以采集该导体的温度值，从而确定通过导体连接的并联的至少部分电芯11的第一温度值。第二温度传感器设置于连接并联的至少部分电芯11的导体上，以采集该导体的温度值，从而确定通过导体连接的并联的至少部分电芯11的第二温度值。其中，第一温度值作为电池箱的运行监控数据，第二温度值作为电池箱的过温保护数据。

可选地，上述的第一温度传感器和第二温度传感器可以是NTC(负温度系数热敏电阻)制作的温度传感器。

可选地，具体可以采用以下四种方式：

第一种，第一温度传感器和第二温度传感器设置于连接至少部分电芯11的第一电极的导体上。

第二种，第一温度传感器和第二温度传感器设置于连接至少部分电芯11的第二电极的导体上。

第三种，第一温度传感器设置于连接至少部分电芯11的第一电极的导体上，第二温度传感器设置于连接至少部分电芯11的第二电极的导体上。

第四种，第一温度传感器设置于连接至少部分电芯11的第二电极的导体上，第二温度传感器设置于连接至少部分电芯11的第一电极的导体上。

可以理解地，在一些安全性能有较高要求的应用场景中，需要同时具备日常监控和过温保护两种功能，且要求两种温度的采集相互独立。

例如，中国船级社(CCS)规范要求：

1、电池箱/包内应含有为电池系统提供信息(如电压、温度等)的监测电路。

2、电池管理系统(BMS)应能对下列参数进行测量：(1)电池单体和系统电压；(2)电池单体温度。

3、BMS应至少具有过高温保护功能，过高温保护功能应独立于其他温度采集等。

4、BMS应能逐一监测每一电池单体的温度。

基于上述的要求，因此本申请实施例采用两个温度传感器分别进行日常监控的温度采集和过温保护的温度采集。

可选地，在一实施例中，第一温度传感器和第二温度传感器邻近设置，均设置于同一个导体上并联的至少部分电芯11的中间位置。以图2为例，导体连接的并联的至少部分电芯11的数量为奇数个(3个)，第一温度传感器和第二温度传感器对应并联的奇数个电芯的中间电芯(第二个电芯)设置。如图3所示，图3是图1中至少部分电芯另一实施例的连接示意图，导体连接的并联的至少部分电芯11的数量为偶数个(4个)，第一温度传感器和第二温度传感器对应并联的偶数个电芯的中间两个电芯(第二和第三个电芯)之间设置。

进一步如图4所示，图4是图1中多个电芯一实施例的连接方式，在本实施例中，一个电池包10中的多个电芯11采用3P4S(3并联4串联)的连接方式。具体地，电池包包括12个电芯，12个电芯划分为4组(即第1组电芯、第2组电芯、第3组电芯和第4组电芯)，每组的3个电芯并联，4组电芯串联。

具体地，进一步还包括第一导体、第二导体、第三导体、第四导体和第五导体。其中，第一导体连接第1组的3个电芯的第一电极；第二导体连接第1组的3个电芯的第二电极、以及第2组的3个电芯的第一电极；第三导体连接第2组的3个电芯的第二电极、以及第3组的3个电芯的第一电极；第四导体连接第3组的3个电芯的第二电极、以及第4组的3个电芯的第一电极；第五导体连接第4组的3个电芯的第二电极。

可选地，上述的导体可以是铝排，每一个铝排的材质、导热等特性保持一致。在其他实施例中，也可以采用其他具有良好导电性和导热性能的材料。

其中，每组的3个电芯均包括一个第一温度传感器和一个第二温度传感器，第一温度传感器和第二温度传感器对应每组的3个电芯的中间电芯设置。

例如，对于第1组电芯，第一温度传感器和第二温度传感器可以设置在图4中“1”指示的两处位置中的任意一处，对于第2组电芯，第一温度传感器和第二温度传感器可以设置在图4中“2”指示的两处位置中的任意一处，对于第3组电芯，第一温度传感器和第二温度传感器可以设置在图4中“3”指示的两处位置中的任意一处，对于第4组电芯，第一温度传感器和第二温度传感器可以设置在图4中“4”指示的两处位置中的任意一处。

因此，通过上述方式的方式，在采用3P4S连接方式的一个包含12个电芯的一个电池包中，只需要采用4个第一温度传感器和4个第二温度传感器，一共8个温度传感器即可。而相关技术中每个电芯都要一个第一温度传感器和一个第二温度传感器，一个电池包则需要24个温度传感器。对比而言，大大的减少了温度传感器的数量。

下面对上述温度检测的原理进行介绍，采用两组实验数据进行对比。

第一组实验，如上述图4所示，在位置“1”“2”“3”“4”各设置一温度传感器，第二组实验，则是在12个电芯上分别设置一个温度传感器，实验数据如下：

通过上述对比实验，同一铝排上相邻温度采样点的温度最大差异为0.28℃，同一铝排上相邻温度采样点的测量结果时效性一致。铝排的导热性能较好，同一铝排上相邻的NTC温度传感器采集数据的时效性是一致的，属于重复采集。

由此得出以下结论：

1、根据电池包的实际串并联情况，针对同一铝排上相邻的温度采样点可等效替代；

2、同一铝排上必须同时布置用于过高温保护温度采样的NTC和用于日常运行监测温度采样的NTC。

参阅图5，图5是本申请提供的电池箱第二实施例的结构示意图，该电池箱100包括多个电池包10、第一温度采集板21和第二温度采集板22，每个电池包10包括多个电芯11。

对于每个电池包10内部的温度传感器的设置方式可以参考上述实施例，这里不再赘述。

其中，在本实施例中，一温度采集板21连接该电池箱100内所有电池包10中的所有第一温度传感器，第二温度采集板22连接该电池箱100内所有电池包10中的所有第二温度传感器。

其中，第一温度采集板21即为电池箱100内部的VCMU(电压电流管理系统)板，其主要用于对电池包10中的电芯进行电压和电流的采集和监控，在本实施例中，还用于对电池包10中的电芯进行日常的温度监控。第二温度采集板22即为用于过温保护的温度检测。其中，第一温度采集板21和第二温度采集板22相互独立运行。

在一实施例中，一个电池箱100中包括3个电池包10，因此，上述的实施例可以实现：

1、每个电池包(3P4S)共12个电芯，4个NTC和VCMU的4个温度采集通道可实现用于日常运行监控的温度采集，等效为12个电池单体温度。

2、每个电池包(3P4S)共12个电芯，4个NTC和TCMU的4个温度采集通道可实现用于过温保护的温度采集，等效为12个电池单体温度。

3、每个电池箱由3个电池包串联，共36个电芯。12个NTC和VCMU的12个温度采集通道可实现用于日常运行监控的温度采集，等效为36个电池单体温度。

4、每个电池箱由3个电池包串联，共36个电芯。12个NTC和VCMU的12个温度采集通道可实现用于过温保护的温度采集，等效为36个电池单体温度。

本实施例提供的电池箱包括：电池包，电池包包括多个电芯，多个电芯中的至少部分电芯通过导体连接实现并联；第一温度传感器，设置于导体，第一温度传感器被配置为采集导体的温度值，从而确定通过导体连接的并联的至少部分电芯的第一温度值。通过上述方式，可以减少电池箱内的温度传感器的数量，进而使得温度传感器与温度采集板的连线(通道)减少，从而能够减少电池箱内的布线。

具体地，温度传感器的数量减少、线束减少可以降低电池箱的成本；线束减少进而降低箱内布线的复杂度，降低了整个系统故障的可能性；将日常温度监控和过温保护独立运行，保证单一系统的稳定性。

参阅图6，图6是本申请提供的交通工具一实施例的结构示意图，该交通工具200包括如上述实施例中介绍的电池箱100。

其中，该交通工具200可以是电动汽车、船舶等。

在本申请所提供的几个实施方式中，应该理解到，所揭露的方法以及设备，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的设备实施方式仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施方式方案的目的。

另外，在本申请各个实施方式中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

以上所述仅为本申请的实施方式，并非因此限制本申请的专利范围，凡是根据本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种电池箱，其特征在于，所述电池箱包括：

电池包，所述电池包包括多个电芯，多个所述电芯中的至少部分电芯通过导体连接实现并联；

第一温度传感器，设置于所述导体，所述第一温度传感器被配置为采集所述导体的温度值，从而确定通过所述导体连接的并联的至少部分所述电芯的第一温度值。

2.根据权利要求1所述的电池箱，其特征在于，

所述电池箱还包括：

第二温度传感器，设置于所述导体，所述第二温度传感器被配置为采集所述导体的温度值，从而确定通过所述导体连接的并联的至少部分所述电芯的第二温度值；

其中，所述第一温度值作为所述电池箱的运行监控数据，所述第二温度值作为所述电池箱的过温保护数据。

3.根据权利要求2所述的电池箱，其特征在于，

所述第一温度传感器和所述第二温度传感器设置于所述导体连接的并联的至少部分所述电芯的中间位置。

4.根据权利要求3所述的电池箱，其特征在于，

所述导体连接的并联的至少部分所述电芯的数量为奇数个，所述第一温度传感器和所述第二温度传感器对应并联的奇数个所述电芯的中间电芯设置。

5.根据权利要求4所述的电池箱，其特征在于，

所述电池包包括12个所述电芯，12个所述电芯划分为4组，每组的3个所述电芯并联，4组所述电芯串联；

其中，每组的3个所述电芯均包括一个所述第一温度传感器和一个所述第二温度传感器，所述第一温度传感器和所述第二温度传感器对应每组的3个所述电芯的中间电芯设置。

6.根据权利要求5所述的电池箱，其特征在于，

所述电池箱包括：

第一导体，所述第一导体连接第1组的3个所述电芯的第一电极；

第二导体，所述第二导体连接第1组的3个所述电芯的第二电极、以及第2组的3个所述电芯的第一电极；

第三导体，所述第三导体连接第2组的3个所述电芯的第二电极、以及第3组的3个所述电芯的第一电极；

第四导体，所述第四导体连接第3组的3个所述电芯的第二电极、以及第4组的3个所述电芯的第一电极；

第五导体，所述第五导体连接第4组的3个所述电芯的第二电极。

7.根据权利要求2所述的电池箱，其特征在于，

所述电池箱还包括：

第一温度采集板，所述第一温度采集板连接所述第一温度传感器；

第二温度采集板，所述第二温度采集板连接所述第二温度传感器。

8.根据权利要求2所述的电池箱，其特征在于，

所述第一温度传感器和所述第二温度传感器为负温度系数热敏电阻。

9.根据权利要求1所述的电池箱，其特征在于，

所述导体为铝排。

10.一种交通工具，其特征在于，所述交通工具包括如权利要求1-9任一项所述的电池箱。

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