CN220341298U - 电池包及电池包组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种电池包及电池包组件，包括多个电芯和信号接收器，多个电芯中每个电芯上均设有数据采集芯片，信号接收器与数据采集芯片通信连接，数据采集芯片被配置为采集每个电芯的电芯参数，并将电芯参数传输至信号接收器，信号接收器被配置为将电芯参数传输至外部设备。本实用新型的电池包的每个电芯上均集成有数据采集芯片，可以高精度监测每个电芯的工作状态，提升电池包的主动控制及监测能力，并且由于电池包与数据采集芯片之间可以通过无线信号进行通信，可以减少线束的使用，降低电池包的成本和因导线故障而引起的电池包损坏的风险。

Description

电池包及电池包组件

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，具体涉及一种电池包及电池包组件。

背景技术

电池包是电动载具的核心动力来源，电动载具在使用过程中需要对电池包中电芯的电芯参数(电压、温度、电流等)进行实时、准确地检测，以确保电动载具正常运行。

相关技术的电池包通过电池管理系统(Battery Management System，BMS)采集电池包中电芯的电芯参数，由于电池管理系统无法对所有电芯的电芯参数进行采集与监控，导致现有方式无法及时准确地监测电池包的工况。

实用新型内容

本实用新型的实施例提供了一种电池包及电池包组件，可以高精度监测每个电芯的工作状态，提升电池包的主动控制及监测能力，并且可以减少线束的使用，降低电池包的成本和因导线故障而引起的电池包损坏的风险。

第一方面，本实用新型的实施例提供了一种电池包，包括多个电芯和信号接收器，多个所述电芯中每个电芯上均设有数据采集芯片，所述信号接收器与所述数据采集芯片通信连接，所述数据采集芯片被配置为采集每个所述电芯的电芯参数，并将所述电芯参数传输至所述信号接收器，所述信号接收器被配置为将所述电芯参数传输至外部设备。

在一实施例中，多个所述电芯相互连接形成第一电芯组和第二电芯组，所述第一电芯组和所述第二电芯组沿第一方向堆叠设置，所述第一电芯组中的电芯和所述第二电芯组中的电芯均沿第二方向堆叠设置，所述第一方向与所述第二方向垂直。

在一实施例中，所述第一电芯组中第M个电芯对应的数据采集芯片设置于所述第M个电芯远离所述第二电芯组的一侧，所述第一电芯组中第N个电芯对应的数据采集芯片设置于所述第N个电芯靠近所述第二电芯组的一侧，其中，M和N均为正整数，且M为奇数，N为偶数。

在一实施例中，所述第二电芯组中第R个电芯对应的数据采集芯片设置于所述第R个电芯靠近所述第一电芯组的一侧，所述第二电芯组中第S个电芯对应的数据采集芯片设置于所述第S个电芯远离所述第一电芯组的一侧，其中，R和S均为正整数，且R为奇数，S为偶数。

在一实施例中，还包括盖板和底板，所述盖板和所述底板围合形成框架结构，多个所述电芯、所述数据采集芯片及所述信号接收器置于所述框架结构中。

在一实施例中，还包括绝缘板，所述绝缘板置于所述框架结构中，所述绝缘板设置于多个所述电芯上方，所述数据采集芯片设置于每个所述电芯靠近所述绝缘板的一面，所述信号接收器设置于所述绝缘板靠近多个所述电芯的一面。

在一实施例中，所述数据采集芯片包括数据采集单元和通信单元，所述数据采集单元与所述通信单元通信连接，所述通信单元与所述信号接收器通信连接，所述数据采集单元被配置为采集每个所述电芯的电芯参数，所述通信单元被配置为与所述信号接收器进行通信以将所述电芯参数传输至所述信号接收器。

在一实施例中，所述数据采集芯片还包括处理单元和控制单元，所述处理单元与所述数据采集单元通信连接，所述控制单元与所述处理单元通信连接，所述处理单元被配置为与所述数据采集单元进行通信以获取所述电芯参数，并对所述电芯参数进行处理，所述控制单元被配置为与所述处理单元进行通信以获取所述电芯参数的处理结果，并基于所述处理结果控制每个所述电芯的工作状态。

在一实施例中，所述数据采集芯片还包括存储单元，所述存储单元与所述处理单元通信连接，所述存储单元被配置为存储所述电芯参数和所述电芯参数的处理结果。

第二方面，本实用新型的实施例提供了一种电池包组件，包括第一方面所述的电池包。

本实用新型的实施例的有益效果：

在本实用新型的实施例中，电池包的每个电芯上均集成有数据采集芯片，可以高精度监测每个电芯的工作状态，提升电池包的主动控制及监测能力；通过数据采集芯片采集电芯的电芯参数，电池包与数据采集芯片之间可以通过无线信号进行通信，减少了线束的使用，降低了电池包的成本和因导线故障而引起的电池包损坏的风险；将电芯参数通过信号接收器传输至外部设备，可以避免电池包箱盖对无线信号的屏蔽影响。

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是本实用新型的实施例提供的电池包的结构示意图；

图2是本实用新型的实施例提供的单个电芯的结构示意图；

图3是本实用新型的实施例提供的第一电芯组和第二电芯组的结构示意图；

图4是本实用新型的实施例提供的数据采集芯片的结构示意图。

附图标记说明如下：

100、电芯；200、数据采集芯片；300、盖板；400、底板；500、绝缘板；110、第一电芯组；120、第二电芯组。

具体实施方式

为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

发明人经研究发现，相关技术的电池包通过电池管理系统(Battery ManagementSystem，BMS)对电池包中电芯的电芯参数进行采集，该方式存在以下问题：①传统的电池管理系统无法对所有电芯的电芯参数进行采集与监控，由于缺乏对各个电芯精确的监控，无法及时准确地监测电池包工况并预测电池包故障风险；②电池包与电池管理系统需要通过线束连接，线束排线复杂繁琐，并且过多的连接线束会增大因导线故障而引起的电池包损坏的风险，进而增加电池包整体的成本；③电池管理系统采集电芯参数时存在滞后性，欠缺主动控制和自主检测的能力。

为了解决上述至少一个问题，如图1～3所示，本实施例提供一种电池包，该电池包包括：多个电芯100和信号接收器，多个电芯100中每个电芯100上均设有数据采集芯片200，信号接收器与数据采集芯片200通信连接，数据采集芯片200被配置为采集每个电芯100的电芯参数(如电压、温度、电流等)，并将采集到的电芯参数传输至信号接收器，再由信号接收器将电芯参数传输至外部设备。其中，数据采集芯片200与信号接收器之间可以通过近场通讯技术(Near Field Communication，NFC)进行通信，信号接收器与外部设备之间可以采用单根线束进行通信。本实施例中电池包的每个电芯100上均集成有数据采集芯片200，可以高精度监测每个电芯100的工作状态，提升电池包的主动控制及监测能力；通过数据采集芯片200采集电芯100的电芯参数，电池包与数据采集芯片200之间可以通过无线信号进行通信，减少了线束的使用，降低了电池包的成本和因导线故障而引起的电池包损坏的风险；将电芯参数通过信号接收器传输至外部设备，可以避免电池包箱盖对无线信号的屏蔽影响。

进一步地，外部设备接收到电芯参数后，可以将电芯参数传输至其他外部设备或云端，再由外部设备或云端对电芯参数进行数据存储和数据处理，从而实现对电池包中电芯100的实时监控与管理。通过云端大数据收集电芯参数，有助于搭建诊断管理系统，为维护及设计方面反馈信息。

继续参照图3所示，多个电芯100相互连接形成第一电芯组110和第二电芯组120，第一电芯组110和第二电芯组120沿第一方向堆叠设置，第一电芯组110中的电芯沿第二方向堆叠设置，第二电芯组120中的电芯也沿第二方向堆叠设置，其中，第一方向与第二方向垂直。例如，第一电芯组110中包括电芯100A、电芯100B和电芯100C，第二电芯组120中包括电芯100D、电芯100E和电芯100F，第一电芯组110和第二电芯组120沿Y方向堆叠设置，电芯100A、电芯100B和电芯100C沿X方向堆叠设置，电芯100D、电芯100E和电芯100F也沿X方向堆叠设置。

在一具体实施例中，如图3所示，第一电芯组110中第M个电芯100对应的数据采集芯片200设置于第M个电芯100远离第二电芯组120的一侧，第一电芯100组中第N个电芯100对应的数据采集芯片200设置于第N个电芯100靠近第二电芯组120的一侧，其中，M和N均为正整数，且M为奇数，N为偶数。例如，第一电芯组110中包括四个电芯，第一个电芯100对应的数据采集芯片200设置于第一个电芯100远离第二电芯组120的一侧，第二个电芯100对应的数据采集芯片200设置于第二个电芯100靠近第二电芯组120的一侧，第三个电芯100对应的数据采集芯片200设置于第三个电芯100远离第二电芯组120的一侧，第四个电芯100对应的数据采集芯片200设置于第四个电芯100靠近第二电芯组120的一侧。

进一步地，继续参照图3所示，第二电芯组120中第R个电芯100对应的数据采集芯片200设置于第R个电芯100靠近第一电芯组110的一侧，第二电芯组120中第S个电芯100对应的数据采集芯片200设置于第S个电芯100远离第一电芯组110的一侧，其中，R和S均为正整数，且R为奇数，S为偶数。例如，第二电芯组120中也包括四个电芯100，第一个电芯100对应的数据采集芯片200设置于第一个电芯100靠近第一电芯组110的一侧，第二个电芯100对应的数据采集芯片200设置于第二个电芯100远离第一电芯组110的一侧，第三个电芯100对应的数据采集芯片200设置于第三个电芯100靠近第一电芯组110的一侧，第四个电芯100对应的数据采集芯片200设置于第四个电芯100远离第一电芯组110的一侧。此种设置方式，可以保证数据采集芯片200空间分布的均匀性，避免因数据采集芯片200集中在多个电芯100的一侧造成信号干扰，同时可以避免相邻电芯100上的数据采集芯片200与信号接收器通过近场通讯技术进行通信时相互干扰。

在另一具体实施例中，第一电芯组110中第M个电芯100对应的数据采集芯片200设置于第M个电芯100靠近第二电芯组120的一侧，第一电芯组11中第N个电芯100对应的数据采集芯片200设置于第N个电芯100远离第二电芯组120的一侧。第二电芯组120中第R个电芯100对应的数据采集芯片200设置于第R个电芯100远离第一电芯组110的一侧，第二电芯组120中第S个电芯100对应的数据采集芯片200设置于第S个电芯100靠近第一电芯组110的一侧。此种设置方式，同样可以保证数据采集芯片200空间分布的均匀性，避免因数据采集芯片200集中在电芯100的一侧造成信号干扰，同时可以避免相邻电芯100上的数据采集芯片200与信号接收器通过近场通讯技术进行通信时相互干扰。

继续参照图1所示，电池包还包括盖板300和底板400，盖板300和底板400围合形成框架结构，多个电芯100、数据采集芯片200及信号接收器置于框架结构中。通过盖板300和底板400围合形成的框架结构，可以将多个电芯100与外界隔离，提高电池包的工作稳定性与安全性。

在一具体实施例中，继续参照图1所示，电池包还包括绝缘板500，绝缘板500设置于盖板300和底板400围合形成的框架结构中，且位于多个电芯100上方。其中，绝缘板500由绝缘材质制成，绝缘板500可以起到绝缘作用，避免多个电芯100发生短路现象。

进一步地，为了保证数据采集芯片200与每个电芯100之间能够正常进行通信，数据采集芯片200设置于每个电芯100靠近绝缘板500的一面，信号接收器设置于绝缘板500靠近多个电芯100的一面，即数据采集芯片200设置于每个电芯100上，信号接收器设置于绝缘板500上，且数据采集芯片200和信号接收器位于绝缘板500和多个电芯100之间。更进一步地，信号接收器可以设置于绝缘板500靠近多个电芯100的一面的中心区域。

在一具体实施例中，参照图4所示，数据采集芯片200包括数据采集单元210和通信单元220，数据采集单元210与通信单元220通信连接，通信单元220与信号接收器通信连接，数据采集单元210被配置为采集每个电芯100的电芯参数，通信单元220被配置为与信号接收器进行通信以将电芯参数传输至信号接收器。也就是说，数据采集芯片200进行电芯参数采集时，是通过数据采集单元210采集电芯100的电芯参数，并通过通信单元220将采集到的电芯参数传输至外部设备。

进一步地，继续参照图4所示，数据采集芯片200还包括处理单元230和控制单元240，处理单元230与数据采集单元210通信连接，控制单元240与处理单元230通信连接，处理单元230被配置为与数据采集单元210进行通信以获取电芯参数，并对电芯参数进行处理，控制单元240被配置为与处理单元230进行通信以获取电芯参数的处理结果，并基于处理结果控制每个电芯100的工作状态。

具体地，数据采集单元210采集到电芯参数后，将电芯参数传输至处理单元230，处理单元230根据不同类型的电芯参数，可以采用不同的模型(如电化学模型、等效电路模型、经验模型等)进行SOX(包括SOC(State Of Charge，电量状态)、SOE(State Of Energe，能量状态)、SOF(State Of Function，功能状态)和SOH(State Of Health，健康状态))的计算，得到电芯参数的处理结果，并将电芯参数的处理结果传输至控制单元240，控制单元240会基于处理结果判断电芯100是否存在异常，当判断电芯100存在异常时，控制该单个电芯100停止工作。

进一步地，继续参照图4所示，数据采集芯片200还包括存储单元250，存储单元250与处理单元230通信连接，存储单元被配置为存储电芯参数和电芯参数的处理结果。具体地，处理单元230对电芯参数进行处理得到电芯参数的处理结果后，会将电芯参数和电芯参数的处理结果传输至存储单元250进行存储。

本实施例还提供一种电池包组件，其包括上述所述的电池包，电池包的每个电芯100上均集成有数据采集芯片200，可以高精度监测每个电芯100的工作状态，提升电池包的主动控制及监测能力；通过数据采集芯片200采集电芯100的电芯参数，电池包与数据采集芯片200之间可以通过无线信号进行通信，减少了线束的使用，降低了电池包的成本和因导线故障而引起的电池包损坏的风险；将电芯参数通过信号接收器传输至外部设备，可以避免电池包箱盖对无线信号的屏蔽影响。

以上对本实用新型实施例进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (10)

1.一种电池包，其特征在于，包括多个电芯和信号接收器，多个所述电芯中每个电芯上均设有数据采集芯片，所述信号接收器与所述数据采集芯片通信连接，所述数据采集芯片被配置为采集每个所述电芯的电芯参数，并将所述电芯参数传输至所述信号接收器，所述信号接收器被配置为将所述电芯参数传输至外部设备。

2.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，多个所述电芯相互连接形成第一电芯组和第二电芯组，所述第一电芯组和所述第二电芯组沿第一方向堆叠设置，所述第一电芯组中的电芯和所述第二电芯组中的电芯均沿第二方向堆叠设置，所述第一方向与所述第二方向垂直。

3.根据权利要求2所述的电池包，其特征在于，所述第一电芯组中第M个电芯对应的数据采集芯片设置于所述第M个电芯远离所述第二电芯组的一侧，所述第一电芯组中第N个电芯对应的数据采集芯片设置于所述第N个电芯靠近所述第二电芯组的一侧，其中，M和N均为正整数，且M为奇数，N为偶数。

4.根据权利要求3所述的电池包，其特征在于，所述第二电芯组中第R个电芯对应的数据采集芯片设置于所述第R个电芯靠近所述第一电芯组的一侧，所述第二电芯组中第S个电芯对应的数据采集芯片设置于所述第S个电芯远离所述第一电芯组的一侧，其中，R和S均为正整数，且R为奇数，S为偶数。

5.根据权利要求1至4任一项所述的电池包，其特征在于，还包括盖板和底板，所述盖板和所述底板围合形成框架结构，多个所述电芯、所述数据采集芯片及所述信号接收器置于所述框架结构中。

6.根据权利要求5所述的电池包，其特征在于，还包括绝缘板，所述绝缘板置于所述框架结构中，所述绝缘板设置于多个所述电芯上方，所述数据采集芯片设置于每个所述电芯靠近所述绝缘板的一面，所述信号接收器设置于所述绝缘板靠近多个所述电芯的一面。

7.根据权利要求1至4任一项所述的电池包，其特征在于，所述数据采集芯片包括数据采集单元和通信单元，所述数据采集单元与所述通信单元通信连接，所述通信单元与所述信号接收器通信连接，所述数据采集单元被配置为采集每个所述电芯的电芯参数，所述通信单元被配置为与所述信号接收器进行通信以将所述电芯参数传输至所述信号接收器。

8.根据权利要求7所述的电池包，其特征在于，所述数据采集芯片还包括处理单元和控制单元，所述处理单元与所述数据采集单元通信连接，所述控制单元与所述处理单元通信连接，所述处理单元被配置为与所述数据采集单元进行通信以获取所述电芯参数，并对所述电芯参数进行处理，所述控制单元被配置为与所述处理单元进行通信以获取所述电芯参数的处理结果，并基于所述处理结果控制每个所述电芯的工作状态。

9.根据权利要求8所述的电池包，其特征在于，所述数据采集芯片还包括存储单元，所述存储单元与所述处理单元通信连接，所述存储单元被配置为存储所述电芯参数和所述电芯参数的处理结果。

10.一种电池包组件，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的电池包。