CN220821679U - 一种电池管理系统及电动车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种电池管理系统及电动车辆。其中，电池管理系统包括：主机；电池包，所述电池包内设置有多个相互连接的电芯；多个第一采集芯片，分别与各所述电芯对应连接，各所述第一采集芯片之间级联连接；两组第二采集芯片，分别与所述主机和所述多个所述第一采集芯片级联连接。本实用新型实施例的电池管理系统通过将与主机练级的第二采集芯片和电芯上的第一采集芯片直接连接，有效减少了电池模组内部的线束，降低了成本。

Description

一种电池管理系统及电动车辆

技术领域

本实用新型涉及新能源技术领域，具体涉及一种电池管理系统及电动车辆。

背景技术

目前的电车辆的电池管理系统中通常包括串联或者并联连接的多个电池包、与电池包分别对应连接的多个从机以及与多个从机连接的主机。其中，电池包内设置有多个电芯，从机中设置有多个用于采集电芯信息的模拟前端，为了将模拟前端与电芯连接，需要使用多组柔性电路板分别连接电芯，并将多组柔性电路板连接至接插件，然后通过多组线束连接接插件和从机中的模拟前端，以使模拟前端可以采集电芯的信息，同时从机和主机之间还需要设置线束传输电芯的信息。这种电池管理系统中需要设置多个从机，占据了电池模组中大量的空间，使得电池包的整体能量密度降低。由于从机中多个模拟前端需要分别通过线束与接插件连接，同时接插件还需要通过多个柔性电路板与电芯连接，使得电池模组内线束较多，生产成本较高。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种电池管理系统及电动车辆，能够有效提高电池包能量密度，减少电池包内线束，降低生产成本。

为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：

一方面，本实用新型提供一种电池管理系统，包括：主机、电池包、多个第一采集芯片以及两组第二采集芯片。其中，电池包内设置有多个相互连接的电芯；多个第一采集芯片分别与各电芯对应连接，各第一采集芯片之间级联连接；两组第二采集芯片分别与主机和多个第一采集芯片级联连接。

根据本实用新型的电池管理系统，通过在每一电芯上分别设置第一采集芯片，并将第一采集芯片直接与主机中的第二采集芯片通过级联连接的方式直接连接，从而可以节省大量线束，同时提高电芯组成电池包的灵活度，增加能量密度。

在本实用新型的一个实施例中，电芯通过柔性电路板相互连接。通过在多个电芯上设置柔性电路板，并通过柔性电路板传递电芯的信息，可以有效节省线束。

在本实用新型的一个实施例中，第一采集芯片设置在柔性电路板上，并通过柔性电路板与电芯对应连接。通过将第一采集芯片设置在柔性电路板上，采集芯片之间可以通过柔性电路板实现级联连接，进而进行通信，进一步节省了线束。

在本实用新型的一个实施例中，第一采集芯片与柔性电路板焊接连接。也就是说，无需设置接插件，在增加了电芯空间的同时，节省了线束。

在本实用新型的一个实施例中，各第一采集芯片之间通过差分信号通信。

在本实用新型的一个实施例中，主机中设置有微处理芯片，第二采集芯片通过串行外设接口与微处理芯片连接。

在本实用新型的一个实施例中，第二采集芯片通过数字输入输出电路与第一采集芯片连接。

在本实用新型的一个实施例中，第二采集芯片与第一采集芯片通过差分信号通信。

第二方面，本实用新型还提供一种电动车辆，包括上述实施例中任一项的电池管理系统。

本实用新型的上述技术方案至少具有如下有益效果之一：

本实用新型的电池管理系统，通过在每一电芯上分别设置第一采集芯片，并将第一采集芯片直接与主机中的第二采集芯片通过级联连接的方式直接连接，从而可以在稳定采集电芯信息的同时，节省大量线束，此外，由于省去了从机，可以在电池包中容纳更多的电芯，提高电芯组成电池包的灵活度，增加能量密度。

附图说明

图1为一些实施例中电池管理系统的结构示意图；

图2为本实用新型实施例的电池管理系统的结构示意图；

图3为本实用新型实施例的电池管理系统的另一结构示意图；

图4为本实用新型实施例的电池管理系统的模块示意图。

附图标记：100、主机；101、线束；110、微处理芯片；200、从机；201、柔性电路板；210、接插件；220、模拟前端；230、电池包；300、电芯；400、第一采集芯片；500、第二采集芯片。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例的附图，对本实用新型实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本实用新型的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

为便于对本实用新型技术方案的理解，首先对本实用新型所要解决的技术问题进行说明。

参考图1，图1为目前一些实施例中电池管理系统的结构示意图。如图1所示，管理系统包括主机100、与主机100连接的从机200。其中，从机200内部设置有多个用于测量电池包230中的电芯300相关信息的模拟前端220，为了将模拟前端220与电芯300连接，可以在各个电芯300之间设置柔性电路板201，并从柔性电路板201上引出通信线连接至接插件210，然后将接插件210通过多根线束101连接至模拟前端220。其中每两根线束101与一个电芯300对应。此时，每一模拟前端220可以收集与接插件210连接的多个电芯300的相关信息。但由于需要设置接插件210，以及与接插件210连接的从机200，需要在电池包230内部设置大量线束101，增加了生产成本。此外，由于需要使用接插件210同时连接从机200中的模拟前端220和电池包230中的电芯300，在生产、组装和测试中，若插拔接插件210中的线束101(热插拔)时，容易对模拟前端220和电芯300造成损害，甚至烧掉插拔件和元器件，存在安全隐患，降低了电池的使用寿命。

下面首先结合附图具体描述根据本实用新型实施例的一种电池管理系统。

参考图2，图2为本实用新型实施例的电池管理系统的结构示意图。如图2所示，本实用新型实施例电池管理系统包括：主机100、电池包230、多个第一采集芯片400以及两组第二采集芯片500。其中，电池包230内设置有多个相互连接的电芯300；多个第一采集芯片400分别与各电芯300对应连接，各第一采集芯片400之间级联连接；两组第二采集芯片500分别与主机100和多个第一采集芯片400级联连接。

根据本实用新型实施例的电池管理系统，通过在每一电芯300上分别设置第一采集芯片400，并且各第一采集芯片400之间通过级联连接的方式进行通信，由首尾两端的两组第一采集芯片400与主机100中的两组第二采集芯片500通过线束101进行级联连接。也就是说，第一采集芯片400和第二采集芯片500之间通过菊花链的方式连接，两组相邻的第一采集芯片400之间串联连接，并通过首尾两端的两组第一采集芯片400分别与主机100中的两组第二采集芯片500连接，进而将每一第一采集芯片400采集的电芯300的数据传送至主机100。由于无需设置接插件210和从机200，也无需设置接插件210与从机200之间的大量线束101，从而有效节省了电池管理系统的生成成本。同时，通过取消接插件210和从机200，省去了接插件210和从机200的占用空间，提高电芯300组成电池包230的灵活度，可以通过增加电芯300的数量或体积，进而提高了电池包230的能量密度。同时，通过取消接插件210，电芯300和第一采集芯片400之间、第一采集芯片400和主机100中的第二采集芯片500之间无需进行热插拔，减少了安全隐患，提高了电池模组的使用寿命。

参考图2和图3，图3为本实用新型实施例的电池管理系统的另一结构示意图。如图2和图3所示，在本实用新型的一个实施例中，电芯300通过柔性电路板201相互连接。

通过在多个电芯300上设置整块柔性电路板201，并通过柔性电路板201传递电芯300的信息，从而无需分别在电芯300两端设置柔性电路板201，并通过引出通信线的方式进行连接，可以有效节省线束101。

如图2和图3所示，在本实用新型的一个实施例中，第一采集芯片400设置在柔性电路板201上，并通过柔性电路板201与电芯300对应连接。

通过将第一采集芯片400设置在柔性电路板201上，采集芯片之间可以直接通过柔性电路板201实现级联连接，进而进行通信。由于无需通过接插件210进行统一中转，从而省去了接插件210与第一采集芯片400以及接插件210与从机200之间的大量线束101，有效节省了成本。

在本实用新型的一个实施例中，第一采集芯片400与柔性电路板201焊接连接。也就是说，第一采集芯片400直接通过柔性电路板201获取电芯300的信息，无需从柔性电路板201上引出通信线以及设置接插件210，即可通过菊花链将电芯300的信息传递至主机100，进而省去了从机200，在增加了电芯300空间的同时，节省了线束101。此外，电芯300和第一采集芯片400之间无需进行热插拔，减少了安全隐患，提高了电池模组的使用寿命。

在本实用新型的一个实施例中，各第一采集芯片400之间通过差分信号通信。差分信号抗干扰能力强，在各第一采集芯片400通过菊花链进行通信时，可以避免采集的电芯300信息丢失。

参考图4，图4为本实用新型实施例的电池管理系统的模块示意图。如图4所示，在本实用新型的一个实施例中，主机100中设置有微处理芯片，第二采集芯片500通过串行外设接口(Serial Peripheral Interface，SPI)与微处理芯片110连接。

在本实用新型的一些实施例中，第一采集芯片400和第二采集芯片500可以是同一种芯片，并可以采集电芯的电压、电流以及电化学阻抗等数据，例如，第一采集芯片400和第二采集芯片500可以是DNB1168芯片。第二采集芯片500可以将第一采集芯片400采集的电芯300的电芯300信息通过串行外设接口传输给主机100中的微处理芯片110，由于串行外设接口速度快，可靠性高，可以稳定地传输多个电芯300的信息。

在本实用新型的一个实施例中，第二采集芯片500设置有数字输入输出电路，并通过数字输入输出电路连接线束101，进而与第一采集芯片400连接。数字输入输出电路稳定性好，第二采集芯片500通过数字输入输出电路与第一采集芯片400连接，提升了数据传输的稳定性，同时数字信号还便于微处理芯片110进行信息处理，提高了处理速度。此外，由于第一采集芯片400和第二采集芯片500之间通过线束101连接，无需进行热插拔，进一步减小了安全隐患。

在本实用新型的一个实施例中，第二采集芯片500与第一采集芯片400通过差分信号通信。由于差分信号抗干扰能力强，在第二采集芯片500与第一采集芯片400通过菊花链进行通信时，可以避免采集的电芯300信息丢失。

本实用新型的电池管理系统，通过在每一电芯300上分别设置第一采集芯片400，并将第一采集芯片400直接与主机100中的第二采集芯片500通过级联连接的方式直接连接，从而可以节省大量线束101，同时提高电芯300组成电池包230的灵活度，增加能量密度。

本实用新型还提供一种电动车辆，包括上述实施例中的电池管理系统，具体可以参考图1-图4所解释的电池管理系统，此处不再赘述。

除非另作定义，本实用新型中使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本实用新型中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也相应地改变。

以上是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种电池管理系统，其特征在于，包括：

主机；

电池包，所述电池包内设置有多个相互连接的电芯；

多个第一采集芯片，分别与各所述电芯对应连接，各所述第一采集芯片之间级联连接；

两组第二采集芯片，分别与所述主机和多个所述第一采集芯片级联连接。

2.根据权利要求1所述的电池管理系统，其特征在于，所述电芯通过柔性电路板相互连接。

3.根据权利要求2所述的电池管理系统，其特征在于，所述第一采集芯片设置在所述柔性电路板上，并通过所述柔性电路板与所述电芯对应连接。

4.根据权利要求3所述的电池管理系统，其特征在于，所述第一采集芯片与所述柔性电路板焊接连接。

5.根据权利要求3所述的电池管理系统，其特征在于，各所述第一采集芯片之间通过差分信号通信。

6.根据权利要求1所述的电池管理系统，其特征在于，所述主机中设置有微处理芯片，所述第二采集芯片通过串行外设接口与所述微处理芯片连接。

7.根据权利要求1所述的电池管理系统，其特征在于，所述第二采集芯片通过数字输入输出电路与所述第一采集芯片连接。

8.根据权利要求6所述的电池管理系统，其特征在于，所述第二采集芯片与所述第一采集芯片通过差分信号通信。

9.一种电动车辆，其特征在于，包括权利要求1-8任一项所述的电池管理系统。