CN220842267U - 电池管理系统单元以及电动车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出一种电池管理系统单元以及电动车辆，其中的电池管理系统单元包括：电池管理系统BMS，与BMS连接的电池采样芯片，铅酸蓄电池，电压互感器，以及电池包；铅酸蓄电池，通过电压互感器与电池采样芯片连接，用于为电池采样芯片供电；电池采样芯片，通过采样线与电池包中的电芯连接，用于采集电芯的电压以及温度；BMS，用于根据电芯的电压以及温度，对电芯进行控制处理，其中的电池采样芯片，通过铅酸蓄电池以及电压互感器进行供电处理，确保电池采样芯片的供电电压的稳定性，避免电池采样芯片损坏，提高电池采样芯片的使用效率。

Description

电池管理系统单元以及电动车辆

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，尤其涉及一种电池管理系统单元以及电动车辆。

背景技术

目前的电池管理系统单元中包括电池管理系统BMS。其中，BMS连接有多个电池采样芯片。电池采样芯片采用电池包中的电池模组进行供电处理，并对该电池模组中的电芯进行电压以及温度采样处理。其中，在出现采样失效情况时，一般需要对电池采样芯片进行交叉验证，以确定失效原因为芯片失效还是采样线失效。

其中，交叉验证时，会对需要验证的电池采样芯片，采用其他的电池模组进行供电以及采样处理，验证过程中电池采样芯片的供电电压会发生变化，可能导致电池采样芯片损坏，降低电池采样芯片的使用效率。

实用新型内容

本实用新型旨在从一定程度上解决相关技术中的技术问题。

为此，本实用新型的第一个目的在于提出一种电池管理系统单元，其中的电池采样芯片，通过铅酸蓄电池以及电压互感器进行供电处理，确保交叉验证时供电电压的稳定性，避免电池采样芯片损坏，提高电池采样芯片的使用效率。

本实用新型的第二个目的在于提出一种电动车辆。

为达到上述目的，本实用新型第一方面实施例提出了一种电池管理系统单元，包括：电池管理系统BMS，与所述BMS连接的电池采样芯片，铅酸蓄电池，电压互感器，以及电池包；所述铅酸蓄电池，通过所述电压互感器与所述电池采样芯片连接，用于为所述电池采样芯片供电；所述电池采样芯片，通过采样线与所述电池包中的电芯连接，用于采集所述电芯的电压以及温度；所述BMS，用于根据所述电芯的电压以及温度，对所述电芯进行控制处理。

根据本实用新型实施例的电池管理系统单元，其中的电池采样芯片，通过铅酸蓄电池以及电压互感器进行供电处理，确保电池采样芯片的供电电压的稳定性，避免电池采样芯片损坏，提高电池采样芯片的使用效率。

另外，本实用新型第一方面实施例提出的电池管理系统单元还可以具有如下附加的技术特征：

根据本实用新型的一个实施例，所述铅酸蓄电池与所述电压互感器的连接线上设置有第一开关，所述电压互感器与所述电池采样芯片的连接线上设置有第二开关；所述第一开关与所述第二开关均闭合时，所述铅酸蓄电池为所述电池采样芯片供电；所述第一开关或者所述第二开关断开时，所述铅酸蓄电池停止为所述电池采样芯片供电。

根据本实用新型的一个实施例，所述电池管理系统单元中还包括：电压转换器；所述电池包，通过所述电压转换器与所述电池采样芯片连接，用于为所述电池采样芯片供电。

根据本实用新型的一个实施例，所述电压转换器与所述电池采样芯片的连接线上设置有第三开关；其中，所述第三开关闭合时，所述电池包为所述电池采样芯片供电；所述第三开关断开时，所述电池包停止为所述电池采样芯片供电。

根据本实用新型的一个实施例，所述第一开关、所述第二开关以及所述第三开关的状态，为以下任意一种组合：所述第一开关和所述第二开关均闭合，且所述第三开关断开；所述第一开关和所述第二开关中的至少一个断开，且所述第三开关闭合。

根据本实用新型的一个实施例，所述电池包中包括多个串联的电芯；所述铅酸蓄电池，与串联的多个二极管连接；多个所述二极管与多个所述电芯一一对应；其中，铅酸蓄电池，通过第四开关，与串联的多个二极管连接；所述二极管以及所述二极管对应的电芯，通过第五开关连接；其中，所述第四开关以及至少一个所述第五开关闭合时，所述铅酸蓄电池为所述第五开关连接的电芯进行充电处理。

根据本实用新型的一个实施例，所述二极管的正极端点，与所述二极管对应的电芯的正极端点，通过所述第五开关连接。

根据本实用新型的一个实施例，所述电池包与所述铅酸蓄电池连接，用于对所述铅酸蓄电池进行充电处理。

根据本实用新型的一个实施例，所述铅酸蓄电池的标定电压为12V。

为达到上述目的，本实用新型第二方面实施例提出了一种电动车辆，包括第一方面实施例中的电池管理系统单元。

本实用新型实施例的电动车辆中的电池管理系统单元，其中的电池采样芯片，通过铅酸蓄电池以及电压互感器进行供电处理，确保电池采样芯片的供电电压的稳定性，避免电池采样芯片损坏，提高电池采样芯片的使用效率。

本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本实用新型实施例的电池管理系统单元的结构示意图；

图2是根据本实用新型实施例的电池管理系统单元的详细示意图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

下面参考附图描述本实用新型实施例的电池管理系统单元以及电动车辆。

图1是根据本实用新型实施例的电池管理系统单元的结构示意图。

如图1所示，本实用新型实施例的电池管理系统单元，包括：电池管理系统BMS 11，与所述BMS 11连接的电池采样芯片12，铅酸蓄电池13，电压互感器14，以及电池包15；

所述铅酸蓄电池13，通过所述电压互感器14与所述电池采样芯片12连接，用于为所述电池采样芯片供电；

所述电池采样芯片12，通过采样线与所述电池包15中的电芯连接，用于采集所述电芯的电压以及温度；

所述BMS 11，用于根据所述电芯的电压以及温度，对所述电芯进行控制处理。

其中，电池采样芯片12例如可以为AFE芯片。其中，针对每个电芯，AFE芯片可以采集电芯两端的电压；还可以与电芯上设置的温度传感器交互，获取温度传感器采集得到的电芯的温度。

其中，铅酸蓄电池，可以为电池管理系统单元所属的电动车辆上，位于引擎盖底下的铅酸蓄电池。电动车辆上的该铅酸蓄电池，用于为电动车辆上的低压用电器供电。其中，电动车辆上的低压用电器，例如，中控屏、低压控制器等。该铅酸蓄电池上可以引并联的电线出来，通过电压互感器为电池采样芯片供电。

其中，铅酸蓄电池与电压互感器的连接可以如图2所示，图2是根据本实用新型实施例的电池管理系统单元的详细示意图。在图2中，电压互感器可以由两个互感的电感线圈组成，例如，分别为第一电感线圈和第二电感线圈。其中，第一电感线圈的一端连接铅酸蓄电池的正极，第一电感线圈的另一端连接铅酸蓄电池的负极。其中，第二电感线圈的一端连接电池采样芯片的正极，第二电感线圈的另一端连接电池采样芯片的负极。

其中，铅酸蓄电池的标定电压例如可以为12V，工作电压范围例如可以为9V到16V。铅酸蓄电池的电压经过电压互感器，得到的转换电压例如可以为36V，位于电池采样芯片的工作电压范围内。其中，电池采样芯片的工作电压范围例如可以为30V到45V。

在本实施例中，电池管理系统单元中还可以包括：电压转换器。所述电池包15，通过所述电压转换器与所述电池采样芯片12连接，用于为所述电池采样芯片12供电。其中，电池包，在图2中采用PACK进行所示；电压转换器，在图2中采用DCDC表示；电池采样芯片，在图2中采用AFE进行表示；铅酸蓄电池，在图2中采用12V进行表示。其中，电池包与电池采样芯片之间的采样线，在图2中未示出。

其中，电池包的工作电压例如可以为400V左右，经过电压转换器的转换，可以得到40V左右的电压，为电池采样芯片12供电。其中，40V左右的电压，位于电池采样芯片12的工作电压范围内。

其中，为了方便BMS对电池采样芯片12的供电控制，如图2所示，所述铅酸蓄电池13与所述电压互感器14的连接线上设置有第一开关K1，所述电压互感器14与所述电池采样芯片12的连接线上设置有第二开关K2；所述电压转换器与所述电池采样芯片12的连接线上设置有第三开关K3。

其中，所述第一开关与所述第二开关均闭合时，所述铅酸蓄电池为所述电池采样芯片供电；所述第一开关或者所述第二开关断开时，所述铅酸蓄电池停止为所述电池采样芯片供电。所述第三开关闭合时，所述电池包为所述电池采样芯片供电；所述第三开关断开时，所述电池包停止为所述电池采样芯片供电。

为了避免铅酸蓄电池以及电池包同时对电池采样芯片12进行供电，所述第一开关、所述第二开关以及所述第三开关的状态，为以下任意一种组合：所述第一开关和所述第二开关均闭合，且所述第三开关断开；所述第一开关和所述第二开关中的至少一个断开，且所述第三开关闭合。

其中，铅酸蓄电池为电池采样芯片12进行供电需要满足的条件为，铅酸蓄电池的工作电压够大，例如，铅酸蓄电池的工作电压需要大于12V，以确保电压互感器能够转换得到位于电池采样芯片12的工作电压范围内的供电电压，以为电池采样芯片12供电。若铅酸蓄电池的工作电压小于或者等于12V，BMS可以采用电池包以及电压转换器为电池采样芯片12供电。

其中，所述电池包15可以与所述铅酸蓄电池13连接，用于对所述铅酸蓄电池进行充电处理。也就是说，铅酸蓄电池的工作电压小于或者等于12V的情况下，电池包15可以为电池采样芯片12进行供电，并为铅酸蓄电池13进行充电处理。

在本实施例中，采用铅酸蓄电池或者电池包为电池采样芯片12供电的情况下，若出现采样失效问题，BMS进行交叉验证的过程例如可以为，通过将电池采样芯片12接入电池包中其他电池模组的采样线，进行采样处理，若采样得到数据，则表示采样失效的原因为采样线失效；若未采样得到数据，则表示采样失效的原因为电池采样芯片失效。其中，在交叉验证过程中，电池采样芯片12的供电电压保持稳定，从而避免了供电电压突变导致的电池采样芯片损坏问题，提高电池采样芯片的使用效率。

在本实施例中，电池管理系统单元中的电池包15中可以包括多个串联的电芯；所述铅酸蓄电池，与串联的多个二极管连接；多个所述二极管与多个所述电芯一一对应；其中，铅酸蓄电池，通过第四开关，与串联的多个二极管连接；所述二极管以及所述二极管对应的电芯，通过第五开关连接；其中，所述第四开关以及至少一个所述第五开关闭合时，所述铅酸蓄电池为所述第五开关连接的电芯进行充电处理。

在图2中，示例出8个串联的电芯，对应8个串联的二极管。其中，串联的8个二极管中，最左侧二极管的正极通过第四开关K4与铅酸蓄电池的正极连接；最右侧二极管的负极与铅酸蓄电池的负极连接。

在图2中，每个二极管左侧的端点通过一个第五开关，与二极管对应的电芯连接。其中，第五开关的数量为多个，多个所述第五开关与多个所述二极管一一对应。其中，针对每个二极管，所述二极管的正极端点，与所述二极管对应的电芯的正极端点，通过所述第五开关连接。

其中，第四开关可以处于闭合状态。BMS对多个第五开关的控制逻辑例如可以为，在电池包的放电过程中，BMS获取多个电芯的电压，选择其中的最小电压以及最大电压；确定最大电压与最小电压之间的电压差值；在电压差值大于或者等于第一差值阈值的情况下，表示需要进行电压均衡处理，则确定最小电压对应的第一电芯；将第一电芯左侧连接的第五开关进行闭合处理，以形成第一电芯与对应的二极管的并联电路，使得铅酸蓄电池可以对第一电芯进行充电处理，从而减少上述电压差值，实现电压均衡，避免电量损耗，从而延长电池包的续航时间。

其中，需要说明的是，在电压差值小于或者等于第二差值阈值的情况下，表示不需要进行电压均衡处理，则BMS可以断开处于闭合状态的第五开关。其中，第二差值阈值小于第一差值阈值。第一差值阈值例如可以为300mV，第二差值阈值例如可以为100mV等。

由此，本实用新型实施例的电池管理系统单元，包括：电池管理系统BMS，与BMS连接的电池采样芯片，铅酸蓄电池，电压互感器，以及电池包；铅酸蓄电池，通过电压互感器与电池采样芯片连接，用于为电池采样芯片供电；电池采样芯片，通过采样线与电池包中的电芯连接，用于采集电芯的电压以及温度；BMS，用于根据电芯的电压以及温度，对电芯进行控制处理，其中的电池采样芯片，通过铅酸蓄电池以及电压互感器进行供电处理，确保电池采样芯片的供电电压的稳定性，避免电池采样芯片损坏，提高电池采样芯片的使用效率。

基于上述实施例，本实用新型还提出了一种电动车辆，包括如上述实施例中所述的电池管理系统单元。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”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必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗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，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

应当理解，本实用新型的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。如，如果用硬件来实现和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

此外，在本实用新型各个实施例中的各功能单元可以集成在一个模块中，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模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种电池管理系统单元，其特征在于，包括：

电池管理系统BMS，与所述BMS连接的电池采样芯片，铅酸蓄电池，电压互感器，以及电池包；

所述铅酸蓄电池，通过所述电压互感器与所述电池采样芯片连接，用于为所述电池采样芯片供电；

所述电池采样芯片，通过采样线与所述电池包中的电芯连接，用于采集所述电芯的电压以及温度；

所述BMS，用于根据所述电芯的电压以及温度，对所述电芯进行控制处理。

2.根据权利要求1所述的电池管理系统单元，其特征在于，所述铅酸蓄电池与所述电压互感器的连接线上设置有第一开关，所述电压互感器与所述电池采样芯片的连接线上设置有第二开关；

所述第一开关与所述第二开关均闭合时，所述铅酸蓄电池为所述电池采样芯片供电；

所述第一开关或者所述第二开关断开时，所述铅酸蓄电池停止为所述电池采样芯片供电。

3.根据权利要求2所述的电池管理系统单元，其特征在于，所述电池管理系统单元中还包括：电压转换器；

所述电池包，通过所述电压转换器与所述电池采样芯片连接，用于为所述电池采样芯片供电。

4.根据权利要求3所述的电池管理系统单元，其特征在于，所述电压转换器与所述电池采样芯片的连接线上设置有第三开关；

其中，所述第三开关闭合时，所述电池包为所述电池采样芯片供电；所述第三开关断开时，所述电池包停止为所述电池采样芯片供电。

5.根据权利要求4所述的电池管理系统单元，其特征在于，所述第一开关、所述第二开关以及所述第三开关的状态，为以下任意一种组合：

所述第一开关和所述第二开关均闭合，且所述第三开关断开；

所述第一开关和所述第二开关中的至少一个断开，且所述第三开关闭合。

6.根据权利要求1所述的电池管理系统单元，其特征在于，所述电池包中包括多个串联的电芯；所述铅酸蓄电池，与串联的多个二极管连接；多个所述二极管与多个所述电芯一一对应；

其中，铅酸蓄电池，通过第四开关，与串联的多个二极管连接；所述二极管以及所述二极管对应的电芯，通过第五开关连接；

其中，所述第四开关以及至少一个所述第五开关闭合时，所述铅酸蓄电池为所述第五开关连接的电芯进行充电处理。

7.根据权利要求6所述的电池管理系统单元，其特征在于，所述二极管的正极端点，与所述二极管对应的电芯的正极端点，通过所述第五开关连接。

8.根据权利要求1所述的电池管理系统单元，其特征在于，所述电池包与所述铅酸蓄电池连接，用于对所述铅酸蓄电池进行充电处理。

9.根据权利要求1所述的电池管理系统单元，其特征在于，所述铅酸蓄电池的标定电压为12V。

10.一种电动车辆，其特征在于，包括如权利要求1至9中任一项所述的电池管理系统单元。