電池電壓、溫度采集系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種電池電壓、溫度采集系統(tǒng)，涉及電動汽車配件技術(shù)，解決了現(xiàn)有技術(shù)中采集電池電壓、溫度導(dǎo)致的布線困難、成本高，且溫度采集準確性差的問題。本發(fā)明實施例中，所述電池電壓、溫度采集系統(tǒng)，包括多個相連接的電池模組，每個電池模組包括多個串聯(lián)或并聯(lián)的電芯，每個所述電池模組中，每個所述電芯的正、負極端均連接有采集柱，所述采集柱連接有采集板；所述采集板上設(shè)有電壓溫度采集裝置；所述采集裝置與所述采集柱連接，且所述采集裝置還連接有主控板。本發(fā)明主要用在電動汽車中。
【專利說明】電池電壓、溫度采集系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電動汽車配件技術(shù)，尤其涉及一種電池電壓、溫度采集系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著社會科技的發(fā)展，電動汽車以其高環(huán)保節(jié)能、輕巧方便且價格低廉的優(yōu)勢越來越得到人們的青睞，應(yīng)用也越來越普遍。
[0003]其中，電動汽車的動力源為電能，因此，通常選用鋰電池構(gòu)成的電池包作為電動汽車的儲能單元。其中，鋰電池具有能量密度高、體積小、功率密度高等特點，采用鋰電池作為儲能單元已經(jīng)成為當今電動汽車主流發(fā)展方向。在實際應(yīng)用時，由于鋰電池對于電壓和溫度較為敏感，即電壓和溫度的微小變化都會對電池性能發(fā)揮產(chǎn)生嚴重的影響，鑒于此，為了充分發(fā)揮電池實際性能，以提高電動汽車續(xù)航里程，可以采用如圖1所示的電池管理系統(tǒng)來監(jiān)控電池的運行狀態(tài)，即監(jiān)控電池的電壓和溫度，從而保證電池始終工作在高效、穩(wěn)定的工作狀態(tài)。
[0004]具體地，如圖1所示，該電池管理系統(tǒng)包括多個電池模組11，每個電池模組11中包括多個串聯(lián)(優(yōu)選為串聯(lián)，也可以為并聯(lián))連接的電芯12，且相鄰電芯12之間通過導(dǎo)電條13相連接(多個電池模組11之間也需要連接，串聯(lián)或并聯(lián)，圖1中未做標識)。圖1中，還包括有采集板14，采集板14通過電壓采集線束15與每個電芯12的正、負極相連接，從而采集板14能夠采集到每個電芯12的正、負極電壓值；再通過多個(有限個)溫度采集線束16與電池模組11局部相連(溫度探頭161)，從而采集板14能夠采集到電池模組的溫度；最后將采集板14與主控板17通過CAN總線18相連接，進而完成通過主控板17控制電芯12的電壓和溫度。這其中，采集板14上設(shè)有電壓、溫度傳感器，用于采集電芯12的電壓和溫度；采集板14與主控板17之間連接有電源線19。
[0005]然而，現(xiàn)有的電壓采集方式中，由于對于每個電芯都需要通過電壓采集線束與采集板連接，因此對于包括多個電芯的電池模組來說，需要通過大量的電壓采集線束連接每個電芯的正、負極。由圖1中可以看出，每個電池模組包括N個電芯，則需要N+1條電壓采集線束來完成連接，對于電動汽車通常采用多于100個電芯的電池模組來說，則需要101條以上的電壓采集線束。過多的線束不僅會增大電池模組的成本，還會對線束的布局、安裝及固定等造成困難；而且，在電池模組空間一定的情況下，過多的線束占據(jù)空間較多，導(dǎo)致電芯的布置空間減少，即電芯的數(shù)量降低，降低電動汽車的驅(qū)動性能；另外，當電動汽車意外受到撞擊等時，這些線束易發(fā)生串線、短路、起火等，對電動汽車和乘客的安全產(chǎn)生嚴重的威脅，造成生命和財廣的損失。
[0006]同時，現(xiàn)有的溫度采集方式中，如圖1所示，溫度采集線束僅與電池模組局部相連，僅檢測到電池模組中局部區(qū)域有限個溫度值，該種方法無法真實反映每個電芯的溫度狀態(tài)，只能局部的反應(yīng)電池模組中某個區(qū)域的溫度值。例如，在當前溫度探頭位置，溫度采集值正確，但是相鄰的某個電芯溫度已經(jīng)超過極限值，此時該溫度探頭并不能檢測到該超限溫度值，造成所測溫度存在偏差，這種情況下如果繼續(xù)使用該電池模組，就會造成其內(nèi)電芯的單體損壞，產(chǎn)生嚴重事故。如在現(xiàn)有技術(shù)上增加溫度采樣探頭，則會產(chǎn)生類似電壓采集時出現(xiàn)的問題，即增加大量溫度采集線束，增加布線難度、增加成本，并且導(dǎo)致產(chǎn)品的安全性降低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的實施例提供一種電池電壓、溫度采集系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有技術(shù)中采集電池電壓、溫度導(dǎo)致的布線困難、成本高，且溫度采集準確性差的問題。
[0008]為達到上述目的，本發(fā)明的實施例采用如下技術(shù)方案:
[0009]一種電池電壓、溫度采集系統(tǒng)，包括多個相連接的電池模組，每個電池模組包括多個串聯(lián)或并聯(lián)的電芯，每個所述電池模組中，每個所述電芯的正、負極端均連接有采集柱，所述采集柱連接有采集板；所述采集板上設(shè)有電壓溫度采集裝置；所述采集裝置與所述采集柱連接，且所述采集裝置還連接有主控板。
[0010]其中，所述采集板為一個，且位于所述電芯的上端側(cè)。
[0011]具體地，每個所述電芯的正、負極端均設(shè)有導(dǎo)電帶；相鄰所述電芯之間通過一個所述導(dǎo)電帶連接，所述采集柱設(shè)在所述導(dǎo)電帶上。
[0012]導(dǎo)電帶與電芯之間的連接方式可以為，所述導(dǎo)電帶與所述電芯的極耳之間激光焊、超聲焊連接或螺栓連接。
[0013]其中，所述導(dǎo)電帶包括長方體狀板條，所述板條的相對兩端同向設(shè)有延伸端面；所述板條的兩個延伸端面分別貼附在所述電芯極耳表面；所述采集柱在所述板條上呈豎直狀態(tài)設(shè)置。
[0014]具體可以為，所述采集柱為長方體銅柱，且所述采集柱與所述導(dǎo)電帶之間焊接連接或一體成型設(shè)置。
[0015]采集柱與采集板的連接方式可以為，所述采集柱共同穿過所述采集板，并與所述采集板錫焊連接或卡接連接。
[0016]優(yōu)選地，所述采集裝置包括設(shè)在所述采集板上的單片機及與所述單片機相連接的電壓溫度傳感器；所述電壓溫度傳感器臨近所述采集柱設(shè)置，并與所述采集柱連接。
[0017]通常，所述單片機與所述主控板之間通過控制器局域網(wǎng)絡(luò)通信。
[0018]另一種使用采集板的實現(xiàn)方案，所述采集板為多個，且與所述電芯一一對應(yīng)設(shè)置；每個所述電芯正、負極端的采集柱均與自身相對應(yīng)的所述采集板連接；每個所述采集板上均設(shè)有所述采集裝置，多個所述采集裝置連接有一個所述主控板。
[0019]本發(fā)明實施例提供的電池電壓、溫度采集系統(tǒng)中，每個電池模組中包括有多個串聯(lián)或并聯(lián)的電芯，且多個電池模組相互之間也連接，在每個電池模組中，每個電芯的正、負極端側(cè)均連接有采集柱，再通過采集柱連接有采集板，采集板上設(shè)有電壓溫度采集裝置，該采集裝置既與采集柱連接，還連接有主控板。由此分析可知，本實施例中通過在每個電芯的正、負極連接采集柱，再通過采集板上與采集柱連接的電壓溫度采集裝置，能夠完成每個電芯的電壓及溫度的采集，再將采集的數(shù)據(jù)傳輸?shù)街骺匕逯羞M行控制，結(jié)構(gòu)簡單、布局合理，避免了使用過多采集線束，降低了成本；而且，采集裝置通過采集柱能夠?qū)崟r采集每個電芯的溫度數(shù)據(jù)，從而更精確地監(jiān)控每個電芯的溫度狀態(tài)，提高電芯的性能及安全性；另外，當汽車發(fā)生撞擊等情況時，采集柱之間不會發(fā)生串線、短路、起火等狀況，提高了產(chǎn)品安全性?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0020]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中電池管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2為本發(fā)明實施例提供的電池電壓、溫度采集系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖3為圖2中圓形虛線框圖中局部放大正視圖；
[0023]圖4為圖2中圓形虛線框圖中局部放大側(cè)視圖。
【具體實施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明實施例電池電壓、溫度采集系統(tǒng)進行詳細描述。
[0025]本發(fā)明實施例提供一種電池電壓、溫度采集系統(tǒng)，如圖2至圖4所示，包括多個相連接的電池模組21，每個電池模組21包括多個串聯(lián)或并聯(lián)的電芯22，每個電池模組21中，每個電芯22的正、負極端均連接有采集柱31，采集柱31連接有采集板23 ;采集板23上設(shè)有電壓溫度采集裝置24 ;采集裝置24與采集柱31連接，且采集裝置24還連接有主控板25。
[0026]本發(fā)明實施例提供的電池電壓、溫度采集系統(tǒng)中，每個電池模組中包括有多個串聯(lián)或并聯(lián)的電芯，且多個電池模組相互之間也連接，在每個電池模組中，每個電芯的正、負極端側(cè)均連接有采集柱，再通過采集柱連接有采集板，采集板上設(shè)有電壓溫度采集裝置，該采集裝置既與采集柱連接，還連接有主控板。由此分析可知，本實施例中通過在每個電芯的正、負極連接采集柱，再通過采集板上與采集柱連接的電壓溫度采集裝置，能夠完成每個電芯的電壓及溫度的采集，再將采集的數(shù)據(jù)傳輸?shù)街骺匕逯羞M行控制，結(jié)構(gòu)簡單、布局合理，避免了使用過多采集線束，降低了成本；而且，采集裝置通過采集柱能夠?qū)崟r采集每個電芯的溫度數(shù)據(jù)，從而更精確地監(jiān)控每個電芯的溫度狀態(tài)，提高電芯的性能及安全性；另外，當汽車發(fā)生撞擊等情況時，采集柱之間不會發(fā)生串線、短路、起火等狀況，提高了產(chǎn)品安全性。
[0027]此處需要說明的是，多個電池模組21之間也需要連接(串聯(lián)或并聯(lián))，在圖2中，每個電池模組21中最左側(cè)電芯22的未與相鄰電芯22連接的極耳221 (可以為正極或負極)之間可以相互連接，從而實現(xiàn)多個電池模組21間的連接。同時，每個電池模組21的該極耳221通常作為相應(yīng)電池模組21的電壓采集起始值，同時為了便于測量最左側(cè)電芯22的溫度，需要使該極耳221單獨連接一個采集柱31。同理，每個電池模組21的最右側(cè)電芯22也采用上述方式連接、設(shè)置。其中，用于相鄰電芯22之間連接的極耳標號為222，用于與其他電池模組連接的電芯22極耳標號為221。
[0028]另外，圖3和圖4為圖2中圓形虛線框圖的局部放大示意圖，且圖3為正視圖，圖4為側(cè)視圖。
[0029]具體在使用時，可以使用多個采集板23，且多個采集板23分別與每個電池模組21的電芯22——對應(yīng)設(shè)置，從而每個電芯22的正、負極端連接的采集柱31均與自身相對應(yīng)的采集板23連接，且每個采集板23上均設(shè)有采集裝置24，最后再通過將各個采集裝置24與一個主控板25連接即可。該種方式通過獨立的采集板23及采集裝置24分別采集每個電芯22的電壓及溫度，相互之間不存在任何干擾，采集到的數(shù)據(jù)偏差小，精度高，且便于對每個電芯22的單獨控制。此時，采集柱31可以通過焊接等方式直接固定在電芯22的極耳上，而相鄰電芯22之間還需要額外的導(dǎo)線或?qū)щ姉l等進行連接(電池模組21之間也需要連接)。[0030]在使用上述監(jiān)控方式時，由于電動汽車通常所需要的電芯22數(shù)量較多，則所需采集板23及采集裝置24也較多，造成成本提高、布局難度加大。鑒于此，如圖2所示，可以采用單個采集板23，該采集板23位于電芯22的上端側(cè)，其中，對于每個電池模組21，都對應(yīng)設(shè)有一個采集板23。
[0031]具體地，每個電池模組21中，多個電芯22之間需要串聯(lián)或并聯(lián)，同時每個電芯22的正、負極端還需要連接采集柱31，此時考慮到相鄰電芯22之間相互連接的正、負極端的電壓相同、溫度相同，因此可以在將相鄰電芯22連接的同時，通過一個采集柱31完成該相連位置的電壓溫度數(shù)據(jù)采集。具體可以為，如圖3和圖4所示，電芯22的正、負極端均設(shè)有導(dǎo)電帶32，且相鄰電芯22之間通過一個導(dǎo)電帶32連接，相應(yīng)的采集柱31設(shè)在導(dǎo)電帶32上，從而通過導(dǎo)電帶32能夠?qū)崿F(xiàn)電芯22之間的連接，同時通過設(shè)在導(dǎo)電帶32上的采集柱31，能夠方便該位置的電壓溫度數(shù)據(jù)采集。
[0032]在圖2中，相鄰電芯22的連接區(qū)域26均需要設(shè)置導(dǎo)電帶32，以完成電芯22之間的連接。結(jié)合圖3和圖4，能夠看出，導(dǎo)電帶32包括長方體狀板條321，在板條321的相對兩端同向設(shè)有延伸端面，從而將兩個延伸端面貼附在電芯22極耳表面，完成固定。其中，對于相鄰電芯22之間的極耳222連接，導(dǎo)電帶32可以如圖3所示的結(jié)構(gòu)，兩個延伸端面分別貼附在兩個極耳222的外表面?zhèn)?，類似于蓋罩結(jié)構(gòu)，完成相鄰電芯22的連接；而對于需要與其他電池模組21進行連接的極耳，例如上述提到的極耳221，此時也需要導(dǎo)電帶32進行連接，同時每個電池模組21的該極耳221的導(dǎo)電帶32上均需要設(shè)置一個采集柱31。其中，如圖3所示的導(dǎo)電帶32的兩個延伸端面322上，也可以相向、水平設(shè)有延伸部，從而通過延伸部與極耳222連接，方便焊接。
[0033]通常，導(dǎo)電帶32與電芯22極耳之間可以通過可靠性較高的激光焊、或超聲焊的方式固定連接，此時由于該兩種焊接方式可靠性較強，因此導(dǎo)電帶32可以如圖2和圖3所示的方式，板條321為窄條結(jié)構(gòu)，且兩個延伸端面也較小，節(jié)省材料。當然，也可以增大導(dǎo)電帶32的結(jié)構(gòu)大小，從而通過拆卸方便的螺栓連接方式連接極耳與導(dǎo)電帶32，具體選擇方式可以根據(jù)實際需要而定。
[0034]這其中，當采集柱31固定在導(dǎo)電帶32上時，由于采集柱31還需要連接、支撐采集板23，因此采集柱31可以以豎直狀態(tài)固定在板條321上，從而多個采集柱31相互平行設(shè)置，當采集板23固定在采集柱31上時，能夠保證采集板23的固定平穩(wěn)性及水平性。另外，為了節(jié)省采集板23的成本，通常將采集柱31設(shè)在相應(yīng)極耳的邊緣端(導(dǎo)電帶32也相應(yīng)的設(shè)在邊緣端)，從而縮小多個采集柱31圍城的空間大小。
[0035]優(yōu)選地，采集柱31可以為長方體銅柱，并通過焊接的方式與導(dǎo)電帶32固定連接，或為了進一步提高連接性能，簡化加工操作，可以將采集柱31與導(dǎo)電帶32 —體成型設(shè)置。其中，采集柱31也可以為圓柱狀、錐形等結(jié)構(gòu)，且優(yōu)選為導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能良好的銅材料制成，當然也可以采用其他金屬材料。
[0036]同樣，為了提高采集柱31與采集板23的連接穩(wěn)定、可靠性，可以將多個采集柱31共同穿過采集板23，兩者之間并通過錫焊或者卡接固定連接。當采用錫焊時，焊點可以直接與導(dǎo)線等連接，以便于采集柱31與采集裝置24連接；當為卡接時，也可以在采集板23的開孔位置處設(shè)置導(dǎo)電點，當采集柱31穿設(shè)在采集板23的開孔中時，其能夠與上述導(dǎo)電點相接觸。[0037]在實際應(yīng)用時，采集裝置24可以包括設(shè)在采集板23上的單片機28，及通過電路板導(dǎo)線241與單片機28連接的電壓溫度傳感器29。其中，為了便于更加快速準確的采集電芯22的電壓、溫度等數(shù)據(jù)，可以將電壓溫度傳感器29設(shè)在臨近采集柱31的位置，且與采集柱31相連接。當電壓溫度傳感器29通過采集柱31采集到電芯22的電壓、溫度數(shù)據(jù)后，通過電路板導(dǎo)線241傳輸給單片機28，最后單片機28通過控制器局域網(wǎng)絡(luò)通信，即CAN總線27傳輸給主控板25,從而在主控板25中完成電芯電壓、溫度的監(jiān)測及控制。
[0038]其中，由于采集柱31位于電芯22的極耳位置，因此所測溫度也為電芯22的正、負極區(qū)域，則需要在單片機28或主控板25中經(jīng)過數(shù)學(xué)算法，推導(dǎo)出電芯內(nèi)部以及其表面的實際溫度。
[0039]在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的
方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。
[0040]在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。
[0041]在本說明書的描述中，具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結(jié)合。
[0042]以上所述，僅為本發(fā)明的【具體實施方式】，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)所述以權(quán)利要求的保護范圍為準。
【權(quán)利要求】
1.一種電池電壓、溫度采集系統(tǒng)，包括多個相連接的電池模組，每個電池模組包括多個串聯(lián)或并聯(lián)的電芯，其特征在于，每個所述電池模組中，每個所述電芯的正、負極端均連接有采集柱，所述采集柱連接有采集板； 所述采集板上設(shè)有電壓溫度采集裝置；所述采集裝置與所述采集柱連接，且所述采集裝置還連接有主控板。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池電壓、溫度采集系統(tǒng)，其特征在于，所述采集板為一個，且位于所述電芯的上端側(cè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電池電壓、溫度采集系統(tǒng)，其特征在于，每個所述電芯的正、負極端均設(shè)有導(dǎo)電帶； 相鄰所述電芯之間通過一個所述導(dǎo)電帶連接，所述采集柱設(shè)在所述導(dǎo)電帶上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電池電壓、溫度采集系統(tǒng)，其特征在于，所述導(dǎo)電帶與所述電芯的極耳之間激光焊、超聲焊連接或螺栓連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電池電壓、溫度采集系統(tǒng)，其特征在于，所述導(dǎo)電帶包括長方體狀板條，所述板條的相對兩端同向設(shè)有延伸端面； 所述板條的兩個延伸端面分別貼附在所述電芯極耳表面；所述采集柱在所述板條上呈豎直狀態(tài)設(shè)置。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電池電壓、溫度采集系統(tǒng)，其特征在于，所述采集柱為長方體銅柱，且所述采集柱與所述導(dǎo)電帶之間焊接連接或一體成型設(shè)置。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電池電壓、溫度采集系統(tǒng)，其特征在于，所述采集柱共同穿過所述采集板，并與所述采集板錫焊連接或卡接連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電池電壓、溫度采集系統(tǒng)，其特征在于，所述采集裝置包括設(shè)在所述采集板上的單片機及與所述單片機相連接的電壓溫度傳感器； 所述電壓溫度傳感器臨近所述采集柱設(shè)置，并與所述采集柱連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電池電壓、溫度采集系統(tǒng)，其特征在于，所述單片機與所述主控板之間通過控制器局域網(wǎng)絡(luò)通信。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池電壓、溫度采集系統(tǒng)，其特征在于，所述采集板為多個，且與所述電芯一一對應(yīng)設(shè)置； 每個所述電芯正、負極端的采集柱均與自身相對應(yīng)的所述采集板連接；每個所述采集板上均設(shè)有所述采集裝置，多個所述采集裝置連接有一個所述主控板。
【文檔編號】G01K1/02GK103698580SQ201310745374
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年12月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月30日
【發(fā)明者】李鵬飛, 劉俊平, 朱永利, 翁浩宇, 李強, 張青嶺 申請人:長城汽車股份有限公司