一种电池电压检测装置、电池及电池管理系统的制作方法

1.本实用新型涉及新能源电池技术领域，具体涉及一种电池电压检测装置、电池及电池管理系统。


背景技术：

2.目前电动车得到的快速发展，而为车辆提供动力来源的电池尤为重要，车辆的使用过程中，目前的电芯需在使用过程中控制每个电芯的性能，目前汽车的电池管理系统bms需检测控制串电芯的电压，为充放电的限值提供检测标准，以检测每个电芯的实时状态。
3.目前电池包多为70－800v的电压平台，共需约20－250个电芯进行串联为车辆提供能量，目前的电芯的采集检测方案为检测每一串的电芯，需要的电压采集芯片比较多，芯片集成在一起构成bms的电压采集模块较大，需在电池包内为电压采集模块提供适当的位置进行固定，这就会造成占用空间大，降低电池包的体积利用率，进行降低能量密度。并且每个电芯均需采集电压的方案，电芯模组和电压采集模块之间连接的线束较多，直径大，需有足够的空间进行线束固定，如空间比较狭小，线束属于易磨损零部件，需增加大量的防护材料，成本昂贵。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本实用新型实施例提供了一种电池电压检测装置、电池及电池管理系统，以克服现有技术中电池电压检测设备由于与电芯之间连接的线束较多，直径大，造成体积大成本高的问题。
5.本实用新型实施例提供了一种电池电压检测装置，包括：多通道电压检测电路，所述多通道电压检测电路与待检测电池连接；
6.所述待检测电池由多个电芯组串联构成，每个所述电芯组包括至少一电芯，所述电芯组的数量小于所述待检测电池中包含的电芯数量；
7.所述多通道电压检测电路包括：与所述电芯组一一对应设置的电压采集电路；
8.所述电压采集电路的包括：电压采集设备，所述电压采集设备与对应的电芯组连接。
9.可选地，当待检测电池中包含的电芯数量为偶数时，所述电压采集电路的数量通过如下公式确定：
10.x＝n/y，
11.其中，x表示电压采集电路的数量，n表示待检测电池中包含的电芯数量，y表示每个电芯组包含的电芯数量，且y大于1，y不等于n。
12.可选地，当待检测电池中包含的电芯数量为奇数时，所述电压采集电路的数量通过如下公式确定：
13.x＝(n－1)/y 1，
14.其中，x表示电压采集电路的数量，n表示待检测电池中包含的电芯数量，1表示待
检测电池中任意一电芯组的电芯数量，y表示其余电芯组包含的电芯数量，且y大于1，y不等于n－1。
15.可选地，当待检测电池中包含的电芯数量为3的倍数时，所述电压采集电路的数量通过如下公式确定：
16.x＝n/y，
17.其中，x表示电压采集电路的数量，n表示待检测电池中包含的电芯数量，y表示每个电芯组包含的电芯数量，且y＝3m，m为正整数。
18.可选地，所述电压采集设备为电压采集芯片。
19.可选地，所述电池电压检测装置还包括：
20.电源，所述电源与所述多通道电压检测电路连接，为所述多通道电压检测电路供电。
21.可选地，所述电池电压检测装置还包括：
22.与所述电压采集电路一一对应设置的控制开关；
23.所述控制开关设置于所述电压采集电路上，控制所述电压采集电路导通或断开。
24.可选地，所述控制开关为继电器。
25.本实用新型实施例还提供了一种电池，包括：
26.壳体；
27.设置于所述壳体中由若干串联连接的电芯构成的电池包；
28.设置于所述壳体中与所述电池包连接的本实用新型另一实施例提供的电池电压检测装置。
29.本实用新型实施例还提供了一种电池管理系统，包括：
30.本实用新型另一实施例提供的电池以及与所述电池中电池电压检测装置连接的控制器。
31.本实用新型技术方案，具有如下优点：
32.1.本实用新型实施例提供的电池电压检测装置，包括：多通道电压检测电路，多通道电压检测电路与待检测电池连接；待检测电池由多个电芯组串联构成，每个电芯组包括至少一电芯，电芯组的数量小于待检测电池中包含的电芯数量；多通道电压检测电路包括：与电芯组一一对应设置的电压采集电路；电压采集电路的包括：电压采集设备，电压采集设备与对应的电芯组连接。从而通过将电池的电芯分成多个电芯组，使用多通道电压检测电路每个通道检测一个电芯组的电压，减少从而减少与电芯之间连接的线束使用数量，降低成本，并且，线束使用数量的减少，可以节省电池包的空间，当电池包空间较小时，因无需更多的线束固定空间，可以优化整包设计方案，提高电池包方案设计的可行性，此外，线束的减少，在电池包装配时可以提高装配效率。
33.2.本实用新实施例提供的电池，包括：壳体；设置于所述壳体中由若干串联连接的电芯构成的电池包；设置于所述壳体中的本实用新型另一实施例提供的电池电压检测装置。从而通过将电池的电芯分成多个电芯组，使用多通道电压检测电路每个通道检测一个电芯组的电压，减少从而减少与电芯之间连接的线束使用数量，降低成本，并且，线束使用数量的减少，可以节省电池包的空间，当电池包空间较小时，因无需更多的线束固定空间，可以优化整包设计方案，提高电池包方案设计的可行性，此外，线束的减少，在电池包装配
时可以提高装配效率。
34.3.本实用新实施例提供的电池管理系统，包括：本实用新型另一实施例提供的电池以及与所述电池中电池电压检测装置连接的控制器。从而通过将电池的电芯分成多个电芯组，使用多通道电压检测电路每个通道检测一个电芯组的电压，减少从而减少与电芯之间连接的线束使用数量，降低成本，并且，线束使用数量的减少，可以节省电池包的空间，当电池包空间较小时，因无需更多的线束固定空间，可以优化整包设计方案，提高电池包方案设计的可行性，此外，线束的减少，在电池包装配时可以提高装配效率，提高电池管理效率。
附图说明
35.为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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。
36.图1为本实用新型实施例的电池电压检测装置的结构示意图；
37.图2为本实用新型实施例的电池电压检测装置的电池电压采集原理图；
38.图3为本实用新型实施例的电池电压检测装置的另一电池电压采集原理图；
39.图4为本实用新型实施例的电池电压检测装置的又一电池电压采集原理图；
40.图5为本实用新型实施例的电池的结构示意图；
41.图6为本实用新型实施例的电池管理系统的结构示意图。
具体实施方式
42.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中的附图，对本实用新型实施例中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一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域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，都属于本实用新型保护的范围。
43.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
44.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
45.下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
46.目前电动车得到的快速发展，而为车辆提供动力来源的电池尤为重要，车辆的使
用过程中，目前的电芯需在使用过程中控制每个电芯的性能，目前汽车的电池管理系统bms需检测控制串电芯的电压，为充放电的限值提供检测标准，以检测每个电芯的实时状态。
47.目前电池包多为70－800v的电压平台，共需约20－250个电芯进行串联为车辆提供能量，目前的电芯的采集检测方案为检测每一串的电芯，需要的电压采集芯片比较多，芯片集成在一起构成bms的电压采集模块较大，需在电池包内为电压采集模块提供适当的位置进行固定，这就会造成占用空间大，降低电池包的体积利用率，进行降低能量密度。并且每个电芯均需采集电压的方案，电芯模组和电压采集模块之间连接的线束较多，直径大，需有足够的空间进行线束固定，如空间比较狭小，线束属于易磨损零部件，需增加大量的防护材料，成本昂贵。
48.基于上述问题，本实用新型实施例提供了一种电池电压检测装置、电池及电池管理系统，以克服现有技术中电池电压检测设备由于与电芯之间连接的线束较多，直径大，造成体积大成本高的问题。
49.如图1所示，该电池电压检测装置，包括：多通道电压检测电路101，多通道电压检测电路101与待检测电池102连接；待检测电池102由多个电芯组201串联构成，每个电芯组201包括至少一电芯，电芯组201的数量小于待检测电池102中包含的电芯数量；多通道电压检测电路101包括：与电芯组201一一对应设置的电压采集电路11；电压采集电路11的包括：电压采集设备1，电压采集设备1与对应的电芯组201连接。
50.具体地，上述的电压采集设备1为电压采集芯片。具体电压采集芯片的型号可以根据电池实际需求进行选择配置，本实用性新型并不以此为限。
51.通过上述各个组成部分的协合作，本实用新型实施例提供的电池电压检测装置，通过将电池的电芯分成多个电芯组，使用多通道电压检测电路每个通道检测一个电芯组的电压，减少从而减少与电芯之间连接的线束使用数量，降低成本，并且，线束使用数量的减少，可以节省电池包的空间，当电池包空间较小时，因无需更多的线束固定空间，可以优化整包设计方案，提高电池包方案设计的可行性，此外，线束的减少，在电池包装配时可以提高装配效率。
52.具体地，在本实用新型实施例中，上述的待检测电池102的电芯为不怕过充和过放的电芯，即在电池包的使用时无需对每个电芯的状态进行监测，适用于70v至800v电压平台的电池包，电池包约有20－250个电芯进行串联连接时的电池包。从而通过上述这种多通道检测电芯组201串联电压的方式也能够准确反映电池中各个电芯的工作状态和性能，为电池管理系统提供准确的数据基础，有利于对整个电池进行管理。
53.具体地，在一实施例中，当待检测电池102中包含的电芯数量为偶数时，电压采集电路11的数量通过如下公式确定：
54.x＝n/y，
55.其中，x表示电压采集电路11的数量，n表示待检测电池102中包含的电芯数量，y表示每个电芯组201包含的电芯数量，且y大于1，y不等于n。
56.示例性地，假设电池包内电芯串联的电芯总数为30，则y可以为2，15，5，6。图2为y＝2时的电池电压采集原理图，图2中通道1至通道3表示三个电压采集电路11，v0至v6表示电芯的编号，由图2可知，每个通道即每个电压采集电路11采集两个串联电芯的电压。
57.具体地，在一实施例中，当待检测电池102中包含的电芯数量为奇数时，电压采集
电路11的数量通过如下公式确定：
58.x＝(n－1)/y 1，
59.其中，x表示电压采集电路11的数量，n表示待检测电池102中包含的电芯数量，1表示待检测电池102中任意一电芯组201的电芯数量，y表示其余电芯组201包含的电芯数量，且y大于1，y不等于n－1。
60.示例性地，假设电池包内电芯串联的电芯总数为29，则y可以为2，14，4，7。图3为y＝2时的电池电压采集原理图，图3中通道12至通道15表示四个电压采集电路11，v24至v29表示电芯的编号，由图3可知，每个通道即每个电压采集电路11采集两个串联电芯的电压，最后一个通道对应电压采集电路11采集一个电芯的电压。
61.具体地，在一实施例中，当待检测电池102中包含的电芯数量为3的倍数时，电压采集电路11的数量通过如下公式确定：
62.x＝n/y，
63.其中，x表示电压采集电路11的数量，n表示待检测电池102中包含的电芯数量，y表示每个电芯组201包含的电芯数量，且y＝3m，m为正整数。
64.示例性地，假设电池包内电芯串联的电芯总数为27，则y可以为3，9。图4为y＝3时的电池电压采集原理图，图4中通道1至通道2表示两个电压采集电路11，v0至v6表示电芯的编号，由图4可知，每个通道即每个电压采集电路11采集3个串联电芯的电压。
65.通过上述几种电压采集电路11数量的确定方式，大大提高了电池电压检测的灵活性，使得可以根据实际电池的电芯数量及对检测装置体积和测量精度的要求来灵活设置电压采集电路11的数量，提高了电池电压采集装置的灵活性，扩大了适用范围。
66.具体地，在一实施例中，上述的电池电压检测装置还包括：
67.电源，电源与多通道电压检测电路101连接，为多通道电压检测电路101供电。
68.具体地，在一实施例中，上述的电池电压检测装置还包括：
69.与电压采集电路11一一对应设置的控制开关；控制开关设置于电压采集电路11上，控制电压采集电路11导通或断开。示例性地，该控制开关为继电器。
70.从而通过设置控制开关来实现对各个电压采集电路的导通控制，从而可以根据需要进行电压采集电路的选择，实现特定电芯组的电压检测，提高了电池电压检测装置的灵活性。通过上述方式可以减少电压采集芯片的使用数量，降低成本，减少占用空间，提升电池包的体积利用率和能量密度。
71.通过上述各个组成部分的协合作，本实用新型实施例提供的电池电压检测装置，通过将电池的电芯分成多个电芯组，使用多通道电压检测电路每个通道检测一个电芯组的电压，减少从而减少与电芯之间连接的线束使用数量，降低成本，并且，线束使用数量的减少，可以节省电池包的空间，当电池包空间较小时，因无需更多的线束固定空间，可以优化整包设计方案，提高电池包方案设计的可行性，此外，线束的减少，在电池包装配时可以提高装配效率。
72.本实用新型实施例还提供了一种电池，如图5所示，该电池包括：
73.壳体51；
74.设置于壳体51中由若干串联连接的电芯构成的电池包52；
75.设置于壳体51中与电池包52连接的本实用新型另一实施例提供的电池电压检测
装置53。
76.通过上述各个组成部分的协合作，本实用新型实施例提供的电池，通过将电池的电芯分成多个电芯组，使用多通道电压检测电路每个通道检测一个电芯组的电压，减少从而减少与电芯之间连接的线束使用数量，降低成本，并且，线束使用数量的减少，可以节省电池包的空间，当电池包空间较小时，因无需更多的线束固定空间，可以优化整包设计方案，提高电池包方案设计的可行性，此外，线束的减少，在电池包装配时可以提高装配效率。
77.本实用新型实施例还提供了一种电池管理系统，如图6所示，该电池管理系统包括：本实用新型另一实施例提供的电池61以及与电池中电池电压检测装置53连接的控制器62。该控制器62用于控制电池电压检测装置53进行电池电压的采集，并接收电池电压检测装置53反馈的电压采集信号，对该电压采集信号进行分析处理，从而实现对电池的管理。控制器62对电压采集信号的处理过程可参见现有技术的相关描述，该内容并非本实用新型的实用新型点，在此不再进行赘述。
78.通过上述各个组成部分的协合作，本实用新型实施例提供的电池管理系统，通过将电池的电芯分成多个电芯组，使用多通道电压检测电路每个通道检测一个电芯组的电压，减少从而减少与电芯之间连接的线束使用数量，降低成本，并且，线束使用数量的减少，可以节省电池包的空间，当电池包空间较小时，因无需更多的线束固定空间，可以优化整包设计方案，提高电池包方案设计的可行性，此外，线束的减少，在电池包装配时可以提高装配效率，提高电池管理效率。
79.虽然结合附图描述了本实用新型的实施例，但是本领域技术人员可以在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下作出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。