一种检测电路及电池管理系统的制作方法

本发明涉及电流检测技术领域，具体而言，涉及一种检测电路及电池管理系统。

背景技术：

随着传统化石能源的枯竭，新能源的开发被广泛地关注。而汽车是能源消耗的主要产品之一，新能源汽车的出现可以有效地缓解能源枯竭的问题，所以新能源汽车被大力的发展应用。作为新能源汽车动力源的电池是新能源汽车的重要组成部分，提高电池的性能也就提高了汽车的性能。

由于单个电池存在输出功率低的问题，在大多数电池的应用环境中，电池的应用方式都是以多个电池串联或并联后形成一电池模组，统一对外进行能量输出。为方便电池模组的组装，一般都是将多个电池单体的正极或负极通过激流板汇接在一起以提高输出功率。

经发明人研究发现，现有技术中，将多个电池的正极或负极通过激流板汇接以形成电池模组，该电池模组在使用过程中，存在由于焊接脱落或单个电池失效的问题，如果该问题不能被及时发现并解决，将极大地降低电池模组的输出功率或造成火灾事故。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供检测电路，通过电流传感器和比较电路的设置，对通过任意两个电池单体的电流进行对比，可以得出电池单体是否存在焊接脱落或是失效的问题。

本发明的另一目的在于提供一种电池管理系统，通过电流传感器和比较电路的设置，对通过任意两个电池单体的电流进行对比，可以得出电池单体是否存在焊接脱落或是失效的问题。

为实现上述目的，本发明实施例采用如下技术方案：

一种检测电路，用于检测电池模组的工作状态。所述电池模组包括多个电池单体，所述检测电路包括多个电流传感器和至少一个比较电路,所述比较电路包括第一输入端和第二输入端。

所述多个电流传感器分别设置于各所述电池单体，所述电流传感器用于根据通过所述电池单体的幅值不同的电流产生幅值不同的感应信号，任意两个所述电流传感器的输出端分别与至少一个所述比较电路的第一输入端和第二输入端连接。

当输入所述比较电路的第一输入端的感应信号的幅值与第二输入端的感应信号的幅值相同时，所述比较电路输出第一比较信号。

当输入所述比较电路的第一输入端的感应信号的幅值与第二输入端的感应信号的幅值不同时，所述比较电路输出第二比较信号。

在本发明实施例较佳的选择中，在上述检测电路中，所述电流传感器的数量与所述电池单体的数量相同且一一对应，各所述电流传感器分别套设于各所述电池单体。

在本发明实施例较佳的选择中，在上述检测电路中，任意两个相邻的电流传感器的输出端分别与至少一个所述比较电路的第一输入端和第二输入端连接。

在本发明实施例较佳的选择中，在上述检测电路中，所述检测电路还设置有输出接口，所述比较电路的输出端与所述输出接口连接。

在本发明实施例较佳的选择中，在上述检测电路中，当所述比较电路为多个时，所述输出接口包括多个子输出接口，所述子输出接口的数量与所述比较电路的数量相同且一一对应，各所述比较电路的输出端分别与各所述子输出接口连接。

在本发明实施例较佳的选择中，在上述检测电路中，所述比较电路为差分电路，所述电流传感器为霍尔电流传感器。

在上述基础上，本发明实施例还提供了一种电池管理系统，应用于汽车。所述汽车包括电池模组和电机，所述电池管理系统包括信号采集电路、控制器以及所述检测电路，所述电池模组与所述电机连接，所述信号采集电路连接在所述检测电路的输出端与所述控制器的输入端之间。

当所述信号采集电路接收到所述第一比较信号时，生成第一采样信号并发送至所述控制器，当所述信号采集电路接收到所述第二比较信号时，生成第二采样信号并发送至所述控制器。

当所述控制器接收到所述第二采样信号时，控制所述电机降低输出功率以降低所述电池模组的放电电流。

在本发明实施例较佳的选择中，在上述电池管理系统中，所述汽车还包括充电设备，所述充电设备与所述电池模组连接。

当所述控制器接收到所述第二采样信号时，控制所述充电设备降低输出功率以降低所述电池模组的充电电流。

在本发明实施例较佳的选择中，在上述电池管理系统中，所述汽车还包括报警装置，所述报警装置与所述控制器连接。

当所述控制器接收到所述第二采样信号时，控制所述报警装置发出报警信号。

在本发明实施例较佳的选择中，在上述电池管理系统中，所述电池管理系统还包括终端服务器，所述控制器设置有通信模块。

当所述控制器接收到所述第二采样信号时，所述控制器生成故障信息并通过所述通信模块发送至所述终端服务器。

本发明提供一种检测电路及电池管理系统，通过电流传感器和比较电路的设置，对通过任意两个电池单体的电流进行对比，可以得出电池单体是否存在焊接脱落或是失效的问题，避免因持续使用而影响电池模组的安全性能。

进一步地，当比较电路为多个时，通过设置多个子输出接口，可以有效地判断出电池模组中焊接脱落或失效问题的具体位置，有利于维护人员进行维护处理。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

图1为本发明实施例提供的电流传感器的安装结构示意图。

图2为本发明实施例提供的检测电路的电路原理图。

图3为本发明实施例提供的差分电路的电路原理图。

图4为本发明实施例提供的电池管理系统的结构框图。

图5为本发明实施例提供的电池管理系统的另一结构框图。

图标：10-电池管理系统；20-电池模组；22-第一固定板；24-第二固定板；26-基板；28-电池单体；100-检测电路；120-电流传感器；140-比较电路；Q1-第一三极管；Q2-第二三极管；R1-上拉电阻；160-输出接口；200-信号采集电路；300-控制器；320-通信模块；400-报警装置；500-终端服务器。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通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，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为只是或暗示相对重要性。

此外，术语“相同”等术语并不表示要求部件绝对相同，而是可以存在微小的差异。“平行”仅仅是指部件之间的位置关系相对“垂直”而言更加平行，并不是表示该结构一定要完全平行，而是可以稍微倾斜。

如图1和图2所示，本发明实施例提供了一种检测电路100，用于检测电池模组20的工作状态。所述电池模组20包括第一固定板22、第二固定板24、基板26以及多个电池单体28，所述检测电路100包括电流传感器120、比较电路140以及输出接口160。

进一步地，在本实施例中，所述第一固定板22和所述第二固定板24分别设置于所述多个电池单体28的两端，以使所述多个电池单体28固定在所述第一固定板22和第二固定板24之间。所述基板26设置于所述第一固定板22与所述第二固定板24之间，用于固定设置于所述电池单体28的所述电流传感器120。所述电流传感器120用于根据通过所述电池单体28的幅值不同的电流产生幅值不同的感应信号。通过对所述感应信号进行分析处理，可以得出相应的电池单体28的电流情况，从而判断出该电池单体28的工作状况是否正常。

可选地，所述第一固定板22、第二固定板24和基板26的相对位置关系可以是多种，不受限制。在本实施例中，所述第一固定板22、第二固定板24和基板26相互平行。

可选地，所述电流传感器120的数量不受限制，既可以是一个，也可以是多个。在本实施例中，所述电流传感器120为多个。

可选地，所述电流传感器120的具体数量可以是多种，不受限制。在本实施例中，所述电流传感器120的具体数量与所述电池单体28的具体数量相同，以使每一个所述电池单体28对应设置一个所述电流传感器120。

可选地，各所述电流传感器120既可以设置于所述基板26的同一侧，也可以设置于所述基板26的不同侧。在本实施例中，各所述电流传感器120设置于所述基板26的同一侧。

可选地，所述电流传感器120的具体形状可以是多种，不受限制。在本实施例中，所述电流传感器120为环状结构。

可选地，所述电池单体28的形状不受限制，既可以是棱柱状结构，也可以是圆柱体结构，根据所述电池单体28的结构不同，所述电流传感器120的结构不同。在本实施例中，所述电池单体28为圆柱体结构，所述电流传感器120为圆环状结构。

可选地，所述电流传感器120与所述电池单体28的位置关系可以是多种，不受限制。在本实施例中，所述电流传感器120的内径大于所述电池单体28的外径，以使所述电流传感器120可以套设于所述电池单体28。

可选地，所述电流传感器120的具体类型不受限制，既可以是霍尔电流传感器，也可以是其它能够检测电流变化的电磁元件。在本实施例中，所述电流传感器120为霍尔电流传感器。

进一步地，在本实施例中，所述比较电路140包括第一输入端和第二输入端。所述第一输入端与所述第二输入端分别与两个所述电流传感器120的输出端连接，任意两个所述电流传感器120的输出端分别与至少一个所述比较电路140的第一输入端和第二输入端连接。

可选地，所述比较电路140的数量不受限制，根据所述电流传感器120的数量的不同，所述比较电路140的数量不同。在本实施例中，多个所述比较电路140排成一行，所述比较电路140的数量比所述电流传感器120的数量少一个以使任意两个相邻的电流传感器120的输出端分别与至少一个所述比较电路140的第一输入端和第二输入端连接。

通过上述设计，可实现:当输入所述比较电路140的第一输入端的感应信号的幅值与第二输入端的感应信号的幅值相同时，所述比较电路140输出第一比较信号。当输入所述比较电路140的第一输入端的感应信号的幅值与第二输入端的感应信号的幅值不同时，所述比较电路140输出第二比较信号。

当所述比较电路140输出第一比较信号时，表明相应的第一输入端和第二输入端的感应信号是相同的，即对应的两个电池单体28都正常或都不正常。当所述比较电路140输出第二比较信号时，表明相应的第一输入端和第二输入端的感应信号是不同的，即对应的两个电池单体28中有且只有一个存在问题。由于任意两个相邻的电流传感器120的输出端分别与至少一个所述比较电路140的第一输入端和第二输入端连接，再结合可能存在问题的电池单体28的相邻电池单体28的工作状态，即可判断出问题具体存在于哪一个电池单体28。

可选地，所述比较电路140的具体电路原理可以是多种，不受限制。在本实施例中，所述比较电路140为差分电路。

结合图3，所述差分电路包括第一三极管Q1、第二三极管Q2以及上拉电阻R1。所述第一三极管Q1的基极为所述第一输入端、发射极接地、集电极通过所述上拉电阻R1与电源连接，所述第二三极管Q2的基极为所述第二输入端、发射极接地、集电极通过所述上拉电阻R1与所述电源连接。

采集所述第一三极管Q1的集电极与所述第二三极管Q2的集电极的电压差作为所述差分电路的输出信号。当所述第一三极管Q1的基极电压与所述第二三极管Q2的基极电压相同时，输出所述第一比较信号(低电平)。当所述第一三极管Q1的基极电压与所述第二三极管Q2的基极电压不同时，输出所述第二比较信号(高电平)。

进一步地，在本实施例中，所述输出接口160与所述比较电路140的输出端连接。通过所述输出接口160，可以将所述比较电路140的输出信号发送给外部设备进行处理、分析以及显示。

可选地，所述输出接口160的数量不受限制，可以根据所述比较电路140的数量进行设置。在本实施例中，所述比较电路140为多个，为保证各所述比较电路140的输出信号可以分别输送到所述外部设备，所述输出接口160包括多个子输出接口。所述子输出接口的数量与所述比较电路140的数量相同且一一对应，各所述比较电路140的输出端分别与各所述子输出接口连接。

结合图4，本发明实施例还提供一种电池管理系统10，应用于汽车。所述汽车包括电池模组20、电机以及充电设备，所述电池管理系统10包括信号采集电路200、控制器300、报警装置400以及所述检测电路100。

进一步地，在本实施例中，所述电池模组20分别与所述电机和充电设备连接，所述信号采集电路200连接在所述输出接口160与所述控制器300的输入端之间，所述报警装置400与所述控制器300连接。

通过上述设计，可实现：当所述信号采集电路200接收到所述第一比较信号时，生成第一采样信号并发送至所述控制器300，当所述信号采集电路200接收到所述第二比较信号时，生成第二采样信号并发送至所述控制器300。当所述控制器300接收到所述第二采样信号时，控制所述电机降低输出功率以降低所述电池模组20的放电电流、控制所述充电设备降低输出功率以降低所述电池模组20的充电电流以及控制所述报警装置400发出报警信号。

可选地，所述报警装置400可以是声音报警装置、灯光报警装置以及文字、图片报警装置中的一种或多种。在本实施例中，所述报警装置400包括声音报警装置和文字、图片报警装置。所述声音报警装置通过蜂鸣器实现报警提示，所述文字、图片报警装置通过汽车的仪表设备实现报警提示。

通过所述报警装置400的设置，可以对汽车使用者进行及时、有效地故障提示。一方面，可以避免汽车使用者在不知道电池模组20存在故障的情况下，因继续使用汽车而造成的行车安全问题。另一方面，汽车使用者可以及时进行维护，避免持续使用，造成电池模组20的进一步损坏。

结合图5，在本实施例中，所述控制器300设置有通信模块320，所述电池管理系统10还包括终端服务器500。当所述控制器300接收到所述第二采样信号时，所述控制器300生成故障信息并通过所述通信模块320发送至所述终端服务器500。

通过所述终端服务器500，汽车维修人员可以及时掌握相应的汽车的电池模组20的状况，以便于汽车维修人员对电池模组20合理进行维修安排。

综上所述，本发明提供的一种检测电路100及电池管理系统10，通过电流传感器120和比较电路140的设置，对通过任意两个电池单体28的电流进行对比，可以得出电池单体28是否存在焊接脱落或是失效的问题，避免因持续使用而影响电池模组20的安全性能。其次，通过设置多个子输出接口，可以有效地判断出电池模组20中焊接脱落或失效问题的具体位置，有利于维护人员进行维护处理。最后，通过控制器300的设置，可以控制电池模组20的充电电流和放电电流，进而避免造成电池模组20的损坏加剧的问题。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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，可以是两个元件内部的连通。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发明中的具体含义。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。