一种电池模组的检测电路及其检测系统的制作方法

本发明属于电池模组检测，具体涉及一种电池模组的检测电路及其检测系统。

背景技术：

1、bms是battery management system电池管理系统的简称，它是储能系统的核心，为确保储能系统的可靠运行，他需要采集每个单体电池的相关数据，并提供关键参数(soc、soh、内阻等)预估，最终，通过ems系统的指令，作出相应的策略应对。

2、目前，国内储能用bms全部采用的是一套由电压和温度采集单元(模块)构建的一套三级架构的bms系统，这个系统目前具有的问题在于：1、受制于锂电池的成组焊接工艺和pack体积的问题，大部分bms供应商在提供解决方案时并没有对单体电芯的电压、温度进行采集，而是将采集单元放置在模组的母线上或几个单体电芯之间的某个部位，采集数据与单体电芯的实际工况、状态相去甚远；锂电池热失控的核心在于单体电芯以及其蔓延的结果，而热失控的首要原因是过电流导致的瞬时温度飙升。

3、在公开号为cn 214252528 u的中国专利中，提到了一种电池模组热失效检测装置及电池控制管理系统，提供的电池模组热失效检测装置用于对多个电池模组的热失效进行检测。该检测装置包括获取模块和判定模块，获取模块的数量与电池模组数量相同，各获取模块用于获取其一电池模组实时的第一数据信息以及另一电池模组实时的第二数据信息；判定模块用于根据第一数据信息或第二数据信息，判定第一数据信息或第二数据信息对应的电池模组是否发生热失控，有助于降低电池模组热失控带来的风险，尽管上述方案有益效果诸多，但是该方案中，电池模组的电流是采用倒推回归模式，也就是从储能直流侧系统—组(簇)—机架(柜)—pack—模块—电芯这样一种结构形式，以现有精度最高的霍尔元件来侦测，一级误差5％，三级误差至少是15％，再加上温度漂移、电磁兼容性能的影响，根本无法满足储能系统soc估算精度须达到10％以下基本要求。

4、对此，发明人提出一种电池模组的检测电路及其检测系统。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种电池模组的检测电路及其检测系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种电池模组的检测系统，包括：

4、pcb板变压器模块，所述pcb板变压器模块包括多个副边绕组、原边绕组和励磁系统，且电池模组中包含的多个单体电芯分别与所述副边绕组电性连接；

5、励磁系统模块，选定电芯的容量规格、成组模型及最大充放电工作倍率及冗余量，设计完成基于多层pcb板架构的励磁系统模块；

6、原副边系统模块，完成基于多层pcb板架构的励磁系统模块后，根据电芯成组模式不同，设计完成原副边系统模块；

7、参数检测模块，通过励磁系统模块检测电芯中的电压、电流和温度参数；

8、处理模块，所述处理模块与pcb板变压器模块输出端电性连接；

9、保护模块，所述保护器件模块与所述处理器模块电性连接。

10、优选的，所述电压检测通过励磁系统中叠加的交流分量，在原副边中产生交变磁通量和交变电压，以此可以实时检测处于副边侧每一个单体电芯的电压。

11、优选的，所述电流检测通过励磁系统中的交变磁通量，在原边产生的交变电压为奇偶叠加，且无论原边系统中是否有电流通过，其中之奇次谐波值完全相同，偶次谐波值则有质的不同，可以作为侦测度量基准。

12、优选的，所述温度参数检测通过磁性器件对温度的线性敏感特性，以及与电压的特性曲线，进而实现对单体电芯的电压、电流、温度的三位一体的实时检测和采集。

13、优选的，所述副边绕组的数量与电池模组中单体电芯的数量保持一致，且每个所述副边绕组分别与单体电芯一一对应单独连接。

14、优选的，所述pcb板变压器模块采用不同的线宽和磁芯器件，同时pcb板变压器模块还采用有不同的励磁系统幅值和频率设计，且所述pcb板变压器模块可根据单体电芯数量及容量搭配不同功率等级和电压的全桥功率器件。

15、优选的，所述pcb板变压器模块采用多层板技术，且所述原边绕组置于内层、所述副边绕组采用走线方式。

16、一种电池模组的检测电路，包括：拓扑电路、原边绕组、励磁系统、处理系统、多个副边绕组和处理器；

17、多个所述副边绕组分别与单体电芯电性连接，多个所述副边绕组与所述原边绕组对立设置；

18、所述原边绕组与h桥(或其他全桥)拓扑电路输入端电性连接；

19、所述h桥(或其他全桥)拓扑电路的输出端与所述处理器电性连接。

20、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

21、(1)本发明提供的一种基于电芯的电池模组的检测系统，对每个单体电芯的电压、电流和温度分别进行检测，电路简单易于实现，再通过与出厂时的内阻值、容量值，定期的回归校正，可以为储能系统提供最可靠、最精准的soc和内阻值，其中soc精度预计可以达到5％～10％以内，较目前常规bms的soc精度不低于15％的误差率有极大的提升，为未来大规模的集中式储能应用奠定坚实的技术基础。

22、(2)本发明设计的一种检测电路，电路结构简单，测试时发热较小且精度高，安装便捷且检测简单，对电池的封装产生的影响较小，便于使用人员将电池连接至检测电路进行检测。

技术特征：

1.一种电池模组的检测系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种电池模组的检测系统，其特征在于：所述电压检测通过励磁系统中叠加的交流分量，在原副边中产生交变磁通量和交变电压，以此可以实时检测处于副边侧每一个单体电芯的电压。

3.根据权利要求1所述的一种电池模组的检测系统，其特征在于：所述电流检测通过励磁系统中的交变磁通量，在原边产生的交变电压为奇偶叠加，且无论原边系统中是否有电流通过，其中之奇次谐波值完全相同，偶次谐波值则有质的不同，可以作为侦测度量基准。

4.根据权利要求1所述的一种电池模组的检测系统，其特征在于：所述温度参数检测通过磁性器件对温度的线性敏感特性，以及与电压的特性曲线，进而实现对单体电芯的电压、电流、温度的三位一体的实时检测和采集。

5.根据权利要求1所述的一种电池模组的检测系统，其特征在于：所述副边绕组的数量与电池模组中单体电芯的数量保持一致，且每个所述副边绕组分别与单体电芯一一对应单独连接。

6.根据权利要求1所述的一种电池模组的检测系统，其特征在于：所述pcb板变压器模块采用不同的线宽和磁芯器件，同时pcb板变压器模块还采用有不同的励磁系统幅值和频率设计，且所述pcb板变压器模块可根据单体电芯数量及容量搭配不同功率等级和电压的全桥功率器件。

7.根据权利要求1所述的一种电池模组的检测系统，其特征在于：所述pcb板变压器模块采用多层板技术，且所述原边绕组置于内层、所述副边绕组采用走线方式。

8.一种电池模组的检测电路，其特征在于，包括：拓扑电路、原边绕组、励磁系统、处理系统、多个副边绕组和处理器；

技术总结
本发明涉及电池模组检测技术领域，具体公开了一种电池模组的检测电路及其检测系统，系统包括：PCB板变压器模块、励磁系统模块、原副边系统模块、参数检测模块、处理模块和保护模块；本发明提供的一种基于电芯的电池模组的检测系统，对每个单体电芯的电压、电流和温度分别进行检测，电路简单易于实现，再通过与出厂时的内阻值、容量值，定期的回归校正，可以为储能系统提供最可靠、最精准的SOC和内阻值，其中SOC精度预计可以达到5％～10％以内，较目前常规BMS的SOC精度不低于15％的误差率有极大的提升，为未来大规模的集中式储能应用奠定坚实的技术基础，本发明中电路结构简单，测试时发热较小且精度高，安装便捷且检测简单，对电池的封装产生的影响较小。

技术研发人员：江钱城,蒋文,陈智君,金华标,刘海强
受保护的技术使用者：江钱城
技术研发日：
技术公布日：2024/3/31