一种电芯电压采集装置、方法及电动汽车与流程

本发明涉及电池结构技术领域，尤其是涉及一种电芯电压采集装置、方法及电动汽车。

背景技术：

众所周知，电池系统是由多个电池模组串联而成，每个电池模组中的电芯的数量不一定刚好与电压采集电路匹配，为了节约成本，出现了一个电压采集电路需要采集两个或者更多模组的情况，而两个电池模组之间是通过铜排连接的，现有技术中需要单独的一路电压采集电路采集铜排电压，从而消除铜排在流过大电流时对电芯电压采集造成的影响，而这种方式存在如下两个缺陷，一个是提高了成本，另一个是目前电压采集电路中的芯片的抗反向电压能力普遍比较弱，铜排上产生的反向电压有可能导致芯片损坏。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种电芯电压采集装置、方法及电动汽车，从而解决现有技术中反向电压会导致采集芯片损坏的问题。

为了达到上述目的，本发明提供一种电芯电压采集装置，包括：

控制器；

与所述控制器连接的多路电压采集电路；

多个电池模组，每一所述电池模组中串联有多个电芯，且相邻两个所述电池模组之间串联有一铜排；

其中，所述铜排的第一端与第一电池模组的正极连接，所述铜排的第二端与第二电池模组的负极连接；

多路所述电压采集电路分别与所述第一电池模组中的各电芯的负极、所述第一端和所述第二电池模组中的各电芯的正极一一连接；

所述控制器在接收到电芯电压采集指令的预设时长后，获取当前的充/放电电流及各所述电压采集电路采集的电压，根据所述充/放电电流和各所述电压采集电路采集的电压确定各所述电芯的当前压降。

可选的，根据所述充/放电电流及各所述电压采集电路采集的电压确定各所述电芯的当前压降时，所述控制器根据预先存储的所述铜排的内阻、所述第一端的第一电压、所述第二电池模组中与所述第二电池模组的负极连接的第一电芯的正极的第二电压，以及，当前的充/放电电流，确定所述第一电芯的当前压降。

可选的，若当前为充电模式，则在确定所述第一电芯的当前压降时，所述控制器根据所述内阻、当前充电电流和所述第一电压，确定所述第二端的第三电压；

根据所述第二电压和所述第三电压确定所述第一电芯的当前压降；其中，所述第一电芯的当前压降为所述第二电压和所述第三电压的差。

可选的，若当前为放电模式，则在确定所述第一电芯的当前压降时，所述控制器根据所述内阻、当前放电电流和所述第一电压，确定所述第二端的第四电压；

根据所述第二电压和所述第四电压确定所述第一电芯的当前压降；其中，所述第一电芯的当前压降为所述第二电压和所述第四电压的和。

可选的，所述控制器还用于，确定所述第二电池模组的其他电芯的当前压降为：当前计算的所述电芯的正极电压和与当前计算的所述电芯的负极连接的另一所述电芯的正极电压之差。

可选的，所述控制器确定与所述第一电池模组的正极连接的第二电芯的当前压降为：所述第一端的第五电压和所述第二电芯的负极的第六电压之差。

可选的，所述控制器确定所述第一电池模组的其他电芯的当前电压为：与当前计算的所述电芯的正极相连的另一电芯的负极电压与当前计算的所述电芯的负极电压之差。

本发明实施例还提供一种电芯电压采集方法，应用如上所述的电芯电压采集装置，所述方法包括：

在接收到电芯电压采集指令的预设时长后，获取当前的充/放电电流及各电压采集电路采集的电压；

根据所述充/放电电流和各所述电压采集电路采集的电压，确定各所述电芯的当前压降。

可选的，根据所述充/放电电流和各所述电压采集电路采集的电压，确定各所述电芯的当前压降的步骤包括：

根据预先存储的所述铜排的内阻、所述第一端的第一电压、所述第二电池模组中与所述第二电池模组的负极连接的第一电芯的正极的第二电压，以及，所述当前的充/放电电流，确定所述第一电芯的当前压降。

可选的，根据预先存储的所述铜排的内阻、所述第一端的第一电压、所述第二电池模组中与所述第二电池模组的负极连接的第一电芯的正极的第二电压，以及，所述当前的充/放电电流，确定所述第一电芯的当前压降的步骤包括：

若当前为充电模式，则根据所述内阻、当前充电电流和所述第一电压，确定所述第二端的第三电压；根据所述第二电压和所述第三电压确定所述第一电芯的当前压降；其中，所述第一电芯的当前压降为所述第二电压和所述第三电压的差；

若当前为放电模式，则根据所述内阻、当前放电电流和所述第一电压，确定所述第二端的第四电压；根据所述第二电压和所述第四电压确定所述第一电芯的当前压降；其中，所述第一电芯的当前压降为所述第二电压和所述第四电压的和。

可选的，根据所述充/放电电流和各所述电压采集电路采集的电压，确定各所述电芯的当前压降的步骤包括：确定所述第二电池模组的其他电芯的当前压降为：当前计算的所述电芯的正极电压和与当前计算的所述电芯的负极连接的另一所述电芯的正极电压之差。

可选的，根据所述充/放电电流和各所述电压采集电路采集的电压，确定各所述电芯的当前压降的步骤包括：确定与所述第一电池模组的正极连接的第二电芯的当前压降为：所述第一端的第五电压和所述第二电芯的负极的第六电压之差。

可选的，根据所述充/放电电流和各所述电压采集电路采集的电压，确定各所述电芯的当前压降的步骤还包括确定所述第一电池模组的其他电芯的当前电压为：与当前计算的所述电芯的正极相连的另一电芯的负极电压与当前计算的所述电芯的负极电压之差。

本发明实施例还提供一种电动汽车，包括如上所述的电芯电压采集装置。

本发明的上述技术方案至少具有如下有益效果：

本发明实施例的电芯电压采集装置，通过将多路电压采集电路分别与第一电池模组中的各电芯的负极、铜排的第一端和第二电池模组中的各电芯的正极一一连接，避免了单独对铜排两端的电压单独进行采集，减少了电压采集电路的数量，避免了电压采集芯片由于承受铜排的负电压导致电压采集电路的损坏。

附图说明

图1为本发明实施例的电芯电压采集装置的示意图。

附图标记说明：

u-控制器，1-电压采集电路，21-第一电池模组，21a-第一电芯，21b-电芯，21c-电芯，22-第二电池模组，22a-第二电芯，22b-电芯，22c-电芯。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

本发明针对现有技术中的铜排上产生的反向电压有可能导致电压采集电路损坏的问题，提供了一种电芯电压采集装置、方法及电动汽车，避免单独采集铜排两端的电压，降低了电压采集电路损坏的可能性。

请参阅图1，为本发明实施例的电芯电压采集装置的示意图，所述电芯电压采集装置包括：

控制器u；

与所述控制器u连接的多路电压采集电路1；

多个电池模组，每一所述电池模组中串联有多个电芯，且相邻两个所述电池模组之间串联有一铜排3；

其中，所述铜排3的第一端与第一电池模组21的正极连接，所述铜排3的第二端与第二电池模组22的负极连接；

多路所述电压采集电路1分别与所述第一电池模组21中的各电芯的负极、所述第一端和所述第二电池模组22中的各电芯的正极一一连接；

所述控制器u在接收到电芯电压采集指令的预设时长后，获取当前的充/放电电流及各所述电压采集电路1采集的电压，根据所述充/放电电流和各所述电压采集电路1采集的电压确定各所述电芯的当前压降。

需要说明的是，图1中以包含两个电池模组，且每一电池模组中串联有三个电芯为例进行展示，即：第一电池模组21包含第一电芯21a、电芯21b和电芯21c；第二电池模组22包含第二电芯22a、电芯22b和电芯22c；但是，在实际应用中，还可包含多个电池模组，且每组电池模组中包含多个电芯。

另外，多个所述电压采集电路可以为同一电压采集芯片的多个电压输入端，即：多个所述电压采集电路集成在同一电压采集芯片上。

本发明实施例的电芯电压采集装置，通过将多个所述电压采集电路与第一电池模组21中的各电芯的负极、铜排3的第一端和第二电池模组22中的各电芯的正极一一对应连接，减少了一路电压采集电路，降低了成本，同时避免了单独采集铜排3两端的电压，有效防止了铜排3的反压导致电压采集电路，尤其是采集芯片的损坏。

可选的，根据所述充/放电电流及各所述电压采集电路1采集的电压确定各所述电芯的当前压降时，所述控制器u根据预先存储的所述铜排3的内阻、所述第一端的第一电压、所述第二电池模组22中与所述第二电池模组22的负极连接的第一电芯22a的正极的第二电压，以及，当前的充/放电电流，确定所述第一电芯22a的当前压降。

由图1可以看出，本发明实施例中，所述铜排3的第二端与所述第一电芯22a的负极连接，且为了减少电压采集电路的数量及避免所述铜排3的反向电压对电压采集电路造成损害，本发明实施例中未在所述第二端处设置采集点，所述第一端的电压和所述第二电芯22a正极的电压差并非所述第二电芯22a的当前压降，因此，本发明实施例需要根据所述第一电压、所述第二电压、所述铜排的内阻和所述充/放电电流确定所述第一电芯22a的当前压降。

一方面，若当前为充电模式，则在确定所述第一电芯22a的当前压降时，所述控制器u根据所述内阻、当前充电电流和所述第一电压，确定所述第二端的第三电压；

根据所述第二电压和所述第三电压确定所述第一电芯22a的当前压降；其中，所述第一电芯22a的当前压降为所述第二电压和所述第三电压的差。

在充电过程中，电流的方向为由低电平流向高电平，铜排3两端的电压为左负有正，因此，所述铜排3消耗的电压和所述第一电芯22a两端的压降之和为所述第一电芯22a正极的电压和第一端的电压之差；亦即，所述第一电芯22a的当前压降为所述第二电压和所述第三电压的差。

另一方面，若当前为放电模式，则在确定所述第一电芯22a的当前压降时，所述控制器u根据所述内阻、当前放电电流和所述第一电压，确定所述第二端的第四电压；

根据所述第二电压和所述第四电压确定所述第一电芯22a的当前压降；其中，所述第一电芯22a的当前压降为所述第二电压和所述第四电压的和。

在放电过程中，电流的方向为由高电平流向低电平，铜排3两端的电压为左正右负，因此，所述第一电芯22a的当前雅间为所述第二电压和所述第四电压之和。

可选的，在确定所述第二电池模组22中的其他电芯的当前压降时，所述控制器u用于确定当前计算的所述电芯的正极电压和与当前计算的所述电芯的负极连接的另一所述电芯的正极电压之差。

可选的，在确定所述第一电池模组21中与所述第一电池模组21的正极连接的第二电芯21a的当前压降时，所述控制器u用于确定所述第一端的第五电压和所述第二电芯21a的负极的第六电压之差。

可选的，在确定所述第一电池模组21中的其他电芯的当前压降时，所述控制器u用于确定当前计算的所述电芯的当前压降为：与当前计算的所述电芯的正极相连的另一电芯的负极电压与当前计算的所述电芯的负极电压之差。

本发明实施例的电芯电压采集装置，在确定各电芯的当前压降时，由于铜排3在电池充电过程中会出现反向电压，导致电压采集电路的芯片损坏，因此，本发明实施例不再独自采集铜排3两端的电压，而是将铜排3与第二电池模组中的第二电芯22a作为一个整体进行电压采集，从而减少了电压采集电路的数量，且避免电压采集电路损毁。其中，为了提高电压采集的准确性，本发明实施例还进一步根据铜排3的内阻和充/放电电流确定铜排两端的电压，并最终根据第二电芯22a的正极的电压值和铜排3两端的电压精确确定第二电芯22a两端的当前压降。

本发明实施例还提供一种电芯电压采集方法，应用如上所述的电芯电压采集装置，所述方法包括：

在接收到电芯电压采集指令的预设时长后，获取当前的充/放电电流及各电压采集电路采集的电压；

根据所述充/放电电流和各所述电压采集电路采集的电压，确定各所述电芯的当前压降。

可选的，根据所述充/放电电流和各所述电压采集电路采集的电压，确定各所述电芯的当前压降的步骤包括：

根据预先存储的所述铜排的内阻、所述第一端的第一电压、所述第二电池模组中与所述第二电池模组的负极连接的第一电芯的正极的第二电压，以及，所述当前的充/放电电流，确定所述第一电芯的当前压降。

可选的，根据预先存储的所述铜排的内阻、所述第一端的第一电压、所述第二电池模组中与所述第二电池模组的负极连接的第一电芯的正极的第二电压，以及，所述当前的充/放电电流，确定所述第一电芯的当前压降的步骤包括：

若当前为充电模式，则根据所述内阻、当前充电电流和所述第一电压，确定所述第二端的第三电压；根据所述第二电压和所述第三电压确定所述第一电芯的当前压降；其中，所述第一电芯的当前压降为所述第二电压和所述第三电压的差；

若当前为放电模式，则根据所述内阻、当前放电电流和所述第一电压，确定所述第二端的第四电压；根据所述第二电压和所述第四电压确定所述第一电芯的当前压降；其中，所述第一电芯的当前压降为所述第二电压和所述第四电压的和。

可选的，根据所述充/放电电流和各所述电压采集电路采集的电压，确定各所述电芯的当前压降的步骤包括：确定所述第二电池模组的其他电芯的当前压降为：当前计算的所述电芯的正极电压和与当前计算的所述电芯的负极连接的另一所述电芯的正极电压之差。

可选的，根据所述充/放电电流和各所述电压采集电路采集的电压，确定各所述电芯的当前压降的步骤包括：确定与所述第一电池模组的正极连接的第二电芯的当前压降为：所述第一端的第五电压和所述第二电芯的负极的第六电压之差。

可选的，根据所述充/放电电流和各所述电压采集电路采集的电压，确定各所述电芯的当前压降的步骤还包括确定所述第一电池模组的其他电芯的当前电压为：与当前计算的所述电芯的正极相连的另一电芯的负极电压与当前计算的所述电芯的负极电压之差。

本发明实施例还提供一种电动汽车，包括如上所述的电芯电压采集装置。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。