一种具有损伤屏蔽功能的电动汽车电池系统

1.本实用新型属于电池技术领域，具体的说是一种具有损伤屏蔽功能的电动汽车电池系统。


背景技术：

2.锂离子动力电池由于功率密度高、循环寿命长等优势，逐渐成为当前电动汽车的主要动力来源。安全可靠的电池管理系统battery management system，bms是发挥动力电池性能的关键。
3.电动汽车动力电池组由数百节单体电池通过串并联方式组合而成，总电压与总电流都比较大。现如今主流的电池组成组方式是将数个单体电池先并联成一个电池单元，再将数个电池单元串联成整个电池组，即采用“先并后串”的方式。这一方式的缺点在于，若是某个电池单元发生故障或因外部受到冲击而导致损伤，由于各电池单元之间相互串联，很难继续运行。在城市中，通常会采取呼叫救援更换电池包的方式进行维修。
4.但对于行驶在路况条件不好的野外作业车辆，一旦发生所述的安全故障，则存在救援困难、救援时效慢的风险。且由于路况条件不好，电池包受到外部冲击导致受损的可能性增大，因此，对于野外作业车辆的电池系统安全性提出了更高的要求。


技术实现要素：

5.本实用新型提供了一种具有损伤屏蔽功能的电动汽车电池系统，能够有效应对电池单元出现故障的情况，保证车辆的继续运行，并且增加了对于电池箱体受到外部冲击的损伤检测，大大降低了野外作业车辆在路况条件不好的道路上因电池系统故障而发生危险的风险。
6.本实用新型技术方案结合附图说明如下：
7.一种具有损伤屏蔽功能的电动汽车电池系统，包括主电池管理系统1、多个从电池管理系统、电池组、电池箱体、电阻应变片和损伤数据采集单元4；所述电池组和电阻应变片设置在电池箱体内；所述电池组包括多个并联的电池模块；每个所述电池模块由数个串联的电池单元构成；每个所述电池单元由数个单体电池并联而成；所述从电池管理系统与电池模块连接，各个从电池管理系统相互独立地采集对应的电池模块中的单体电池的状态信息；所述从电池管理系统通过can总线与主电池管理系统1双向电连接；所述电阻应变片通过集成线束与主电池管理系统1连接；所述主电池管理系统1与损伤数据采集单元4连接；
8.每个所述从电池管理系统2均与电池均衡电路连接。
9.所述电阻应变片的检测电路采用带温度补偿的电桥检测法的检测电路。
10.本实用新型的有益效果为：
11.本实用新型采用先并联后串联再并联方式成组的电池组能够有效应对电池单元出现故障的情况，保证车辆的继续运行，并且增加了对于电池箱体受到外部冲击的损伤检测，大大降低了野外作业车辆在路况条件不好的道路上因电池系统故障而发生危险的风
险。
附图说明
12.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
13.图1为本实用新型的整体结构示意图；
14.图2为本实用新型中电阻应变片的检测电路示意图。
具体实施方式
15.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，所描述的实施例仅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，本领域普通技术人员在没有做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。
16.在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。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实用新型中的具体含义。
17.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
18.在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
19.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
20.参阅图1，一种具有损伤屏蔽功能的电动汽车电池系统，包括主电池管理系统1、多个从电池管理系统2、电池组、电池箱体、电阻应变片和损伤数据采集单元4。
21.多个从池管理系统2包括第一从电池管理系统201、第二从电池管理系统202
……
第m从电池管理系统20m。
22.所述电池组设置在电池箱体内，包括多个并联的电池模块，每个所述电池模块由数个串联的电池单元构成；每个所述电池单元由数个单体电池并联而成；所述从电池管理系统与电池模块连接。
23.本实用新型采用先并联后串联再并联方式成组的电池组，当电池组的某一电池单体或电池模块出现异常故障时，可断开相应的并联支路，此时仍然可以保证电池组的继续运行与整车的继续行驶。
24.所述从电池管理系统2与电池模块连接，各个从电池管理系统相互独立地采集对应的电池模块中的单体电池的状态信息，包括但不限于电压数据、温度数据，并根据状态信息作出相应的控制策略；
25.所述从电池管理系统2通过can总线与主电池管理系统1双向电连接，使得主电池管理系统1同时获取各个从电池管理系统2所汇总的各个电池模块的状态信息。
26.所述电阻应变片通过集成线束与主电池管理系统1连接，使得主电池管理系统1获取电池箱体的外部变化情况。
27.所述主电池管理系统1与损伤数据采集单元4连接。
28.所述从电池管理系统2还可以同时与电池均衡电路电连接。
29.所述电池箱底部按照一定密度布置电阻应变片，电阻应变片包括第一电阻应变片301、第二电阻应变片302、第三电阻应变片303
……
。
30.其中，单个检测电路如图2所示：
31.a.由于在电池系统工作过程中，温度变化较大，因此所述检测电路采用带温度补偿的电桥检测法；
32.b.设桥臂ab上所接的r1是粘贴在电池箱体上的电阻应变片(工作片)，与ab臂相邻的bc臂上接的r2是与r1阻值相等、灵敏系数、和电阻温度系数也都对应相等的另一电阻应变片，此应变片粘贴到与电池箱体材料相同但不承受载荷的物体上，并且和电池箱体处于相同温度环境中；
33.c.r3和r4是检测电路内部的固定电阻，且r3＝r4。
34.在电池箱体底部按一定密度布置应变片的方式应结合实际情况考虑，主要参考因素有电池箱体在汽车中的布置方式，内部电池组排列方式，以及成本等。例如，电池箱体在汽车中的布置存在外层防护相对较弱的地方或相对较容易受到崎岖路面影响发生冲击的地方，应该重点布置。其次，应当结合内部电池组的排列方式进行电池箱体底部应变片的布置。
35.所述主电池管理系统1根据各个从电池管理系统2检测到的各单体电池的状态信息，及由所述各个电阻应变片检测电路反馈的电池箱体信息，主电池管理系统1向各个从电池管理系统2发送控制命令，使得各从电池管理系统2根据所获取的控制命令选择性地开启或者关闭相应地支路电池模块，同时主电池管理系统1向整车控制器发送命令，选择性地开启或关闭限功率运行模式。
36.综上，本实用新型能够在车辆行驶过程中针对电池系统可能发生的故障进行监控并作出及时有效的应对措施，且限功率运行模式能够有效保障车辆继续行驶，在安全到达目的地后进行进一步维修，具有较高的实用价值，尤其适用于行驶在路况条件不好的野外
作业车辆。
37.以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型的保护范围并不局限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。
38.另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。
39.此外，本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。