一种具有高电磁兼容性能的锂离子电池组系统技术方案

技术编号:12485738 阅读:152 留言:0更新日期:2015-12-10 23:59
一种具有高电磁兼容性能的锂离子电池组系统,包含系统外框、若干电池模块、LECU组件、BMU组件、高压线束、低压线束、通讯线束和模块采样线束。高压线束采用多层结构,并与低压线束采取垂直布线方式,增强了系统射频抗干扰的能力,在低压接插件处安置磁环,既增强了系统传导抗干扰和抗大电流注入的能力,又可以减小系统内部高频噪声通过低压线束对外的传导发射,通讯线束采用双绞连接方式,既增强了系统射频抗干扰的能力,又减小了高频噪声对外的辐射发射,BMU组件中的PCB板金属外壳密封方式及接地方式,增强了PCB板射频抗干扰的能力及系统传导抗干扰的能力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电动汽车用锂离子电池系统领域,尤其涉及一种具有高电磁兼容性能的锂离子电池组系统
技术介绍
电磁兼容性能EMC是指设备在电磁环境中正常工作的能力。在电力系统中,当电路的电压、电流在极短时间内急速变化时,会使设备所处的外部环境发生复杂变化,从而产生电磁干扰。电池组系统是电动汽车内的一个重要零部件,具备良好电磁兼容性能的电池组系统不仅可以保证该系统在整车内部电磁环境下能够正常工作,还避免了该系统对整车内其他电子设备产生电磁干扰,大大提高了电动汽车的可靠性和安全性。目前,整车相关电气设备电磁干扰的测试方法和限值要求已有相应国际标准,例如IEC CISPR25-2008,在此基础上,各企业根据自身要求对电磁干扰的限值重新规定,生成企业标准。一般情况下,电磁兼容性能的相关测试分为抗干扰类测试和干扰发射类测试,分别用射频抗干扰-半电波暗室法、大电流注入法以及传导抗干扰测试对系统抗干扰性能进行评估;用辐射发射、传导发射-电压法、传导发射-电流法以及瞬态传导发射测试对系统发射的噪声值进行评定,以此判定系统电磁兼容性能的优劣。目前已公开的电磁兼容性能方面的专利都着重于PCB板的布线设计方面,在专利102014602A中提出的一种提高大功率器件及大功率器件模组电磁兼容性能的设计方法,包括4个部分:单个大功率器件的PCB模块、多个大功率器件串联的PCB模块、由多个输入输出端口器件串联构成的PCB模块、输入或者输出有一端共用构成的PCB模块,利用电流回路本身构造互相抵消的多个电磁场,达到高性能EMC的目标。该专利认为PCB板很大程度上影响了整个系统的电磁兼容性能,但对PCB板进行整改需要耗费很高的成本,况且有些系统内部的PCB板已经定型,难以进行较大的改动,无法通过改动PCB板来提高电磁兼容性能。
技术实现思路
本专利技术提供一种具有高电磁兼容性能的锂离子电池组系统,通过优化这些零部件的结构排布设计和电气连接方式来改善整个系统的电磁兼容性,工艺操作便利,可靠性高。为了达到上述目的,本专利技术提供一种具有高电磁兼容性能的锂离子电池组系统,包含: 系统外框; 若干电池模块,其设置在系统外框内; LECU组件,其固定设置在系统外框内; BMU组件,其固定设置在系统外框内; 高压线束,其串联若干电池模块,该高压线束通过高压接插件与系统外框相连; 低压线束,其连接BMU组件,并通过低压接插件与系统外框相连; 通讯线束,其分别连接每一个电池模块和LECU组件,并分别连接每一个连接电池模块和BMU组件; 模块采样线束,其分别连接每一个电池模块和LECU组件; 所述的BMU组件包含: PCB板支架,其与系统外框固定; PCB板金属外壳,其连接PCB板支架,该PCB板金属外壳包含金属上盖和金属下盖,金属下盖连接PCB板支架,金属上盖和金属下盖采用带有粘性的铜箔进行密封; PCB板,其设置在PCB板金属外壳内,该PCB板的地线与PCB板金属外壳固定; 所述的高压线束包含: 线芯; 绝缘层,其包覆线芯; 屏蔽层,其包覆绝缘层,该屏蔽层通过高压接插件与系统外框相连,屏蔽层与系统外框电导通; 外绝缘层,其包覆屏蔽层; 所述的低压线束上设置磁环,该磁环的位置位于系统外框内,并靠近低压接插件处,磁环紧紧包裹所有低压线束; 所述的高压线束、低压线束和模块采样线束采用垂直布线方式,遵循以下布线原则: 1、使高压线束与低压线束保持垂直的走线方式; 2、使高压线束和低压线束之间的距离多300mm; 3、减小低压线束及模块采样线束的回路面积; 所述的通讯线束采用双绞方式连接。每个电池模块包含若干串联或者并联的单体电池。所述的PCB板支架通过螺栓与系统外框固定。所述的PCB板的地线通过螺栓与PCB板金属外壳固定。所述的PCB板金属外壳米用招材质,PCB板金属外壳不加绝缘层。所述的铜箔的厚度为lum~50um。所述的屏蔽层采用铜网材料。所述的磁环选用铁氧体Mn - Zn作为材料,磁环的内径与低压线束的外径匹配,以使磁环紧包低压线束。本专利技术具有以下有益效果: 1、高压线束采用多层结构,并与低压线束采取垂直布线方式,增强了系统射频抗干扰的能力; 2、在低压接插件处安置磁环,既增强了系统传导抗干扰和抗大电流注入的能力,又可以减小系统内部高频噪声通过低压线束对外的传导发射; 3、CAN通讯线的双绞连接方式,既增强了系统射频抗干扰的能力,又减小了高频噪声对外的辐射发射;4、PCB板金属外壳密封方式及接地方式,增强了PCB板射频抗干扰的能力及系统传导抗干扰的能力。【附图说明】图1是本专利技术提供的一种具有高电磁兼容性能的锂离子电池组系统的结构示意图和线束连接示意图。图2是本专利技术中电池管理单元的结构示意图。图3是本专利技术中高压线束的剖面图。【具体实施方式】以下根据图1?图3,具体说明本专利技术的较佳实施例。如图1所示,本专利技术提供一种具有高电磁兼容性能的锂离子电池组系统,包含: 系统外框I ; 若干电池模块8,其设置在系统外框I内,每个电池模块8包含若干串联或者并联的单体电池; LEQJ (本地电控单元,Local Electric Control Unit)组件2,其固定设置在系统外框I内; BMU (电池管理单元,Battery Management Unit)组件3,其固定设置在系统外框I内; 高压线束4,其串联若干电池模块8,该高压线束4通过高压接插件9与系统外框I相连; 低压线束5,其连接BMU组件3,并通过低压接插件10与系统外框I相连; 通讯线束6,其分别连接每一个电池模块8和LE⑶组件2,并分别连接每一个连接电池模块8和BMU组件3 ; 模块采样线束7,其分别连接每一个电池模块8和LECU组件2,该模块采样线束7采集电池模块8中每个单体电池的电压,并将该电压信号传递至LECU组件2。 如图2所示,所述的BMU组件3包含: PCB板支架32,其通过螺栓与系统外框I固定; PCB板金属外壳31,其连接PCB板支架32,该PCB板金属外壳31包含金属上盖31_1和金属下盖31-1,金属下盖31-1连接PCB板支架32,金属上盖31_1和金属下盖31_1采用带有粘性的铜箔33进行密封; PCB板21,其设置在PCB板金属外壳31内,该PCB板21的地线通过螺栓与PCB板金属外壳31固定。所述的PCB板金属外壳31采用铝材质,外壳不加绝缘层,在金属上盖31-1和金属下盖31-1的接缝处采用具有粘结性能的铜箔33进行密封,铜箔33的厚度为lum~50um。在电池组系统工作时,系统内部空间有着复杂的电磁环境,所以对PCB板的屏蔽措施尤为重要,铝作为常用的金属材料,对空间的电磁干扰有着良好的屏蔽作用,铝壳不加绝缘层加强了屏蔽效果,在上下盖接缝处用铜箔密封则是为了避免在安装时因材料的形变造成的缝隙导致密封不良的现象,该密封方式主要增强了 PCB板射频抗干扰的能力。PCB板21的地线通过螺栓与PCB板金属外壳31固定,PCB板金属外壳31与PCB板支架32相连,PCB板支架32与系统外框I采用固定螺栓相连,保证PCB板21与系统金属外框I处于同一接地状态,该接地方式相当于增大PCB板的接地平面,减本文档来自技高网
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一种具有高电磁兼容性能的锂离子电池组系统

【技术保护点】
一种具有高电磁兼容性能的锂离子电池组系统,其特征在于,包含:系统外框(1);若干电池模块(8),其设置在系统外框(1)内;LECU组件(2),其固定设置在系统外框(1)内;BMU组件(3),其固定设置在系统外框(1)内;高压线束(4),其串联若干电池模块(8),该高压线束(4)通过高压接插件(9)与系统外框(1)相连;低压线束(5),其连接BMU组件(3),并通过低压接插件(10)与系统外框(1)相连;通讯线束(6),其分别连接每一个电池模块(8)和LECU组件(2),并分别连接每一个连接电池模块(8)和BMU组件(3);模块采样线束(7),其分别连接每一个电池模块(8)和LECU组件(2);所述的BMU组件(3)包含:PCB板支架(32),其与系统外框(1)固定;PCB板金属外壳(31),其连接PCB板支架(32),该PCB板金属外壳(31)包含金属上盖(31‑1)和金属下盖(31‑1),金属下盖(31‑1)连接PCB板支架(32),金属上盖(31‑1)和金属下盖(31‑1)采用带有粘性的铜箔(33)进行密封;PCB板(21),其设置在PCB板金属外壳(31)内,该PCB板(21)的地线与PCB板金属外壳(31)固定;所述的高压线束(4)包含:线芯(44);绝缘层(43),其包覆线芯(44);屏蔽层(42),其包覆绝缘层(43),该屏蔽层(42)通过高压接插件(9)与系统外框(1)相连,屏蔽层(42)与系统外框(1)电导通;外绝缘层(41),其包覆屏蔽层(42);所述的低压线束(5)上设置磁环(51),该磁环(51)的位置位于系统外框(1)内,并靠近低压接插件(10)处,磁环(51)紧紧包裹所有低压线束(5);所述的高压线束(4)、低压线束(5)和模块采样线束(7)采用垂直布线方式,遵循以下布线原则:1、使高压线束(4)与低压线束(5)保持垂直的走线方式;2、使高压线束(4)和低压线束(5)之间的距离≥300mm;3、减小低压线束(5)及模块采样线束(7)的回路面积;所述的通讯线束(6)采用双绞方式连接。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:郁辰侯敏李立楠那伟曹辉王东
申请(专利权)人:上海航天电源技术有限责任公司
类型:发明
国别省市:上海;31

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