一体化集成电池电控系统和含有该电控系统的锂电池组技术方案

本申请涉及一种一体化集成电池电控系统和含有该电控系统的锂电池组，该电控系统的印刷电路板组件上集成有BMS控制器，总正开关式半导体器件、总负开关式半导体器件、散热组件、熔断器、分流器；该总正开关式半导体器件和总负开关式半导体器件设置于电池电流输出端的主供电回路，该散热组件对该总正和总负开关式半导体器件散热；该熔断器包括两个铜排和设于两个铜排之间的整块保险片或多条保险丝；该分流器与BMS控制器相连，用于检测电路中的电流大小。新方案高度集成了所有电气元件，减小体积，降低重量，统一接口标准化设计，省去线束及连接器，节约生产工时，提高工作效率，节省了成本，便于大规模化生产，具有巨大的市场应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一体化集成电池电控系统和含有该电控系统的锂电池组
本专利技术涉及电池控制领域，尤其涉及锂电池组内的集成化电池包控制装置及整合有该控制装置的锂电池组。
技术介绍
新能源汽车正朝着电动化、智能化、轻量化、集成化方向发展，提高乘用车的安全性和续航里程是新能源汽车不断改进的方向。电动车的动力锂电池是汽车的核心部件，其中的高压电气系统包括电池控制器、高压熔断器、高压接触器、预充电阻等众多电气件及铜排线束等繁多附件，存在体积大、质量重、连接点多、布局散乱、统一通用性差，成本较高，效率较低。这些技术瓶颈制约着新能源汽车的发展。图1为现有技术中传统电池包内部结构，包括电池箱体（1）和锂电池组（2）以及电气元件，电气元件包括机械式接触器I（5）、机械式接触器II（6）、机械式接触器III（8）、预充电阻（7）、霍尔电流传感器（3），熔断器I（4），BMS控制器（9），防爆器（13），总正连接器（10）、总负连接器（11）、外部电源连接器（12），各个电气元件均是散落分布在电池包的电池箱体（1）之中的，且其中各个电气元件存在体积大，成本高，安装及连接繁琐等问题；另外，传统熔断器安装方式都是采用螺丝固定在电池箱体上的方式，体积较大，有的需要配备绝缘底座等附件，结构复杂，安装繁琐，装配所需成本较高；此外，传统的电池充电电路中，为了保护箱体内的电子元件免受大电流冲击而遭到损坏，常常利用机械式接触继电器元件来保证电池组在充电周期内的长时间稳定工作，然而机械式接触继电器元件价格昂贵，生产成本相对较高，且由于机械式接触继电器元件体积较大，不符合电控系统小型化的需求。而本专利技术技术的提出，旨在通过新的集成一体化结构，制造出满足上述要求的产品。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种一体化集成电池电控系统，尤其是提供一种集成化锂电池包一体化集成电池电控系统，以满足节省体积、成本，提高标准化的要求，以解决现有技术中提及的上述技术问题。为了达到上述目的，本专利技术的主要手段是提供一种一体化集成电池电控系统，包括：电控箱体；前面板，所述前面板设置在电控箱体前侧；一块印刷电路板组件；所述印刷电路板组件设置于电控箱体内；所述电控箱体和/或前面板与电池箱体连接处设有防水结构；所述前面板上设置有若干电气件接口，所述电气件接口包括总正连接器、总负连接器；所述印刷电路板组件上集成包括有BMS控制器，总正开关式半导体器件、总负开关式半导体器件、散热组件、熔断器、分流器；所述总正开关式半导体器件和总负开关式半导体器件分别设置于电池电流输出端的主供电电路和电流回流端的主回流电路，分别用于控制电池电流输出与回流的通断，所述散热组件对所述总正开关式半导体器件和总负开关式半导体器件散热，保证集成化装置长时间稳定工作；所述熔断器包括两个铜排和设于两个铜排之间的整块保险片或多条保险丝；所述分流器与BMS控制器相连，用于检测电路中的电流大小；其中，内部电池通过所述熔断器、分流器、总正开关式半导体器件、总负开关式半导体器件与所述前面板上的总正连接器、总负连接器电连接，共同形成外接电器件的供电端口。进一步的，所述电控箱体上还设置有散热结构，所述散热结构与所述散热组件匹配连接。进一步的，所述印刷电路板组件还集成有预充回路，所述预充回路包括预充开关式半导体器件与预充电阻，所述预充开关式半导体器件与预充电阻对应电连接。可选择的，所述预充开关式半导体器件、总正开关式半导体器件、总负开关式半导体器件采用场效晶体管MOSFET和/或复合全控型电压驱动式功率半导体器件。进一步的，所述电控箱体上还设置有防爆器。优选的，所述防爆器为防爆阀。进一步的，所述印刷电路板组件还集成有智能电源管理系统，所述智能电源管理系统与智能终端和/或云平台共同组成智能信息交互系统。优选的，所述智能信息交互系统包括数据采集模块、无线模块、诊断及标定系统和控制器，所述数据采集模块、无线模块、诊断及标定系统均与控制器电连接。另外，本专利技术还提供一种集成锂电池组，包括壳体，壳体内设有两个以上单体锂电池串联或并联形成的电池组，以及与电池组连接的前述一体化集成电池电控系统。所述一体化集成电池电控系统设置于所述电池箱体一侧，且所述电气件接口从电池箱体输出。采用本专利技术所述的一体化集成电池电控系统和安装有该装置的集成化锂电池包，能够达到以下几点有益效果：这种“集成化的电池包控制装置”，相比现有市场产品，高度集成了所有电气元件，减小了体积，降低了重量，统一接口标准化设计，省去了线束及连接器，节约了生产工时，提高工作效率，节省了成本，相对节约空间比约70%、重量比约20%，节省出来的空间可以用于布置更多电芯，从而在有限的空间内增加了可容纳的电芯数量，有利于提高电池电量和能量密度，提升续航里程；本专利技术用安装于主供电电路上的总正开关式半导体器件和安装于主回流电路上的总负开关式半导体器件替代了传统的机械式接触继电器元件，在使电子元件免受大电流冲击的同时，大大减低了产品的生产成本，且印刷电路板上集成设置的散热组件能够对开关式半导体器件进行散热，以确保开关式半导体器件免受过热损坏，从而使电池组在充电周期内能够长时间稳定工作；采用本专利技术这种新的集成化的熔断器方案，改变了安装方式，减小了体积，成本降低约2/3；通过设置防爆器结构，能够在系统压力大于设定压力时，对电池内部进行快速泄压，防止系统发生爆炸，保证使用安全；而构建由智能电源管理系统、智能终端和/或云平台组成的智能信息交互系统，基于无线通讯技术对电池、手机、云端进行信息互联，便于使用者随时了解电池的工作状态，以及对控制系统进行云端升级，从而实现人-电池互通。因此本专利技术形成的“一体化集成电池电控系统”和具有该电控系统的锂电池组兼具智能性、安全性和低成本性，便于大规模批量化生产，具有巨大的市场应用前景。附图说明为了更清楚的说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅使本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为现有技术中传统电池包内部结构示意图；图2为本专利技术的集成锂电池组内部结构的示意图；图3为本专利技术的集成锂电池组优选实施例的立体视图；图4（a）为本专利技术的一体化集成电池电控系统电控箱体第一实施例的主视图；图4（b）为本专利技术的一体化集成电池电控系统电控箱体第一实施例的侧视图；图4（c）为本专利技术的一体化集成电池电控系统电控箱体第一实施例的后视图（隐去电控箱体后盖）；图5为本专利技术的一体化集成电池电控系统第一实施例中印刷电路板前方的立体视图；图6（a）为本专利技术一种优选实施例的熔断器的结构示意图；图6（b）为本专利技术另一种优选实施例的熔断器的结构示意图；图7为本专利技术的一体化集成电池电控系统第二实施例外观示意图；图8为本专利技术的一体化集成电池电控系统第三实施例中智能信息交互系统的交互原理本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种一体化集成电池电控系统，包括：/n电控箱体；/n前面板，所述前面板设置在电控箱体前侧；/n一块印刷电路板组件；/n所述印刷电路板组件设置于电控箱体内；/n其特征在于：所述电控箱体和/或前面板与电池箱体连接处设有防水结构；所述前面板上设置有若干电气件接口，所述电气件接口包括总正连接器、总负连接器；所述印刷电路板组件上集成包括有BMS控制器，总正开关式半导体器件、总负开关式半导体器件、散热组件、熔断器、分流器；所述总正开关式半导体器件和总负开关式半导体器件分别设置于电池电流输出端的主供电电路和电流回流端的主回流电路，分别用于控制电池电流输出与回流的通断，所述散热组件对所述总正开关式半导体器件和总负开关式半导体器件散热，保证集成化装置长时间稳定工作；所述熔断器包括两个铜排和设于两个铜排之间的整块保险片或多条保险丝；所述分流器与BMS控制器相连，用于检测电路中的电流大小；其中，内部电池通过所述熔断器、分流器、总正开关式半导体器件、总负开关式半导体器件与所述前面板上的总正连接器、总负连接器电连接，共同形成外接电器件的供电端口。/n

【技术特征摘要】
1.一种一体化集成电池电控系统，包括：
电控箱体；
前面板，所述前面板设置在电控箱体前侧；
一块印刷电路板组件；
所述印刷电路板组件设置于电控箱体内；
其特征在于：所述电控箱体和/或前面板与电池箱体连接处设有防水结构；所述前面板上设置有若干电气件接口，所述电气件接口包括总正连接器、总负连接器；所述印刷电路板组件上集成包括有BMS控制器，总正开关式半导体器件、总负开关式半导体器件、散热组件、熔断器、分流器；所述总正开关式半导体器件和总负开关式半导体器件分别设置于电池电流输出端的主供电电路和电流回流端的主回流电路，分别用于控制电池电流输出与回流的通断，所述散热组件对所述总正开关式半导体器件和总负开关式半导体器件散热，保证集成化装置长时间稳定工作；所述熔断器包括两个铜排和设于两个铜排之间的整块保险片或多条保险丝；所述分流器与BMS控制器相连，用于检测电路中的电流大小；其中，内部电池通过所述熔断器、分流器、总正开关式半导体器件、总负开关式半导体器件与所述前面板上的总正连接器、总负连接器电连接，共同形成外接电器件的供电端口。


2.如权利要求1所述的一体化集成电池电控系统，其特征在于：所述电控箱体上还设置有散热结构，所述散热结构与所述散热组件匹配连接。


3.如权利要求1所述的一体化集成电池电控系统，其特征在于：所述印刷电路板组件还集成有预充回路，所述预...

【专利技术属性】
技术研发人员：施敏捷，姚帅，陈鑫，王中照，谢建伟，杨宝顺，
申请(专利权)人：苏州精控能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32