一種檢測電路及電池管理系統的制作方法

本發明涉及電流檢測技術領域，具體而言，涉及一種檢測電路及電池管理系統。

背景技術：

隨著傳統化石能源的枯竭，新能源的開發被廣泛地關注。而汽車是能源消耗的主要產品之一，新能源汽車的出現可以有效地緩解能源枯竭的問題，所以新能源汽車被大力的發展應用。作為新能源汽車動力源的電池是新能源汽車的重要組成部分，提高電池的性能也就提高了汽車的性能。

由于單個電池存在輸出功率低的問題，在大多數電池的應用環境中，電池的應用方式都是以多個電池串聯或并聯后形成一電池模組，統一對外進行能量輸出。為方便電池模組的組裝，一般都是將多個電池單體的正極或負極通過激流板匯接在一起以提高輸出功率。

經發明人研究發現，現有技術中，將多個電池的正極或負極通過激流板匯接以形成電池模組，該電池模組在使用過程中，存在由于焊接脫落或單個電池失效的問題，如果該問題不能被及時發現并解決，將極大地降低電池模組的輸出功率或造成火災事故。

技術實現要素：

有鑒于此，本發明的目的在于提供檢測電路，通過電流傳感器和比較電路的設置，對通過任意兩個電池單體的電流進行對比，可以得出電池單體是否存在焊接脫落或是失效的問題。

本發明的另一目的在于提供一種電池管理系統，通過電流傳感器和比較電路的設置，對通過任意兩個電池單體的電流進行對比，可以得出電池單體是否存在焊接脫落或是失效的問題。

為實現上述目的，本發明實施例采用如下技術方案：

一種檢測電路，用于檢測電池模組的工作狀態。所述電池模組包括多個電池單體，所述檢測電路包括多個電流傳感器和至少一個比較電路,所述比較電路包括第一輸入端和第二輸入端。

所述多個電流傳感器分別設置于各所述電池單體，所述電流傳感器用于根據通過所述電池單體的幅值不同的電流產生幅值不同的感應信號，任意兩個所述電流傳感器的輸出端分別與至少一個所述比較電路的第一輸入端和第二輸入端連接。

當輸入所述比較電路的第一輸入端的感應信號的幅值與第二輸入端的感應信號的幅值相同時，所述比較電路輸出第一比較信號。

當輸入所述比較電路的第一輸入端的感應信號的幅值與第二輸入端的感應信號的幅值不同時，所述比較電路輸出第二比較信號。

在本發明實施例較佳的選擇中，在上述檢測電路中，所述電流傳感器的數量與所述電池單體的數量相同且一一對應，各所述電流傳感器分別套設于各所述電池單體。

在本發明實施例較佳的選擇中，在上述檢測電路中，任意兩個相鄰的電流傳感器的輸出端分別與至少一個所述比較電路的第一輸入端和第二輸入端連接。

在本發明實施例較佳的選擇中，在上述檢測電路中，所述檢測電路還設置有輸出接口，所述比較電路的輸出端與所述輸出接口連接。

在本發明實施例較佳的選擇中，在上述檢測電路中，當所述比較電路為多個時，所述輸出接口包括多個子輸出接口，所述子輸出接口的數量與所述比較電路的數量相同且一一對應，各所述比較電路的輸出端分別與各所述子輸出接口連接。

在本發明實施例較佳的選擇中，在上述檢測電路中，所述比較電路為差分電路，所述電流傳感器為霍爾電流傳感器。

在上述基礎上，本發明實施例還提供了一種電池管理系統，應用于汽車。所述汽車包括電池模組和電機，所述電池管理系統包括信號采集電路、控制器以及所述檢測電路，所述電池模組與所述電機連接，所述信號采集電路連接在所述檢測電路的輸出端與所述控制器的輸入端之間。

當所述信號采集電路接收到所述第一比較信號時，生成第一采樣信號并發送至所述控制器，當所述信號采集電路接收到所述第二比較信號時，生成第二采樣信號并發送至所述控制器。

當所述控制器接收到所述第二采樣信號時，控制所述電機降低輸出功率以降低所述電池模組的放電電流。

在本發明實施例較佳的選擇中，在上述電池管理系統中，所述汽車還包括充電設備，所述充電設備與所述電池模組連接。

當所述控制器接收到所述第二采樣信號時，控制所述充電設備降低輸出功率以降低所述電池模組的充電電流。

在本發明實施例較佳的選擇中，在上述電池管理系統中，所述汽車還包括報警裝置，所述報警裝置與所述控制器連接。

當所述控制器接收到所述第二采樣信號時，控制所述報警裝置發出報警信號。

在本發明實施例較佳的選擇中，在上述電池管理系統中，所述電池管理系統還包括終端服務器，所述控制器設置有通信模塊。

當所述控制器接收到所述第二采樣信號時，所述控制器生成故障信息并通過所述通信模塊發送至所述終端服務器。

本發明提供一種檢測電路及電池管理系統，通過電流傳感器和比較電路的設置，對通過任意兩個電池單體的電流進行對比，可以得出電池單體是否存在焊接脫落或是失效的問題，避免因持續使用而影響電池模組的安全性能。

進一步地，當比較電路為多個時，通過設置多個子輸出接口，可以有效地判斷出電池模組中焊接脫落或失效問題的具體位置，有利于維護人員進行維護處理。

為使本發明的上述目的、特征和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，并配合所附附圖，作詳細說明如下。

附圖說明

圖1為本發明實施例提供的電流傳感器的安裝結構示意圖。

圖2為本發明實施例提供的檢測電路的電路原理圖。

圖3為本發明實施例提供的差分電路的電路原理圖。

圖4為本發明實施例提供的電池管理系統的結構框圖。

圖5為本發明實施例提供的電池管理系統的另一結構框圖。

圖標：10-電池管理系統；20-電池模組；22-第一固定板；24-第二固定板；26-基板；28-電池單體；100-檢測電路；120-電流傳感器；140-比較電路；Q1-第一三極管；Q2-第二三極管；R1-上拉電阻；160-輸出接口；200-信號采集電路；300-控制器；320-通信模塊；400-報警裝置；500-終端服務器。

具體實施方式

為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例只是本發明的一部分實施例，而不是全部的實施例。通常在此處附圖中描述和示出的本發明實施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設計。

因此，以下對在附圖中提供的本發明的實施例的詳細描述并非旨在限制要求保護的本發明的范圍，而是僅僅表示本發明的選定實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

應注意到：相似的標號和字母在下面的附圖中表示類似項，因此，一旦某一項在一個附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對其進行進一步定義和解釋。在本發明的描述中，術語“第一”、“第二”等僅用于區分描述，而不能理解為只是或暗示相對重要性。

此外，術語“相同”等術語并不表示要求部件絕對相同，而是可以存在微小的差異。“平行”僅僅是指部件之間的位置關系相對“垂直”而言更加平行，并不是表示該結構一定要完全平行，而是可以稍微傾斜。

如圖1和圖2所示，本發明實施例提供了一種檢測電路100，用于檢測電池模組20的工作狀態。所述電池模組20包括第一固定板22、第二固定板24、基板26以及多個電池單體28，所述檢測電路100包括電流傳感器120、比較電路140以及輸出接口160。

進一步地，在本實施例中，所述第一固定板22和所述第二固定板24分別設置于所述多個電池單體28的兩端，以使所述多個電池單體28固定在所述第一固定板22和第二固定板24之間。所述基板26設置于所述第一固定板22與所述第二固定板24之間，用于固定設置于所述電池單體28的所述電流傳感器120。所述電流傳感器120用于根據通過所述電池單體28的幅值不同的電流產生幅值不同的感應信號。通過對所述感應信號進行分析處理，可以得出相應的電池單體28的電流情況，從而判斷出該電池單體28的工作狀況是否正常。

可選地，所述第一固定板22、第二固定板24和基板26的相對位置關系可以是多種，不受限制。在本實施例中，所述第一固定板22、第二固定板24和基板26相互平行。

可選地，所述電流傳感器120的數量不受限制，既可以是一個，也可以是多個。在本實施例中，所述電流傳感器120為多個。

可選地，所述電流傳感器120的具體數量可以是多種，不受限制。在本實施例中，所述電流傳感器120的具體數量與所述電池單體28的具體數量相同，以使每一個所述電池單體28對應設置一個所述電流傳感器120。

可選地，各所述電流傳感器120既可以設置于所述基板26的同一側，也可以設置于所述基板26的不同側。在本實施例中，各所述電流傳感器120設置于所述基板26的同一側。

可選地，所述電流傳感器120的具體形狀可以是多種，不受限制。在本實施例中，所述電流傳感器120為環狀結構。

可選地，所述電池單體28的形狀不受限制，既可以是棱柱狀結構，也可以是圓柱體結構，根據所述電池單體28的結構不同，所述電流傳感器120的結構不同。在本實施例中，所述電池單體28為圓柱體結構，所述電流傳感器120為圓環狀結構。

可選地，所述電流傳感器120與所述電池單體28的位置關系可以是多種，不受限制。在本實施例中，所述電流傳感器120的內徑大于所述電池單體28的外徑，以使所述電流傳感器120可以套設于所述電池單體28。

可選地，所述電流傳感器120的具體類型不受限制，既可以是霍爾電流傳感器，也可以是其它能夠檢測電流變化的電磁元件。在本實施例中，所述電流傳感器120為霍爾電流傳感器。

進一步地，在本實施例中，所述比較電路140包括第一輸入端和第二輸入端。所述第一輸入端與所述第二輸入端分別與兩個所述電流傳感器120的輸出端連接，任意兩個所述電流傳感器120的輸出端分別與至少一個所述比較電路140的第一輸入端和第二輸入端連接。

可選地，所述比較電路140的數量不受限制，根據所述電流傳感器120的數量的不同，所述比較電路140的數量不同。在本實施例中，多個所述比較電路140排成一行，所述比較電路140的數量比所述電流傳感器120的數量少一個以使任意兩個相鄰的電流傳感器120的輸出端分別與至少一個所述比較電路140的第一輸入端和第二輸入端連接。

通過上述設計，可實現:當輸入所述比較電路140的第一輸入端的感應信號的幅值與第二輸入端的感應信號的幅值相同時，所述比較電路140輸出第一比較信號。當輸入所述比較電路140的第一輸入端的感應信號的幅值與第二輸入端的感應信號的幅值不同時，所述比較電路140輸出第二比較信號。

當所述比較電路140輸出第一比較信號時，表明相應的第一輸入端和第二輸入端的感應信號是相同的，即對應的兩個電池單體28都正常或都不正常。當所述比較電路140輸出第二比較信號時，表明相應的第一輸入端和第二輸入端的感應信號是不同的，即對應的兩個電池單體28中有且只有一個存在問題。由于任意兩個相鄰的電流傳感器120的輸出端分別與至少一個所述比較電路140的第一輸入端和第二輸入端連接，再結合可能存在問題的電池單體28的相鄰電池單體28的工作狀態，即可判斷出問題具體存在于哪一個電池單體28。

可選地，所述比較電路140的具體電路原理可以是多種，不受限制。在本實施例中，所述比較電路140為差分電路。

結合圖3，所述差分電路包括第一三極管Q1、第二三極管Q2以及上拉電阻R1。所述第一三極管Q1的基極為所述第一輸入端、發射極接地、集電極通過所述上拉電阻R1與電源連接，所述第二三極管Q2的基極為所述第二輸入端、發射極接地、集電極通過所述上拉電阻R1與所述電源連接。

采集所述第一三極管Q1的集電極與所述第二三極管Q2的集電極的電壓差作為所述差分電路的輸出信號。當所述第一三極管Q1的基極電壓與所述第二三極管Q2的基極電壓相同時，輸出所述第一比較信號(低電平)。當所述第一三極管Q1的基極電壓與所述第二三極管Q2的基極電壓不同時，輸出所述第二比較信號(高電平)。

進一步地，在本實施例中，所述輸出接口160與所述比較電路140的輸出端連接。通過所述輸出接口160，可以將所述比較電路140的輸出信號發送給外部設備進行處理、分析以及顯示。

可選地，所述輸出接口160的數量不受限制，可以根據所述比較電路140的數量進行設置。在本實施例中，所述比較電路140為多個，為保證各所述比較電路140的輸出信號可以分別輸送到所述外部設備，所述輸出接口160包括多個子輸出接口。所述子輸出接口的數量與所述比較電路140的數量相同且一一對應，各所述比較電路140的輸出端分別與各所述子輸出接口連接。

結合圖4，本發明實施例還提供一種電池管理系統10，應用于汽車。所述汽車包括電池模組20、電機以及充電設備，所述電池管理系統10包括信號采集電路200、控制器300、報警裝置400以及所述檢測電路100。

進一步地，在本實施例中，所述電池模組20分別與所述電機和充電設備連接，所述信號采集電路200連接在所述輸出接口160與所述控制器300的輸入端之間，所述報警裝置400與所述控制器300連接。

通過上述設計，可實現：當所述信號采集電路200接收到所述第一比較信號時，生成第一采樣信號并發送至所述控制器300，當所述信號采集電路200接收到所述第二比較信號時，生成第二采樣信號并發送至所述控制器300。當所述控制器300接收到所述第二采樣信號時，控制所述電機降低輸出功率以降低所述電池模組20的放電電流、控制所述充電設備降低輸出功率以降低所述電池模組20的充電電流以及控制所述報警裝置400發出報警信號。

可選地，所述報警裝置400可以是聲音報警裝置、燈光報警裝置以及文字、圖片報警裝置中的一種或多種。在本實施例中，所述報警裝置400包括聲音報警裝置和文字、圖片報警裝置。所述聲音報警裝置通過蜂鳴器實現報警提示，所述文字、圖片報警裝置通過汽車的儀表設備實現報警提示。

通過所述報警裝置400的設置，可以對汽車使用者進行及時、有效地故障提示。一方面，可以避免汽車使用者在不知道電池模組20存在故障的情況下，因繼續使用汽車而造成的行車安全問題。另一方面，汽車使用者可以及時進行維護，避免持續使用，造成電池模組20的進一步損壞。

結合圖5，在本實施例中，所述控制器300設置有通信模塊320，所述電池管理系統10還包括終端服務器500。當所述控制器300接收到所述第二采樣信號時，所述控制器300生成故障信息并通過所述通信模塊320發送至所述終端服務器500。

通過所述終端服務器500，汽車維修人員可以及時掌握相應的汽車的電池模組20的狀況，以便于汽車維修人員對電池模組20合理進行維修安排。

綜上所述，本發明提供的一種檢測電路100及電池管理系統10，通過電流傳感器120和比較電路140的設置，對通過任意兩個電池單體28的電流進行對比，可以得出電池單體28是否存在焊接脫落或是失效的問題，避免因持續使用而影響電池模組20的安全性能。其次，通過設置多個子輸出接口，可以有效地判斷出電池模組20中焊接脫落或失效問題的具體位置，有利于維護人員進行維護處理。最后，通過控制器300的設置，可以控制電池模組20的充電電流和放電電流，進而避免造成電池模組20的損壞加劇的問題。

在本發明的描述中，除非另有明確的規定和限定，術語“設置”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對于本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。

以上所述僅為本發明的優選實施例而已，并不用于限制本發明，對于本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。