[發明專利]具有集成RF通信和單元感測板的電池模塊

有效

• 申請號: 201710206126.8
• 申請日: 2017-03-31
• 公開（公告）號: CN107305972B
• 公開（公告）日: 2019-11-01
• 發明（設計）人: T·T·金姆;J·C·約翰遜;T·王
• 申請（專利權）人: 通用汽車環球科技運作有限責任公司
• 主分類號: H01M10/42
• 分類號: H01M10/42;H01M10/48;H01M2/10;B60L53/53
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 賀紫秋

一種用于結合控制器使用的電池模塊包括安裝至多個電池單元的印刷電路板組件(PCBA)。PCBA包括基底、射頻(RF)通信電路、單元感測電路以及導電互連構件。單元感測電路可操作用于測量每個電池單元的相應單元電壓。導電互連構件在電池單元之間形成電連接。RF通信電路與控制器無線通信并且可操作用于向控制器無線地傳輸測量的單元電壓。電池系統包括主電池控制器和電池組。車輛包括可操作用于產生用于推進車輛的輸出轉矩的電機以及上述電池系統。

技術領域

本公開涉及一種具有集成RF通信和單元感測板的電池模塊。

背景技術

電化學電池組用于激勵多種系統中的電機。例如，來自呈牽引馬達或馬達/發電機單元的形式的電機的轉子軸的馬達輸出轉矩可以傳輸至變速器的輸入構件。此配置中的馬達輸出轉矩可以用于執行有用功作為移動或固定發電廠或其它轉矩產生系統的部分。電機可以是按照需要從電池組的各個單元吸取電能或向電池組的各個單元傳遞電能的交流(AC)或直流(DC)裝置。繼而，可以經由從非車載電源或車載再生供應的充電電流對電池組再充電。電池單元存儲電荷直至需要電荷，而逆反應使電池單元放電以將電力傳遞至電機的繞組。充電和放電電流以及單個單元電壓受到主電池控制模塊的嚴格監測和調節以便優化整體系統性能。

電池組(特別是用作混合電動或電池電動車輛中的DC電源的電池組)可以具有模塊化設計。即，預定數量的電池單元可以一起堆疊在外機殼內，其中多個模塊化殼體串聯地連接以形成理想大小的電池組。電池單元可以經由柔性或剛性互連構件互連并且使用模塊蓋或其它合適的外殼封閉以保護電池單元不受潮濕、灰塵和其它碎屑影響。

在某些配置中，每個電池組可以具有稱作電池系統管理器(BSM)的駐留主控制器。BSM通常直接安裝至電池組。每個電池模塊均包括呈集成電路形式的專用單元感測板(CSB)。CSB配置成讀取給定電池模塊的單個電池單元電壓并且作為整體電池控制策略的部分而向BSM報告單元電壓。各種CSB通常是以菊花鏈方式經由電纜、線束以及其它物理連接器連接至駐留BSM以提供必需通信和電連接性。

發明內容

本文公開一種電池模塊、具有多個電池模塊的電池組，以及使用此電池組的車輛，以及一種用于控制電池組的方法。例如且沒有限制，該電池模塊可以結合諸如上述BSM的主電池控制器使用。每個電池模塊均包括電池單元和集成印刷電路板組件(PCBA)。關于電池組安裝并且電連接至電池組的PCBA包括基底、射頻(RF)通信電路、與RF通信電路集成的單元感測電路以及導電互連構件。

RF通信電路和單元感測電路可以通過基底(例如，經由其表面或表面跡線)連接至彼此，其中單元感測電路可操作用于測量在電池模塊中使用的每個電池單元的相應單元電壓。導電互連構件在各個電池單元之間形成串聯電連接。與控制器無線通信的RF通信電路可操作用于向控制器無線地傳輸單元電壓以在包括電池模塊的電池組的整體控制中使用。

PCBA的基底可以選用地實施為柔性電路板或“撓性電路”。導電互連構件在此實施例中是PCBA的整體部分，可以包括定向在平行于基底的對準平面的方向上的多個扁平導電突片。替代地，該基底可以由剛性模制塑料構成并且該導電互連構件可以是具有正交于基底的對準平面延伸的一個或多個壁(即，如從電池模塊的安裝位置觀察到的垂直延伸壁)的導電構件。

該導電互連構件可以包括沿著基底的不同邊緣設置的導電突片的第一和第二條帶。在此實施例中，RF通信電路和單元感測電路可以安裝至基底介于第一條帶與第二條帶之間使得RF通信電路和單元感測電路兩側具有第一和第二條帶。

在可能實施例中，RF通信電路可以使用時間同步信道跳頻與控制器通信。模塊蓋可以跨越PCBA和電池單元。該控制器可以定位成遠離PCBA，即，不與電池模塊并置。這不同于其中該控制器物理地安裝至一個電池模塊并且因此與一個電池模塊并置的現有技術方法。因此，由本公開實現的RF能力允許控制器在使用電池模塊的車輛或其它最高層級系統內的設計靈活性和替代性放置。