[發明專利]一種電芯、電芯監控模塊及其芯片

有效

• 申請號: 202010033847.5
• 申請日: 2020-01-13
• 公開（公告）號: CN111211364B
• 公開（公告）日: 2022-02-15
• 發明（設計）人: 桑勝田;韓競科
• 申請（專利權）人: 張家港莫特普數據科技有限公司
• 主分類號: H01M10/42
• 分類號: H01M10/42
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 翁惠瑜

本發明涉及一種電芯監控芯片，包括第一存儲模塊、處理器，處理器在第一存儲模塊支持下，用于運行軟件程序，安全存儲模塊，用于存儲芯片的ID、電芯的標簽數據和芯片的密碼算法秘鑰等，第二存儲模塊，用于存放數據信息，密碼算法模塊，通過使用安全存儲器中的秘鑰進行數字簽名運算，模數轉換模塊，將采集得到的信息轉化為數字信息，提供給處理器進行計算處理，或者直接將數字信息存儲至第二存儲模塊，所述第二存儲模塊可集成于電芯監控芯片上或單獨置于電芯監控芯片外部，或同時設置。本發明通過加密模式對每一個電芯進行ID和數據認證等，保證了電芯在使用過程中的數據防篡改等。

技術領域

本發明涉及一種電芯監控芯片，尤其涉及一種包括電芯監控芯片的電芯以及電芯監控模塊。

背景技術

鋰電池是目前應用最廣泛的電化學儲能元件，由于其特殊的結構和特性，電池監測管理電路是鋰電池應用系統中必不可少的部分。目前的鋰電池應用中，對于單電芯的小型電池，一般每個電池配備一個電池保護板；多個電芯串并聯的電池組則整組配備電池管理系統。電池保護電路和電池管理系統的核心是鋰電池保護和管理芯片。簡單的鋰電保護芯片可實現過壓、過流和過溫保護；鋰電池組的管理系統由專用芯片和單片機等器件組成，對電池組整體以及其中各串并單元進行監測和管理。

受限于現有技術的缺陷，目前鋰電池監控和管理方面存在以下不足：

1、鋰電池的管理芯片主要用于實時監控電池的充放電過程，實現過壓、過流和過溫保護，并沒有電池工作狀態詳細信息的采集能力，對于電流、電壓、溫度等數值需要更高級的電池管理系統的介入。

2、目前鋰電池的充放電保護芯片都是實時地對電池工作進行控制，并沒有電池工作狀態的詳細信息記錄能力。即使通過電池管理系統進行數據收集和記錄，數據也是存儲在應用系統的計算機上，即存儲在終端電腦上，電池的重要歷史信息無法與電池自身緊密綁定。對于電池梯級利用，一個電池需要服務于多個應用系統，當將鋰電池從一個用戶系統遷移到另一個，電池的歷史數據難以獲得和利用。

3、電池管理系統僅在工作系統中對鋰電池充放電進行監測保護，儲存和運輸等其他環節都是監控盲區。比如電池的自身溫度或周圍溫度的監控無法實時掌控，一旦電池由于自身問題或周圍糟糕環境導致溫度上升，進而引發火災，使用者是無法提前監控和防備的。

4、鋰電池、電芯的品牌、型號、批次的識別和區分鑒別，只能通過產品上的商標、文字等標識來判斷，或者由產品包裝、標簽或所附的說明書、發貨單等資料來查詢、區分。這通常需要人工識別，不僅效率低、易出錯，而且無法防止人為偽造、篡改。

5、鋰電池、電芯的健康狀態和老化情況與充放電次數、充放電條件，以及短路、過放、過充等故障歷史密切相關，目前無法得到每個電芯粒度的精確可信歷史記錄，只能對一批電池做粗略估計或抽樣檢測。并且歷史信息可能人為篡改、偽造。

發明內容

本發明的目的在于提供一種電芯、電芯監控模塊及其芯片，可以實時監控電芯工作狀態和非工作狀態下自身的參數和環境參數。

為實現前述目的，本發明提供一種電芯監控芯片，包括

第一存儲模塊、處理器，處理器在第一存儲模塊支持下，用于運行軟件程序，

安全存儲模塊，用于存儲芯片的ID、電芯的標簽數據和芯片的密碼算法秘鑰等，

第二存儲模塊，用于存放數據信息，

密碼算法模塊，通過使用安全存儲器中的秘鑰進行數字簽名運算，

模數轉換模塊，將采集得到的信息轉化為數字信息，提供給處理器進行計算處理，或者直接將數字信息存儲至第二存儲模塊，

模擬控制電路模塊，在處理器的控制下，實現電芯充放電的控制調節和異常保護，

通信模塊，用于芯片與外部其他系統數據信息的接收和傳遞，