[发明专利]用于监测电池驱动车辆的牵引电池的印刷电路板组件

说明书

本发明涉及一种用于监测电池驱动车辆的牵引电池的印刷电路板组件，包括多个电池单元监测电路板，其中每个电池单元监测电路板被配设给牵引电池的一个相应的电池单元组，其中每个电池单元监测电路板包括导线束，所述导线束具有多个电压测量线，其用于确定牵引电池的各个电池单元上的电压降；和主电路板，所述主电路板具有用于容纳多个电池单元监测电路板的多个容纳位置，其中，各个电池单元监测电路板被机械地固定在主电路板的相应的容纳位置中，其中主电路板具有带有多个数据线的导线束，所述导线束被设计为用于将各电池单元上的电压降传输给电池管理系统，以监测牵引电池的充电状态。

技术领域

本发明涉及电池系统和电池驱动车辆的领域，特别是电力驱动车辆领域。特别是，本发明涉及用于监测电池驱动车辆的牵引电池的印刷电路板组件和方法。

背景技术

目前用于监测电动汽车电池的电池系统有大量的电子线路板或单独的组件，它们通过各插接连接器相互连接，以监测电池系统的各个电池单元。为每个电池单元组，即电池单元的组，都分配一个CSC(“Cell Supervising Circuit”，电池单元监测电路)，它在自己的印刷电路板或者说PCB(“Printed Circuit Board”)上实现。在目前的电动汽车的高性能电池中，电池由大量的电池单元组组成，为这些电池单元组分配自身的CSC。分别通过本身的导线束将这些单独的CSC连接到电池管理系统(BMS)会很快导致混乱，并在将各个模块手动连接到一起时导致接线错误。各个部件的组装也很难实现自动化，通常必须手工进行，特别是在驱动电动汽车的大功率电池系统中，这意味着高的费用并产生成本，因此对生产是不利的。

发明内容

因此，本发明所要解决的技术问题是实现一种有利的设计，其用于简化和安全地组装电池驱动车辆的牵引电池的电池系统，特别是简化电池系统的各个CSC模块的组装，该设计可有利地应用于具有多个电池单元的大功率牵引电池。

本发明的一个构思基于对电池单元和电池单元监测电路(CSC)之间的接触进行自动化并且由此同时消除了缆线束和人工装配过程。这是通过连接电池单元并通过借助印刷电路板(以下也称为背板)同时集成多个电池单元监测电路来实现的。

这消除了通过电缆线束将电池单元与监测电路(CSC)连接的繁琐、复杂和容易出错的做法。监测电路之间不再需要通过电缆线束进行通信，因为通信是通过背板进行的。

这里描述的解决方案可以兼容于现有的电池系统。由于高度自动化，它的优势在于工艺可靠的装配以及低的劳动力投入。有明显的成本优势。

本发明的技术方案是基于将多个电池单元监测电路集成到一个背板中。以前独立的CSC模块被组合成一个中央背板，并集成了电池单元监测电路。这导致减少到只有一个具有集成的电池单元监测电路或CSC的中央背板。因此，可以省略之前连接到电池管理系统的CSC的接线。这种技术方案的制造成本大大降低，而且更加可靠，因为可以避免潜在的错误来源。

本发明的技术方案还提供了这样的优势：当使用背板时，一方面，一次研发的合格认证的CSC也可以用于其它项目，因此，当使用通用部件时，可以因此减少部件生产、开发和合格认证的成本或花费和时间。另一方面，仅由于背板的尺寸，带有电子元件和部件的印刷电路板便无法以通常的方式生产，即通过在回流炉中焊接元件。然而，背板本身可以按照为此所需的尺寸来制造。

本公开内容描述了电池单元和电池单元组或电池单元组和模块。

电池单元是一种电或电化学电池单元，因此是一种电化学能量储存器和能量转换器。在放电过程中，储存的化学能被转化为电能。该能量可以由耗电器使用。

高压电池由大量的电池单元组成。这些电池单元被组合成组，在本公开中被称为电池单元组。这些电池单元组由CSC(电池单元监控电路)监控和平衡。组的总数给出了电池的电压。例如，96个电池单元组x 3.65V＝350.4V，这相当于400V的电池。该电压乘以一组电池的数量(如40个)，再乘以单个电池单元的容量(如5Ah)，就得出了电池的总容量。