一種可串並聯切換的電池組連接控制裝置的製作方法

2023-06-24 20:53:41 1

專利名稱：一種可串並聯切換的電池組連接控制裝置的製作方法
技術領域：
—種可串並聯切換的電池組連接控制裝置本實用新型涉及本實用新型涉及電動汽車動力鋰電池管理系統領域，特別涉及一種可串並聯切換的電池組連接控制裝置。一般情況下電動汽車的多個電池組充放電都是並聯方式，尤其在充電時，以48V供電電池組為例，最高充電電壓57.5V，則電池充電器的輸出最高電壓為57.5V，這樣就需要將交流進行整流、降壓，才能輸出給電池組充電，充電電壓低不利於快速充電，在整流、降壓過程中還會伴隨著損耗，造成電能的損失。因此，有必要解決如上問題。本實用新型克服了上述技術的不足，提供了一種可串並聯切換的電池組連接控制裝置，其通過控制器在同一時刻只控制串聯可控開關接通，或只控制並聯可控正極連接開關與並聯可控負極連接開關的接通，根據需要實現了電池組在串聯連接與並聯連接之間的切換，也便於在充電或放電時實現更好的效果。為實現上述目的，本實用新型採用了下列技術方案:一種可串並聯切換的電池組連接控制裝置，包括有用於實現電池組間串聯連接的串聯開關模塊I和用於實現電池組間並聯連接的並聯開關模塊2，所述串聯開關模塊I包括有若干個依次連接在本級電池組負極與其下級電池組正極之間的串聯可控開關11及用於驅動串聯可控開關11接通或斷開的串聯開關驅動單元12，所述並聯開關模塊2包括有若干個依次連接在本級電池組正極與其下級電池組正極之間的並聯可控正極連接開關21、若干個依次連接在本級電池組負極與其下級電池組負極之間的並聯可控負極連接開關22、以及驅動並聯可控正極連接開關21和並聯可控負極連接開關22接通或斷開的並聯開關驅動單元23，所述控制系統還包括有在同一時刻只控制各串聯可控開關11接通以實現電池組間串聯連接或只控制各並聯可控正極連接開關21、並聯可控負極連接開關22接通以實現電池組間並聯連接的控制器5，所述串聯開關驅動單元12控制信號輸入端、並聯開關驅動單元23控制信號輸入端分別與控制器5連接，所述串聯可控開關11、並聯可控正極連接開關21、並聯可控負極連接開關22上還連接有用於開關通斷狀態檢測的開關狀態檢測模塊3，所述開關狀態檢測模塊3信號輸出端與控制器5連接。如上所述的串聯開關模塊I和並聯開關模塊2上的開關都為接觸器開關，所述串聯開關驅動單元12和並聯開關驅動單元23都為繼電器驅動電路。所述控制器5為單片機。作為優化，所述切換控制系統還包括有用於檢測串聯可控開關11、並聯可控正極連接開關21、並聯可控負極連接開關22通斷狀態的開關狀態檢測模塊3，所述開關狀態檢測模塊3信號輸出端與控制器5連接。[0010]本實用新型的有益效果是:1、通過控制器在同一時刻只控制串聯可控開關接通，或只控制並聯可控正極連接開關與並聯可控負極連接開關的接通，實現電池組間串聯連接或並聯連接。2、充電時，電池組之間進行串聯連接，然後接入充電電路，與這樣連接結構配合的充電電路，由於串聯的電池組兩端電壓高，一般交直流充電電路只需經過整流就可以直接對電池組進行充電，而不需要嚴格的降壓過程避免充爆電池組，提高了充電過程的安全，免去了由於降壓帶來的損耗，免去了並聯電池組充電時只能根據最小容量的電池組的電壓標準來進行電壓輸入,從而加快了充電速度。3、放電在對其他裝置進行供電工作時，並聯連接的電池組可以提供大電流輸出，可用在動力汽車上，提供足夠的動力輸出。4、通過開關狀態檢測模塊檢測各開關的狀態，系統在進行切換控制前，進一步保證在切換時原有連通的開關已被斷開，避免了在同一時刻電池組既並聯又串聯而引起的短路現象。

圖1是本實用新型的結構原理圖。圖2是本實用新型中開關在電池組之間的連接示意圖。
以下結合附圖與本實用新型的實施方式作進一步詳細的描述:如圖1 一 2所示，一種可串並聯切換的電池組連接控制裝置，包括有用於實現電池組間串聯連接的串聯開關模塊I和用於實現電池組間並聯連接的並聯開關模塊2，所述串聯開關模塊I包括有若干個依次連接在本級電池組負極與其下級電池組正極之間的串聯可控開關11及用於驅動串聯可控開關11接通或斷開的串聯開關驅動單元12，所述並聯開關模塊2包括有若干個依次連接在本級電池組正極與其下級電池組正極之間的並聯可控正極連接開關21、若干個依次連接在本級電池組負極與其下級電池組負極之間的並聯可控負極連接開關22、以及驅動並聯可控正極連接開關21和並聯可控負極連接開關22接通或斷開的並聯開關驅動單元23，所述控制系統還包括有在同一時刻只控制各串聯可控開關11接通以實現電池組間串聯連接或只控制各並聯可控正極連接開關21、並聯可控負極連接開關22接通以實現電池組間並聯連接的控制器5，所述串聯開關驅動單元12控制信號輸入端、並聯開關驅動單元23控制信號輸入端分別與控制器5連接，所述串聯可控開關11、並聯可控正極連接開關21、並聯可控負極連接開關22上還連接有用於開關通斷狀態檢測的開關狀態檢測模塊3，所述開關狀態檢測模塊3信號輸出端與控制器5連接。如圖2所示，若電池組Al為本級電池組，則A2為其下級電池組，若電池組A2為本級電池組，則A3為其下級電池組，如此類推，並聯可控正極連接開關21連接在本級電池組正極與其下級電池組正極之間，而並聯可控負極連接開關22連接在本級電池組負極與其下級電池組負極之間，上述的開關設置，若下級電池組為最後的電池組，如電池組A4，則不用再考慮A4的下級電池組，即不用再設置開關。如上所述，串聯可控開關11用於控制電池組之間的串聯連接，並聯可控正極連接開關21和並聯可控負極連接開關22共同用於控制電池組之間的並聯連接。在實施例中，所述控制器5是單片機，所述串聯開關模塊I和並聯開關模塊2上的開關都為接觸器開關，所述串聯開關驅動單元12和並聯開關驅動單元23都為繼電器驅動電路，各繼電器驅動電路驅動對應的開關。如上所述，根據控制策略或外部實際的控制輸入，單片機判斷當前電池組是需要並聯連接還是需要串聯連接，然後控制相應開關模塊上繼電器驅動電路驅動相應的接觸器開關的接通或斷開。如上所述，通過開關狀態檢測模塊3檢測各開關的狀態，系統在進行切換控制前，進一步保證在切換時原有連通的開關已被斷開，避免了在同一時刻電池組既並聯又串聯而引起的短路現象。如上所述的開關狀態檢測模塊3可以是現有的觸點通斷檢測電路，也可以是利用傳感器實現開關通斷檢測的其他電路。本實用新型在充電時，控制器5控制電池組的串聯開關模塊I中的串聯可控開關11接通後，電池組接入充電電路；放電時，控制器5控制電池組的並聯開關模塊2中的並聯可控正極連接開關21與並聯可控負極連接開關22接通後，電池組接入放電電路。如上所述，充電時，電池組之間進行串聯連接，然後接入充電電路，與這樣連接結構配合的充電電路，由於串聯的電池組兩端電壓高，其充電電壓也就相對提高，充電電路只需把交直流整流後稍許穩壓就可以直接對電池組進行充電，一般不存在由於充電電壓過高而充爆電池組的情況發生，提高了充電過程的安全，免去了由於降壓帶來的損耗，免去了並聯電池組充電時只能根據最小容量的電池組的電壓標準來進行電壓輸入，從而加快了充電速度。如上所述，放電在對其他裝置進行供電工作時，並聯連接的電池組可以提供大電流輸出，可用在動力汽車上，提供足夠的動力輸出。如上所述，本案保護的是一種可串並聯切換的電池組連接控制裝置，其通過控制器5在同一時刻只控制串聯可控開關11接通，或只控制並聯可控正極連接開關21與並聯可控負極連接開關22的接通，根據需要實現了電池組在串聯連接與並聯連接之間的切換，也便於在充電或放電時實現更好的效果和需求。一切與本案結構相同或與本案控制方法相同或構思相同的技術方案都應示為落入本案的保護範圍內。
權利要求1.一種可串並聯切換的電池組連接控制裝置，其特徵在於包括有用於實現電池組間串聯連接的串聯開關模塊(I)和用於實現電池組間並聯連接的並聯開關模塊(2)，所述串聯開關模塊(I)包括有若干個依次連接在本級電池組負極與其下級電池組正極之間的串聯可控開關(11)及用於驅動串聯可控開關(11)接通或斷開的串聯開關驅動單元(12)，所述並聯開關模塊(2)包括有若干個依次連接在本級電池組正極與其下級電池組正極之間的並聯可控正極連接開關(21 )、若干個依次連接在本級電池組負極與其下級電池組負極之間的並聯可控負極連接開關(22)、以及驅動並聯可控正極連接開關(21)和並聯可控負極連接開關(22)接通或斷開的並聯開關驅動單元(23)，所述控制系統還包括有在同一時刻只控制各串聯可控開關(11)接通以實現電池組間串聯連接或只控制各並聯可控正極連接開關(21)、並聯可控負極連接開關(22)接通以實現電池組間並聯連接的控制器(5)，所述串聯開關驅動單元(12)控制信號輸入端、並聯開關驅動單元(23)控制信號輸入端分別與控制器(5)連接，所述串聯可控開關(U)、並聯可控正極連接開關(21)、並聯可控負極連接開關(22)上還連接有用於開關通斷狀態檢測的開關狀態檢測模塊(3)，所述開關狀態檢測模塊(3)信號輸出端與控制器(5)連接。
2.根據權利要求1所述的一種可串並聯切換的電池組連接控制裝置，其特徵在於所述串聯開關模塊(I)和並聯開關模塊(2)上的開關都為接觸器開關，所述串聯開關驅動單元(12)和並聯開關驅動單元(23)都為繼電器驅動電路。
3.根據權利要求1或2所述的一種可串並聯切換的電池組連接控制裝置，其特徵在於所述控制器(5)為單片機。
4.根據權利要求1或2所述的一種可串並聯切換的電池組連接控制裝置，其特徵在於所述切換控制系統還包括有用於檢測串聯可控開關(11 )、並聯可控正極連接開關(21 )、並聯可控負極連接開關(22)通斷狀態的開關狀態檢測模塊(3)，所述開關狀態檢測模塊(3)信號輸出端與控制器(5)連接。
專利摘要本實用新型公開了一種可串並聯切換的電池組連接控制裝置，包括有控制器和用於實現電池組間串聯連接的串聯開關模塊和用於實現電池組間並聯連接的並聯開關模塊。本實用新型的目的是通過控制器在同一時刻只控制串聯可控開關接通，或只控制並聯可控正極連接開關與並聯可控負極連接開關的接通，根據需要實現了電池組在串聯連接與並聯連接之間的切換，也便於在充電或放電時實現更好的效果。
文檔編號H02J7/00GK203014427SQ20122067672
公開日2013年6月19日 申請日期2012年12月10日 優先權日2012年12月10日
發明者王奉瑾 申請人:王奉瑾, 中山普潤斯電源設備技術有限公司