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电池系统及用电设备的制作方法

专利查询4月前  18

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1.本实用新型涉及电池领域,具体而言,涉及一种电池系统及用电设备。


背景技术:

2.《电动摩托车和电动轻便摩托车通用技术条件》推行后,消费者手中大部分的电动自行车被纳入标准,成为电动摩托车,需要过了上牌照、考驾照、买保险等几道大关后,才能合法上路。而根据《电动自行车通用技术条件》,电动自行车必须遵守这个标准,否则属于不合格电动自行车。
3.上述场景中,电动两轮车的电池需要符合新国标才能允许上路。目前,电动两轮车采用的电池一般为48v电池包,而电动车等采用的高压电源一般为独立的96v以上的电池包。若为不同的车型专门设计相应的电池包,会耗费人力物力,效率不高。然而,由于电池包中的高压开关不能耐受远高于电池包自身供电的电压,导致若将电池包串联连接,则电池包的高压开关会烧毁。
4.针对上述的问题,目前尚未提出有效的解决方案。


技术实现要素:

5.本实用新型实施例提供了一种电池系统及用电设备,以至少解决使用电池包串联为用电设备供电时会烧毁开关的技术问题。
6.根据本实用新型实施例的一个方面,提供了一种电池系统,包括:多个电池包,主控板,主控开关,数据线路,其中,所述多个电池包,用于与用电设备串联连接形成主回路,其中,所述多个电池包包括至少两个相互串联的电池包,所述多个电池包中的每一个电池包均包括:动力电池,保护板;所述主控板,通过所述数据线路分别与所述用电设备、所述主控开关和/或所述每一个电池包中的开关连接,用于产生控制信号,控制所述主控开关的开闭和/或控制所述每一个电池包中的开关的开闭;所述主控开关,设置于所述主回路中,用于控制所述主回路的通断;所述数据线路,分别与所述用电设备、所述主控开关以及所述多个电池包中的每一个电池包连接,用于传输所述控制信号。
7.可选地,在所述每一个电池包中的开关包括主回路开关和预充回路开关的情况下,所述数据线路,还用于分别与所述每一个电池包中的主回路开关和预充回路开关连接,传输所述控制信号,其中,所述控制信号用于控制所述主回路开关的开闭和所述预充回路开关的开闭。
8.可选地,所述主控板与所述主控开关集成为主控装置,所述主控装置设置于所述主回路中。
9.根据本实用新型实施例的另一个方面,还提供了一种用电设备,所述用电设备包括上述任意一项所述的电池系统。
10.可选地,用电设备包括以下任意之一:电动自行车,电动摩托车,电动三轮车,电动汽车。
11.在本实用新型实施例中,采用个电池包,主控板,主控开关和数据线路,主控开关用于控制主回路的通断,通过采用主控板产生控制信号控制主控开关的开闭和/或控制每一个电池包中的开关的开闭,达到了将多个电池包依次串联并接入用电设备的主回路的目的,从而实现了安全地使用多个依次串联的电池包为用电设备供电的技术效果,进而解决了使用电池包串联为用电设备供电时会烧毁开关技术问题。
附图说明
12.此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解,构成本技术的一部分,本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型,并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中:
13.图1是根据本实用新型实施例提供的一种电池系统的结构框图;
14.图2是根据本实用新型优选实施方式提供的一种电池包的示意图;
15.图3是根据本实用新型优选实施方式提供的一种电池系统的示意图;
16.图4是根据本实用新型实施例提供的用电设备的结构框图。
具体实施方式
17.为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案,下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本实用新型保护的范围。
18.需要说明的是,本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
19.图1是根据本实用新型实施例的电池系统的结构示意图,如图1所示,该电池系统10包括:多个电池包12,主控板14,主控开关16和数据线路18,下面对该电池系统10进行说明。
20.多个电池包12,用于与用电设备40串联连接形成主回路,其中,多个电池包12包括至少两个相互串联的电池包,多个电池包中的每一个电池包均包括:动力电池,保护板。
21.需要说明的是,电池包可以为48v的新国标电池包。其中,48v电池包可以包括一个48v的动力电池模组和保护板,48v动力电池模组中包括16只磷酸铁锂电芯串联或14只三元电芯串联,保护板中包括采集板和高压开关。可选地,高压开关可以为mos管,mos管是mosfet的缩写,mosfet为金属-氧化物半导体场效应晶体管,简称金氧半场效晶体管(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor,简称mosfet)。对于48v的电池包中高压开关而言,若将两个48v的电池包直接串联连接并接入用电器,由于电压过大会损
毁电池包中的高压开关。
22.此外,多个电池包12整体与用电设备40串联形成主回路,多个电池包12中的每个电池包相互之间则可以采用多种不同的连接方式。可选的,多个电池包中的连接方式可以为每个电池包依次串联连接,另一种连接方式可以为多个电池包中并联与串联同时存在。例如,作为一种可选的实施方式,当电池系统10中包括4个电池包时,可以将4个电池包分为两组,每组均包括两个电池包,且每组的两个电池包并联连接,两个组之间串联连接。上述可选实施方式中,两个组各自的电池包之间即为串联连接的电池包。
23.此外,电池包还可以为144v的高压电池包,144v高压电池包可以包括一个144v动力电池模组和保护板,保护板可以包括144v高压开关。其中,144v动力电池模组可以包括48只磷酸铁锂电芯串联,或者包括42只三元电芯串联。
24.主控板14,通过数据线路分别与用电设备40、主控开关16和/或每一个电池包中的开关连接,用于产生控制信号,控制主控开关16的开闭和/或控制每一个电池包中的开关的开闭。通过主控板14的控制信号,可以控制主控开关16的开闭以及电池包中的开关的开闭,避免使用依次串联的电池包直接给用电设备供电导致的电池包的高压开关的烧毁。
25.可选的,主控板14可以同时具备与用电设备40或其它外部设备通信的能力,例如,主控板14可以被外部设备以硬线或者can总线通信、lin总线通信等方式唤醒或者控制休眠,还可以接收为主回路上电或者为主回路下电的需求指令,接收到需求指令后,主控板14产生控制信号,控制主控开关16和/或每一个电池包中的开关的开闭。
26.主控开关16,设置于主回路中,用于控制主回路的通断。
27.数据线路18,分别与用电设备40、主控开关16以及多个电池包12中的每一个电池包连接,用于传输控制信号。可选地,数据线路可以选用can总线或者lin总线。
28.在本实用新型实施例中,采用多个电池包12,主控板14,主控开关16和数据线路18,主控开关用于控制主回路的通断,通过采用主控板14产生控制信号控制主控开关16的开闭和/或控制每一个电池包中的开关的开闭,达到了将多个电池包依次串联并接入用电设备的主回路的目的,从而实现了安全地使用多个依次串联的电池包为用电设备供电的技术效果,进而解决了使用电池包串联为用电设备供电时会烧毁开关的技术问题。
29.优选地,在每一个电池包中的开关包括主回路开关和预充回路开关的情况下,数据线路18,还用于分别与每一个电池包中的主回路开关和预充回路开关连接,传输控制信号,其中,控制信号用于控制主回路开关的开闭和预充回路开关的开闭。
30.作为一种可选的实施方式,根据数据线路18传输的控制信号可以先控制主回路的开关闭合,然后闭合电池包中的预充回路开关,依次为电池包中的预充回路充电,当预充回路上电完成后,可以依次闭合各个电池包的主回路开关之后断开各个电池包中的预充回路开关,实现安全地完成电池系统的上电过程的技术目的。
31.此外,还可以采用半自动的方式完成为电池系统上电的过程,例如,在主控板通过数据线路与多个电池包连接的情况下,可以由主控板产生控制信号控制电池包中的预充回路的开关闭合,并基于预定条件控制电池包中的主回路开关闭合,在上述步骤完成后,由操作人员手动闭合主控开关,完成对整个电池系统的上电。
32.或者,在主控板通过数据线路与主控开关连接的情况下,还可以由操作人员手动依次闭合电池系统中的电池包的预充回路和主控回路开关,然后由主控板发出控制信号,
控制主控开关闭合,实现对整个电池系统的上电。
33.优选地,主控板14与主控开关16可以集成为主控装置,主控装置设置于主回路中。
34.图2是根据本实用新型可选实施方式提供的一种电池包的示意图,如图2所示,电池包可以包括动力电池和保护板,其中,保护板可以包括采集板和mos高压开关。
35.图3是根据本实用新型可选实施方式提供的一种电池系统的示意图,如图3所示,可选的电池系统可以包括两组电池包以及主控开关,其中,主控开关与两组电池包依次串联。
36.图4是根据本实用新型实施例提供的用电设备的结构框图,该用电设备40包括:电池系统10。
37.可选地,用电设备40可以包括以下任意之一:电动自行车,电动摩托车,电动三轮车,电动汽车。采用本实用新型任一可选的电池系统10,可以实现电池包的灵活组合运用,将多个相同电压值的电池包串联起来,就可以得到适用于为不同额定电压的用电设备或者不同动力需求的电动车供电的电池系统10。除上述各种类型的电动车以外,上述电池系统10还可以应用于其他类型的电动载具或者用电装置,例如,可以应用于为电动摩托艇、电动飞行器提供电能,还可以用于为电动机提供电能。
38.根据本实用新型优选实施方式,可以采用如下方式为上述任意一种电池系统上电:
39.s11,根据上电信号,控制电池系统10包括的多个电池包12中的每一个电池包的预充回路的开关闭合,其中,多个电池包12包括至少两个相互串联的电池包,多个电池包12与用电设备40串联连接形成主回路;
40.s12,基于预定条件,断开每一个电池包中的预充回路的开关;
41.s13,闭合每一个电池包中的主回路开关和主控开关16,其中,主控开关16设置于主回路中。
42.通过上述过程,达到了为使用依次串联的多个电池包的电池系统上电的目的,实现了为使用依次串联的多个电池包的电池系统安全上电技术效果,解决了为使用依次串联的多个电池包的电池系统上电时,电池包的开关会烧毁的技术问题。
43.作为一种可选的实施例,基于预定条件,闭合每一个电池包中的主回路开关和主控开关,可以通过如下方式:获取预充回路的开关的闭合持续时间;在闭合持续时间等于预设时间的情况下,闭合每一个电池包中的主回路开关和主控开关。
44.根据本实用新型优选实施方式,还可以采用如下方式为上述任意一种电池系统下电:
45.s21,根据下电信号,控制电池系统10的主回路中的主控开关16断开,其中,电池系统10包括多个电池包12和主控开关16,多个电池包12包括至少两个相互串联的电池包,多个电池包与主控开关16串联形成主回路;
46.s22,断开多个电池包12的每一个电池包中的主回路开关。
47.通过上述方式,达到了为使用依次串联的多个电池包的电池系统下电目的,实现了为使用依次串联的多个电池包的电池系统安全下电技术效果。
48.上述本实用新型实施例序号仅仅为了描述,不代表实施例的优劣。
49.在本实用新型的上述实施例中,对各个实施例的描述都各有侧重,某个实施例中
没有详述的部分,可以参见其他实施例的相关描述。
50.需要注意的是,这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式,而非意图限制根据本技术的示例性实施方式。如在这里所使用的,除非上下文另外明确指出,否则单数形式也意图包括复数形式,此外,还应当理解的是,当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时,其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
51.除非另外具体说明,否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。同时,应当明白,为了便于描述,附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论,但在适当情况下,所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中,任何具体值应被解释为仅仅是示例性的,而不是作为限制。因此,示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
52.在本实用新型的描述中,需要理解的是,方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,在未作相反说明的情况下,这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制;方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
53.为了便于描述,在这里可以使用空间相对术语,如“在
……
之上”、“在
……
上方”、“在
……
上表面”、“上面的”等,用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是,空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如,如果附图中的器件被倒置,则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而,示例性术语“在
……
上方”可以包括“在
……
上方”和“在
……
下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位),并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
54.此外,需要说明的是,使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件,仅仅是为了便于对相应零部件进行区别,如没有另行声明,上述词语并没有特殊含义,因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。以上所述仅是本实用新型的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

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