CN106921183A - 电缆线及使用该电缆线的电池模块均充平衡系统 - Google Patents

电缆线及使用该电缆线的电池模块均充平衡系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种电缆线及使用该电缆线的电池模块均充平衡系统，其中，该电缆线以多组充电线连接一第一接头及一第二接头，电池模块均充平衡系统包括上述电缆线、一均充器及一电池模块。在电缆线的第一接头连接均充器的第一连接端，第二接头连接电池模块的第二连接端时，均充器的多个充电单元分别输出电力，以分别对电池模块内的多个电池芯进行充电，使各电池芯的电量能平均充满。

Description

电缆线及使用该电缆线的电池模块均充平衡系统
技术领域
本发明涉及一种电缆线及使用该电缆线的电池模块均充平衡系统，能够使电池模块内各电池芯的电量能平均充满，以提高电池模块的使用效率及延长使用寿命。
背景技术
电池管理系统(Battery Management System,BMS)为电动车辆必不可少的核心系统，主要负责对电池模块进行安全监控及管理，以提高电池模块的使用效率及可靠性，并延长电池模块的使用寿命。电池管理系统主要包括一电池模块管理单元(Battery Management Unit,BMU)及一电池模块控制单元(Battery Control Unit,BCU)。电池模块管理单元(BMU)之间可通过各种通讯协议传送相关信息，将信息传送给电池模块控制单元(BCU)，以对电池模块进行管理、警示与安全保护控制。
当电动车辆起动而使串联的电池模块反复充放电之后，将会导致电池芯之间有电压差异、容量不均的现象，这个现象会让电池模块的使用效率变差，也会造成电池模块的寿命缩短。电池模块管理单元(BMU)除了可以监控电池芯的状态外，还可以进行主动式或被动式电池平衡，补偿轻微的电池芯不匹配，以延长电池模块的使用寿命。
电池模块管理单元(BMU)中的平衡控制电路主要分为被动式平衡及主动式平衡两种。其中，被动式平衡将较高电压的电池芯的能量直接在负载电阻上做功，将多余的能量转换成热量消耗掉，此种方法只适用于在充电模式下抑制最强电池芯的电压攀升，为限制功率损耗。其对于多个电池模块的组合而言，当其中一个电池芯充满电之后，系统即会显示已充电完成，但实际上仍可能会有多个电池芯尚在电量不足的状态，因此，若要使各个电池芯的电量平均充满，即会消耗很多能量。
主动式平衡将多个较高电压的电池芯的多余能量一个一个进行能量搬移，给其他电压较低的电池芯使用。但以多个开关回路调节各个电池芯的充电量时，过多的开关会降低可靠度。开关一旦发生短路现象，则会造成电池芯过充受损，甚至于起火燃烧。因此，上述两种电池平衡的管理模式，其在平衡效率、制造成本及可靠度上尚有待改进的空间。
发明内容
有鉴于此，为了提供一种有别于现有技术的结构，并改善上述缺点，本案发明人积多年的经验及不断的研发改进，遂有本发明的产生。
本发明的主要目的在于提供一种以电缆线连接一均充器以及一电池模块，通过均充器中的电池监控单元监测电池模块内电池芯的电量，再以均充器中的充电单元分别对电量过低的电池芯进行充电的电缆线及使用该电缆线的电池模块均充平衡系统，以解决现有的电池模块需要加装主动式或被动式电池平衡电路，从而增加制造成本、无法有效达到平衡效率及安全可靠度不足的问题，进而能有效提高平衡效率以延长使用寿命、降低成本，并确保使用安全。
为了达到上述目的，本发明提供的电缆线包括一第一接头、一第二接头、多组充电线以及一外包覆层。其中，该第一接头设有多组第一接脚；该第二接头设有多组第二接脚；该多组充电线中的每一组充电线的两端分别电性连接其中一组第一接脚及其中一组第二接脚；该外包覆层包覆多组充电线。
使用上述电缆线的电池模块均充平衡系统包括一电缆线、一均充器以及一电池模块。其中，该均充器包括一壳体，壳体内设有多个充电单元，壳体的一侧面上设有第一连接端，第一连接端与第一接头连接，以使多组第一接脚分别电性连接多个充电单元，以分别输出电力；该电池模块包括多个并列的电池芯，电池模块的一侧面上设有第二连接端，第二连接端与第二接头连接，以使多组第二接脚分别电性连接多个电池芯，以分别对多个电池芯进行充电。
实施时，该多个充电单元相互串联。
实施时，本发明还包括一等化控制单元，该等化控制单元与多个充电单元连接，以等化平均多个充电单元的电压。
实施时，该均充器还包括多个电池监控单元，多个电池监控单元与多个电池芯电性连接，以分别监测各电池芯的电量，且多个电池监控单元分别与多个充电单元电性连接，以控制多个充电单元分别对相对应的电池芯进行充电。
为进一步了解本发明，以下举较佳的实施例，配合图式、图号，将本发明的具体构成内容及其所达成的功效详细说明如下。
附图说明
图1为本发明提供的电缆线的较佳实施例的剖面示意图；
图2为本发明提供的使用电缆线的电池模块均充平衡系统的较佳实施例的元件分解图；
图3为本发明提供的使用电缆线的电池模块均充平衡系统的电路方块示意图。
附图标记说明：1-电缆线；11-第一接头；111-第一接脚；12-第二接头；121-第二接脚；13-充电线；14-外包覆层；2-电池模块均充平衡系统；3-电池模块；31-电池芯；32-第二连接端；321-第二插孔；4-均充器；41-壳体；411-第一连接端；412-第一插孔；42-充电单元；43-等化控制单元；44-电池监控单元；441-监测单元；442-控制单元。
具体实施方式
如图1所示，本发明提供的电缆线1的较佳实施例包括一第一接头11、一第二接头12、多组充电线13以及一外包覆层14。
该第一接头11设有多组第一接脚111，每一组第一接脚111包括两个分开的第一接脚111；该第二接头12反向于该第一接头11，第二接头12设有多组第二接脚121，每一组第二接脚121包括两个分开的第二接脚121；该多组充电线13中的每一组充电线13包括两个分开的充电线13，其中每一组充电线13中的两个充电线13的一端分别电性连接对应组的第一接脚111的两个第一接脚111，两个充电线13的另一端分别电性连接对应组的第二接脚121的两个第二接脚121，使一个第一接脚111、一个充电线13及一个第二接脚121呈串接状态。该外包覆层14包覆于所有充电线13的外周缘。
如图2、图3所示，使用上述电缆线1的电池模块均充平衡系统2包括上述电缆线1、一电池模块3以及一均充器4。
该电池模块3包括多个并列的电池芯31，电池模块3的一侧面上设有一个第二连接端32，第二连接端32设有多个与电缆线1的第二接头12相对应数目的第二插孔321，以在电缆线1的第二接头12的多组第二接脚121对应插入之后，使多组第二接脚121分别电性连接多个电池芯31。
该均充器4包括一壳体41、多个充电单元42、一等化控制单元43以及多个电池监控单元44。其中，该壳体41大致呈长方体形状，其内部具有一容纳空间，以容纳并定位多个充电单元42、等化控制单元43及多个电池监控单元44。该壳体41的一侧面上设有一第一连接端411，第一连接端411设有多个与电缆线1的第一接头11的多组第一接脚111相对应数目的第一插孔412，以在电缆线1的第一接头11的多组第一接脚111对应插入之后，使多组第一接脚111分别电性连接多个充电单元42。
该充电单元42为电池，多个充电单元42相互串联，多个充电单元42连接等化控制单元43，通过等化控制单元43等化平均多个充电单元42的电压。多个充电单元42的正、负极集中于壳体41的第一连接端411，经由电缆线1的连接，使多个充电单元42分别与电池模块3内的多个电池芯31电性连接，并使一个充电单元42的正、负极对应连接一个电池芯31的正、负极。
该电池监控单元44具有一监测单元441及一控制单元442。多个电池监控单元44中的其中一个电池监控单元44对应多个电池芯31的其中一个电池芯31，且多个电池监控单元44分别与多个电池芯31电性连接，以分别监测各相对应电池芯31的电量。多个控制单元442分别与多个充电单元42电性连接，以分别控制多个充电单元42对相对应的电池芯31进行充电。
藉此，当电缆线1的第一接头11连接均充器4的第一连接端411，电缆线1的第二接头12连接电池模块3的第二连接端32时，即可使多组第一接脚111分别电性连接多个充电单元42，以分别输出电力，再经由多组第二接脚121分别输入电力，分别对多个电池芯31进行充电。
因此，本发明具有以下的优点：
1、本发明中的多个充电单元可经由电缆线的多组充电线分别对多个电池芯进行充电，因此，可确实且有效的达到平均充满各电池芯的效果。
2、本发明通过电池监控单元监测各电池模块内的电池芯的电量，再以充电单元分别对电量过低的电池芯分别进行充电，因此，不但能有效提高平衡效率以延长电池模块的使用寿命，且由于电池模块不需要再加装主动式或被动式电池平衡电路，从而可降低生产成本，并确保使用安全。
3、本发明以多个充电单元分别对电量过低的多个电池芯分别进行充电，再经由等化控制单元等化平均多个充电单元的电压，因此，可有效提高充电效率及延长使用寿命。
综上所述，依上文所揭示的内容，本发明确可达到预期的目的，提供一种不仅能确实且有效的平均充满各电池芯、能提高平衡效率以延长电池模块及充电单元的使用寿命、能降低生产成本，且可确保使用安全的电缆线及使用该电缆线的电池模块均充平衡系统，极具产业上利用的价值。

Claims (5)

1.一种电缆线，其特征在于，包括：
一第一接头，设有多组第一接脚；
一第二接头，设有多组第二接脚；
多组充电线，其中每一组充电线的两端分别电性连接其中一组第一接脚及其中一组第二接脚；以及
一外包覆层，包覆该多组充电线。
2.一种使用权利要求1所述的电缆线的电池模块均充平衡系统，其特征在于，包括：
一电缆线；
一均充器，包括一壳体，该壳体内设有多个充电单元，该壳体的一侧面上设有一第一连接端，该第一连接端与该第一接头连接，以使该多组第一接脚分别电性连接该多个充电单元，以分别输出电力；以及
一电池模块，包括多个并列的电池芯，该电池模块的一侧面上设有一第二连接端，该第二连接端与该第二接头连接，以使该多组第二接脚分别电性连接该多个电池芯，以分别对该多个电池芯进行充电。
3.根据权利要求2所述的电池模块均充平衡系统，其特征在于，该多个充电单元相互串联。
4.根据权利要求3所述的电池模块均充平衡系统，其特征在于，还包括一等化控制单元，该等化控制单元与该多个充电单元连接，以等化平均该多个充电单元的电压。
5.根据权利要求2所述的电池模块均充平衡系统，其特征在于，该均充器还包括多个电池监控单元，该多个电池监控单元与该多个电池芯电性连接，以分别监测各电池芯的电量，且该多个电池监控单元分别与该多个充电单元电性连接，以控制该多个充电单元分别对相对应的电池芯进行充电。
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