CN109638210A - 蓄电池组串并联转换器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种蓄电池组串并联转换器，用于实现对蓄电池组的串并联状态进行切换，其包括外壳，在外壳上设置有多组电极接触装置，每组电极接触装置包括多个电极接触触点，多个电极触点沿外壳的径向方向呈层排布在外壳上构成一组，在外壳内穿设有转杆，转杆上设置有与其同轴转动的连接轴，连接轴的外侧设置有若干个与电极接触装置分别对应接触的导电片，其中，导电片经转杆带动接触电极接触装置中的不同触点，带动蓄电池组在并联状态和串联状态间切换。本发明能够快速切换蓄电池组的串并联状态，提高蓄电池组的充电效率，保证均衡充电，提高蓄电池组的使用寿命，另外，串并联转换电路的主体直接封装设置在外壳内，体积小，便于更换。

Description

蓄电池组串并联转换器

技术领域

本发明涉及蓄电池技术领域，特别是涉及一种蓄电池组串并联转换器。

背景技术

目前的蓄电池组是由多个蓄电池串联构成的，各电池组之间的连接关系通常不可变，也就是说无论是放电还是充电，蓄电池组都保持串联充放电的形式，但是在充电时，串联结构的蓄电池组会因各蓄电池间的剩余电量、容量、自放电等因素，导致各蓄电池间的充电不均衡，甚至影响蓄电池的使用寿命。这些都导致在充电时要使用更高规格的充电器，比如添加电子泄放平衡电路对蓄电池进行放电使之初始充电电压均衡、采用较为高压的充电模块等，这无疑就会增加充电器成本。

针对上述问题，目前也出现了一些对蓄电池组进行串并联转换的装置，但是这些装置普遍存在结构复杂等缺点，比如通过继电器的不同切换实现串并联转换，转换电路复杂、成本高，且如果利用于十组以上的大容量蓄电池组中时电控问题就会凸显，容易出现电连错误。

发明内容

本发明的一个目的是要提供一种蓄电池组串并联转换器，尤其适用于大容量蓄电池组的串并联转换，能够快速切换蓄电池组的串并联状态，提高蓄电池组的充电效率，保证均衡充电，提高蓄电池组的使用寿命，另外，串并联转换电路的主体直接封装设置在外壳内，体积小，便于更换。

特别地，本发明提供了一种蓄电池组串并联转换器，用于实现对N个蓄电池构成的蓄电池组的串并联状态进行切换，包括外壳，在外壳上设置有M组电极接触装置，每组电极接触装置包括Q个独立设置的分别与蓄电池组的正负电极相连的电极触点，所述Q个电极触点沿外壳的径向方向呈层排布在外壳上构成一组，其中，在所述外壳内穿设有转杆，转杆上设置有与其同轴转动的连接轴，所述连接轴的外侧设置有若干个与电极触点分别对应接触的导电片，其中，导电片经转杆带动接触电极触点中的不同触点，带动所述蓄电池组在并联状态和串联状态间切换。

进一步地，每个独立设置的电极触点包括并行设置的串联连接触点、并联连接触点和蓄电池连接端，每个蓄电池组的正极连接一个电极触点中的蓄电池连接端，负极则与另一个电极触点中的蓄电池连接端相连接，各个串联连接触点再顺序连接，导电片旋转后接触导通各电极触点中的蓄电池连接端和串联连接触点构成蓄电池组的整体串联连接关系，各个并联连接触点则同极进行顺序连接，导电片旋转后接触导通各电极触点中的蓄电池连接端和并联连接触点构成蓄电池组的整体并联连接关系。

进一步地，在外壳内的M×Q个电极触点中，相邻的两蓄电池对应连接电极触点中的串联连接触点相连，导电片旋转至接触导通各电极触点中的蓄电池连接端和串联连接触点的位置时即串联连接所有蓄电池，构成蓄电池组的整体串联。

更进一步地，在外壳内的M×Q个电极触点中，与N个蓄电池的正极分别相连的电极触点中的正极并联连接触点通过导线进行连接，与N个蓄电池的负极分别相连的电极触点中的负极并联连接触点则通过另一导线进行连接，导电片旋转至接触导通各电极触点中的蓄电池连接端和并联连接触点即并联连接所有蓄电池，构成蓄电池组的整体并联。

更进一步地，外壳中设置的电极触点的数目（M×Q）/2大于等于蓄电池组的总数量。

相对于现有技术中的方案，本发明的优点是：

本发明所描述的串并联转换机构，用于对蓄电池组进行串并联的转换，从而构成蓄电池组的并联充电电路或串联放电电路，实现在串并联两种模式下的可选择切换，用户可根据自己的需要进行选择，有效提高蓄电池组的使用寿命和工作效率。

根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是根据本发明一个实施例的串并联转换机构的横向截面视图；

图2是根据本发明一个实施例的串并联转换机构的并联状态（充电状态）下的线路连接示意图；

图3是根据本发明一个实施例的串并联转换机构的串联状态（放电状态）下的线路连接示意图。

其中：

1、转杆，2、连接轴，3、导电片， 41、串联连接触点，42、并联连接触点，43、蓄电池连接端。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

本实施例所描述的蓄电池组串并联转换器，用于实现对20个蓄电池组成蓄电池组的串并联状态进行切换，包括外壳，在外壳上设置有5组电极接触装置，每组电极接触装置包括8个独立设置的分别与蓄电池组的正负电极相连的电极触点，在本实施例中，如图1所示，每8个电极触点沿外壳的径向方向呈层排布在外壳上构成一组电极接触装置，，如此结构的电极接触装置共有五层，这一剖面图中只示出了其中一层上的结构，所述5组电极接触装置沿外壳的轴线方向呈层状排布在外壳上构成整体的电路切换主体。其中，在所述外壳内穿设有转杆1，转杆1上设置连接轴2，连接轴2与转杆1通过固定杆进行固定连接并与转杆1同轴转动，所述连接轴2的外侧设置有若干个与电极触点分别对应接触的导电片3，其中，导电片3经转杆1带动接触各电极触点中的不同触点的位置，使得不同触点间的导通切换，进而带动所述蓄电池组在并联状态和串联状态间切换。

可以理解的是，外壳是转换开关的主体构造，外壳上安装有针对蓄电池组进行连接的并联电路和串联电路，并联电路连接各电极触点中的并联连接触点42，串联电路则是通过串联连接各电极触点中的串联连接触点41，蓄电池组正极、负极以及充电线路如图2所示，而放电输出线路则如图3所示。

每个独立设置的电极触点包括并行设置的串联连接触点41、并联连接触点42和蓄电池连接端43，每个蓄电池组的正极连接一个电极触点中的蓄电池连接端43，负极则与另一个电极接触装置中的蓄电池连接端43相连接，各个串联连接触点再顺序连接，导电片旋转后接触导通各电极接触装置中的蓄电池连接端和串联连接触点构成蓄电池组的整体串联连接关系，各个并联连接触点则同极进行顺序连接，导电片旋转后接触导通各电极接触装置中的蓄电池连接端和并联连接触点构成蓄电池组的整体并联连接关系。

转杆1是安装在外壳内，转动转杆1用于实现蓄电池组在串联/断开/并联三种状态之间的转换，转杆1的连接轴2边沿上对应于各个电极触点分别安设有导电片3。导电片3是安装在连接轴2外侧的，是导通连接蓄电池组的正负极点与电极触点中不同触点的重要组件。

在外壳内的40个电极触点中，相邻的两蓄电池对应连接电极触点中的串联连接触点41相连，导电片3旋转至接触导通各电极触点中的蓄电池连接端43和串联连接触点41的位置时即串联连接所有蓄电池，构成蓄电池组的整体串联。而在外壳内的40个电极触点中，与各个蓄电池的正极分别相连的电极触点中的正极并联连接触点通过导线进行连接，与各个蓄电池的负极分别相连的电极触点中的负极并联连接触点则通过另一导线进行连接，导电片旋转至接触导通各电极触点中的蓄电池连接端和并联连接触点即并联连接所有蓄电池，构成蓄电池组的整体并联。

导电片3在转杆1的带动下，具有三个位置状态：一是，导电片3与中间的蓄电池连接端43单独接触，蓄电池组中各蓄电池处于断开状态；二是，导电片3与蓄电池连接端43、串联连接触点41同时接触，蓄电池组处于串联状态；三是，导电片3与蓄电池连接端43、并联连接触点42同时接触，蓄电池组处于并联状态。如此转动转杆1，改变导电片3与电极触点间的接触点位就能够实现蓄电池组的电路连接状态的切换。

在本实施例中，当顺时针转动转杆1，电极接触装置中的串联连接触点41与导电片3连接，导电片3与串联电路连接的蓄电池连接端43和串联连接触点41同时连接，此时蓄电池组间构成的电路关系为串联，亦即是电量输出电路，同时并联电路断开；当转杆1逆时针转动到使得导电片3与并联电路连接的蓄电池连接端43和并联连接触点42相接触时，串联电路断开，蓄电池组间构成的电路关系切换到并联电路连接；而当转动转杆1使得导电片3位于电极触点的中间即蓄电池连接端43处时，串联和并联都不连接，蓄电池组中的各蓄电池之间是断开的。转杆1可与外部控制转动连接，可手动控制，也可电控切换，用于控制转杆1的转动，进而实现蓄电池组在串联/断开/并联之间的转换。

本发明所描述的串并联转换机构，用于对蓄电池组进行串并联的转换，从而构成蓄电池组的并联充电电路或串联放电电路，实现在串并联两种模式下的可选择切换，用户可根据自己的需要进行选择，有效提高蓄电池组的使用寿命和工作效率。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (5)

1.一种蓄电池组串并联转换器，用于实现对N个蓄电池构成的蓄电池组的串并联状态进行切换，其特征在于，包括外壳，在外壳上设置有M组电极接触装置，每组电极接触装置包括Q个独立设置的分别与蓄电池组的正负电极相连的电极触点，所述Q个电极触点沿外壳的径向方向呈层排布在外壳上构成一组，，其中，在所述外壳内穿设有转杆，转杆上设置有与其同轴转动的连接轴，所述连接轴的外侧设置有若干个与电极触点分别对应接触的导电片，其中，导电片经转杆带动接触电极触点中的不同触点，带动所述蓄电池组在并联状态和串联状态间切换。

2.根据权利要求1所述的蓄电池组串并联转换器，其特征在于，每个独立设置的电极触点包括并行设置的串联连接触点、并联连接触点和蓄电池连接端，每个蓄电池组的正极连接一个电极触点中的蓄电池连接端，负极则与另一个电极触点中的蓄电池连接端相连接，各个串联连接触点再顺序连接，导电片旋转后接触导通各电极触点中的蓄电池连接端和串联连接触点构成蓄电池组的整体串联连接关系，各个并联连接触点则同极进行顺序连接，导电片旋转后接触导通各电极触点中的蓄电池连接端和并联连接触点构成蓄电池组的整体并联连接关系。

3.根据权利要求2所述的蓄电池组串并联转换器，其特征在于，在外壳内的M×Q个电极触点中，相邻的两蓄电池对应连接电极触点中的串联连接触点相连，导电片旋转至接触导通各电极触点中的蓄电池连接端和串联连接触点的位置时即串联连接所有蓄电池，构成蓄电池组的整体串联。

4.根据权利要求3所述的蓄电池组串并联转换器，其特征在于，在外壳内的M×Q个电极触点中，与N个蓄电池的正极分别相连的电极触点中的正极并联连接触点通过导线进行连接，与N个蓄电池的负极分别相连的电极触点中的负极并联连接触点则通过另一导线进行连接，导电片旋转至接触导通各电极触点中的蓄电池连接端和并联连接触点即并联连接所有蓄电池，构成蓄电池组的整体并联。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的蓄电池组串并联转换器，其特征在于，外壳中设置的电极触点的数目（M×Q）/2大于等于蓄电池组的总数量。