CN110416464A - 供电设备及电动汽车 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种供电设备和电动汽车,该供电设备包括:多个相互串联的电池模组和多个接触器,所述接触器串联在所述电池模组的串联电路中;相邻两个所述接触器之间间隔至少一个所述电池模组;所述接触器设置有用于控制所述接触器闭合或关断的驱动开关,各所述接触器的驱动开关相互串联,各所述驱动开关串联而成的回路用于传输能够驱动所述接触器闭合的信号。采用本发明,可以在关断供电设备时快速降低各电池箱的电压,提高安全性能。
Description
技术领域
本发明涉及电源领域,尤其涉及一种供电设备及电动汽车。
背景技术
面对当今国内乃至全球日益严格的尾气排放标准及未来的能源危机,各大汽车厂商都在研发低排放的新能源技术,以适应这一发展趋势。其中,纯电动汽车是目前各大车企大力研发的领域之一。
电动汽车中的电池包设置,一般为:多个单体电芯通过并串组合成电池模组,多个电池模组串联组成电池箱,多个电池箱串联组成电池包。在提供动力的电池包的回路中设置一个MSD(Manual Service Disconnect,手动维护开关)开关。当需要检修电池包时拔下MSD开关即可断开整个电池包的回路。
如图1所示,当电池包在正常供电过程中,拔下图1中的MSD开关,则动力电池箱1、2和动力电池箱3、4这两者的两端还是存在较大的电压差。按照一个电池包提供500V电压来计算(实际电压应该在500~800V之间),对分分段后的动力电池箱1、2与动力电池3、4这两段的两端电压还是有250V,仍然处于高电压状态。因此在检修过程中仍然存在对维修人员的危险因素。
此外,在拔下MSD开关时,存在打火拉弧现象。其中,拉弧现象是指电压超过空气的耐受力使空气电离变成导体,也就是产生电弧。
因此,如何解决动力电池包或电池箱在实际使用过程中可以安全、快速、便捷地分断电压的问题,显得尤为迫切。
发明内容
本发明实施例提供一种供电设备及电动汽车,以解决或缓解现有技术中的以上一个或多个技术问题。
本发明实施例提供了一种供电设备,包括:多个相互串联的电池模组和多个接触器,所述接触器串联在所述电池模组的串联电路中;相邻两个所述接触器之间间隔至少一个所述电池模组;所述接触器设置有用于控制所述接触器闭合或关断的驱动开关,各所述接触器的驱动开关相互串联,各所述驱动开关串联而成的回路用于传输能够驱动所述接触器闭合的信号。
在一种实施方式中,所述供电设备还包括多个相互串联的电池箱,所述电池箱内包括所述串联电路中的一段串联电路。
在一种实施方式中,相邻两个所述电池箱之间串联一个所述接触器和/或在各所述电池箱内的串联电路中串联至少一个所述接触器。
在一种实施方式中,相邻两个所述接触器之间间隔的电池模组数量相同或不相同。
在一种实施方式中,所述驱动开关包括继电器。
在一种实施方式中,所述接触器包括MSD开关。
在一种实施方式中,所述接触器包括插座和插头,所述接触器的驱动开关嵌套在所述插座中,在所述插头插入所述插座时闭合所述接触器的驱动开关,以及在所述插头从所述插座中拔出时关断所述接触器的驱动开关。
在一种实施方式中,所述供电设备还包括容纳所述供电设备的箱体,至少一个所述接触器设置在所述箱体的外壁上。
在一种实施方式中,设置在所述箱体的外壁上的所述接触器所对应的插座固定在所述外壁上。
第二方面,本发明实施例还提供一种电动汽车,包括汽车和如第一方面的任一实施方式所述的供电设备,所述供电设备为所述汽车的驱动部件供电。
上述技术方案中的任意一个技术方案具有如下优点或有益效果:
本发明实施例可以在关断其中一个接触器的情况下,关断电池模组的串联电路中所有的接触器,以快速分断串联电路中相邻两个接触器之间的高电压,降低供电设备内各分断的电路两端的电压,提高安全性能。
上述概述仅仅是为了说明书的目的,并不意图以任何方式进行限制。除上述描述的示意性的方面、实施方式和特征之外,通过参考附图和以下的详细描述,本发明进一步的方面、实施方式和特征将会是容易明白的。
附图说明
在附图中,除非另外规定,否则贯穿多个附图相同的附图标记表示相同或相似的部件或元素。这些附图不一定是按照比例绘制的。应该理解,这些附图仅描绘了根据本发明公开的一些实施方式,而不应将其视为是对本发明范围的限制。
图1是现有技术提供的电池箱的串联供电的原理图。
图2、图4至图6是本发明提供的供电设备的一个实施例的原理图。
图3是本发明提供的供电设备的接触器的一个实施例的电路图。
图7是本发明提供的供电设备的接触器的一个实施例的外观图。
图8是本发明提供的供电设备的箱体的一个实施例的外观图。
图9是本发明提供的电动汽车的一个实施例的示意图。
具体实施方式
在下文中,仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样,在不脱离本发明的精神或范围的情况下,可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此,附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接,还可以是通信;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触,也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开,下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然,它们仅仅为示例,并且目的不在于限制本发明。此外,本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母,这种重复是为了简化和清楚的目的,其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。
参见图2,本发明实施例提供一种供电设备,包括多个相互串联的电池模组110和多个接触器120。其中,接触器120串联在电池模组110的串联电路中,且相邻两个接触器120之间可以间隔一个或多个电池模组110。在本发明实施例中,多个意味着两个或两个以上。电池模组110中可以包括多个并串的电芯。如图3所示,接触器120可以包括接触器本体GL350和控制接触器120闭合或关断的驱动开关K5。接触器本体GL350相当于一个开关,可以闭合或关断回路。串联电路中的各接触器120的驱动开关K5相互串联,驱动开关K5的串联电路用于传输能够驱动接触器120闭合的信号,此信号可称为驱动信号DI5。
在供电设备正常供电时,电池模组110的串联电路中的各接触器120的驱动开关K5均闭合,驱动信号DI5在驱动开关K5的串联电路中传输,驱动各接触器120闭合,使得电池模组110的串联电路是导通的,可以为外部设备供电。当停止在驱动开关K5的串联电路中传输驱动信号DI5时,各接触器120关断,使得供电设备断电无法为外部设备供电。在关断其中一个接触器120的驱动开关K5的情况下,由于各接触器120的驱动开关K5是串联的关系,则驱动开关K5的串联电路处于开路状态,驱动信号DI5无法在此串联电路中传输,则各接触器120无驱动信号DI5驱动而被关断。如此,在停止供电时,供电设备的串联电路被各接触器120分断,分成多个电路,且分断的电路两端的电压可以快速降低,提高断电的安全性能。
在一些实施例中,任意相邻两个接触器120之间的电路中包含的电池模组110的数量可以是相同的,也可以是不相同的。例如,从供电设备的串联电路的电流方向开始,第一个接触器120与第二个接触器120之间包含的电池模组110的数量为3个,第二个接触器120与第三个接触器120之间包含的电池模组110的数量为3个,第三个接触器120与第四个接触器120之间包含的电池模组110的数量为5个。两两接触器120之间包含的电池模组110的数量可以具有规律性也可以是随机的。
在一些实施例中,供电设备中还可以包括多个相互串联的电池箱130,电池箱130内包括电池模组110的串联电路中的一段串联电路。例如,多个电池模组110相互串联在电池箱130中,多个电池箱130相互串联成供电设备。相邻两个电池箱130之间还可以串联有电池模组110也可以不串联有电池模组110。相邻两个电池箱130之间还可以串联接触器120。电池箱130内的串联电路中可以包括一个或多个接触器120,相邻两个接触器120之间串联有至少一个电池模组110。各电池箱130内包括的电池模组110的数量可以相同也可以不相同。
示例性地,如图4所示,供电设备中包括多个相互串联的电池箱130,各电池箱130中包括多个相互串联的电池模组110以及串联在电池模组110电路中的一个接触器120。如此,在其中一个电池箱130的接触器120被关断,即此接触器120的驱动开关K5被关断时,由于各接触器120的驱动开关K5的串联电路断路了,无法传送驱动信号DI5,各接触器120也紧接着被关断了。即,关断供电设备中的一个接触器120即可以关于供电设备中的所有接触器120,使得供电设备的供电回路被同时切分成多个段,各段电路两端的电压大大小于供电电压,提高断电的安全性能。
再如图5所示,供电设备中包括多个相互串联的电池箱130,各电池箱130中包括多个相互串联的电池模组110,相邻两个电池箱130之间串联一个接触器120。本实施例的工作原理也如图4所示的方案,能够提高断电的安全性能。图5仅简要地示意供电设备的串联电路中的一段。
再如图6所示,供电设备中包括多个相互串联的电池箱130,各电池箱130中包括多个相互串联的电池模组110以及串联在电池模组110的电路中的一个接触器120。该接触器120可以位于电池模组110的电路中的中间位置,例如接触器120两端连接的电池模组110的数量相同。以及,相邻两个电池箱130之间串联一个接触器120。本实施例的工作原理也如图4所示的方案,能够提高断电的安全性能。图6仅简要地示意供电设备中的一段。
在一些实施例中,接触器120可以采用MSD开关的形式,实现接触器120的闭合与关断。但是,由于直接机械性闭合或关断MSD开关有可能产生打火拉弧现象。为了避免这种情况发现,驱动开关K5可以采用继电器的形式,通过继电器控制MSD开关的闭合或关断。
示例性地,如图4所示的供电设备,按照此供电设备提供500V的电压来计算,在关断其中一个接触器120时,其他接触器120同时被关断,使得关断后的各分段,即各电池箱130的两端电压只有125V,电压相对于现有技术来说,下降了至少一半。
在一些实施例中,如图7所示,接触器120可以设计成可相互插接的插头和接座结构。接触器120的主要电路,即图3所示的结构,嵌套在插座中。在插头插入插座时,插头闭合插座中的驱动开关K5。在插头从插座中拔出时,插头关断接触器120的驱动开关K5。其中,图7中较为深色部分为插座,较为浅色部分为插头。在一些实施方式中,驱动开关K5可以是弹簧开关。在插头插入插座中时,插头压住弹簧开关的弹簧,使得开关处于闭合的状态。在插头从插座中拔出时,插头松开弹簧开关的弹簧,弹簧在弹力的作用下恢复形状,并使开关处于关断的状态。
在一些实施例中,由于驱动开关K5可以采继电器,当拔动接触器120的外壳,使插头与插座分离,内部的继电器由于被关断,继电器也会相应地断开接触器120,这时,处于高压状态的接触器120由于全部拔出,不会存在打火拉弧的现象。
如图7所示,在一些实施例中,供电设备还可以包括箱体,供电设备设置在箱体内,供电设备中的至少一个接触器120设置在箱体的外壁上。当供电设备需要维修的时候,维修人员可以在箱体的外壁上关断其中一个接触器120,箱体内的其他接触器120随之同时地断开。例如,如果接触器120的外壳设置成插头与插座的形式,设置在箱体的外壁上的接触器120所对应的插座可以固定在箱体的外壁上,维修人员可以将插头从插座上拔出即可以关断接触器120。
如图8所示,本发明实施例还提供一种电动汽车140,包括汽车140和如前述任一实施例所述的供电设备141,供电设备141与汽车140的驱动部件142连接,为汽车140供电。
以上,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到其各种变化或替换,这些都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种供电设备,其特征在于,包括:多个相互串联的电池模组和多个接触器,所述接触器串联在所述电池模组的串联电路中;相邻两个所述接触器之间间隔至少一个所述电池模组;所述接触器设置有用于控制所述接触器闭合或关断的驱动开关,各所述接触器的驱动开关相互串联,各所述驱动开关串联而成的回路用于传输能够驱动所述接触器闭合的信号。
2.如权利要求1所述的供电设备,其特征在于,还包括多个相互串联的电池箱,所述电池箱内包括所述串联电路中的一段串联电路。
3.如权利要求2所述的供电设备,其特征在于,相邻两个所述电池箱之间串联一个所述接触器和/或在各所述电池箱内的串联电路中串联至少一个所述接触器。
4.如权利要求1所述的供电设备,其特征在于,相邻两个所述接触器之间间隔的电池模组数量相同或不相同。
5.如权利要求1所述的供电设备,其特征在于,所述驱动开关包括继电器。
6.如权利要求1所述的供电设备,其特征在于,所述接触器包括MSD开关。
7.如权利要求1至6任一项所述的供电设备,其特征在于,所述接触器包括插座和插头,所述接触器的驱动开关嵌套在所述插座中,在所述插头插入所述插座时闭合所述接触器的驱动开关,以及在所述插头从所述插座中拔出时关断所述接触器的驱动开关。
8.如权利要求7所述的供电设备,其特征在于,还包括容纳所述供电设备的箱体,至少一个所述接触器设置在所述箱体的外壁上。
9.如权利要求7所述的供电设备,其特征在于,设置在所述箱体的外壁上的所述接触器所对应的插座固定在所述外壁上。
10.一种电动汽车,其特征在于,包括汽车和如权利要求1至9任一项所述的供电设备,所述供电设备为所述汽车的驱动部件供电。
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