CN203232919U - 电池组中单体或模块间串联与并联相互转换的转换装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种电池组中单体或模块间串联与并联相互转换的转换装置，包括固定部件和旋转部件，固定部件和旋转部件均为圆盘形，固定部件上设置有连接片，连接片围绕固定部件的中心均匀排列，旋转部件与固定部件同轴连接，旋转部件上设置有并联触点和串联触点，并联触点和串联触点均围绕旋转部件的中心均匀排列，固定部件带连接片的面与旋转部件带并联触点和串联触点的面相对设置，当电池组中单体或模块间并联时，并联触点与连接片接触，串联触点与连接片分离；当电池组中单体或模块间串联时，串联触点与连接片接触，并联触点与连接片分离。本实用新型的电池组中单体或模块间串联与并联相互转换的转换装置结构简单，可快速方便地实现电池组单体或模块间串联与并联切换。
Description
技术领域
本发明涉及一种电池组中单体或模块间串联与并联相互转换的转换装置。
背景技术
随着国家对环保的日益重视和人们环保意识的逐步增强，自行车已大部分被电动自行车所取代，新能源汽车也有逐步取代燃油汽车的趋势。无论电动自行车还是电动汽车均离不开一核心部件---电源系统，而且此电源系统均不似手机，只用一块电池，而是由很多电池串并联组合而成。在电源系统中目前大家普遍关注锂离子电池。但是锂离子电池在串联使用时仍存在一定的问题。以锂离子电池的一个类别磷酸铁锂电池为例，单个磷酸铁锂电池的循环寿命基本都能达到2000以上，但是当12串成组使用时，其性能却大打折扣，寿命基本只有800-1000次，有的甚至更低。这是由于电池成组使用时对电池一致性的要求比较高。成组使用与单只使用有这样几点差异：1.电池组内单体间容量差异：成组使用时，如果某只电池容量偏小，则在充电时，恒流充电后期此电池电压最高，在其它电池未达到恒压值时，其有可能已发生过充，而单只使用不存在此问题；2.自放电差异：当电池单只使用时，如果其自放电大，搁置一段时间后放电，只是这一次的放电容量较低，当再次充电时，其容量又能补充到搁置前的容量，不影响以后的放电性能。但在成组使用时，如果某一个电池自放电过大，在搁置一段时间后放电时其最先放完电，而此时其它电池容量仍未放完，当充电时受其它电池充电容量的限制自放电大的电池必然不能充满，如此随着时间的推移，自放电大的电池所能充得的容量与其它电池相比越来越少，最后导致整个电池组容量不合格；3.电池组内各单体间极化差异：即使电池组中的各电池初始时性能比较接近，但经过长期使用后电池组中的各个电池极化状态必然会有差异，在串联恒流充电时，无论电池极化大小，通过各个电池的充电电流均相等，这样就会加速极化大的电池寿命衰减。为了解决上述问题，除了在电池配组时尽量挑选一致性较好的电池进行配对以尽量缩小电池组单体间初始差异外，解决自放电差异和容量差异的普遍做法是采用均衡+充电保护的方式，此种方式原理上虽能有效解决此问题，但在实施时存在成本高、可靠性有待验证的弊端且无法解决单体间极化差异的难题。
而有人则采用另外一种方式来解决以上问题：采用并联充电。当并联充电时，电池组的充电电压与组成其单体或是模块电压一致，则此时电池组的充电就相当于是单体或模块充电，且并联充电有个优势，可以依据其各个支路的极化情况进行自动分流以达到电压一致，如某个单体极化大，则其分得的电流相应就会小些，这样使其受到保护。
因此，需要一种电池组中单体或模块间串联与并联相互转换的转换装置以解决上述问题。
发明内容
发明目的：本发明针对现有技术中交通荷载特别是偏心超载作用而引起的桥梁上部结构发生倾覆的缺陷，提供一种电池组中单体或模块间串联与并联相互转换的转换装置。
技术方案：为解决上述技术问题，本发明的电池组中单体或模块间串联与并联相互转换的转换装置采用如下技术方案：
一种电池组中单体或模块间串联与并联相互转换的转换装置，包括固定部件和旋转部件，所述固定部件和旋转部件均为圆盘形，所述固定部件上设置有连接片，所述连接片围绕所述固定部件的中心均匀排列，所述旋转部件与所述固定部件同轴连接，所述旋转部件上设置有并联触点和串联触点，所述并联触点和串联触点均围绕所述旋转部件的中心均匀排列，所述固定部件带连接片的面与所述旋转部件带并联触点和串联触点的面相对设置，当电池组中单体或模块间并联时，所述并联触点与所述连接片接触，所述串联触点与所述连接片分离；当电池组中单体或模块间串联时，所述串联触点与所述连接片接触，所述并联触点与所述连接片分离。
更进一步的，所述连接片的数目为所述电池组中单体或模块的数目的2倍。
更进一步的，所述并联触点的数目与所述连接片的数目相同。
更进一步的，所述串联触点的数目比所述连接片的数目少两个。
更进一步的，所述连接片包括正极连接片和负极连接片，所述正极连接片连接所述单体或模块的正极，所述负极连接片连接所述单体或模块的负极，所述正极连接片设置所述固定部件中心线的一侧，所述负极连接片设置在所述固定部件中心线的另一侧。
更进一步的，所述并联触点包括并联负极触点和并联正极触点，所述并联负极触点设置在所述旋转部件中心线的一侧，所述并联正极触点设置在所述旋转部件中心线的另一侧，所述并联负极触点之间相互连接，所述并联正极触点之间相互连接。
更进一步的，两个相邻所述并联触点之间设置有一个所述串联触点。
更进一步的，所述串联触点包括串联负极触点和串联正极触点，所述串联负极触点设置在所述旋转部件中心线的一侧，所述串联正极触点设置在所述旋转部件中心线的另一侧，所述串联负极触点连接相对应的所述串联正极触点。
更进一步的，所述串联触点设置在所述并联触点的外侧。
有益效果：本发明的电池组中单体或模块间串联与并联相互转换的转换装置结构简单，性能可靠，操作简单，可快速方便地实现电池组单体或模块间串联与并联切换。
附图说明
图1 为四个电池的串联电路图；
图2 为四个电池的并联电路图；
图3 为实施例1的固定部件的结构示意图；
图4 为实施例1的旋转部件的结构示意图；
图5为放电时转换装置的固定部件与旋转部件位置对应图，此时电池/模块处于串联状态；
图6为充电时转换装置的固定部件与旋转部件位置对应图，此时电池/模块处于并联状态。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
本发明的电池组中单体或模块间串联与并联相互转换的转换装置，包括固定部件和旋转部件。固定部件和旋转部件均为圆盘形。
其中，固定部件上设置有连接片，连接片围绕固定部件的中心均匀排列。连接片的数目为电池组中单体或模块的数目的2倍。连接片包括正极连接片和负极连接片，正极连接片连接单体或模块的正极，负极连接片连接单体或模块的负极，正极连接片设置固定部件中心线的一侧，负极连接片设置在固定部件中心线的另一侧。
旋转部件与固定部件同轴连接，旋转部件上设置有并联触点和串联触点，并联触点和串联触点均围绕旋转部件的中心均匀排列。串联触点设置在并联触点的外侧。其中，并联触点的数目与连接片的数目相同。串联触点的数目比连接片的数目少两个。固定部件带连接片的面与旋转部件带并联触点和串联触点的面相对设置，通过并联触点或串联触点与连接片的接触与分离实现电池组中单体或模块间串联与并联相互转换。
当电池组中单体或模块间并联时，并联触点与连接片接触，串联触点与连接片分离；当电池组中单体或模块间串联时，串联触点与连接片接触，并联触点与连接片分离。
并联触点包括并联负极触点和并联正极触点，并联负极触点设置在旋转部件中心线的一侧，并联正极触点设置在旋转部件中心线的另一侧。并联负极触点之间相互连接，并联正极触点之间相互连接。两个相邻并联触点之间设置有一个并联触点。串联触点包括串联负极触点和串联正极触点，串联负极触点设置在旋转部件中心线的一侧，串联正极触点设置在旋转部件中心线的另一侧，串联负极触点连接相对应的串联正极触点。
实施例1
请参阅图1、图2、图3、图4、图5和图6所示，
图1 为四个电池的串联电路图；
图2 为四个电池的并联电路图；
图3 为与四个电池或单体相对应的转换装置的固定部件的结构示意图；
图4为与四个电池或单体相对应的转换装置的旋转部件的结构示意图；
图5为放电时转换装置的固定部件与旋转部件位置对应图，此时电池/模块处于串联状态；
图6为充电时转换装置的固定部件与旋转部件位置对应图，此时电池/模块处于并联状态。
具体使用方法：
1. 4个电池的正负极分别记为1+/1-、2+/2-、3+/3-、4+/4-；
2. 转换装置的固定部件中的8个连接片依顺时针顺序分别标记为1+连接片、2+连接片、3+连接片、4+连接片、2-连接片、3-连接片、4-连接片、1-连接片；
3. 将4个电池的8个正负极分别按照顺序与转换装置的固定部件中的8个连接片对应连接；
4. 转换装置的旋转部件与固定部件同轴配合好；其中，固定部件和旋转部件均为圆盘形；
5. 当转换装置的旋转部件旋转到如图5所示的位置时，串联触点与连接片接触，并联触点与连接片分离，4个单体为串联连接，其电路原理图如图1所示；
6. 当转换装置的旋转部件旋转到如图6所示的位置时，并联触点与连接片接触，串联触点与连接片分离；4个单体为并联连接，其电路原理图如图2所示。
本发明的电池组中单体或模块间串联与并联相互转换的转换装置结构简单，性能可靠，操作简单，可快速方便地实现电池组单体或模块间串联与并联切换。
Claims (9)
1.一种电池组中单体或模块间串联与并联相互转换的转换装置，其特征在于，包括固定部件和旋转部件，所述固定部件和旋转部件均为圆盘形，所述固定部件上设置有连接片，所述连接片围绕所述固定部件的中心均匀排列，所述旋转部件与所述固定部件同轴连接，所述旋转部件上设置有并联触点和串联触点，所述并联触点和串联触点均围绕所述旋转部件的中心均匀排列，所述固定部件带连接片的面与所述旋转部件带并联触点和串联触点的面相对设置，当电池组中单体或模块间并联时，所述并联触点与所述连接片接触，所述串联触点与所述连接片分离；当电池组中单体或模块间串联时，所述串联触点与所述连接片接触，所述并联触点与所述连接片分离。
2.如权利要求1所述的电池组中单体或模块间串联与并联相互转换的转换装置，其特征在于，所述连接片的数目为所述电池组中单体或模块的数目的2倍。
3.如权利要求1所述的电池组中单体或模块间串联与并联相互转换的转换装置，其特征在于，所述并联触点的数目与所述连接片的数目相同。
4.如权利要求1所述的电池组中单体或模块间串联与并联相互转换的转换装置，其特征在于，所述串联触点的数目比所述连接片的数目少两个。
5.如权利要求1所述的电池组中单体或模块间串联与并联相互转换的转换装置，其特征在于，所述连接片包括正极连接片和负极连接片，所述正极连接片连接所述单体或模块的正极，所述负极连接片连接所述单体或模块的负极，所述正极连接片设置所述固定部件中心线的一侧，所述负极连接片设置在所述固定部件中心线的另一侧。
6.如权利要求1所述的电池组中单体或模块间串联与并联相互转换的转换装置，其特征在于，所述并联触点包括并联负极触点和并联正极触点，所述并联负极触点设置在所述旋转部件中心线的一侧，所述并联正极触点设置在所述旋转部件中心线的另一侧，所述并联负极触点之间相互连接，所述并联正极触点之间相互连接。
7.如权利要求1所述的电池组中单体或模块间串联与并联相互转换的转换装置，其特征在于，两个相邻所述并联触点之间设置有一个所述串联触点。
8.如权利要求1所述的电池组中单体或模块间串联与并联相互转换的转换装置，其特征在于，所述串联触点包括串联负极触点和串联正极触点，所述串联负极触点设置在所述旋转部件中心线的一侧，所述串联正极触点设置在所述旋转部件中心线的另一侧，所述串联负极触点连接相对应的所述串联正极触点。
9.如权利要求1所述的电池组中单体或模块间串联与并联相互转换的转换装置，其特征在于，所述串联触点设置在所述并联触点的外侧。
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