CN205051404U - 电池充电系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种电池充电系统，涉及电能存储系统领域。该电池充电系统包括充电模块、主控装置、多个电池模块和串并联切换开关。所述多个电池模块之间通过所述串并联切换开关连接。所述充电模块分别与所述主控装置以及所述多个电池模块相连接。所述主控装置与所述串并联切换开关相连接。当所述充电模块处于充电状态或非充电状态时，所述主控装置接收所述充电模块发出的对应的信号，并控制所述串并联切换开关进行所述多个电池模块的串联方式与并联方式之间的切换。当充电时，串并联切换开关将多个电池模块的连接方式变更为并联连接方式，与现有的充电系统相比，该实用新型可以实现在较低电压的情况下进行充电。

Description

电池充电系统

技术领域

本实用新型涉及电能存储系统领域，具体而言，涉及一种电池充电系统。

背景技术

现有的电池充电系统内的电池模块的连接方式是固定的，不会随着充电或放电的模式的变化而变化。因此在充电时，需要在固定的电压较高的情况下才能对电池模块进行充电，故电池充电系统中需要添加相应的升压模块。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种电池充电系统，以改善现有技术中需要在固定的电压较高的情况下才能对电池模块进行充电操作的不足。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种电池充电系统，包括充电模块、主控装置、多个电池模块和串并联切换开关，所述多个电池模块之间通过所述串并联切换开关连接，所述充电模块分别与所述主控装置以及所述多个电池模块相连接，所述主控装置与所述串并联切换开关相连接，当所述充电模块处于充电状态或非充电状态时，所述主控装置接收所述充电模块发出的对应的信号，并控制所述串并联切换开关进行所述多个电池模块的串联方式与并联方式之间的切换。

优选地，上述的电池充电系统中，当所述充电模块处于充电状态时，所述充电模块将与充电状态相对应的信号传递至所述主控装置，所述主控装置接收到与充电状态相对应的信号后，控制所述串并联切换开关将所述多个电池模块由串联连接方式更变为并联连接方式。

并联连接方式的所述多个电池模块所在的支路的电压相同，故所述多个电池模块可以在电压为各电池额定电压的电情况下进行充电，此时只需要较低的电压；而不是在电压为各电池额定电压之和的情况下进行充电，此时需要较高的电压。

优选地，上述的电池充电系统中，当所述充电模块处于非充电状态时，所述充电模块将与非充电状态相对应的信号传递至所述主控装置，所述主控装置接收到与非充电状态相对应的信号后，控制所述串并联切换开关将所述多个电池模块由并联连接方式更变为串联连接方式。

串联连接方式下的电压为所述多个电池模块的额定电压之和，该电池充电系统所在的环境的正常工作电压具体可以是所述多个电池模块的额定电压之和。故当充电结束后，所述串并联切换开关将并联连接方式更变为串联连接方式，以便为电池所在的环境提供正常的工作电压。

优选地，上述的电池充电系统中，所述充电模块包括充电器、高压配电盒以及电池高压盒，所述充电器与所述高压配电盒电连接，所述高压配电盒与所述电池高压盒电连接，所述电池高压盒与分别所述主控装置以及所述多个电池模块相连接。

所述高压配电盒具体可以将熔断器、电路导通件和继电器等元器件集成在一起，可以起到电源的初级分配和集中控制的作用。所述电池高压盒具体可以包括电池管理控制器、电池预充回路、高压继电器控制回路和绝缘侦测回路等。所述电池管理控制器可以用于估测动力电池组的荷电状态、监测动力电池组的工作状态(感测电池组中的每块电池的端电压和温度、充放电电流及电池包总电压，防止电池发生过充电或过放电现象)、充电均衡、自检报警等。所述电池预充回路可以用于在启动车辆时，将原没有电压的动力系统，以预充的方式去接升系统电压。所述高压继电器控制回路用于控制高压电池与动力系统回路上的接合。所述绝缘侦测回路用于侦测系统是否有漏电。

优选地，上述的电池充电系统中，所述充电器包括电压整流器和充电功率控制器，所述电压整流器与所述充电功率控制器电连接。

所述充电器具体可以包括电压整流器以及充电功率控制器，可以理解，所述充电器还可以包括其他电气元件。

优选地，上述的电池充电系统中，所述充电功率控制器控制充电量的大小，充电电流流经所述充电功率控制器后流向所述电压整流器。

所述充电功率控制器具体可以控制充电量的大小，充电的电流流经所述充电功率控制器后流向所述电压整流器。

优选地，上述的电池充电系统中，所述电压整流器将交流电整流为直流电后将充电电流传递至所述高压配电盒。

所述电压整流器具体起到将交流电转换为直流电的作用，所述直流电与交流电相比更加稳定，适合作为电池的充电电流。

优选地，上述的电池充电系统中，还包括平衡电路模块，所述平衡电路模块的数量与所述串并联切换开关的数量相同，所述平衡电路模块与所述串并联切换开关相连接。

所述平衡电路模块主要用于进行电路电流以及电压的调控，使得各电池模块在使用过程中既不会出现电压过高的危险情况，也不会出现电压过低而导致电路元件不能够达到额定电压从而出现不能正常工作的情况。

优选地，上述的电池充电系统中，所述多个电池模块之间通过所述串并联切换开关以及平衡电路模块连接。

所述平衡电路模块具体可以位于多个电池模块之间，能够更好地对所述多个电池模块进行关于电流以及电压的调控。

优选地，上述的电池充电系统中，所述多个电池模块的电压范围为100V至110V。

所述多个电池模块中的每一个电池模块的电压具体可以为100V至110V。当需要充电时，所述串并联切换开关将串联连接方式切换为并联连接方式。此时的充电电压为100V至110V，故充电时不需要增加升压模块即可进行充电。

本实用新型提供的电池充电系统包括充电模块、主控装置、多个电池模块和串并联切换开关。所述多个电池模块之间通过所述串并联切换开关连接，所述充电模块分别与所述主控装置以及所述多个电池模块相连接，所述主控装置与所述串并联切换开关相连接。当所述充电模块处于充电状态或非充电状态时，所述主控装置接收所述充电模块发出的对应的信号，并控制所述串并联切换开关进行所述多个电池模块的串联方式与并联方式之间的切换。与现有的充电系统相比，该实用新型可以实现在较低电压的情况下进行充电，因此不需要添加相应的升压模块，节省成本。

附图说明

为了更清楚的说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的电池充电系统的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的电池充电系统的过程控制图。

附图标记如下：

主控装置100；动力电池200；电池模块210；串并联切换开关220；充电模块230；充电器240；电压整流器241；充电功率控制器242；高压配电盒250；电池高压盒260；平衡电路模块270。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中附图，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实施例，而不是全部的实施例。以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参见图1和图2，图1与图2共同示出了本实用新型实施例提供的一种电池充电系统，包括主控装置100、多个电池模块210、串并联切换开关220和充电模块230。所述多个电池模块210之间通过所述串并联切换开关220连接，所述充电模块230分别与所述主控装置100以及所述多个电池模块210相连接，所述主控装置100与所述串并联切换开关220相连接。当所述充电模块230处于充电状态或非充电状态时，所述主控装置100接收所述充电模块230发出的对应的信号，并控制所述串并联切换开关220进行所述多个电池模块210的串联方式与并联方式之间的切换。

本实施例的一种实施方式中，当所述充电模块230处于充电状态时，所述充电模块230将与充电状态相对应的信号传递至所述主控装置100。所述主控装置100接收到与充电状态相对应的信号后，控制所述串并联切换开关220将所述多个电池模块210由串联连接方式更变为并联连接方式，详情请参见图2。

并联连接方式的所述多个电池模块210所在的支路的电压相同，故所述多个电池模块210可以在电压为各电池额定电压的电情况下进行充电，而不是在电压为各电池额定电压之和的情况下进行充电。

所述多个电池模块210具体可以包括三个电池模块，所述三个电池模块210的额定电压具体均可以为100V，当为三个并联的电池模块210进行充电时，可以使用电压为100V的充电电压即可对所述三个电池模块210进行正常充电。若所述三个电池模块210在充电时串联连接，则需要电压为300V的充电电压才能对所述三个电池模块210进行正常充电。

因此，当充电时将所述多个电池模块210由串联连接更变为并联连接，有利于在较低的充电电压下进行充电。

可以理解，所述多个电池模块210可以为三个电池模块210，也可以为其他数量的电池模块210如四个电池模块210，所述电池模块210的具体数量不应该理解为是对本实用新型的限制。

可以理解，所述三个电池模块210可以于充电前为串联连接方式，也可以为串并联组合式的连接方式，所述三个电池模块210在充电前的具体连接方式不应该理解为是对本实用新型的限制。

可以理解，所述多个电池模块210的额定电压可以为100V，也可以为其他电压强度如110V，所述多个电池模块210的额定电压的具体数值不应该理解为是对本实用新型的限制。

具体地，当所述充电模块230处于非充电状态时，所述充电模块230将与非充电状态相对应的信号传递至所述主控装置100，所述主控装置100接收到与非充电状态相对应的信号后，控制所述串并联切换开关220将所述多个电池模块210由并联连接方式更变为串联连接方式。

该电池充电系统所在的环境的正常工作电压具体可以是所述多个电池模块210的额定电压之和，如300V。所述多个电池模块210具体可以包括三个电池模块，所述三个电池模块210中的每一个的正常工作电压均可以为100V。当完成充电后，所述串并联切换开关220将所述多个电池模块210由并联连接方式更变为串联连接方式。

此时，所述三个电池模块210串联后的电压为三个电池模块210的单个正常工作电压之和，即300V。故串联后的所述三个电池模块210可以满足该电池充电系统所在的环境的正常工作电压。

可以理解，所述多个电池模块210可以为三个电池模块210，也可以为其他数量的电池模块210如四个电池模块210，所述电池模块210的具体数量不应该理解为是对本实用新型的限制。

可以理解，所述三个电池模块210的连接方式可以由并联连接方式更变为串联连接方式，也可以由一种串并联组合连接方式更变为另一种串并联组合连接方式，故所述三个电池模块210的连接方式的具体变更过程不应该理解为是对本实用新型的限制。

可以理解，所述多个电池模块210的额定电压可以为100V，也可以为其他电压强度如110V，所述多个电池模块210的额定电压的具体数值不应该理解为是对本实用新型的限制。

可以理解，所述电池充电系统所在的环境的正常工作电压具体可以是300V，也可以是其他数值如330V，所述电池充电系统所在的环境的正常工作电压不应该理解为是对本实用新型的限制。

具体地，所述充电模块230包括充电器240、高压配电盒250以及电池高压盒260，所述充电器240与所述高压配电盒250电连接，所述高压配电盒250与所述电池高压盒260电连接，所述电池高压盒260与分别所述主控装置100以及所述多个电池模块210相连接。

所述高压配电盒250具体可以将熔断器、电路导通件和继电器等元器件集成在一起，可以起到电源的初级分配和集中控制的作用。

所述电池高压盒260具体可以包括电池管理控制器(图未示)、电池预充回路(图未示)、高压继电器控制回路(图未示)和绝缘侦测回路(图未示)等。

所述电池管理控制器可以用于估测动力电池200组的荷电状态、监测动力电池200组的工作状态(感测电池组中的每块电池的端电压和温度、充放电电流及电池包总电压，防止电池发生过充电或过放电现象)、充电均衡、自检报警等。所述电池预充回路可以用于在启动车辆时，将原没有电压的动力系统，以预充的方式去接升系统电压。所述高压继电器控制回路可以用于控制高压电池与动力系统回路上的接合。所述绝缘侦测回路可以用于侦测系统是否有漏电。

所述充电器240具体可以包括电压整流器241和充电功率控制器242，所述电压整流器241与所述充电功率控制器242电连接。

所述充电功率控制器242可以控制充电量的大小。充电电流流经所述充电功率控制器242后可以流向所述电压整流器241。

所述电压整流器241将交流电整流为直流电后可以将充电电流传递至所述高压配电盒250。

可以理解，所述充电器240还可以包括其他电气元件。

所述电池充电系统具体还可以包括平衡电路模块270，所述平衡电路模块270的数量可以与所述串并联切换开关220的数量相同，所述平衡电路模块270与所述串并联切换开关220相连接。所述多个电池模块210之间通过所述串并联切换开关220以及平衡电路模块270连接。

所述平衡电路模块270主要用于进行电路电流以及电压的调控，使得电池在使用过程中既不会出现电压过高的危险情况，也不会出现电压过低而导致电路元件不能够达到额定电压从而出现不能正常工作的情况。

具体地，所述多个电池模块210的电压范围可以为100V至110V。当需要充电时，所述串并联切换开关220将串联连接方式切换为并联连接方式。此时的充电电压为100V至110V，由于家庭的常见电压为220V，故充电时不需要增加升压模块即可进行充电。

可以理解，所述多个电池模块210的电压范围可以为100V至110V，也可以为其他的电压范围如110V至120V。所述多个电池模块210的电压范围的具体数值不应该理解为是对本实用新型的限制。

本实用新型提供的电池充电系统包括充电模块230、主控装置100、多个电池模块210和串并联切换开关220。所述多个电池模块210之间通过所述串并联切换开关220连接，所述充电模块230分别与所述主控装置100以及所述多个电池模块210相连接，所述主控装置100与所述串并联切换开关220相连接。当所述充电模块230处于充电状态或非充电状态时，所述主控装置100接收所述充电模块230发出的对应的信号，并控制所述串并联切换开关220进行所述多个电池模块210的串联方式与并联方式之间的切换。与现有的充电系统相比，该实用新型可以实现在较低电压的情况下进行充电，因此不需要添加相应的升压模块，节省成本。

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，上面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了清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以上对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

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定义和解释。

在本实用新型的描述中，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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

Claims (10)

1.一种电池充电系统，其特征在于：包括充电模块、主控装置、多个电池模块和串并联切换开关，所述多个电池模块之间通过所述串并联切换开关连接，所述充电模块分别与所述主控装置以及所述多个电池模块相连接，所述主控装置与所述串并联切换开关相连接，当所述充电模块处于充电状态或非充电状态时，所述主控装置接收所述充电模块发出的对应的信号，并控制所述串并联切换开关进行所述多个电池模块的串联方式与并联方式之间的切换。

2.根据权利要求1所述的电池充电系统，其特征在于：当所述充电模块处于充电状态时，所述充电模块将与充电状态相对应的信号传递至所述主控装置，所述主控装置接收到与充电状态相对应的信号后，控制所述串并联切换开关将所述多个电池模块由串联连接方式更变为并联连接方式。

3.根据权利要求1所述的电池充电系统，其特征在于：当所述充电模块处于非充电状态时，所述充电模块将与非充电状态相对应的信号传递至所述主控装置，所述主控装置接收到与非充电状态相对应的信号后，控制所述串并联切换开关将所述多个电池模块由并联连接方式更变为串联连接方式。

4.根据权利要求1所述的电池充电系统，其特征在于：所述充电模块包括充电器、高压配电盒以及电池高压盒，所述充电器与所述高压配电盒电连接，所述高压配电盒与所述电池高压盒电连接，所述电池高压盒与分别所述主控装置以及所述多个电池模块相连接。

5.根据权利要求4所述的电池充电系统，其特征在于：所述充电器包括电压整流器和充电功率控制器，所述电压整流器与所述充电功率控制器电连接。

6.根据权利要求5所述的电池充电系统，其特征在于：所述充电功率控制器控制充电量的大小，充电电流流经所述充电功率控制器后流向所述电压整流器。

7.根据权利要求5所述的电池充电系统，其特征在于：所述电压整流器将交流电整流为直流电后将充电电流传递至所述高压配电盒。

8.根据权利要求1所述的电池充电系统，其特征在于：还包括平衡电路模块，所述平衡电路模块的数量与所述串并联切换开关的数量相同，所述平衡电路模块与所述串并联切换开关相连接。

9.根据权利要求8所述的电池充电系统，其特征在于：所述多个电池模块之间通过所述串并联切换开关以及平衡电路模块连接。

10.根据权利要求1所述的电池充电系统，其特征在于：所述多个电池模块的电压范围为100V至110V。