CN205768708U - 一种新型并联动力电池系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种新型并联动力电池系统，属于纯电动客车高压电池系统配电技术领域。其技术方案为：一种新型并联动力电池系统，其中，包括电池管理系统，依次并联连接的第一电池组～第N电池组构成的动力电池组，相对应分别串联连接在第一电池组～第N电池组的正极回路中的电池组I充电接触器～电池组N充电接触器，串联连接在动力电池组正极回路中的第一电池组主输出接触器～第N电池组主输出接触器，电池管理系统通过CAN总线分别连接于第一电池组～第N电池组的中的采集模块。本实用新型的有益效果为：该并联动力电池系统结构简单，在故障模式下不影响行车，可有效保障车辆出勤率和避免抛锚的状况，通用性好。
Description
技术领域
本实用新型涉及纯电动客车高压电池系统配电技术领域，特别涉及一种新型并联动力电池系统。
背景技术
现有汽车用动力电池质量参差不齐，即使同平台的同一批次电池单体，因为筛选标准的不同，总是存在着单体差异的问题，如内阻不一致，电压不一致，容量和自放电不一致以及恒流比不一致等。如上的电池单体经筛选后进行打包，若电池箱体结构有缺陷，电池单体连接后存在应力，会产生物理破坏，导致单体破损而漏液。即使设计和工艺都能过关，在电池使用过程中也会因为环境、工况、操作习惯等导致严重故障问题。动力电池严重故障而停车，造成安全隐患，使用者也因此产生经济损失。随着电池充电倍率提升，充电电流增大，串联电池组间连接线缆线径增大，电池箱内导线排增粗，如果连接不牢固，极易发生局部温升，导致火灾。
目前的纯电动客车动力电池系统都为成箱后串联或单纯的并联后串联设计，这种电池系统的缺点是：1、因一个动力电池单体出现严重故障，电池系统断电，将导致整个高压系统瘫痪；2、电池管理系统测得的单体电池电压和温度并联个数多，测量误差大；3、成组后电量固定，扩容必将导致结构改变；4、随着电池充电倍率提升，充电电流增加，电池连接不牢固导致局部温升，容易导致火灾。
实用新型内容
为了解决上述已有技术的不足，本实用新型的目的是：提供一种可靠，稳定性好，通用性好的新型并联动力电池系统。
本实用新型的发明思想是：针对纯电动客车动力电池系统出现单体损坏、电池温度过高等一系列严重故障，电池管理系统必须强行切断电池的输出开关，导致整车断电后将无法行驶的问题，而提出了一种新型并联动力电池系统，将串联的电池系统，根据整车电压和容量，拆分为n组并联的系统；每组电压与并联后的电压保持不变，每组容量为原并联后的1/n，这样并联后的总容量与原容量一致；每组分别设有单独的主输出接触器，用于将本组电池分离出整个电池系统；一套电池管理系统同时控制n组电池的主输出接触器，控制逻辑考虑了n组接触器的分断时机；n组电池最终用集线器并联起来，共用同一个手动断路器，以防整车出现故障后遗漏某个断路器；电池的总输出共用同一个总正接触器、总负接触器、充电接触器和预充电路，绝缘检测模块采集总正和总负的母线，该系统低了车辆因电池严重故障而停车的风险，提高了电池系统稳定性，某组电池发生故障后，另外多组电池仍能保证车辆运行；即使某组电池漏电也可以检测到故障，最大限度的保证车辆出勤率，而且成本没有增加，通用性强。
一种新型并联动力电池系统，其中，包括电池管理系统，依次并联连接的第一电池组～第N电池组构成的动力电池组，分别控制所述第一电池组～第N电池组的采集模块，相对应分别串联连接在第一电池组～第N电池组的正极回路中的电池组I充电接触器～电池组N充电接触器，串联连接在所述动力电池组正极回路中的第一电池组主输出接触器～第N电池组主输出接触器，所述第一电池组主输出接触器～第N电池组主输出接触器分别通过高压动力线共同连接于总正接触器，所述动力电池组负极回路中串联连接总负接触器；所述电池管理系统通过CAN总线分别连接于第一电池组～第N电池组的中的采集模块。
在所述第一电池组～第N电池组的正极回路中分别相对应串联连接电池组熔断器。
在所述动力电池组负极回路中串联连接手动断路器。
所述第一电池组～第N电池组的每一个电池组是由三组串联的电池箱构成，每个电池箱里串联连接有三节电池单体。
所述的每个电池箱里分别设有所述采集模块，所述采集模块的输出端通过CAN总线连接于所述电池管理系统的输入端，其输入端通过CAN总线连接于所述电池管理系统的输出端。
所述第一电池组主输出接触器～第N电池组主输出接触器为空气瓷灭弧接触器，并带有辅助触点；解决各电池组电压压差较大时，同时闭合各电池组相对应的主输出接触器产生的电弧使触点粘连。
所述电池组I充电接触器～电池组N充电接触器采用密封真空灭弧接触器，充电时电池组间没有电流通路。
所述手动断路器设置在所述第一电池组～第N电池组并联后的正极回路中，出现系统安全故障时拔掉此开关就可将高压电断开。
所述电池组I充电接触器～电池组N充电接触器和所述第一电池组主输出接触器～第N电池组主输出接触器均由电池管理1控制。
上电流程：在判断电池系统无故障和所述第一电池组～第N电池组压差在允许范围内时，先闭合所有电池组的主输出接触器，然后电池管理系统控制预充电路和电池管理系统控制总输出接触器闭合，完成高压上电；
故障处理流程：整车控制系统设置动力电池系统单组电池工作开关，开关形式为点动自复位开关，用于进入动力电池单系统工作的触发信号和仪表指示信号，同时动力系统也可根据此信号进入降功率运行。
当所述第一电池组～第N电池组的其中一组电池有严重故障，这组电池对应的充电接触器在进入故障上电流程中不会闭合，保持无故障组充电接触器闭合状态，后级预充电路，总正接触器和总负接触器按无故障流程进程。
充电流程：在动力电池系统无故障情况下，电池管理系统判断是否第一电池组～第N电池组同时充电；如果单枪充电或少于n枪，电池管理系统仅闭合检测充电枪在线组的充电接触器，同时必须闭合所有电池组的主输出接触器，通过这n个主输出接触器将n组电池并联充电；如果n枪充电，电池管理系统控制n组充电接触器均闭合，进行分组充电。
本实用新型的有益效果是：提高了电池系统的稳定性，电池单体故障或单箱电池故障，系统会从该组电池充并联系统中脱离，不会因为某个电池单体故障或单箱故障而无法行车；空间利用率高、通用性好，可实现大范围的扩容；实现快速充电，并联系统中每个系统均可单独大电流充电，实现多枪充电，避免串联系统单股电流过大、温升大和布置不便的问题；该系统降低了车辆因电池严重故障而停车的风险，某组电池发生故障后，另外多组电池仍能保证车辆运行；即使某组电池漏电也可以检测到故障，该并联动力电池系统结构简单，在故障模式下不影响行车，可有效保障车辆出勤率和避免抛锚的状况，通用性好。
附图说明
图1 为本实用新型实施例的电控制原理图。
其中，附图标记为：1、电池管理系统；2、第一电池组；3、第N电池组；4、采集模块；5、电池组I充电接触器；6、电池组N充电接触器；7、第一电池组主输出接触器；8、第N电池组主输出接触器；9、电池组熔断器；10、手动断路器。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案、方案的技术特点以及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。当然，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
实施例1
参见图1，本实用新型是：一种新型并联动力电池系统，其中，包括电池管理系统1，依次并联连接的第一电池组2～第N电池组3构成的动力电池组，分别控制第一电池组2～第N电池组3的采集模块4，相对应分别串联连接在第一电池组2～第N电池组3的正极回路中的电池组I充电接触器5～电池组N充电接触器6，串联连接在动力电池组正极回路中的第一电池组主输出接触器7～第N电池组主输出接触器8，第一电池组主输出接触器7～第N电池组主输出接触器8分别通过高压动力线共同连接于总正接触器，动力电池组负极回路中串联连接总负接触器；电池管理系统1通过CAN总线分别连接于第一电池组2～第N电池组3的中的采集模块4。
在第一电池组2～第N电池组3的正极回路中分别相对应串联连接电池组熔断器9。
在动力电池组负极回路中串联连接手动断路器10。
第一电池组2～第N电池组3的每一个电池组是由三组串联的电池箱构成，每个电池箱里串联连接有三节电池单体。
的每个电池箱里分别设有采集模块4，采集模块4的输出端通过CAN总线连接于电池管理系统1的输入端，其输入端通过CAN总线连接于电池管理系统1的输出端。
第一电池组主输出接触器7～第N电池组主输出接触器8为空气瓷灭弧接触器，并带有辅助触点；解决各电池组电压压差较大时，同时闭合各电池组相对应的主输出接触器产生的电弧使触点粘连。
电池组I充电接触器5～电池组N充电接触器6采用密封真空灭弧接触器，充电时电池组间没有电流通路。
手动断路器10设置在第一电池组2～第N电池组3并联后的正极回路中，出现系统安全故障时拔掉此开关就可将高压电断开。
电池组I充电接触器5～电池组N充电接触器6和第一电池组主输出接触器7～第N电池组主输出接触器8均由电池管理1控制。
上电流程：在判断电池系统无故障和所述第一电池组2～第N电池组3压差在允许范围内时，先闭合所有电池组的主输出接触器，然后电池管理系统1控制预充电路和电池管理系统1控制总输出接触器闭合，完成高压上电；
故障处理流程：整车控制系统设置动力电池系统单组电池工作开关，开关形式为点动自复位开关，用于进入动力电池单系统工作的触发信号和仪表指示信号，同时动力系统也可根据此信号进入降功率运行。
当所述第一电池组2～第N电池组3的其中一组电池有严重故障，这组电池对应的充电接触器在进入故障上电流程中不会闭合，保持无故障组充电接触器闭合状态，后级预充电路，总正接触器和总负接触器按无故障流程进程。
充电流程：在动力电池系统无故障情况下，电池管理系统1判断是否第一电池组2～第N电池组3同时充电；如果单枪充电或少于n枪，电池管理系统1仅闭合检测充电枪在线组的充电接触器，同时必须闭合所有电池组的主输出接触器，通过这n个主输出接触器将n组电池并联充电；如果n枪充电，电池管理系统1控制n组充电接触器均闭合，进行分组充电。
本实用新型未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述，当然，上述说明并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本实用新型。
Claims (5)
1.一种新型并联动力电池系统，其特征在于：包括电池管理系统（1），依次并联连接的第一电池组（2）～第N电池组（3）构成的动力电池组，分别控制所述第一电池组（2）～第N电池组（3）的采集模块（4），相对应分别串联连接在第一电池组（2）～第N电池组（3）的正极回路中的电池组I充电接触器（5）～电池组N充电接触器（6），串联连接在所述动力电池组正极回路中的第一电池组主输出接触器（7）～第N电池组主输出接触器（8），所述第一电池组主输出接触器（7）～第N电池组主输出接触器（8）分别通过高压动力线共同连接于总正接触器，所述动力电池组负极回路中串联连接总负接触器；所述电池管理系统（1）通过CAN总线分别连接于第一电池组（2）～第N电池组（3）的中的采集模块（4）。
2.根据权利要求1所述的新型并联动力电池系统，其特征在于：在所述第一电池组（2）～第N电池组（3）的正极回路中分别相对应串联连接电池组熔断器（9）。
3.根据权利要求1所述的新型并联动力电池系统，其特征在于：在所述动力电池组负极回路中串联连接手动断路器（10）。
4.根据权利要求1所述的新型并联动力电池系统，其特征在于：所述第一电池组（2）～第N电池组（3）的每一个电池组是由三组串联的电池箱构成，每个电池箱里串联连接有三节电池单体。
5.根据权利要求1所述的新型并联动力电池系统，其特征在于:所述的每个电池箱里分别设有所述采集模块（4），所述采集模块（4）的输出端通过CAN总线连接于所述电池管理系统（1）的输入端，其输入端通过CAN总线连接于所述电池管理系统（1）的输出端。
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