CN206932057U - 供电电路的切换系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种供电电路的切换系统。其中，该系统包括：负载；至少两个供电电路，至少两个供电电路之间并联连接，每一个供电电路与负载串联连接，其中，每一个供电电路的电路组成相同，每一个供电电路包括电池、第一开关，其中第一开关的第一端与电池的正极相耦合，第一开关的第二端与负载的正极相耦合，在第一开关闭合时，由供电电路中的电池为负载供电。本实用新型解决了无法通过多组电池无缝切换为负载供电的技术问题。

Description

供电电路的切换系统

技术领域

本实用新型涉及电路领域，具体而言，涉及一种供电电路的切换系统。

背景技术

目前，电动汽车由于其具有环保、节能的特点，越来越成为政府大力提倡的交通工具，尤其在大城市，为了减少环境污染，电动汽车的数量成爆发式增长。然而电动汽车发展必然要解决电池续航里程问题，通常电动汽车使用一整组电池，电动汽车电池电量不足时要依靠寻找充电桩来充电，但目前国内充电桩并不是非常普遍，尤其中小型城市，充电桩的数量更为稀少。充电桩的不普遍，充电不方便，是导致电动汽车发展的最大阻力之一。

电池切换技术通过将电池分组，实现每组电池单独充放电，将电池切换技术应用于电动汽车领域，利用多块电池为电动汽车，可实现当某一组电池电量用完后，切换为下一组电池供电，而每组电池可以分别取下，进行家庭式充电。

然而，目前电池切换技术无法做到真正的无缝切换，当两组电池切换的时候需要关机，或者令负载断电。

针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

实用新型内容

本实用新型实施例提供了一种供电电路的切换系统，以至少解决无法通过多组电池无缝切换为负载供电的技术问题。

根据本实用新型实施例的一个方面，还提供了一种供电电路的切换系统，包括：负载；至少两个供电电路，所述至少两个供电电路之间并联连接，每一个所述供电电路与所述负载串联连接，其中，每一个所述供电电路的电路组成相同，每一个所述供电电路包括电池、第一开关和第二开关，其中所述第一开关的第一端与所述电池的正极相连接，所述第一开关的第二端与所述负载的正极相连接，所述第二开关的第一端与所述电池的负极相连接，所述第二开关的第二端与所述负载的负极相边接，在所述第一开关和所述第二开关闭合时，由所述供电电路中的所述电池为所述负载供电。

进一步地，所述供电电路还包括：第二开关和二极管，所述第二开关与所述二极管并联连接，其中，所述第二开关的第一端与所述电池的正极相耦合，所述第二开关的第二端与所述第一开关的第一端相耦合。

进一步地，所述供电电路还包括：第二开关和二极管，所述第二开关与所述二极管并联连接，其中，所述第二开关的第一端与所述第一开关的第二端相耦合，所述第二开关的第二端与所述负载的正极相耦合。

进一步地，所述供电电路还包括：第三开关和预充电阻，所述第三开关与所述预充电阻并联，其中，所述第三开关的第一端与所述第二开关的第二端相连接，所述第三开关的第二端与所述第一开关的第一端相连接。

进一步地，所述供电电路还包括：第三开关和预充电阻，所述第三开关与所述预充电阻并联，其中，所述第三开关的第一端与所述电池的正极相连接，所述第三开关的第二端与所述第二开关的第一端相连接。

进一步地，所述供电电路还包括：第三开关和预充电阻，所述第三开关与所述预充电阻并联，其中，所述第三开关的第一端与所述第一开关的第一端相连接，所述第三开关的第二端与所述负载的正极相连接。

进一步地，所述供电电路还包括：第三开关和预充电阻，所述第三开关与所述预充电阻并联，其中，所述第三开关的第一端与所述第一开关的第二端相连接，所述第三开关的第二端与所述第二开关的第一端相连接。

进一步地，所述供电电路还包括：第三开关和预充电阻，所述第三开关与所述预充电阻并联，其中，所述第三开关的第一端与所述电池的正极相连接，所述第三开关的第二端与所述第一开关的第一端相连接。

进一步地，所述供电电路还包括：第三开关和预充电阻，所述第三开关与所述预充电阻并联，其中，所述第三开关的第一端与所述第二开关的第二端相连接，所述第三开关的第二端与所述负载的正极相连接。

进一步地，所述供电电路还包括：第四开关，所述第四开关的第一端与所述电池的负极相连接，所述第四开关的第二端与所述负载的负极相连接，在所述第一开关和所述第四开关闭合时，由所述供电电路中的所述电池为所述负载供电。

在本发明实施例中，采用如下系统，该系统包括：负载；至少两个供电电路，所述至少两个供电电路之间并联连接，每一个所述供电电路与所述负载串联连接，其中，每一个所述供电电路的电路组成相同，每一个所述供电电路包括电池、第一开关和第二开关，其中所述第一开关的第一端与所述电池的正极相连接，所述第一开关的第二端与所述负载的正极相连接，所述第二开关的第一端与所述电池的负极相连接，所述第二开关的第二端与所述负载的负极相边接，在所述第一开关和所述第二开关闭合时，由所述供电电路中的所述电池为所述负载供电，通过在第一电池的电压小于或者等于预设电压时，先控制第二电池对负载供电，再控制第一电池对负载供电，达到了在进行电池切换时持续为负载供电的目的，从而实现了利用多组电池无缝切换地为负载供电的技术效果，进而解决了无法通过多组电池无缝切换为负载供电的技术问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是根据本实用新型实施例的一种可选的供电电路的切换系统的示意图；

图2是根据本实用新型实施例的一种可选的供电电路的切换方法的流程图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将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的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

根据本实用新型实施例，还提供了一种供电电路的切换系统的实施例，该切换系统包括：负载；至少两个供电电路，至少两个供电电路之间并联连接，每一个供电电路与负载串联连接，其中，每一个供电电路的电路组成相同，每一个供电电路包括电池、第一开关，其中第一开关的第一端与电池的正极相耦合，第一开关的第二端与负载的正极相耦合，在第一开关闭合时，由供电电路中的电池为负载供电。其中，第一开关的第一端与电池的正极相耦合是指，第一开关的第一端与电池的在正极可以直接相连，或者，在第一开关的第一端与电池的正极之间还连接有其它器件，第一开关的第一端与电池的正极间接相连，同样的，第一开关的第二端与负载的正极相耦合是指，第一开关的第二端与负载的正极直接相连，或者第一开关的第二端与负载的正极间接相连。

本实用新型实施例中的供电电路的切换系统，可以包括两上或者两个以上的供电电路，每一个供电电路中包括电池、第一开关，其中，第一开关设置在电池的正极与负载的正极之间，在第一开关闭合时，由该供电电路为负载进行充电。利用本发明的实施例的供电电路的切换系统可以在当前对负载进行供电的供电电路中电池电量不足时，切换由另一个供电电路对负载供电，即实现多个供电电路的切换。

在本实用新型实施例中，通过在当前对负载进行供电的电池电压小于预设电压时，先控制另外一个供电电路的第一开关闭合，以采用另外一个供电电路对负载进行供电，再控制原供电电路的第一开关断开，达到了在进行电池切换时持续为负载供电的目的，从而实现了利用多组电池无缝切换地为负载供电的技术效果，进而解决了无法通过多组电池无缝切换为负载供电的技术问题。

由于在进行供电电路的切换时，先控制另外一个供电电路的第一开关闭合，以采用另外一个供电电路对负载进行供电，再控制原供电电路的第一开关断开，因此，存在两相供电电路同时对负载进行供电的情况，从而造成电量高的电池为电量低的电池进行充电的情况发生，进而可能导致供电线路上电流过大，供电线路发热、打火等现象的发生。为了避免出现电量高的电池为电量低的电池充电的情况发生，可选地，可选地，在每一个供电电路中设置第二开关和二极管，第二开关与二极管并联连接，第一开关与并联后的第二开关和二极管串联，其中，二极管的正极与电池的正极相耦合，二极管的第二端与负载的正极相耦合。在进行供电电路的切换时，先将当前供电电路中的第二开关断开，以使当前供电电路中的电流只能正向流动，然后控制另外一个供电电路的第一开关和第二开关闭合，以采用另外一个供电电路对负载供电，最后再将原供电电路的第一开关和第二开关断开，从而避免了电量高的电池为电量低的电池供电的情况发生。供电电路中的第二开关和二极管可以采用不同的连接方式，一种可选的连接方式为：第二开关与二极管并联连接，其中，第二开关的第一端与电池的正极相耦合，第二开关的第二端与第一开关的第一端相耦合，另一种可选的连接方式为：第二开关与二极管并联连接，其中，第二开关的第一端与第一开关的第二端相耦合，第二开关的第二端与负载的正极相耦合。

在采用供电电路对负载进行供电时，或者在切换到新的供电电路，由新的供电电路对负载进行供电时，由于供电电路中电池的初始电压较高，会造成供电线路中的初始电流较大。为了避免供电线路中电流过大，对供电线路造成损害，可以在供电电路开始对负载进行供电时，对供电线路中的电流进行限流。在每一个供电电路中设置第三开关和预充电阻，第三开关和预充电阻并联连接，第一开关与并联后的第三开关和预充电阻串联，其中，预充电阻的第一端与电池的正极相耦合，预充电阻的第二端与负载的正极相耦合。在采用供电电路对负载进行供时，或者切换到新的供电电路，由新的供电电路对负载进行供电时，先将第三开关断开，以将预充电阻接入供电电路中，对该供电电路中的电流进行限流，防止电流过大对电路造成损害，在供电电路对负载进行供电，使负载两端的电压与供电电路中电池的电压比值达到预设阈值时，再将第三开关闭合，以取消对该供电电路中电流的限流。

供电电路中的第三开关和预充电阻可以采用不同的连接方式，第二开关与二极管采用如下连接方式时：第二开关与二极管并联连接，其中，第二开关的第一端与电池的正极相耦合，第二开关的第二端与第一开关的第一端相耦合。第三开关和预充电阻的一种可选的连接方式为：第三开关与预充电阻并联，其中，第三开关的第一端与第二开关的第二端相连接，第三开关的第二端与第一开关的第一端相连接。另一种可选的连接方式为：第三开关与预充电阻并联，其中，第三开关的第一端与电池的正极相连接，第三开关的第二端与第二开关的第一端相连接。另一种可选的连接方式为：第三开关与预充电阻并联，其中，第三开关的第一端与第一开关的第一端相连接，第三开关的第二端与负载的正极相连接。第二开关与二极管采用如下连接方式时：第二开关与二极管并联连接，其中，第二开关的第一端与第一开关的第二端相耦合，第二开关的第二端与负载的正极相耦合。第三开关和预充电阻的一种可选的连接方式为：第三开关与预充电阻并联，其中，第三开关的第一端与第一开关的第二端相连接，第三开关的第二端与第二开关的第一端相连接。另一种可选的连接方式为：第三开关与预充电阻并联，其中，第三开关的第一端与电池的正极相连接，第三开关的第二端与第一开关的第一端相连接。另一种可选的连接方式为：第三开关与预充电阻并联，其中，第三开关的第一端与第二开关的第二端相连接，第三开关的第二端与负载的正极相连接。

可选地，还可以在供电电路中的电池的负极和负载之间设置一个第四开关，当第一开关与第四开关同时闭合时，由该供电电路为负载进行充电。

图1是根据本发明实施例的一种可选的供电电路的切换系统的示意图，如图1所示，该供电电路的切换系统包括：负载、第一供电电路和第二供电电路，其中第一供电电路和第二供电电路之间并联连接，第一供电电路和第二供电电路分别与负载串联连接。第一供电电路包括电池1、开关1(相当于第二开关)、二极管D1、开关2(相当于第三开关)、电阻R1(相当于预充电阻)、开关3(相当于第一开关)、开关4(相当于第四开关)，第二供电电路包括电池2、开关5(相当于第二开关)、二极管D2、开关6(相当于第三开关)、电阻R2(相当于预充电阻)、开关7(相当于第一开关)、开关8(相当于第四开关)，其中，继电器K1控制开关1的断开与闭合，继电器K2控制开关2的断开与闭合，继电器K3控制开关和开关4的断开与闭合，继电器K4控制开关5的断开与闭合，继电器K5控制开关6的断开与闭合，继电器K6控制开关7和开关8的断开与闭合。

图2是根据本发明实施例的一种可选地供电电路的切换方法的流程图，该方法可应用于图1所示的切换系统，如图2所示，该方法包括如下步骤：

步骤S201，判断电池1电压是否大于设定值(相当于预设电压)。

步骤S202，如果电池1电压大于设定值，则继电器K1、继电器K3吸合，继电器K2不动作。当电池1的电压大于设定值，则表明电池1的电量充足，可以为负载供电，控制继电器K1、继电器K3吸合，继电器K2不动作，此时，开关1、开关3和开关4闭合，开关2断开，采用第一供电电路对负载供电，第一供电电路中的电流流过电阻R1,通过电阻R1对第一供电电路进行限流，防止第一供电电路中的初始电流过大。

步骤S203，判断负载电压是否大于电池1电压的95％。通过检测A、B两点间的电压，得到负载电压，进而判断负载电压与电池1电压的比值是否达到预设阈值95％。

步骤S204，如果负载电压是否大于电池1电压的95％，则继电器K2吸合。如果负载电压与电池1电压的比值是否达到预设阈值95％，则控制继电器K2吸合，此时，开关2闭合，电阻R1短路，取消对第一供电电路的限流。

步骤S205，判断电池1电压是否小于等于电池欠压值。

步骤S206，如果电池1电压是否小于等于电池欠压值，判断电池2电压是否大于设定值。当判断出电池1的电压小于等于电池欠压值时，表明电池1的电量不足。再判断电池2的电压是否大于设定值。

步骤S207，如果电池2电压大于设定值，则继电器K1断开。如果电池2的电压大于设定值，则准备切换成由第二供电电路对负载进行供电。为了防止在切换过程中电量大的电池2对电量小的电池1进行充电，先控制继电器K1断开，此时开关1断开，二极管D1接入到第一供电电路中，第一供电电路中的电流只能由电池1的正极流出，而无法流向电池1的正极，防止了电池2向电池1充电。

步骤S208，继电器K4、继电器K6吸合。在开关1断开之后，再控制继电器K4、继电器K6吸合，此时，开关5、开关7和开关8闭合，由第二供电电路为负载进行供电。其中，继电器K5不动作，开关6保持断开，第二供电电路中的电流流经电阻R2，由电阻R2对第二供电电路进行限流，防止第二供电电路中的电流过大，对供电线路造成损害。

步骤S209，判断负载电压是否大于电池2电压的95％。

步骤S210，如果负载电压大于电池2电压的95％，则继电器K5吸合。当负载电压与电池2电压的比值达到预设阈值时，控制继电器K5吸合，此时，开关6闭合，电阻R2短路，取消对第二供电电路的限流。

步骤S211，继电器K2、继电器K3断开。最后控制继电器K2、继电器K3断开，此时，开关2、开关3和开关4断开，停止采用第一供电电路对负载供电。

上述本实用新型实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

在本实用新型的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种供电电路的切换系统，其特征在于，包括：

负载；

至少两个供电电路，所述至少两个供电电路之间并联连接，每一个所述供电电路与所述负载串联连接，

其中，每一个所述供电电路的电路组成相同，每一个所述供电电路包括电池、第一开关，其中所述第一开关的第一端与所述电池的正极相耦合，所述第一开关的第二端与所述负载的正极相耦合，在所述第一开关闭合时，由所述供电电路中的所述电池为所述负载供电；

所述供电电路还包括：

第二开关和二极管，所述第二开关与所述二极管并联连接，其中，所述第二开关的第一端与所述电池的正极相耦合，所述第二开关的第二端与所述第一开关的第一端相耦合；

其中，在进行供电电路的切换时，先将当前供电电路中的第二开关断开，然后控制另外一个供电电路的第一开关和第二开关闭合，以采用另外一个供电电路对负载供电，最后再将原供电电路的第一开关和第二开关断开。

2.根据权利要求1所述的切换系统，其特征在于，所述供电电路还包括：

第二开关和二极管，所述第二开关与所述二极管并联连接，其中，所述第二开关的第一端与所述第一开关的第二端相耦合，所述第二开关的第二端与所述负载的正极相耦合。

3.根据权利要求1所述的切换系统，其特征在于，所述供电电路还包括：

第三开关和预充电阻，所述第三开关与所述预充电阻并联，其中，所述第三开关的第一端与所述第二开关的第二端相连接，所述第三开关的第二端与所述第一开关的第一端相连接。

4.根据权利要求1所述的切换系统，其特征在于，所述供电电路还包括：

第三开关和预充电阻，所述第三开关与所述预充电阻并联，其中，所述第三开关的第一端与所述电池的正极相连接，所述第三开关的第二端与所述第二开关的第一端相连接。

5.根据权利要求1所述的切换系统，其特征在于，所述供电电路还包括：

第三开关和预充电阻，所述第三开关与所述预充电阻并联，其中，所述第三开关的第一端与所述第一开关的第一端相连接，所述第三开关的第二端与所述负载的正极相连接。

6.根据权利要求2所述的切换系统，其特征在于，所述供电电路还包括：

第三开关和预充电阻，所述第三开关与所述预充电阻并联，其中，所述第三开关的第一端与所述第一开关的第二端相连接，所述第三开关的第二端与所述第二开关的第一端相连接。

7.根据权利要求3所述的切换系统，其特征在于，所述供电电路还包括：

第三开关和预充电阻，所述第三开关与所述预充电阻并联，其中，所述第三开关的第一端与所述电池的正极相连接，所述第三开关的第二端与所述第一开关的第一端相连接。

8.根据权利要求3所述的切换系统，其特征在于，所述供电电路还包括：

第三开关和预充电阻，所述第三开关与所述预充电阻并联，其中，所述第三开关的第一端与所述第二开关的第二端相连接，所述第三开关的第二端与所述负载的正极相连接。

9.根据权利要求1所述的切换系统，其特征在于，所述供电电路还包括：

第四开关，所述第四开关的第一端与所述电池的负极相连接，所述第四开关的第二端与所述负载的负极相连接，在所述第一开关和所述第四开关闭合时，由所述供电电路中的所述电池为所述负载供电。