CN208085517U - 采集执行设备和供电系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供的采集执行设备和供电系统，涉及电池技术领域。其中，所述采集执行设备用于监控单体电池，且所述采集执行设备包括第一选通电路、第二选通电路以及切换电路。所述第一选通电路包括第一选通端和第一连接端，该第一连接端用于连接所述单体电池的正极与负极中的一个。所述第二选通电路包括第二选通端和第二连接端，该第二连接端用于连接所述单体电池的正极与负极中的另一个。所述切换电路包括输入/输出端和切换端，该切换端连接所述第一选通端或所述第二选通端。通过上述设置，可以改善现有技术中对单体电池的监控效果较差的问题。

Description

采集执行设备和供电系统

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，具体而言，涉及一种采集执行设备和供电系统。

背景技术

为了达到更高的节能减排，纯电动汽车或油电混合的电动汽车被广泛应用。其中，供电系统作为电动汽车的动力源，其性能在很大程度上影响者电动汽车的性能。一般，供电系统会通过多个单体电池的串并联组合形成。

经发明人研究发现，在现有技术中，一般会对组合后的多个单体电池进行整体的监控，若单个单体电池出现故障，将导致整个供电系统难以有效地对电动汽车的用电设备进行供电，因而，需要提高对单体电池的监控效果。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种采集执行设备和供电系统，以改善现有技术中对单体电池的监控效果较差的问题。

为实现上述目的，本实用新型实施例采用如下技术方案：

一种采集执行设备，用于监控单体电池，所述采集执行设备包括：

第一选通电路，该第一选通电路包括第一选通端和第一连接端，该第一连接端用于连接所述单体电池的正极与负极中的一个；

第二选通电路，该第二选通电路包括第二选通端和第二连接端，该第二连接端用于连接所述单体电池的正极与负极中的另一个；

切换电路，该切换电路包括输入/输出端和切换端，该切换端连接所述第一选通端或所述第二选通端；

其中，在所述第一连接端和所述输入/输出端连接有外部设备时，所述切换端连接所述第二选通端以通过所述第二选通电路和所述切换电路建立所述单体电池与外部设备之间闭合回路，或者，所述切换端连接所述第一选通端以通过所述第一选通电路和所述切换电路切断所述单体电池与外部设备之间的闭合回路。

在本实用新型实施例较佳的选择中，在上述采集执行设备中，还包括：

电压检测器，该电压检测器的一端与所述第一连接端连接、另一端与所述第二连接端连接，以采集通过所述第一连接端和所述第二连接端连接的单体电池两端的电压。

在本实用新型实施例较佳的选择中，在上述采集执行设备中，还包括：

电流检测器，该电流检测器的一端与所述第二连接端连接、另一端与所述第二选通端连接，以使所述第二连接端与所述第二选通端通过所述电流检测器连接，以在所述切换端连接所述第二选通端时采集流经所述单体电池的电流。

在本实用新型实施例较佳的选择中，在上述采集执行设备中，还包括：

熔断器，该熔断器的一端与所述第二连接端连接、另一端与所述第二选通端连接，以使所述第二连接端与所述第二选通端通过所述熔断器连接，以在所述切换端连接所述第二选通端时，若流经所述单体电池的电流超过预设值，所述熔断器熔断以切断所述单体电池与外部设备之间的闭合回路。

在本实用新型实施例较佳的选择中，在上述采集执行设备中，所述熔断器为自恢复熔断器；

其中，所述自恢复熔断器在流经的电流超过预设值时切换至高阻抗状态以切断所述单体电池与外部设备之间的闭合回路，并在预设时长后切换至正常阻抗状态以恢复所述单体电池与外部设备之间的闭合回路。

在本实用新型实施例较佳的选择中，在上述采集执行设备中，还包括：

磁铁，该磁铁和所述切换电路对应设置以带动所述切换电路的切换端运动，以使所述切换端与所述第一选通端或所述第二选通端连接；

线圈，该线圈与所述磁铁对应设置以在通过不同方向的电流时对所述磁铁产生不同方向的力，以驱动所述磁铁运动。

在本实用新型实施例较佳的选择中，在上述采集执行设备中，还包括：

续流装置，该续流装置与所述切换电路连接，以在所述切换端从与所述第一选通端连接切换至与所述第二选通端连接的过程中输出电流，或者，在所述切换端从与所述第二选通端连接切换至与所述第一选通端连接的过程中输出电流。

在本实用新型实施例较佳的选择中，在上述采集执行设备中，所述续流装置包括：

电容元件，该电容元件的一端与所述切换电路连接、另一端与所述第一选通电路或第二选通电路连接。

在本实用新型实施例较佳的选择中，在上述采集执行设备中，所述第二选通电路还包括：

用于连接所述第二选通端和所述第二连接端的导线，该导线中的至少一部分为铜铝合金或炭棒。

本实用新型实施例还提供了一种供电系统，包括采集执行设备和单体电池，所述采集执行设备包括：

第一选通电路，该第一选通电路包括第一选通端和第一连接端，该第一连接端连接所述单体电池的正极与负极中的一个；

第二选通电路，该第二选通电路包括第二选通端和第二连接端，该第二连接端连接所述单体电池的正极与负极中的另一个；

切换电路，该切换电路包括输入/输出端和切换端，该切换端连接所述第一选通端或所述第二选通端；

其中，在所述第一连接端和所述输入/输出端连接有外部设备时，所述切换端连接所述第二选通端以通过所述第二选通电路和所述切换电路建立所述单体电池与外部设备之间闭合回路，或者，所述切换端连接所述第一选通端以通过所述第一选通电路和所述切换电路切断所述单体电池与外部设备之间的闭合回路。

本实用新型提供的采集执行设备和供电系统，通过设置切换端以实现切换电路与不同选通电路的连接，并且在切断单体电池与外部设备之间的闭合回路时，还可以通过第一选通电路和切换电路建立外部设备与其它串联的单体电池之间的闭合回路，进而保证对用电设备供电的可靠性。

进一步地，通过电压检测器和电流检测器的设置，可以实现对单体电池的电压和电流信息的采集，以便于控制设置通过该信息判断对应的单体电池是否存在异常，并在异常时可以通过采集执行设备切断该单体电池的供电回路。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的供电系统的应用框图。

图2为本实用新型实施例提供的供电系统的连接示意图。

图3为本实用新型实施例提供的采集执行设备的电路原理图。

图4为本实用新型实施例提供的采集执行设备的另一电路原理图。

图5为本实用新型实施例提供的采集执行设备的另一电路原理图。

图6为本实用新型实施例提供的采集执行设备的另一电路原理图。

图标：10-供电系统；20-用电设备；100-采集执行设备；110-第一选通电路；111-第一选通端；113-第一连接端；120-第二选通电路；121-第二选通端；123-第二连接端；130-切换电路；131-输入/输出端；133-切换端；141-磁铁；L-线圈；V-电压检测器；A-电流检测器；F-熔断器；C-电容元件；200-单体电池。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例只是本实用新型的一部分实施例，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，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等仅用于区分描述，而不能理解为只是或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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。

如图1所示，本实用新型实施例提供了一种供电系统10，可应用于电动汽车，以对电动汽车的用电设备20进行供电。

其中，所述供电系统10可以包括单体电池200和采集执行设备100。所述采集执行设备100与所述单体电池200对应设置，以控制单体电池200是否对用电设备20进行供电。

考虑到单个单体电池200的供电电流和供电电压一般较小，在本实施例中，结合图2，所述单体电池200可以为多个，所述采集执行设备100可以为多个，且所述采集执行设备100与所述单体电池200一一对应设置，以实现对每一个单体电池200的有效、可靠的监控。

其中，多个所述单体电池200之间可以进行串并联连接，例如，可以将多个所述单体电池200进行分组，以得到多组单体电池200。并且，为提高对用电设备20的供电电压，可以将同一组的各单体电池200进行串联连接以形成一个电池包。为提高对用电设备20的供电电流，可以将得到的不同电池包并联连接，以组成一个供电系统10。

可选地，所述电动汽车的类型不受限制，可以根据实际应用需求进行设置，例如，既可以是纯电动汽车，也可以是油电混合的电动汽车，也就是说，可以是任意具有供电系统10和用电设备20的汽车。

并且，所述用电设备20的类型不受限制，可以根据实际应用需求进行设置，例如，可以包括，但不限于电机、显示设备、通信设备等。

结合图3，本实用新型实施例还提供一种可应用于上述供电系统10的采集执行设备100。其中，所述采集执行设备100可以包括第一选通电路110、第二选通电路120以及切换电路130。

进一步地，在本实施例中，所述第一选通电路110包括第一选通端111和第一连接端113，该第一连接端113用于连接所述单体电池200的正极与负极中的一个。所述第二选通电路120包括第二选通端121和第二连接端123，该第二连接端123用于连接所述单体电池200的正极与负极中的另一个。所述切换电路130包括输入/输出端131和切换端133，该切换端133连接所述第一选通端111或所述第二选通端121。

并且，在所述第一连接端113和所述输入/输出端131连接有外部设备时，所述切换端133连接所述第二选通端121以通过所述第二选通电路120和所述切换电路130建立所述单体电池200与外部设备之间闭合回路，或者，所述切换端133连接所述第一选通端111以通过所述第一选通电路110和所述切换电路130切断所述单体电池200与外部设备之间的闭合回路。

其中，所述外部设备可以包括用电设备20和其它的单体电池200。所述切换端133与所述第二选通端121连接时，所述单体电池200可以与所述其它的单体电池200串联连接后对所述用电设备20进行供电。所述切换端133与所述第一选通端111连接时，可以通过所述其它的单体电池200对所述用电设备20进行供电。

所述外部设备也可以包括供电设备和其它的单体电池200。所述切换端133与所述第二选通端121连接时，所述供电设备可以对所述单体电池200和所述其它的单体电池200进行充电。所述切换端133与所述第一选通端111连接时，所述供电设备可以对所述其它的单体电池200进行充电。

可选地，所述切换端133从与所述第一选通端111连接切换至与所述第二选通端121连接或者从与所述第二选通端121连接切换至与所述第一选通端111连接的切换方式不受限制，可以根据实际应用需求进行设置，例如，可以通过电机进行驱动。在本实施例中，所述采集执行设备100还可以包括磁铁141和线圈L。

其中，所述磁铁141和所述切换电路130对应设置以带动所述切换电路130的切换端133运动，以使所述切换端133与所述第一选通端111或所述第二选通端121连接。所述线圈L与所述磁铁141对应设置以在通过不同方向的电流时对所述磁铁141产生不同方向的力，以驱动所述磁铁141运动。

可选地，所述磁铁141的类型不受限制，可以根据实际应用需求进行设置，例如，既可以是电磁铁，也可以是永久磁铁。

可选地，所述线圈L的数量不受限制，可以根据实际应用需求进行设置，例如，既可以是一个，也可以是两个。在所述线圈L为两个时，可以分别设置于所述磁铁141的两端。

进一步地，结合图4，在本实施例中，为便于获取所述单体电池200的状态信息，以便于根据该状态信息控制对应的采集执行设备100对单体电池200进行控制，所述采集执行设备100还可以包括电压检测器V和电流检测器A。

其中，所述电压检测器V的一端与所述第一连接端113连接、另一端与所述第二连接端123连接，以采集通过所述第一连接端113和所述第二连接端123连接的单体电池200两端的电压。所述电流检测器A的一端与所述第二连接端123连接、另一端与所述第二选通端121连接，以使所述第二连接端123与所述第二选通端121通过所述电流检测器A连接，以在所述切换端133连接所述第二选通端121时采集流经所述单体电池200的电流。

通过上述设置，可以通过采集的电流和电压判断对应的单体电池200是否存在异常，并在异常时通过控制线圈L的通电电流的方向，以对磁铁141产生不同方向的力，以驱动所述切换端133从与所述第二选通端121连接运动至与所述第一选通端111连接，以切断所述单体电池200的供电回路或充电回路。

进一步地，为避免流经所述单体电池200的电流过大而导致单体电池200损坏的问题，在本实施例中，结合图5，所述采集执行设备100还可以包括熔断器F。

其中，所述熔断器F的一端与所述第二连接端123连接、另一端与所述第二选通端121连接，以使所述第二连接端123与所述第二选通端121通过所述熔断器F连接，以在所述切换端133连接所述第二选通端121时，若流经所述单体电池200的电流超过预设值，所述熔断器F熔断以切断所述单体电池200与外部设备之间的闭合回路。

并且，在同时设置有所述熔断器F和所述电流检测器A时，所述熔断器F与所述电流检测器A串联连接，并且，串联连接后所述熔断器F既可以是与所述第二选通端121连接，也可以是与所述第二连接端123连接。

可选地，所述熔断器F的类型不受限制，可以根据实际应用需求进行设置。在本实施例中，为提高所述单体电池200的供电恢复能力，所述熔断器F可以为自恢复熔断器。

其中，所述自恢复熔断器在流经的电流超过预设值时切换至高阻抗状态以切断所述单体电池200与外部设备之间的闭合回路，并在预设时长后切换至正常阻抗状态以恢复所述单体电池200与外部设备之间的闭合回路。

并且，为便于对所述熔断器F的状态进行监控，在本实施例中，还可以设置检测器件，以检测所述熔断器F是否处于熔断状态，并在处于熔断状态时可以向连接的控制设备或器件发送提示信息，以便于该控制设备或器件可以基于该提示信息对对应的单体电池200进行供电控制或进行报警处理。

进一步地，为避免在不同选通电路的切换过程存在断流的问题，在本实施例中，结合图6，所述采集执行设备100还可以包括续流装置。

其中，所述续流装置与所述切换电路130连接，以在所述切换端133从与所述第一选通端111连接切换至与所述第二选通端121连接的过程中输出电流，或者，在所述切换端133从与所述第二选通端121连接切换至与所述第一选通端111连接的过程中输出电流。

可选地，所述续流装置的类型不受限制，可以根据实际应用需求进行设置，例如，可以是通过电感元件以实现续流的目的，也可以是通过电容元件C以实现续流的目的。在本实施例中，以所述续流装置包括电容元件C为实例进行说明。

其中，所述电容元件C的一端与所述切换电路130连接、另一端与所述第一选通电路110或第二选通电路120连接。详细地，若所述第一连接端113连接所述单体电池200的负极，所述第二连接端123连接所述单体电池200的正极，所述电容元件C的一端与所述切换电路130连接、另一端与所述第一选通电路110连接。

通过上述设置，在所述切换端133与所述第二选通端121连接时，所述电容元件C与所述单体电池200并联，以通过所述单体电池200进行充电，在所述切换端133切换至与所述第一选通端111连接的过程中，所述电容元件C可以与其它的单体电池200串联连接，以对用电设备20供电或通过供电设备继续充电，进而实现整个系统供电与充电的连续性。

进一步地，考虑到电动汽车的行驶过程中，可能会存在激烈的碰撞，而避免在激烈的碰撞之后电动汽车的继续运动而造成更为严重的损害的问题，在本实施例中，所述第二选通电路120可以设置具有一定硬脆特性的导线，以在电动汽车发送碰撞时断裂，进而切断所述单体电池200的供电回路。

详细地，所述第二选通电路120可以包括用于连接所述第二选通端121和所述第二连接端123的导线。该导线中的至少一部分为具有一定硬脆特性的导线。

可选地，所述具有一定硬脆特性的导线的类型不受限制，可以根据实际应用需求进行设置，例如，可以包括，但不限于铜铝合金或炭棒等材料。

综上所述，本实用新型提供的采集执行设备100和供电系统10，通过设置切换端133以实现切换电路130与不同选通电路的连接，并且在切断单体电池200与外部设备之间的闭合回路时，还可以通过第一选通电路110和切换电路130建立外部设备与其它串联的单体电池200之间的闭合回路，进而保证对用电设备20供电的可靠性。其次，通过电压检测器V和电流检测器A的设置，可以实现对单体电池200的电压和电流信息的采集，以便于控制设置通过该信息判断对应的单体电池200是否存在异常，并在异常时可以通过采集执行设备100切断该单体电池200的供电回路。然后，通过设置自恢复熔断器，可以对单体电池200进行过流保护，以避免单体电池200因过流而损坏的问题。并且，通过设置续流装置，在不同选通电路的切换过程，可以避免用电设备20断流的问题，进一步提高了对用电设备20供电的可靠性。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种采集执行设备，用于监控单体电池，其特征在于，所述采集执行设备包括：

第一选通电路，该第一选通电路包括第一选通端和第一连接端，该第一连接端用于连接所述单体电池的正极与负极中的一个；

第二选通电路，该第二选通电路包括第二选通端和第二连接端，该第二连接端用于连接所述单体电池的正极与负极中的另一个；

切换电路，该切换电路包括输入/输出端和切换端，该切换端连接所述第一选通端或所述第二选通端；

其中，在所述第一连接端和所述输入/输出端连接有外部设备时，所述切换端连接所述第二选通端以通过所述第二选通电路和所述切换电路建立所述单体电池与外部设备之间闭合回路，或者，所述切换端连接所述第一选通端以通过所述第一选通电路和所述切换电路切断所述单体电池与外部设备之间的闭合回路。

2.根据权利要求1所述的采集执行设备，其特征在于，还包括：

电压检测器，该电压检测器的一端与所述第一连接端连接、另一端与所述第二连接端连接，以采集通过所述第一连接端和所述第二连接端连接的单体电池两端的电压。

3.根据权利要求1所述的采集执行设备，其特征在于，还包括：

电流检测器，该电流检测器的一端与所述第二连接端连接、另一端与所述第二选通端连接，以使所述第二连接端与所述第二选通端通过所述电流检测器连接，以在所述切换端连接所述第二选通端时采集流经所述单体电池的电流。

4.根据权利要求1所述的采集执行设备，其特征在于，还包括：

熔断器，该熔断器的一端与所述第二连接端连接、另一端与所述第二选通端连接，以使所述第二连接端与所述第二选通端通过所述熔断器连接，以在所述切换端连接所述第二选通端时，若流经所述单体电池的电流超过预设值，所述熔断器熔断以切断所述单体电池与外部设备之间的闭合回路。

5.根据权利要求4所述的采集执行设备，其特征在于，所述熔断器为自恢复熔断器；

其中，所述自恢复熔断器在流经的电流超过预设值时切换至高阻抗状态以切断所述单体电池与外部设备之间的闭合回路，并在预设时长后切换至正常阻抗状态以恢复所述单体电池与外部设备之间的闭合回路。

6.根据权利要求1-5任意一项所述的采集执行设备，其特征在于，还包括：

磁铁，该磁铁和所述切换电路对应设置以带动所述切换电路的切换端运动，以使所述切换端与所述第一选通端或所述第二选通端连接；

线圈，该线圈与所述磁铁对应设置以在通过不同方向的电流时对所述磁铁产生不同方向的力，以驱动所述磁铁运动。

7.根据权利要求1-5任意一项所述的采集执行设备，其特征在于，还包括：

续流装置，该续流装置与所述切换电路连接，以在所述切换端从与所述第一选通端连接切换至与所述第二选通端连接的过程中输出电流，或者，在所述切换端从与所述第二选通端连接切换至与所述第一选通端连接的过程中输出电流。

8.根据权利要求7所述的采集执行设备，其特征在于，所述续流装置包括：

电容元件，该电容元件的一端与所述切换电路连接、另一端与所述第一选通电路或第二选通电路连接。

9.根据权利要求1-5任意一项所述的采集执行设备，其特征在于，所述第二选通电路还包括：

用于连接所述第二选通端和所述第二连接端的导线，该导线中的至少一部分为铜铝合金或炭棒。

10.一种供电系统，其特征在于，包括采集执行设备和单体电池，所述采集执行设备包括：

第一选通电路，该第一选通电路包括第一选通端和第一连接端，该第一连接端连接所述单体电池的正极与负极中的一个；

第二选通电路，该第二选通电路包括第二选通端和第二连接端，该第二连接端连接所述单体电池的正极与负极中的另一个；

切换电路，该切换电路包括输入/输出端和切换端，该切换端连接所述第一选通端或所述第二选通端；

其中，在所述第一连接端和所述输入/输出端连接有外部设备时，所述切换端连接所述第二选通端以通过所述第二选通电路和所述切换电路建立所述单体电池与外部设备之间闭合回路，或者，所述切换端连接所述第一选通端以通过所述第一选通电路和所述切换电路切断所述单体电池与外部设备之间的闭合回路。