CN209878969U - 一种电动汽车动力电池被动均衡实验系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种电动汽车动力电池被动均衡实验系统，包括电子控制器和实验电池组；所述电子控制器与实验电池组控制连接；所述实验电池组包括若干相互串联的电池模组；所述电池模组包括若干相互并联的单体电池；所述实验电池组包括电池包防护装置；所述防护装置内设计了散热风路，可以及时将实验中产生的热量排出，确保了实验的平稳进行。
Description
技术领域
本实用新型涉及电动汽车电池系统领域，尤其涉及一种电动汽车动力电池被动均衡实验系统。
背景技术
电动汽车动力电池通常由若干模组串联而成，对各模组的均衡性要求较高。电池均衡就是利用电力电子技术，使各模组电压偏差保持在合理的范围内，以防止单个模组过充、过放的发生。电池均衡分为主动均衡、被动均衡两种，主动均衡通过能量转移、被动均衡则通过能量消耗来达到各模组的一致。为了保证电动汽车在使用过程中的安全稳定，有必要发明一种基于被动均衡原理，散热性能突出的电动汽车动力电池被动均衡实验系统。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本实用新型提供一种基于被动均衡原理，散热性能突出的电动汽车动力电池被动均衡实验系统。
技术方案：为实现上述目的，本实用新型的一种电动汽车动力电池被动均衡实验系统，包括电子控制器和实验电池组；所述电子控制器与实验电池组控制连接；所述实验电池组包括若干相互串联的电池模组；所述电池模组包括若干相互并联的单体电池。
进一步地，还包括充电电池和电源开关；所述充电电池、电源开关与实验电池组串联设置；所述电池模组还包括相互串联的放电电阻和电子开关。
进一步地，所述电池模组包括第一模组、第二模组和第三模组；所述电子控制器上电性连接设置有充电开关、第一模组放电开关、第二模组放电开关、第三模组放电开关、均衡开关；若干所述电池模组的串联电路上还设置有常开继电器；所述第一模组上并联设置有第一模组电子开关、第一模组放电电阻；所述第二模组上并联设置有第二模组电子开关、第二模组放电电阻；所述第三模组上并联设置有第三模组电子开关、第三模组放电电阻。
进一步地，所述实验电池组包括电池包防护装置；所述电池包防护装置包括相互电性连接的第一接线板和第二接线板；若干所述单体电池夹持设置在第一接线板、第二接线板之间；所述第一接线板背向单体电池的一侧贴合设置有第一导热板；所述第二接线板背向单体电池的一侧贴合设置有第二导热板；所述第一导热板沿自身长度方向的两端安装有第一面板和第二面板；所述第一面板上嵌设有第三接线板；所述第三接线板面向单体电池的一侧与第一接线板、第二接线板电性连接；所述第三接线板背向单体电池的一侧设置有接线孔。
进一步地，所述第一导热板背向第一接线板的一侧安装有通风板；所述通风板内部沿第一导热板的长度方向设置有流通孔；所述流通孔靠近第一面板的一端上对应设置有排风扇；所述第一面板上设置有第一通风口；所述通风口与排风扇位置对应；所述第二面板靠近第二接线板的一侧上设置有第二通风口；所述第一导热板、第二导热板之间连接安装有第一防护板和第二防护板；所述第一防护板沿第一导热板的长度方向的两端分别与第一面板和第二面板连接；所述第二防护板沿第一导热板的长度方向的两端分别与第一面板和第二面板连接；第一防护板、第二防护板的其中一侧与第一导热板铰接相连。
进一步地，所述通风板内的流通孔相互间隔设置有多个，具体包括第一流通孔和第二流通孔；所述排风扇的进风口与第一流通孔对应配合；若干所述第二流通孔分布在第一流通孔的周围；所述第二流通孔与第一流通孔连通设置。
进一步地，所述第二面板上的第二通风口处设置有进气装置；所述进气装置底部设置有风孔；所述进气装置内设置有气体通道；所述风孔通过气体通道与第二通风口连通；所述进气装置侧面嵌设有滤板；所述滤板对应设置在气体通道的路径上；所述进气装置顶部设置有储物槽；所述储物槽顶部铰接设置有翻盖。
进一步地，所述第一防护板面向第一面板的一端内侧设置有第一嵌槽；所述第二防护板面向第一面板的一端内侧设置有第二嵌槽；所述第一面板面向第二面板的一侧上设置有第一传导片和第二传导片；所述第一传导片与第一嵌槽嵌套配合，且背向第一嵌槽的一侧设置有第一温度传感器；所述第二传导片与第二嵌槽嵌套配合，且背向第二嵌槽的一侧设置有第二温度传感器。
有益效果：本实用新型的一种电动汽车动力电池被动均衡实验系统，包括电子控制器和实验电池组；所述电子控制器与实验电池组控制连接；所述实验电池组包括若干相互串联的电池模组；所述电池模组包括若干相互并联的单体电池；所述实验电池组包括电池包防护装置；所述防护装置内设计了散热风路，可以及时将实验中产生的热量排出，确保了实验的平稳进行。
附图说明
附图1为实验系统电路示意图；
附图2为防护装置整体结构示意图；
附图3为进气装置结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作更进一步的说明。
一种电动汽车动力电池被动均衡实验系统，如附图1所示，包括电子控制器1和实验电池组10；所述电子控制器1与实验电池组10控制连接；所述实验电池组10包括若干相互串联的电池模组20；所述电池模组20包括若干相互并联的单体电池201；其中电子控制器1具体采用市面上购得的单片机模块(如STM32系列单片机)，电池可采购市面在售的锂电池，开关、电阻等其余元件均为电路搭建中的通用部件，在此不做赘述。
本实验装置的实验电池使用标称电压为3.7V的单体锂电池，最高与最低设定限值为4.2V与3V，3个单体电池并联组成1个电池模组20，再由3个电池模组20串联而成；本实验装置能直观显示各模组的电压，具有结构简单、使用安全、操作方便的特点。
该被动均衡实验系统还包括充电电池2和电源开关3；所述充电电池2、电源开关3与实验电池组10串联设置；所述电池模组20还包括相互串联的放电电阻和电子开关。
所述电池模组20包括第一模组61、第二模组62和第三模组63；所述电子控制器1上电性连接设置有充电开关4、第一模组放电开关5、第二模组放电开关6、第三模组放电开关7、均衡开关8；若干所述电池模组20的串联电路上还设置有常开继电器9；所述第一模组61上并联设置有第一模组电子开关11、第一模组放电电阻12；所述第二模组62上并联设置有第二模组电子开关13、第二模组放电电阻14；所述第三模组63上并联设置有第三模组电子开关15、第三模组放电电阻16；实验人员通过操控充电开关4、第一模组放电开关5、第二模组放电开关6、第三模组放电开关7及均衡开关8，再由电子控制器1来具体控制各电池模组20内的电子开关及放电电阻。
如附图2和附图3所示，所述实验电池组10包括电池包防护装置21；所述电池包防护装置21包括相互电性连接的第一接线板22和第二接线板23；若干所述单体电池 201夹持设置在第一接线板22、第二接线板23之间；第一接线板22和第二接线板23 上均分布有蚀刻好的电路，两接线板之间也电性连接，从而可以将多个单体电池201连接到一起；当需要改变电池模组20的个数或所含单体电池201数量时，只需要更换接线板即可，这样就省去了大量的接线时间，显著提高了实验进行效率；所述第一接线板 22背向单体电池201的一侧贴合设置有第一导热板24；所述第二接线板23背向单体电池201的一侧贴合设置有第二导热板25；所述第一导热板24沿自身长度方向的两端安装有第一面板26和第二面板27；所述第一面板26上嵌设有第三接线板261；所述第三接线板261面向单体电池201的一侧与第一接线板22、第二接线板23电性连接；所述第三接线板261背向单体电池201的一侧设置有接线孔；通过第三接线板261从而将电池与相应的电子控制器1、各类开关及电阻连接起来。
所述第一导热板24背向第一接线板22的一侧安装有通风板28；所述通风板28内部沿第一导热板24的长度方向设置有流通孔281；所述流通孔281靠近第一面板26的一端上对应设置有排风扇289；所述第一面板26上设置有第一通风口269；所述第一通风口269与排风扇289位置对应；所述第二面板27靠近第二接线板23的一侧上设置有第二通风口271；所述第一导热板24、第二导热板25之间连接安装有第一防护板29和第二防护板30；所述第一防护板29沿第一导热板24的长度方向的两端分别与第一面板 26和第二面板27连接；所述第二防护板30沿第一导热板24的长度方向的两端分别与第一面板26和第二面板27连接；第一面板26、第二面板27、第一导热板24、第二导热板25、第一防护板29和第二防护板30共同围合成了一个封闭空间，靠近防护装置 21下端的第二通风口271内涌进冷空气，这些空气在防护装置21内流动，最终从第一通风口269处被排风扇289抽送而出，这样就可以及时地将实验系统工作中产生的热量排出，保证实验平稳进行；同时，第一防护板29和第二防护板30与第一导热板24铰接相连，当需要对系统内部进行维护更换时，只需要将防护板掀起，即可完成操作，避免了传统像是结构大费周章拆装的过程。
所述通风板28内的流通孔281相互间隔设置有多个，具体包括第一流通孔282和第二流通孔283；所述排风扇289的进风口与第一流通孔282对应配合；若干所述第二流通孔283分布在第一流通孔282的周围；所述第二流通孔283与第一流通孔282连通设置；这样可以使排风口更集中化，提高排风扇289的利用效率。
所述第二面板27上的第二通风口271处设置有进气装置31；所述进气装置31底部设置有风孔；所述进气装置31内设置有气体通道；所述风孔通过气体通道与第二通风口271连通；所述进气装置31侧面嵌设有滤板312；所述滤板312对应设置在气体通道的路径上；通过滤板312可以有效将吸入空气中的悬浮絮状杂质和灰尘等拦截在外，保证实验系统内部的整洁，当需要清理滤板时，只需要将其抽出即可迅速完成更换操作；所述进气装置31顶部设置有储物槽；所述储物槽顶部铰接设置有翻盖314，可以放置一些螺丝刀等常用工具，使该实验系统具备收纳功能。
所述第一防护板29面向第一面板26的一端内侧设置有第一嵌槽291；所述第二防护板30面向第一面板26的一端内侧设置有第二嵌槽301；所述第一面板26面向第二面板27的一侧上设置有第一传导片262和第二传导片263；所述第一传导片262与第一嵌槽291嵌套配合，且背向第一嵌槽291的一侧设置有第一温度传感器；所述第二传导片 263与第二嵌槽301嵌套配合，且背向第二嵌槽301的一侧设置有第二温度传感器；因为从空气流动路径来看，第一面板27附近靠远离第一通风口269的部分，其温度是较高的，通过监测此处的温度即可对实验系统的整体散热情况有一个把握。
一种电动汽车动力电池被动均衡实验系统的实验方法：包括以下步骤，
步骤一，实验电池组10充电阶段；电源开关3、充电开关4闭合，电子控制器1 控制常开继电器9的触点闭合，充电电池2采用12V蓄电池给3个电池模组20充电，各电池模组20的电压值反馈给电子控制器1，当某个电池模组20的电压值达到最高限值时，触发电子控制器1控制常开继电器9的触点断开；利用电压表对各模组电压进行监控，可根据需要手动断开充电开关4，退出充电工况；
步骤二，电池模组20放电阶段；电源开关3闭合，第一模组放电开关5、第二模组放电开关6、第三模组放电开关7部分或全部闭合；电子控制器1控制相应的电池模组 20的电子开关导通、对应的模组放电电阻发热消耗模组电能，利用电压表对各电池模组 20的电压进行监控，可根据需要手动断开相应模组放电开关，退出模组放电工况；当某个电池模组20的电压值达到最低限值时，电子控制器1也会自动断开相应的模组电子开关、使该模组退出放电工况；
步骤三，电池模组20均衡阶段；电源开关3、均衡开关8闭合，电子控制器1根据各电池模组20电压值确定是否需要均衡，如需均衡，电子控制器1会控制电压高的电池模组20对应的模组电子开关导通、对应的模组电阻放电发热消耗模组电能，直到达到目标值；如不需均衡，可先给某电池模组20放电、再做均衡实验。
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 (7)
1.一种电动汽车动力电池被动均衡实验系统，其特征在于：包括电子控制器(1)和实验电池组(10)；所述电子控制器(1)与实验电池组(10)控制连接；所述实验电池组(10)包括若干相互串联的电池模组(20)；所述电池模组(20)包括若干相互并联的单体电池(201)。
2.根据权利要求1所述的一种电动汽车动力电池被动均衡实验系统，其特征在于：还包括充电电池(2)和电源开关(3)；所述充电电池(2)、电源开关(3)与实验电池组(10)串联设置；所述电池模组(20)还包括相互串联的放电电阻和电子开关。
3.根据权利要求2所述的一种电动汽车动力电池被动均衡实验系统，其特征在于：所述电池模组(20)包括第一模组(61)、第二模组(62)和第三模组(63)；所述电子控制器(1)上电性连接设置有充电开关(4)、第一模组放电开关(5)、第二模组放电开关(6)、第三模组放电开关(7)、均衡开关(8)；若干所述电池模组(20)的串联电路上还设置有常开继电器(9)；所述第一模组(61)上并联设置有第一模组电子开关(11)、第一模组放电电阻(12)；所述第二模组(62)上并联设置有第二模组电子开关(13)、第二模组放电电阻(14)；所述第三模组(63)上并联设置有第三模组电子开关(15)、第三模组放电电阻(16)。
4.根据权利要求1所述的一种电动汽车动力电池被动均衡实验系统，其特征在于：所述实验电池组(10)包括电池包防护装置(21)；所述电池包防护装置(21)包括相互电性连接的第一接线板(22)和第二接线板(23)；若干所述单体电池(201)夹持设置在第一接线板(22)、第二接线板(23)之间；所述第一接线板(22)背向单体电池(201)的一侧贴合设置有第一导热板(24)；所述第二接线板(23)背向单体电池(201)的一侧贴合设置有第二导热板(25)；所述第一导热板(24)沿自身长度方向的两端安装有第一面板(26)和第二面板(27)；所述第一面板(26)上嵌设有第三接线板(261)；所述第三接线板(261)面向单体电池(201)的一侧与第一接线板(22)、第二接线板(23)电性连接；所述第三接线板(261)背向单体电池(201)的一侧设置有接线孔。
5.根据权利要求4所述的一种电动汽车动力电池被动均衡实验系统，其特征在于：所述第一导热板(24)背向第一接线板(22)的一侧安装有通风板(28)；所述通风板(28)内部沿第一导热板(24)的长度方向设置有流通孔(281)；所述流通孔(281)靠近第一面板(26)的一端上对应设置有排风扇(289)；所述第一面板(26)上设置有第一通风口(269)；所述第一通风口(269)与排风扇(289)位置对应；所述第二面板(27)靠近第二接线板(23)的一侧上设置有第二通风口(271)；所述第一导热板(24)、第二导热板(25)之间连接安装有第一防护板(29)和第二防护板(30)；所述第一防护板(29)沿第一导热板(24)的长度方向的两端分别与第一面板(26)和第二面板(27) 连接；所述第二防护板(30)沿第一导热板(24)的长度方向的两端分别与第一面板(26)和第二面板(27)连接；第一防护板(29)、第二防护板(30)的其中一侧与第一导热板(24)铰接相连。
6.根据权利要求5所述的一种电动汽车动力电池被动均衡实验系统，其特征在于：所述通风板(28)内的流通孔(281)相互间隔设置有多个，具体包括第一流通孔(282)和第二流通孔(283)；所述排风扇(289)的进风口与第一流通孔(282)对应配合；若干所述第二流通孔(283)分布在第一流通孔(282)的周围；所述第二流通孔(283)与第一流通孔(282)连通设置。
7.根据权利要求5所述的一种电动汽车动力电池被动均衡实验系统，其特征在于：所述第二面板(27)上的第二通风口(271)处设置有进气装置(31)；所述进气装置(31)底部设置有风孔；所述进气装置(31)内设置有气体通道；所述风孔通过气体通道与第二通风口(271)连通；所述进气装置(31)侧面嵌设有滤板(312)；所述滤板(312)对应设置在气体通道的路径上；所述进气装置(31)顶部设置有储物槽；所述储物槽顶部铰接设置有翻盖(314)。
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