CN212572154U

CN212572154U - 一种电池、用电设备以及用电设备电路系统

Info

Publication number: CN212572154U
Application number: CN202021589278.4U
Authority: CN
Inventors: 王威
Original assignee: Xiamen Suqi New Energy Technology Co Ltd
Current assignee: Xiamen Suqi New Energy Technology Co Ltd
Priority date: 2020-08-04
Filing date: 2020-08-04
Publication date: 2021-02-19
Anticipated expiration: 2030-08-04

Abstract

本实用新型涉及电池领域，提供了一种电池、用电设备以及用电设备电路系统。一种电池，包括正电极(P+)和第一负电极(P‑)，还包括有第二负电极(L‑)和电源管理模块(1)，所述电源管理模块(1)包括电连接于所述正电极(P+)、所述第一负电极(P‑)和所述第二负电极(L‑)之间的开关器件，所述正电极(P+)、所述第一负电极(P‑)、所述第二负电极(L‑)和所述电源管理模块(1)均位于同一箱体(2)内，所述箱体(2)上设置有电池开关(3)。所述电池能够实现对外接电器充电，实现用电设备发电机对所述电池的充电。

Description

一种电池、用电设备以及用电设备电路系统

技术领域

本实用新型涉及电池领域，更具体的说是，涉及一种电池、用电设备以及用电设备电路系统。

背景技术

随着用电设备上装载的电器的增多，对用电设备电池的要求也越来越高，同时装载多个电池成为了一种需求，已经得到许多的运用。

对于同时装载的其它电池，可能会划分为不同的功用。例如，对于车辆而言，额外装配的电池用于供车载空调(又称驻车空调)的取电等使用，这样，即便是在车辆停止启动过程中，也能够保证车载空调的使用，这样的场景特别适合于货车等车辆使用，因为货车驾驶员经常需要直接停车在车上休息，此时用专门的车载电池为车载空调供电能够更好。

当用电设备(如车辆)上装载多个不同的电池时，电池本身会遇到需要解决的问题，而用电设备的整个供电系统的设计也成为一种需求，如果设计不当，会导致产生一系列的问题。

实用新型内容

本实用新型解决的技术问题是，提供新的电池、用电设备以及用电设备电路系统，以适应更多用电设备用电设备的使用需求。

为解决上述问题，本实用新型提供了一种电池，包括正电极和第一负电极，还包括有第二负电极和电源管理模块，所述电源管理模块包括电连接于所述正电极、所述第一负电极和所述第二负电极之间的开关器件，所述正电极、所述第一负电极、所述第二负电极和所述电源管理模块均位于同一箱体内，所述箱体上设置有电池开关。

作为进一步改进的，所述电源管理模块包括：

第一电路，其包括至少一个电池管理芯片，其连接于所述正电极和所述第二负电极之间；

第二电路，其一端连接于所述第一电路，另一端用于分别连接内部电池组的各个电池，用于配合实现所述各个电池的平衡；

第三电路，其连接于所述第一负电极、所述第二负电极、所述第一电路和所述第二电路之间，所述第三电路用于充电和充电过程中，所述第一负电极和第二负电极的通路和断路控制，所述开关器件位于所述第三电路中。

作为进一步改进的，所述第三电路包括：

连接于所述第一电路和所述第一负电极之间的第一开关模组；

连接于所述第一开关模组和所述第二电路的第二开关模组；

连接于所述第一开关模组、所述第二开关模组和所述第二负电极的第三开关模组。

作为进一步改进的，所述第三开关模组包括三个并联的所述开关器件。

作为进一步改进的，所述开关器件为增强型NMOS管。

为解决上述问题，本实用新型还提供了一种用电设备，安装有如上述所述的电池。

为解决上述问题，本实用新型还提供了一种用电设备电路系统，包括发电机、马达、负载以及车载电池，还包括所述的一种电池，所述发电机连接于所述车载电池两端，所述马达与所述发电机连接于所述车载电池，所述负载连接于所述正电极和所述第二负电极之间；所述车载电池的正极连接于所述正电极，所述车载电池的正极连接于所述第一负电极。

作为进一步改进的，所述车载电池的正极和所述正电极之间串联用电设备附件通电档开关。

作为进一步改进的，所述负载和所述正电极之间串联用电设备启动档开关。

为解决上述问题，本实用新型还提供了另一种用电设备，包括如上所述的用电设备电路系统。

本实用新型的有益效果为：

1.一种电池采用双负电极的结构，并在双负电极和正电极之间接有电源管理模块，既实现了电池对车载电器的单独供电，极大地提升了货车司机生活的便利性；电池也可接入用电设备电路系统中，实现了用电设备发电机对电池的充电；

2.电源管理模块通过第一电路、第二电路和第三电路的三大模块，实现了对电池组充放电的管理，同时也防止电池组过充过耗的现象发生；

3.将电池接入至用电设备电路系统中，且通过不同的档位开关来控制电路主干线，不仅电控逻辑清晰，而且便于后期出现故障时对问题进行排查。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的用电设备电路系统原理图。

图2是本实用新型实施例提供的电源管理模块示意图。

图3是本实用新型实施例提供的第一电路示意图。

图4是本实用新型实施例提供的第二电路示意图。

图5是本实用新型实施例提供的第三电路示意图。

图6是本实用新型实施例提供的用电设备电池电路第一部分原理图。

图7是本实用新型实施例提供的用电设备电池电路第二部分原理图。

图8是本实用新型实施例提供的电池结构图。

图中：1.电源管理模块 11.第一电路 12.第二电路

13.第三电路 131.第一开关模组 132.第二开关模组

133.第三开关模组 2.箱体 3.电池开关

具体实施方式

本实施例中的用电设备可以是工厂的机器，车辆以及轮船、飞机等交通工具，以下实施例以车辆为具体的用电设备进行展开描述。

当车辆上装载多个不同的电池时，由于各个电池都统一需要由车辆发电机在运转过程中实现充电，因此，各个电池的正极通常都统一连接至车辆发电机的正端，各个电池的负极通常都统一连接至车辆发电机的负端。然而，这种结构就导致了当车辆发电机停止运转之后，各个电池的正极相互连接，负极也相互连接，此时，电压较高的电池就会给电压较低的电池充电，这就是互充充现象。互充充现象会在不同电池之间反复进行，并且还可能不断更换充电方向进行，它会导致各个电池的内部存储的电量不断地白白消耗，降价了各个电池的电压，也加速了电池的损耗。因此，避免电池互充，对于车辆安装多个电池而言，是十分关键的。

为此，本实用新型从电池本身的设计出发，提供一种新的电池，以克服上述电池互充问题，同时还提供了相应的车辆电路系统和相应的车辆。

下面结合附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。

参照图1所示，显示了本实用新型实施例提供的一种电池E1。

一种电池，包括正电极P+和第一负电极P-，还包括有第二负电极L-和电源管理模块1，所述电源管理模块1包括电连接于所述正电极P+、所述第一负电极P-和所述第二负电极L-之间的开关器件(未区分标注)。

参照图2所示，所述电源管理模块1包括：第一电路11，其包括至少一个电池管理芯片，其连接于所述正电极P+和所述第二负电极L-之间；第二电路12，其一端连接于所述第一电路11，另一端用于分别连接内部电池组U的各个电池，用于配合实现所述各个电池的平衡；第三电路13，其连接于所述第一负电极P-、所述第二负电极L-、所述第一电路11和所述第二电路12之间，所述第三电路用于充电和充电过程中，所述第一负电极P-和第二负电极L-的通路和断路控制，所述开关器件位于所述第三电路13中。

参照图5所示，所述第三电路13包括：连接于所述第一电路11和所述第一负电极P-之间的第一开关模组131；连接于所述第一开关模组131和所述第二电路12的第二开关模组132；连接于所述第一开关模组131、所述第二开关模组132和所述第二负电极L-的第三开关模组133。

参照图5所示，所述第三开关模组133包括三个并联的所述开关器件。

参照图5所示，所述开关器件为增强型NMOS管。

参照图8所示，一种电池E1，其包括：箱体2；设置于所述箱体2上的第一负电极P-、第二负电极L-、正电极P+和电池开关3。所述正电极P+、所述第一负电极P-、所述第二负电极L-和所述电源管理模块1均位于同一箱体2内，本实施例的车辆电池中的其它结构，可参考前述实施例相应内容。

图中虽未显示，但是，本实用新型前述实施例提供的各车辆电池还可以直接作为原车电池安装至车辆中，形成一种车辆，安装有如上述任意一项所述的一种车辆电池E1的车辆。在这种车辆中，前述各实施例提供的一种车辆电池E1可作为车用电池对车辆上的各用电设备进行供电，并且，所述车辆电池具有两个负电极(第一负电极和第二负电极)。

参照图1所示，一种车辆电路，包括发电机M1、马达M2、负载M3以及车载电池E2，还包括前述电池E1，所述发电机M1连接于所述车载电池E2两端，所述马达M2与所述发电机M1连接于所述车载电池E2，所述负载M3连接于所述正电极P+和所述第二负电极L-之间；所述车载电池E2的正极连接于所述正电极P+，所述车载电池E2的正极连接于所述第一负电极P-。

参照图1所示，所述车载电池E2的正极和所述正电极P+之间串联车辆启动系统的车辆附件通电档开关ACC。

参照图1所示，所述负载M2和所述正电极P+之间串联车辆启动系统的车辆启动档开关START。

一种车辆，包括如上述所述的车辆电路。

参照图1至图7所示，当马达M2对电池E1进行充电时，Va和Vb之间有电压差，根据图6所示，运算电路输出信号Gc1和Gc2。根据图5所示，得到信号的增强型NMOS管导通，即，马达M2通过连接正电极P+和第一负电极P-，即可对电池E1进行充电。

本实用新型提供的一种电池、车辆以及车辆电路的工作原理为：

当车辆熄火且车辆钥匙停止在LOCK档(车辆锁止档)位置时，由内部电池组U对负载M3供电，即车辆电池E1通过正电极P+和第二负电极L-对负载M3进行充电；由于负载M3为具有开关的车载冰箱或者车载空调，因此负载M3的工作状态不受车辆的工作状态影响；并且，此时车辆附件通电档开关ACC是断开的，即车载电池E2和车辆电池E1之间的正极是相互断开的，防止车载电池E2和车辆电池E1的互充现象；

当车辆钥匙停止在ACC档(车辆附件通电档)位置时，车辆附件通电档开关ACC闭合；

当车辆钥匙从ON档(车辆接通档)旋至START档(车辆启动档)位置时，车辆附件通电档开关ACC闭合、车辆接通档开关ON闭合、车辆启动档开关START闭合，马达M2与车载电池E2接通，马达M2启动，直至发动机点火成功，发电机M1开始运转；

松开车辆钥匙，车辆钥匙从START档(车辆启动档)回位至ON档(车辆接通档)，此时的车辆附件通电档开关ACC闭合、车辆接通档开关ON闭合、车辆启动档开关START断开，发电机M1对车载电池E2和电池E1进行充电。

图中虽未显示，但是，利用本实用新型图1所示的车辆电路系统，可以是设置在相应的车辆上，特别适用在卡车等大型车辆上，此时的车辆为具有相应车辆电路系统的车辆，车辆上的车辆电池E1，可以运用于例如卡车驾驶室内的空调、冰箱或者电磁炉等车辆用户设备。

参照图4所示，电池组内的每一个电池皆连接有电池平衡电路，电池平衡电路包括三个并联的电阻，以及MOS管、三极管和另一电阻。电池平衡电路的设置，实现了电源管理芯片对电池的统一管理，防止电池过充、过放和过流的现象发生。

参照图5所示，MOS管M12、M20和M32并联，且由信号Gc1控制；MOS管M11、M19和M31并联，且由信号Gc2控制；MOS管M25、M23和M24并联，且由信号DO控制；前述三组MOS管共同控制电池的充放电。在第二开关模组132中，设有多个并联的采样检测电阻Rse18，实现了电源管理芯片对电池充放电状态的判断；

参照图2至图5所示，DO是放电控制，CO是充电控制，用于分别控制相应两组的增强型NMOS管。两颗电源管理芯片是级联关系。现有技术没有防止反向充电的功能，通过电路可以实现防止反向充电的功能。有充电电流就打开充电回路，否则断开充电回路。我们的电路能够防止车辆电池E1给车载电池E2充电。充电时，电流会经过Vb、Va，放电不会经过。

本实用新型的有益效果为：

1.一种电池采用双负电极的结构，并在双负电极和正电极之间接有电源管理模块，既实现了电池对外接电器的单独供电，极大地提升了用电设备的实用性；电池也可接入用电设备电路系统中，实现了用电设备发电机对电池的充电；

本实施例的工作原理和工作过程等内容可以参照前述实施例相应内容。

本说明书中的上述各个实施例之间相同或相似部分可相互参照，每个实施方式重点说明与其他实施方式不同之处，但并不限定它们的不同之处不能相互替换或叠加。

以上实施例仅用以解释说明本实用新型的技术方案而非对其限制。本领域技术人员应当理解，未脱离本实用新型精神和范围的任何修改和等同替换，均应落入本实用新型权利要求的保护范围中。

Claims

1.一种电池，包括正电极(P+)和第一负电极(P-)，其特征在于，还包括有第二负电极(L-)和电源管理模块(1)，所述电源管理模块(1)包括电连接于所述正电极(P+)、所述第一负电极(P-)和所述第二负电极(L-)之间的开关器件，所述正电极(P+)、所述第一负电极(P-)、所述第二负电极(L-)和所述电源管理模块(1)均位于同一箱体(2)内，所述箱体(2)上设置有电池开关(3)。

2.根据权利要求1所述的一种电池，其特征在于，所述电源管理模块(1)包括：

第一电路(11)，其包括至少一个电池管理芯片，其连接于所述正电极(P+)和所述第二负电极(L-)之间；

第二电路(12)，其一端连接于所述第一电路(11)，另一端用于分别连接内部电池组(U)的各个电池，用于配合实现所述各个电池的平衡；

第三电路(13)，其连接于所述第一负电极(P-)、所述第二负电极(L-)、所述第一电路(11)和所述第二电路(12)之间，所述第三电路用于充电和充电过程中，所述第一负电极(P-)和第二负电极(L-)的通路和断路控制，所述开关器件位于所述第三电路(13)中。

3.根据权利要求2所述的一种电池，其特征在于，所述第三电路(13)包括：

连接于所述第一电路(11)和所述第一负电极(P-)之间的第一开关模组(131)；

连接于所述第一开关模组(131)和所述第二电路(12)的第二开关模组(132)；

连接于所述第一开关模组(131)、所述第二开关模组(132)和所述第二负电极(L-)的第三开关模组(133)。

4.根据权利要求3所述的一种电池，其特征在于，所述第三开关模组(133)包括三个并联的所述开关器件。

5.根据权利要求4所述的一种电池，其特征在于，所述开关器件为增强型NMOS管。

6.一种用电设备，其特征在于，安装有如权利要求1至5任意一项所述的一种电池(E1)。

7.一种用电设备电路系统，包括发电机(M1)、马达(M2)、负载(M3)以及车载电池(E2)，其特征在于，还包括如权利要求1至5任意一项所述的一种电池(E1)，所述发电机(M1)连接于所述车载电池(E2)两端，所述马达(M2)与所述发电机(M1)连接于所述车载电池(E2)，所述负载(M3)连接于所述正电极(P+)和所述第二负电极(L-)之间；所述车载电池(E2)的正极连接于所述正电极(P+)，所述车载电池(E2)的正极连接于所述第一负电极(P-)。

8.根据权利要求7所述的一种用电设备电路系统，其特征在于，所述车载电池(E2)的正极和所述正电极(P+)之间串联用电设备附件通电档开关(ACC)。

9.根据权利要求7所述的一种用电设备电路系统，其特征在于，所述负载(M2)和所述正电极(P+)之间串联用电设备启动档开关(START)。

10.一种用电设备，其特征在于，包括如权利要求7至9任意一项所述的用电设备电路系统。