CN212848546U - 一种多级电压式电池组 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电池技术领域，具体公开了一种多级电压式电池组，主要由第一输入端子、主电池组、备用电池组、维护电池组、电量检测模块、单片机及第一输出端子。通过第一输入端子对备用电池组和维护电池组进行充电，由单片机控制主电池组或备用电池组经第一输出端子输出电压，本实用新型引入备用电池组，当主电池组出现问题时，则切换至备用电池作为主输出，使得电池组可以继续使用，从而克服多个电池组串联或并联组合而成的电池单元出现问题后，只能拆下检修后才能继续工作的缺点。

Description

一种多级电压式电池组

技术领域

本实用新型属于电池技术领域，特别涉及一种多级电压式电池组。

背景技术

现有的电动自行车及电动汽车用的动力电池组都是由一个电池单元构成，该电池单元由多个电池组串联或并联组合而成，当电池使用到一定时间后电池组里的每个独立电池就会产生性能差异，此时，电池就会出现充电不满，不转绿灯、过充过热等不良的现象。但是现有的动力电池组损坏时即不能进行工作，必须得马上拆下检修后才能继续工作，也无法对电池组进行检测修复。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种多级电压式电池组，从而克服多个电池组串联或并联组合而成的电池单元出现问题后，只能拆下检修后才能继续工作的缺点。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种多级电压式电池组，包括第一输入端子、主电池组、备用电池组、维护电池组、电量检测模块、单片机及第一输出端子；

所述主电池组的电极端子通过第一继电器的常闭开关、备用电池组的电极端子通过第二继电器的常开开关及维护电池组的电极端子通过第三继电器的常开开关连接第一输入端子；

所述主电池组的电极端子通过第四继电器的常闭开关、备用电池组的电极端子通过第五继电器的常开开关连接所述第一输出端子；所述主电池组的电极端子通过第六继电器的常开开关、备用电池组的电极端子通过第七继电器的常开开关与所述维护电池组的电极端子连接；

所述主电池组的电极端子、备用电池组的电极端子、维护电池组的电极端子、第一输入端子、第一输出端子分别连接所述电量检测模块的一个输入端，所述电量检测模块的五个输出端分别连接所述单片机的三个输入端口；

所述第一继电器的线圈、第二继电器的线圈、第三继电器的线圈、第四继电器的线圈、第五继电器的线圈、第六继电器的线圈及第七继电器的线圈分别连接所述单片机的一个控制端口。

优选的，上述技术方案中，还包括一电池箱，所述电池箱包括电池容纳箱体和用于打开或关闭所述电池容纳箱体的盖体，所述电池容纳箱体由两块隔板分成三个子电池容纳箱体，所述主电池组、备用电池组、维护电池组各安装于一个所述子电池容纳箱体。

优选的，上述技术方案中，还包括第二输入端子，所述电池容纳箱体开设有第一输入孔，所述盖体开设有第二输入孔，所述第一输入端子设于所述第一输入孔内，所述第二输入端子设于所述第二输入孔内，当所述盖体盖于所述电池容纳箱体时，所述第一输入孔对应第二输入孔。

优选的，上述技术方案中，还包括第一弹性电极针，所述第一弹性电极针设于所述第一输入端子上，当所述盖体盖于所述电池容纳箱体时，所述第一输入端子通过第一弹性电极针连接所述第二输入端子。

优选的，上述技术方案中，还包括第二输出端子，所述电池容纳箱体开设有第一输出孔，所述盖体开设有第二输出孔，所述第一输出端子设于所述第一输出孔内，所述第二输出端子设于所述第二输出孔内，当所述盖体盖于所述电池容纳箱体时，所述第一输出孔对应第二输出孔。

优选的，上述技术方案中，还包括第二弹性电极针，所述第二弹性电极针设于所述第一输出端子上，当所述盖体盖于所述电池容纳箱体时，所述第一输出端子通过第二弹性电极针连接所述第二输出端子。

优选的，上述技术方案中，所述盖体和电池容纳箱体设有多个散热孔。

优选的，上述技术方案中，还包括显示屏和报警器，所述显示屏和报警器设于所述盖体的外表面，所述显示屏和报警器分别与所述单片机的一个输出端口连接。

优选的，上述技术方案中，所述单片机为51单片机。

与现有的技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

1.本实用新型引入备用电池组，当主电池组出现问题时，则切换至备用电池作为主输出，使得电池组可以继续使用。

2.本实用新型当主电池组和备用电池组不使用且不处于正常电压时，则通过维护电池组给主电池组或备用电池进行电压修复，此方式可延长电池组的使用寿命。

3.本实用新型采用电池箱安装多组电池组，当需要更换时，直接更换对应组的电池组即可。

4.本实用新型在电池箱体与盖体之间分别设置输入输出连接端子，使得用户直接在电池箱外部接入输入输出线即可。

附图说明

图1是本实用新型多级电压式电池组的电路结构图。

图2是本实用新型电池箱的立体结构图。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本实用新型的保护范围并不受具体实施方式的限制。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果所述特定姿态发生改变时，则所述方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个所述特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

如图1所示，该实施例中的一种多级电压式电池组，包括第一输入端子J1、第二输入端子211、第一弹性电极针121、主电池组、备用电池组、维护电池组、电量检测模块、单片机、电池箱、第一输出端子J2、第二输出端子221、第二弹性电极针131、显示屏和报警器。

主电池组的电极端子通过第一继电器K1的常闭开关K1-1、备用电池组的电极端子通过第二继电器K2的常开开关K2-1及维护电池组的电极端子通过第三继电器K3的常开开关K3-1连接第一输入端子J1；主电池组的电极端子通过第四继电器K4的常闭开关K4-1、备用电池组的电极端子通过第五继电器K5的常开开关K5-1连接第一输出端子；主电池组的电极端子通过第六继电器K6的常开开关K6-1、备用电池组的电极端子通过第七继电器K7的常开开关K7-1与维护电池组的电极端子连接。

主电池组的电极端子、备用电池组的电极端子、维护电池组的电极端子、第一输入端子、第一输出端子分别连接电量检测模块的一个输入端，电量检测模块的五个输出端分别连接单片机的三个输入端口，第一继电器K1的线圈、第二继电器K2的线圈、第三继电器K3的线圈、第四继电器K4的线圈、第五继电器K5的线圈、第六继电器K6的线圈及第七继电器K7的线圈分别连接单片机的一个控制端口。

显示屏和报警器分别与单片机的一个输出端口连接。单片机优选为51单片机。电量检测模块选用市场上任一电量检测模块即可，如采用型号为MAX17043、PW-9033等电量检测模块均可。

接下来，对该多级电压式电池组相关功能进行详细的阐述，以使本领域人员更清楚其原理功能。

当进行充电时：

输入接口插上电源，首先对主电池组进行充电，单片机时时检测主电池组的电量，当主电池组充满后，单片机则控制第一继电器K1的常闭开关K1-1打开，单片机检测备用电池组电量是否饱和状态，若不饱和则控制第二继电器K2的常开开关K2-1闭合，对备用电池组进行充电。当备用电池则电量饱和后，单片机检测维护电池组电量是否饱和状态，若不饱和则控制第三继电器K3的常开开关K3-1闭合对维护电池组进行充电，当维护电池处于饱和状态，则完成电池组的充电。

当进行放电时：

电源输出时，首先由主电池组进行放电，单片机时时检测主电池组的电量，当主电池组的电量低于一定值时，单片机则控制第四继电器K4的常闭开关K4-1打开，单片机则控制第五继电器K5的常开开关K5-1闭合，由备用电池组进行放电。

当进行维护时：

当单片机监测到输入侧和输出侧均未有连续输入或输出电流，则监测主电池组和备用电池组是否为饱和状态，若主电池组未饱和，则单片机控制第六继电器K6的常开开关K6-1闭合，维护电池组对主电池组进行充电。完成后，若监测到备用电池组未饱和，单片机则控制第七继电器K7的常开开关K7-1闭合，维护电池组对备用电池组进行充电，当单片机监测到维护电池组低于一定电量值时，则不进行维护工作。

相应地，主电池组、备用电池组、维护电池组的电量实时在显示屏上显示，当单片机监测到主电池组或备用电池组的电量充电后也未能达到饱和时，则单片机控制报警器进行报警。

借此，当电池长期存放时，由维护电池组提供一定的维护电流来维持主电池组或备用电池组的基本需求。具体的，主电池组或备用电池组与维护电池组之间能相互放电与充电，可以实现电能相互转化。电池自然存放状态下经常有一部分电池由于质量问题先损伤。在电池损伤过程，但又没有损坏的很长一段时间，可以由主动力与维护动力电池组之间进行相互回充和自保养。这样可以延长电池的损伤到损坏的时间，防止电池忽然无名的损坏。

进一步参考图2，电池箱包括电池容纳箱体1和用于打开或关闭电池容纳箱体1的盖体2(如盖体2的一侧铰接于电池容纳箱体1的侧部)，电池容纳箱体1由两块隔板11分成三个子电池容纳箱体111，主电池组、备用电池组、维护电池组各安装于一个子电池容纳箱体111，电池箱分别安装多组电池组，当需要更换时，直接更换对应组的电池组即可，快捷方便。盖体2和电池容纳箱体1设有多个散热孔，显示屏和报警器设于盖体2的外表面。

电池容纳箱体1开设有第一输入孔12，盖体2开设有第二输入孔21，第一输入端子J1设于第一输入孔12内，第二输入端子211设于所述第二输入孔21内，当盖体2盖于电池容纳箱体1时，第一输入孔12对应第二输入孔21。第一弹性电极针121设于第一输入端子J1上，当盖体2盖于电池容纳箱体1时，第一输入端子J1通过第一弹性电极针121连接第二输入端子211。

电池容纳箱体1开设有第一输出孔13，盖体2开设有第二输出孔22，第一输出端子J2设于第一输出孔13内，第二输出端子221设于第二输出孔22内，当盖体2盖于电池容纳箱体1时，第一输出孔13对应第二输出孔22。第二弹性电极针131设于第一输出端子J2上，当盖体2盖于电池容纳箱体1时，第一输出端子J2通过第二弹性电极针131连接第二输出端子221。在电池容纳箱体1与盖体2之间分别设置输入输出连接端子，使得用户直接在电池箱外部接入输入输出线即可。

综上，本实用新型引入备用电池组，当主电池组出现问题时，则切换至备用电池作为主输出。当主电池组和备用电池均不使用时维护电池组给主电池组进行电压修复，若修复成功，那么主电池组恢复正常电压，若修复不成功，则进行报警，此方式可延长电池组的使用寿命。

前述对本实用新型的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本实用新型限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本实用新型的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本实用新型的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本实用新型的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (9)

1.一种多级电压式电池组，其特征在于，包括第一输入端子、主电池组、备用电池组、维护电池组、电量检测模块、单片机及第一输出端子；

所述主电池组的电极端子通过第一继电器的常闭开关、备用电池组的电极端子通过第二继电器的常开开关及维护电池组的电极端子通过第三继电器的常开开关连接第一输入端子；

所述主电池组的电极端子通过第四继电器的常闭开关、备用电池组的电极端子通过第五继电器的常开开关连接所述第一输出端子；所述主电池组的电极端子通过第六继电器的常开开关、备用电池组的电极端子通过第七继电器的常开开关与所述维护电池组的电极端子连接；

所述主电池组的电极端子、备用电池组的电极端子、维护电池组的电极端子、第一输入端子、第一输出端子分别连接所述电量检测模块的一个输入端，所述电量检测模块的五个输出端分别连接所述单片机的三个输入端口；

所述第一继电器的线圈、第二继电器的线圈、第三继电器的线圈、第四继电器的线圈、第五继电器的线圈、第六继电器的线圈及第七继电器的线圈分别连接所述单片机的一个控制端口。

2.根据权利要求1所述的多级电压式电池组，其特征在于，还包括一电池箱，所述电池箱包括电池容纳箱体和用于打开或关闭所述电池容纳箱体的盖体，所述电池容纳箱体由两块隔板分成三个子电池容纳箱体，所述主电池组、备用电池组、维护电池组各安装于一个所述子电池容纳箱体。

3.根据权利要求2所述的多级电压式电池组，其特征在于，还包括第二输入端子，所述电池容纳箱体开设有第一输入孔，所述盖体开设有第二输入孔，所述第一输入端子设于所述第一输入孔内，所述第二输入端子设于所述第二输入孔内，当所述盖体盖于所述电池容纳箱体时，所述第一输入孔对应第二输入孔。

4.根据权利要求3所述的多级电压式电池组，其特征在于，还包括第一弹性电极针，所述第一弹性电极针设于所述第一输入端子上，当所述盖体盖于所述电池容纳箱体时，所述第一输入端子通过第一弹性电极针连接所述第二输入端子。

5.根据权利要求2所述的多级电压式电池组，其特征在于，还包括第二输出端子，所述电池容纳箱体开设有第一输出孔，所述盖体开设有第二输出孔，所述第一输出端子设于所述第一输出孔内，所述第二输出端子设于所述第二输出孔内，当所述盖体盖于所述电池容纳箱体时，所述第一输出孔对应第二输出孔。

6.根据权利要求5所述的多级电压式电池组，其特征在于，还包括第二弹性电极针，所述第二弹性电极针设于所述第一输出端子上，当所述盖体盖于所述电池容纳箱体时，所述第一输出端子通过第二弹性电极针连接所述第二输出端子。

7.根据权利要求2所述的多级电压式电池组，其特征在于，所述盖体和电池容纳箱体设有多个散热孔。

8.根据权利要求2所述的多级电压式电池组，其特征在于，还包括显示屏和报警器，所述显示屏和报警器设于所述盖体的外表面，所述显示屏和报警器分别与所述单片机的一个输出端口连接。

9.根据权利要求1所述的多级电压式电池组，其特征在于，所述单片机为51单片机。

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