CN213199521U - 电动车辆的电池模块、充电系统及电动车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电动车辆的电池模块、充电系统及电动车辆，该电池模块包括：电池管理系统、电池包、第一通断元件以及第二通断元件；其中，电池包的第一电极用于连接充电器的第一充电引脚，电池包的第二电极用于连接充电器的第二充电引脚；第一通断元件的一端与电池包的第一电极连接，第一通断元件的另一端用于连接充电器的第一充电引脚；第二通断元件的一端与充电器的第一充电引脚或者第二充电引脚连接，第二通断元件的另一端用于连接充电器的插入确认引脚；电池管理系统用于在充电过程中，确认需要断开充电回路时，控制第一通断元件及第二通断元件由闭合状态切换为断开状态。该电动车辆的电池模块可以提高充电过程的安全性。

Description

电动车辆的电池模块、充电系统及电动车辆

技术领域

本实用新型实施例涉及电动车辆技术领域，尤其涉及一种电动车辆的电池模块、充电系统及电动车辆。

背景技术

随着电动车工业的发展，电动自行车、电动摩托车等电动车辆的保有量越来越大。在这些电动车辆的使用过程中，如何对电动车辆进行充电非常重要。

目前，电动车辆的充电器在确定连接到电池模块上之后，输出充电电流信号。

但是，上述充电过程中，当电池模块中的电池管理系统检测到存在需要断开充电回路的条件时，例如，充电电流过大，如果此时电池模块出现故障而无法断开充电回路，就会带来安全隐患。因此，目前的充电过程安全性较低。

实用新型内容

本实用新型提供一种电动车辆的电池模块、充电系统及电动车辆，以解决目前的电动车辆充电过程中安全性较低的技术问题。

第一方面，本实用新型提供一种电动车辆的电池模块，包括：电池管理系统、电池包、第一通断元件以及第二通断元件；

其中，所述电池包的第一电极用于连接充电器的第一充电引脚，所述电池包的第二电极用于连接所述充电器的第二充电引脚；所述第一通断元件的一端与所述电池包的第一电极连接，所述第一通断元件的另一端用于连接所述充电器的第一充电引脚；所述第二通断元件的一端与所述充电器的第一充电引脚或者第二充电引脚连接，所述第二通断元件的另一端用于连接所述充电器的插入确认引脚；

所述电池管理系统用于在充电过程中，确认需要断开充电回路时，控制所述第一通断元件及第二通断元件由闭合状态切换为断开状态。

第二方面，本实用新型提供一种电动车辆的充电系统，包括：充电器以及如第一方面所述的电池模块；

所述充电器包括第一充电引脚、第二充电引脚、插入确认引脚、充电单元以及交流电引脚；

所述第一充电引脚、第二充电引脚、插入确认引脚以及所述交流电引脚的一端均与所述充电单元连接；

所述第一充电引脚的另一端通过第一通断元件与所述电池模块的电池包的第一电极连接，所述第二充电引脚的另一端与所述电池包的第二电极连接，所述插入确认引脚的另一端与所述电池模块的第二通断元件连接；所述交流电引脚用于连接交流电。

第三方面，本实用新型提供一种电动车辆，包括：如第一方面所述的电池模块。

本实用新型实施例提供了一种电动车辆的电池模块、充电系统及电动车辆，该电池模块包括：电池管理系统、电池包、第一通断元件以及第二通断元件；其中，电池包的第一电极用于连接充电器的第一充电引脚，电池包的第二电极用于连接充电器的第二充电引脚；第一通断元件的一端与电池包的第一电极连接，第一通断元件的另一端用于连接充电器的第一充电引脚；第二通断元件的一端与充电器的第一充电引脚或者第二充电引脚连接，第二通断元件的另一端用于连接充电器的插入确认引脚；电池管理系统用于在充电过程中，确认需要断开充电回路时，控制第一通断元件及第二通断元件由闭合状态切换为断开状态。该电动车辆的电池模块中，设置了两个通断元件，不论第一通断元件及第二通断元件中的哪一个出现故障，在需要断开充电回路的场景中，总会有至少一个通断元件在电池管理系统的控制下由闭合状态切换为断开状态，以保证充电回路真正被切断，提高了充电过程的安全性。

附图说明

图1为本实用新型提供的一种电动车辆的电池模块实施例的结构示意图；

图2为本实用新型提供的另一种电动车辆的电池模块实施例的结构示意图；

图3A为与图1对应的一种电动车辆的电池模块实施例的结构示意图；

图3B为与图1对应的另一种电动车辆的电池模块实施例的结构示意图；

图4A为与图2对应的一种电动车辆的电池模块实施例的结构示意图；

图4B为与图2对应的另一种电动车辆的电池模块实施例的结构示意图；

图5为本实用新型提供的一种电动车辆的充电系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

图1为本实用新型提供的一种电动车辆的电池模块实施例的结构示意图。如图1所示，本实用新型提供的电动车辆的电池模块包括：电池管理系统30、电池包10、第一通断元件K1以及第二通断元件K2。

其中，电池包10的第一电极11用于连接充电器20的第一充电引脚21。电池包10的第二电极12用于连接充电器20的第二充电引脚22。第一通断元件K1的一端与电池包10的第一电极11连接，第一通断元件K1的另一端用于连接充电器20的第一充电引脚21。第二通断元件K2的一端与充电器20的第一充电引脚21连接，第二通断元件K2的另一端用于连接充电器20的插入确认引脚23。

电池管理系统30用于在充电过程中，确认需要断开充电回路时，控制第一通断元件K1及第二通断元件K2由闭合状态切换为断开状态。

图2为本实用新型提供的另一种电动车辆的电池模块实施例的结构示意图。图2提供的电池模块与图1提供的电池模块的区别在于：图2提供的电池模块的第二通断元件K2的一端与充电器20的第二充电引脚22连接，第二通断元件的另一端用于连接充电器20的插入确认引脚23。图2提供的电池模块中其他元件的连接方式与图1中的电池模块的元件连接方式相同，此处不再赘述。

具体地，本实施例中的电动车辆可以是电动自行车、电动摩托车或者电动汽车等车辆。本实施例中的充电器20指的是可以将交流电转换为与电动车辆的电池模块匹配的直流电的装置。

本实施例中的电池模块在连接充电器20后，可以将充电器20转换后的直流电进行存储，以备后续使用。本实施例中的充电过程指的是电池模块连接充电器20，并且，将充电器20转换后的直流电进行存储的过程。

本实施例中的电池包10的电极指的是电池包10中输入或导出电流的端子。本实施例中的电极可以是电池包10的正极或者负极。本实施例中的充电器20的充电引脚指的是充电器20中与电池包10的电极连接的元件。本实施例中的充电引脚可以是正极引脚或者负极引脚。

本实施例中的通断元件指的是可以在电池管理系统的控制下，闭合或者断开的元件。当通断元件处于闭合状态时，其所在的电路导通；当通断元件处于断开状态时，其所在的电路断开。

可选地，本实施例中的第一通断元件K1及第二通断元件K2可以为开关管、继电器等可以实现切换电路导通状态与断开状态的元件。第一通断元件K1与第二通断元件K2的类型可以相同，也可以不同，本实施例并不以此为限。

本实施例中的电池管理系统30为可以实现对电池包10进行各种管理，例如，充电管理、工作过程管理等管理的系统。电池管理系统30可以由软件和/或硬件的方式实现。

充电器20需要具有以下功能：在连接交流电但未连接电池模块时，无高压输出；在连接交流电且连接电池模块时，输出高压。为了实现该功能，需要充电器具有确认是否与电池模块连接的功能。因此，本实施例中，充电器20还设置有插入确认引脚23。当充电器20检测到插入确认引脚23上有信号时，输出高压。

在初始的充电过程中，第一通断元件K1与第二通断元件K2均处于闭合状态。充电器20的一端连接交流电，另一端的第一充电引脚21连接电池包10的第一电极11，另一端的第二充电引脚22连接电池包10的第二电极12，另一端的插入确认引脚23连接第二通断元件K2的一端。由于第一通断元件K1与第二通断元件K2均处于闭合状态，可以形成闭合的充电回路，充电器20输出充电信号，电池包10实现充电。

本实施例中的充电回路包括：电池包10的第一电极11、第二电极12、充电器20的第二充电引脚22、第一充电引脚21以及第一通断元件K1构成的第一回路，以及，第二通断元件K2、充电器的第一充电引脚21(如图1所示)或者充电器的第二充电引脚22(如图2所示)以及充电器的插入确认引脚23构成的第二回路。

为了提高充电过程的安全性，在充电过程中，可能会存在需要断开充电回路的场景，例如，充电电流大于预设电流阈值等场景。本实施例提供的电池模块的电池管理系统30可以在充电过程中，确认需要断开充电回路时，控制第一通断元件K1及第二通断元件K2由闭合状态切换为断开状态。

在第一通断元件K1及第二通断元件K2由闭合状态切换为断开状态之后，第一回路及第二回路均处于断路状态，充电过程被切断，保证了充电的安全性。

在目前电池模块中只设置第一通断元件K1的场景中，如果第一通断元件K1出现故障，在需要断开充电回路的场景中，无法被断开，就会导致充电过程出现安全隐患。

而本实施例中，设置了第一通断元件K1及第二通断元件K2，不论第一通断元件K1及第二通断元件K2中的哪一个出现故障，在需要断开充电回路的场景中，总会有至少一个被断开(因为第一通断元件K1及第二通断元件K2同时出现故障为小概率事件)，以切断充电过程，提高充电过程的安全性。

本实施例中的电池管理系统30控制第一通断元件K1及第二通断元件K2由闭合状态切换为断开状态，可以有以下两种实现方式。

第一种实现方式中，电池管理系统30在充电过程中，确认需要断开充电回路时，同时控制第一通断元件K1及第二通断元件K2由闭合状态切换为断开状态。

第二种实现方式中，电池管理系统30在充电过程中，确认需要断开充电回路时，控制第一通断元件K1及第二通断元件K2中的任一个通断元件由闭合状态切换为断开状态，并且在目标预设时长后检测是否存在充电电流，在检测到存在充电电流时，控制第一通断元件K1及第二通断元件K2中的另一个通断元件由闭合状态切换为断开状态。

在第二种实现方式中，电池管理系统30可以先控制第一通断元件K1由闭合状态切换为断开状态，并且在目标预设时长后检测是否存在充电电流，在检测到存在充电电流时，控制第二通断元件K2由闭合状态切换为断开状态。

在第二种实现方式中，电池管理系统30也可以先控制第二通断元件K2由闭合状态切换为断开状态，并且在目标预设时长后检测是否存在充电电流，在检测到存在充电电流时，控制第一通断元件K1由闭合状态切换为断开状态。

在该实现方式中，电池管理系统30可以先将第一通断元件K1及第二通断元件K2中的任一个由闭合状态切换为断开状态，并且在目标预设时长后检测是否存在充电电流，在检测到存在充电电流时，说明该被断开的通断元件存在故障。因为断开第一通断元件K1及第二通断元件K2中的任一个，理论上来说，就能够切断充电回路。而此时仍能够检测到存在充电电流，说明该断开的通断元件并没有真正断开。在这种场景中，电池管理系统30控制第一通断元件及第二通断元件中的另一个通断元件由闭合状态切换为断开状态，以真正切断充电回路，提高充电过程的安全性。

这种实现方式，以顺序切换第一通断元件及第二通断元件的方式，保证了充电回路被真正断开。并且，只有在前一个被断开的通断元件出现故障时，才控制另一个通断元件断开，可以减少通断元件的状态切换次数，提高了通断元件的使用寿命。

图3A为与图1对应的一种电动车辆的电池模块实施例的结构示意图。图4A为与图2对应的一种电动车辆的电池模块实施例的结构示意图。如图3A及图4A所示，可选地，本实施例提供的电池模块中，第一电极11为正极，第一充电引脚21为正极引脚；第二电极12为负极，第二充电引脚22为负极引脚。

图3B为与图1对应的另一种电动车辆的电池模块实施例的结构示意图。图4B为与图2对应的另一种电动车辆的电池模块实施例的结构示意图。如图3B及图4B所示，可选地，本实施例提供的电池模块中，第一电极11为负极，第一充电引脚21为负极引脚；第二电极12为正极，第二充电引脚22为正极引脚。

由上述描述可知，基于第一通断元件K1及第二通断元件K2的设置位置，本实施例提供的电池模块可以有如图3A、图3B、图4A及图4B所示的四种结构。

可选地，本实施例提供的电池模块中，电池管理系统30还用于在充电过程中，确认是否满足断开充电回路的条件，当确定满足断开充电回路的条件时，确定需要断开充电回路。

一种实现方式中，上述断开充电回路的条件包括以下至少一项子条件：电池包的温度高于预设温度阈值；充电电流大于预设电流阈值；电池包的电压大于第二预设电压阈值；电池模块出现故障。

可选地，这里的电池包的温度可以为电池包的电芯的温度，或者，电池包中的功率器件的温度。电池包的电压可以为单串电芯电压。电池模块出现故障可以为电池管理系统出现故障，电池包出现故障等。故障可以为进水等故障。

基于该实现方式，电池管理系统30还用于在充电过程中，确定当前子条件，并根据当前子条件，以及，子条件与预设时长的映射关系，确定当前子条件对应的目标预设时长。也即，不同的断开充电回路的子条件下，目标预设时长不同，以实现针对不同的场景，延时不同的时长后，再检测是否存在充电电流，提高了充电过程的灵活性与可扩展性。

电池管理系统30可以在充电过程中，根据电池包以及自身的状态，确定满足断开充电回路的当前子条件，并根据当前子条件，确定目标预设时长。

子条件与预设时长的映射关系为预先设置的，遵循的原则可以为：危险性较高的子条件对应的预设时长较短。这种设置方式可以实现在危险性较高的需要切断充电回路的场景中，延迟较短时间检测是否存在充电电流，在检测到充电电流时，控制另一个通断元件由闭合状态切换为断开状态，实现高效切断充电回路，进一步提高充电过程的安全性。

可选地，本实施例提供的电池模块中，电池管理系统30还用于在确认未连接充电器20，并且，电池包10的电压小于第一预设电压阈值时，控制第一通断元件K1及第二通断元件K2处于闭合状态。

本实施例中的第一预设电压阈值小于第二预设电压阈值。

这种实现方式可以避免在电池包10的电压小于第一预设电压阈值时，电池管理系统30的控制器进入掉电状态，在需要控制第一通断元件K1及第二通断元件K2闭合时，无法控制第一通断元件K1及第二通断元件K2闭合所导致的无法充电的问题。因此，这种实现方式可以提高电池模块充电的可靠性。

可选地，本实施例提供的电池模块中，电池管理系统30还用于在确认电池包10与充电器20连接时，控制第一通断元件K1及第二通断元件K2闭合。电池管理系统30可以通过检测是否形成充电回路，以确定电池包10是否与充电器20连接。

该实现方式中，电池管理系统30在确定电池包10与充电器20连接时，控制通断元件闭合，以实现正常充电。

本实施例提供的电动车辆的电池模块，包括：电池管理系统、电池包、第一通断元件以及第二通断元件；其中，电池包的第一电极用于连接充电器的第一充电引脚，电池包的第二电极用于连接充电器的第二充电引脚；第一通断元件的一端与电池包的第一电极连接，第一通断元件的另一端用于连接充电器的第一充电引脚；第二通断元件的一端与充电器的第一充电引脚或者第二充电引脚连接，第二通断元件的另一端用于连接充电器的插入确认引脚；电池管理系统用于在充电过程中，确认需要断开充电回路时，控制第一通断元件及第二通断元件由闭合状态切换为断开状态。该电动车辆的电池模块中，设置了两个通断元件，不论第一通断元件及第二通断元件中的哪一个出现故障，在需要断开充电回路的场景中，总会有至少一个通断元件在电池管理系统的控制下由闭合状态切换为断开状态，以保证充电回路真正被切断，提高了充电过程的安全性。

图5为本实用新型提供的一种电动车辆的充电系统的结构示意图。如图5所示，本实施例提供的电动车辆的充电系统包括：充电器20以及电池模块40。

本实施例中的电池模块40可以为图1至图4B所示实施例及各种可选的实现方式中的任一个电池模块。

充电器20包括第一充电引脚21、第二充电引脚22、插入确认引脚23、充电单元25以及交流电引脚24。

第一充电引脚21、第二充电引脚22、插入确认引脚23以及交流电引脚24的一端均与充电单元25连接。

第一充电引脚21的另一端通过第一通断元件K1与电池模块40的电池包10的第一电极11连接。第二充电引脚22的另一端与电池包10的第二电极12连接。插入确认引脚23的另一端与电池模块40的第二通断元件K2连接。交流电引脚24用于连接交流电。

本实施例提供的电动车辆的充电系统的工作过程与图1至图4B所示实施例及各种可选的实现方式中介绍的工作过程相同，此处不再赘述。

本实施例提供的电动车辆的充电系统，在电动车辆的电池模块中，设置了两个通断元件，不论第一通断元件及第二通断元件中的哪一个出现故障，在需要断开充电回路的场景中，总会有至少一个通断元件在电池管理系统的控制下由闭合状态切换为断开状态，以保证充电回路真正被切断，提高了充电过程的安全性。

本实施例还可以提供一种电动车辆，该电动车辆包括电池模块。本实施例中的电池模块40可以为图1至图4B所示实施例及各种可选的实现方式中的任一个电池模块。

本实施例提供的电动车辆，在电动车辆的电池模块中，设置了两个通断元件，不论第一通断元件及第二通断元件中的哪一个出现故障，在需要断开充电回路的场景中，总会有至少一个通断元件在电池管理系统的控制下由闭合状态切换为断开状态，以保证充电回路真正被切断，提高了充电过程的安全性。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (5)

1.一种电动车辆的电池模块，其特征在于，包括：电池管理系统、电池包、第一通断元件以及第二通断元件；

其中，所述电池包的第一电极用于连接充电器的第一充电引脚，所述电池包的第二电极用于连接所述充电器的第二充电引脚；所述第一通断元件的一端与所述电池包的第一电极连接，所述第一通断元件的另一端用于连接所述充电器的第一充电引脚；所述第二通断元件的一端与所述充电器的第一充电引脚或者第二充电引脚连接，所述第二通断元件的另一端用于连接所述充电器的插入确认引脚；

所述电池管理系统用于在充电过程中，确认需要断开充电回路时，控制所述第一通断元件及第二通断元件由闭合状态切换为断开状态。

2.根据权利要求1所述的电池模块，其特征在于，所述第一电极为正极，所述第一充电引脚为正极引脚；所述第二电极为负极，所述第二充电引脚为负极引脚；或者，

所述第一电极为负极，所述第一充电引脚为负极引脚；所述第二电极为正极，所述第二充电引脚为正极引脚。

3.根据权利要求1或2所述的电池模块，其特征在于，所述电池管理系统还用于在确认所述电池包与所述充电器连接时，控制所述第一通断元件及所述第二通断元件闭合。

4.一种电动车辆的充电系统，其特征在于，包括充电器以及如权利要求1至3任一项所述的电池模块；

所述充电器包括第一充电引脚、第二充电引脚、插入确认引脚、充电单元以及交流电引脚；

所述第一充电引脚、第二充电引脚、插入确认引脚以及所述交流电引脚的一端均与所述充电单元连接；

所述第一充电引脚的另一端通过第一通断元件与所述电池模块的电池包的第一电极连接，所述第二充电引脚的另一端与所述电池包的第二电极连接，所述插入确认引脚的另一端与所述电池模块的第二通断元件连接；所述交流电引脚用于连接交流电。

5.一种电动车辆，其特征在于，所述电动车辆包括如权利要求1至3任一项所述的电池模块。

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