CN216929631U - 补电设备及补电系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种补电设备及补电系统。其中，补电设备包括：箱体，箱体的内部设有补电模块；第一开关模块，第一开关模块设置于箱体的表面，第一开关模块的一端与补电模块的一端连接；承载件，承载件与箱体的表面连接，承载件用于承载电池模组；其中，电池模组包括至少一个电芯，电芯包括极耳；至少一个导电件；调节件，调节件与导电件的另一端连接，调节件用于调节导电件的另一端与极耳的连接关系；第二开关模块，第二开关模块设置于箱体的表面，第二开关模块包括至少一个控制开关，控制开关与导电件连接，控制开关用于控制导电件的运动状态，以使导电件的另一端与极耳连接。本申请避免通过手动接线的方式进行补电，从而提高了电芯补电的效率。

Description

补电设备及补电系统

技术领域

本申请涉及电池均衡技术领域，尤其涉及一种补电设备及补电系统。

背景技术

均衡管理，指维持电池模组中的各电芯具有相同的荷电状态(SOC)。

相关技术中，通过手动接线的方式对荷电状态不足的电芯进行补电操作，手动接线的方式影响了电芯的补电效率。

实用新型内容

本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本申请提出一种补电设备及补电系统，能够避免通过手动接线的方式进行补电，从而提高了电芯补电的效率。

根据本申请的第一方面实施例的补电设备，包括：箱体，所述箱体的内部设有补电模块；其中，所述补电模块用于提供补电电源；第一开关模块，所述第一开关模块设置于所述箱体的表面，所述第一开关模块的一端与所述补电模块的一端连接；承载件，所述承载件与所述箱体的表面连接，所述承载件用于承载电池模组；其中，所述电池模组包括至少一个电芯，所述电芯包括极耳；至少一个导电件，所述导电件的一端与所述第一开关模块的另一端连接，所述导电件的另一端与所述极耳相对设置；调节件，所述调节件与所述导电件的另一端连接，所述调节件用于调节所述导电件的另一端与所述极耳的连接关系；第二开关模块，所述第二开关模块设置于所述箱体的表面，所述第二开关模块包括至少一个控制开关，所述控制开关与所述导电件连接，所述控制开关用于控制所述导电件的运动状态，以使所述导电件的另一端与所述极耳连接。

根据本申请的一些实施例，所述箱体包括：子箱体，所述子箱体的内部设有所述补电模块；其中，所述第一开关模块、所述第二开关模块和所述承载件均设置于所述子箱体的表面；壳体，所述壳体罩设于所述子箱体的表面，所述壳体的内表面与所述承载件相对设置；其中，所述导电件的一端与所述壳体的内表面连接。

根据本申请的一些实施例，所述导电件包括：气动阀，所述气动阀设置于所述壳体的内表面，所述气动阀与所述控制开关连接；其中，所述控制开关用于控制所述气动阀的气压状态；接触件，所述接触件的一端与所述第一开关模块的另一端的连接，所述接触件的另一端与所述调节件连接，所述接触件还与所述气动阀连接；其中，所述气动阀用于根据所述气压状态控制所述接触件的运动状态，以使所述接触件的另一端与所述极耳连接。

根据本申请的一些实施例，所述极耳包括正极耳和负极耳；所述接触件包括：第一子接触件，所述第一子接触件的一端与所述第一开关模块连接，所述第一子接触件还与所述气动阀连接；第二子接触件，所述第二子接触件的一端与所述补电模块连接，所述第二子接触件还与所述气动阀连接；其中，所述气动阀用于根据所述气压状态控制所述第一子接触件和所述第二子接触件的运动状态，以使所述第一子接触件的另一端与所述正极耳连接、所述第二子接触件的另一端与所述负极耳连接。

根据本申请的一些实施例，相邻两个所述接触件的所述第一子接触件交替设置。

根据本申请的一些实施例，所述第一开关模块包括：补电开关，所述补电开关设置于所述箱体的表面，所述补电开关的一端与所述第一子接触件连接；保险丝，所述保险丝的一端与所述补电开关的另一端连接，所述保险丝的另一端与所述补电模块连接。

根据本申请的一些实施例，所述承载件包括：滑轨，所述滑轨设置于所述子箱体的表面，所述滑轨与所述壳体的内表面相对设置；托盘，所述托盘与所述滑轨连接，所述托盘与所述滑轨的连接面设有与所述滑轨相适配的滑槽，所述托盘用于承载所述电池模组。

根据本申请的一些实施例，还包括：总开关，所述总开关设置于所述箱体的表面，所述总开关与所有所述导电件连接，所述总开关用于控制所有所述导电件的运动状态。

根据本申请的一些实施例，还包括：电源接口，所述电源接口设置于所述箱体的表面，所述电源接口与所述补电模块连接，所述电源接口还用于与外部电源连接；其中，所述外部电源用于提供所述补电电源。

根据本申请的第二方面实施例的补电系统，包括：电池管理模块，所述电池管理模块用于与电池模组连接，所述电池管理模块用于获取所述电池模组中所有电芯的补电状态；如第一方面所述的补电设备，所述补电设备用于对所述电芯进行补电操作。

本申请实施例提供的补电设备及补电系统通过第一开关模块、第二开关模块、导电件的连接关系，使得第二开关模块在导通时，能够控制导电件与电芯的极耳物理连接；在第一开关模块导通时，补电模块通过第一开关模块将补电电源传输给对应的电芯，从而实现补电模块与电芯的电性连接，进而实现了对电芯的补电操作。因此，本申请实施例提供的补电设备及补电系统避免了通过手动接线的方式对电芯进行补电，提高了电芯的补电效率。

本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

下面结合附图和实施例对本申请做进一步的说明，其中：

图1为本申请实施例补电设备的一结构示意图；

图2为本申请实施例补电设备的一模块连接图；

图3为本申请实施例补电设备的另一模块连接图；

图4为本申请实施例电池模组的一结构示意图。

附图标记：

箱体100、子箱体101、壳体102、补电模块103、电池模组104、电芯105、补电接口106、第一开关模块200、承载件300、滑轨301、托盘302、导电件400、气动阀401、接触件402、调节件500、第二开关模块600、控制开关601、总开关700、电源接口800。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，若干的含义是一个以上，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本申请的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本申请中的具体含义。

本申请的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

参照图1和图2，本申请实施例提供了一种补电设备。该补电设备包括箱体100、第一开关模块200、承载件300、至少一个导电件400、调节件500和第二开关模块600。箱体100的内部设有补电模块103，其中，补电模块103用于提供补电电源。第一开关模块200设置于箱体100的表面，第一开关模块200的一端与补电模块103的一端连接。承载件300与箱体100的表面连接，承载件300用于承载电池模组104，其中，电池模组104包括至少一个电芯105，电芯105包括极耳。导电件400的一端与第一开关模块200的另一端连接，导电件400的另一端与极耳相对设置。调节件500与导电件400的另一端连接，调节件500用于调节导电件400另一端与极耳的连接关系。第二开关模块600设置于箱体100的表面，第二开关模块600包括至少一个控制开关601，控制开关601与导电件400连接，控制开关601用于控制导电件400的运动状态，以使导电件400的另一端与极耳连接。

具体地，箱体100的表面设有第一开关模块200、第二开关模块600和承载件300，第一开关模块200、第二开关模块600、承载件300三者可设置于箱体100的同一表面或不同表面。其中，承载件300用于固定承载电池模组104。导电件400为能够实现电性导通的组件，导电件400的一端与第一开关模块200连接，导电件400的另一端与电芯105的极耳相对设置，即当电芯105的极耳朝靠近箱体100表面的方向设置时，导电件400的另一端朝远离箱体100表面的方向设置，此时控制导电件400的另一端向上运动，即可控制导电件400的另一端与极耳连接；当电芯105极耳朝远离箱体100表面的方向(如图1所示上方)设置时，导电件400的另一端朝靠近箱体100表面的方向(如图1所示下方)设置，此时控制导电件400的另一端向下运动，即可控制导电件400的另一端与极耳的连接。

第二开关模块600包括至少一个控制开关601，一个控制开关601与一个导电件400连接，一个导电件400分别用于与一个电芯105的极耳、第一开关模块200连接。其中，第一开关模块200用于控制电芯105与补电模块103的电性连接状态，控制开关601用于控制导电件400与电芯105的物理连接状态。因此，当控制开关601导通，使得导电件400的另一端与电芯105的极耳连接时，控制第一开关模块200导通，即可实现电芯105的极耳与补电模块103的电性连接，即补电电源通过第一开关模块200传输给电芯105的极耳，从而实现对该电芯105的补电操作。可以理解的是，补电模块103可以包括补电接口，或包括补电接口和储能元件，当补电模块103只包括补电接口时，补电模块103需与外接电源连接，以将外接电源提供的补电电源通过补电接口传输给电芯105的极耳；当补电模块103包括补电接口和储能元件时，储能元件可直接提供该补电电源。

可以理解的是，当电池模组104包括多个电芯105，第二开关模块600包括多个控制开关601，补电设备包括多个第一开关模块200和多个导电件400时，通过确认电池模组104中需进行补电操作的电芯105，根据控制开关601控制与该电芯105极耳对应的导电件400运动，使得该导电件400的另一端与该电芯105的极耳连接，而后控制与该导电件400连接的第一开关模块200导通，从而实现对该电芯105的补电操作。其中，控制开关601的数量、第一开关模块200的数量、导电件400的数量可以根据实际需要进行适应性调整，本申请实施例对此不作具体限定。

其次，当电池模组104的尺寸不同时，导电件400的另一端与电芯105的极耳之间可能存在设置偏差，即直接控制导电件400的另一端向上运动或向下运动时，导电件400的另一端将不能直接与电芯105的极耳连接。因此，为了适配不同尺寸的电池模组104，导电件400用于与电芯105极耳接触的一端(即导电件400的另一端)还设置有调节件500。调节件500用于控制导电件400的另一端沿左右方向移动，以使导电件400的另一端与电芯105的极耳连接。可以理解的是，调节件500可为压块，或具有卡合结构的部件，对此本申请实施例不作具体限定。

本申请实施例提供的补电设备通过第一开关模块200、第二开关模块600、导电件400的连接关系，使得第二开关模块600在导通时，能够控制导电件400与电芯105的极耳物理连接；在第一开关模块200导通时，补电模块103通过第一开关模块200将补电电源传输给对应的电芯105，从而实现补电模块103与电芯105的电性连接，进而实现了对电芯105的补电操作。因此，本申请实施例提供的补电设备避免了通过手动接线的方式对电芯进行补电，提高了电芯105的补电效率。

在一些实施例中，箱体100包括子箱体101和壳体102。子箱体101的内部设有补电模块103，第一开关模块200、第二开关模块600和承载件300均设置于子箱体101的表面。壳体102罩设于子箱体101的表面，壳体102的内表面与承载件300相对设置，其中，导电件400的一端与壳体102的内表面连接。

具体地，箱体100由子箱体101和壳体102堆叠而成，其中，壳体102的内表面朝子箱体101的表面设置。承载件300和壳体102设置于子箱体101的同一表面上，导电件400的一端设置于壳体102与电芯105极耳相对的内表面，例如：壳体102的内表面设有固定杆，固定杆的延伸方向与电芯105极耳的设置方向垂直，即当电芯105极耳沿前后方向设置时，固定杆的延伸方向为左右方向。至少一个导电件400的一端设置于该固定杆上，此时电芯105的极耳朝远离子箱体101表面的方向(如图1所示上方)设置，导电件400的另一端朝靠近子箱体101表面的方向(如图1所示下方)设置。因此，当第二开关模块600控制导电件400的另一端向下运动时，导电件400的另一端能够与对应电芯105的极耳连接。

在一些实施例中，导电件400包括气动阀401和接触件402。气动阀401设置于壳体102的内表面，气动阀401与控制开关601连接，其中，控制开关601用于控制气动阀401的气压状态。接触件402的一端与第一开关模块200的另一端连接，接触件402的另一端与调节件500连接，接触件402还与气动阀401连接。其中，气动阀401用于根据气压状态控制接触件402的运动状态，以使接触件402的另一端与极耳连接。

具体地，气动阀401能够根据阀门内外两侧气体压强的不同，控制与其连接的接触件402的运动状态。例如，当控制开关601导通时，气动阀401与接触件402连接端的气体压强增大，从而带动接触件402的另一端向下运动；当控制开关601关闭时，气动阀401与接触件402连接端的气体压强减小，接触件402的另一端受外部高气压的影响回缩。其中，接触件402为能够实现电性导通的组件，例如：探针等。因此，当接触件402与电芯105的极耳连接时，若第一开关模块200导通，补电模块103提供的补电电源将通过第一开关模块200、接触件402传输至电芯105的极耳，从而实现对该电芯105的补电操作。

参照图1至图3，在一些实施例中，极耳包括正极耳和负极耳，接触件402包括第一子接触件和第二子接触件。第一子接触件的一端与第一开关模块200连接，第一子接触件还与气动阀401连接。第二子接触件的一端与补电模块103连接，第二子接触件还与气动阀401连接。其中，气动阀401用于根据气压状态控制第一子接触件和第二子接触件的运动状态，以使第一子接触件的另一端与正极耳连接、第二子接触件的另一端与负极耳连接。

具体地，对应于电芯105的正极耳和负极耳，接触件402包括第一子接触件和第二子接触件。第二开关模块600用于控制气动阀401的气压状态，当气压状态表示气压阀与第一子接触件、第二子接触件的连接端气体压强增大时，气动阀401同时带动第一子接触件和第二子接触件朝电芯105极耳的方向(如图1所示下方)运动，以使第一子接触件与正极耳物理连接，第二子接触件与负极耳物理连接。此时，若第一开关模块200导通，将形成补电模块103、第一开关模块200、第一子接触件、正极耳、负极耳、第二子接触件、补电模块103的电性导通回路，从而实现了对该电芯105的补电操作。

可以理解的是，第一子接触件的另一端、第二子接触件的另一端均与调节件500连接，以解决由于电池模组104尺寸的不同，导致第一子接触件、第二子接触件与极耳不对应，即第一子接触件、第二子接触件的运动方向与极耳所在方向存在偏差时的问题。此时，通过调节件500调节第一子接触件、第二子接触件的位置，以保证第一子接触件、第二子接触件与对应极耳的连接关系。

在一些实施例中，第一开关模块200包括补电开关K1和保险丝F1。补电开关K1设置于箱体100的表面，补电开关K1的一端与第一子接触件连接。保险丝F1设置于箱体100的内部，保险丝F1的一端与补电开关K1的另一端连接，保险丝F1的另一端与补电模块103连接。

具体地，补电开关K1设置于子箱体101的表面，补电开关K1的两端分别与保险丝F1和第一子接触件连接。当补电开关K1导通时，补电电源通过保险丝F1、补电开关K1、第一子接触件传输至正极耳，从而实现对对应电芯105的补电操作。其中，保险丝F1用于防止补电操作时有可能产生的电流倒灌现象，即当回路电流超过保险丝F1的过流范围时，保险丝F1切断，以保证补电设备、电池模组104等的安全。例如，保险丝F1的过流范围为40A＜I＜50A、V＜5V，当导通回路中的I＞50A，和/或V＞5V时，保险丝F1因过流而截止。

参照图1至图4，在一些实施例中，相邻两个接触件402的第一子接触件交替设置。具体地，当电池模组104包括多个电芯105时，相邻电芯105的正极耳和负极耳交替设置。对应地，相邻两个接触件402的第一子接触件也交替设置，即对于设置于同一方向上的多个接触件402，按照第一子接触件、第二子接触件、第一子接触件、第二子接触件.的方式设置，以匹配电池模组104中电芯105的设置方式。

在一些实施例中，承载件300包括滑轨301和托盘302。滑轨301设置于子箱体101的表面，滑轨301与壳体102的内表面相对设置。托盘302与滑轨301连接，托盘302与滑轨301的连接面设有与滑轨301相适配的滑槽，托盘302用于承载电池模组104。

具体地，子箱体101与壳体102的连接面上设置有滑轨301和托盘302，壳体102与导电件400连接的内表面与该滑轨301相对设置，以在托盘302从滑轨301上的一端运动至另一端，即从壳体102内表面的罩设区域运动至非罩设区域时，能够对电池模组104进行更换放置。

在一些实施例中，补电设备还包括总开关700。总开关700设置于箱体100的表面，总开关700与所有导电件400连接，总开关700用于控制所有导电件400的运动状态。具体地，子箱体101上还可以设置一个用于控制所有接触件402运动状态的总开关700，该总开关700与所有的气动阀401连接。当总开关700导通时，能够同时控制各气动阀401的气压状态，以使各接触件402的另一端同时向电芯105的极耳的方向运动，从而满足需要对电池模组104中所有电芯105进行统一充电的情形。

在一些实施例中，补电设备还包括电源接口800。电源接口800设置于箱体100的表面，电源接口800与补电模块103连接，电源接口800还用于与外部电源连接。其中，外部电源用于提供补电电源。具体地，当补电模块103只包括补电接口106时，还需在子箱体101的表面设置一个电源接口800，该电源接口800用于连接补电接口106和外部电源，以使补电接口106能够将外部电源提供的补电电源传输给对应的电芯105。

可以理解的是，为了便于操作控制，可将补电开关K1、控制开关601设置于子箱体101的同一表面，总开关700和电源接口800可以设置于子箱体101的另一表面。

本申请实施例还提供了一种补电系统。该补电系统包括电池管理模块和如上述任一实施例所描述的补电设备。电池管理模块用于与电池模组连接，电池管理模块用于获取电池模组中所有电芯的补电状态。补电设备用于对电芯进行补电操作。

具体地，电池管理系统用于与设置于托盘上的电池模组连接，电池管理系统用于获取该电池模组的补电状态，用户根据该补电状态确认电池模组中哪些电芯需要进行补电操作。通过按动对应的控制开关，使得对应于需补电电芯，或与需补电电芯偏差最小的接触件运动，即控制该接触件与该需补电电芯的极耳物理连接。待接触件与该需补电电芯的极耳连接后，按动与该接触件对应的补电开关，即可将该需补电电芯与补电模块电性连接，从而实现对该需补电电芯的补电操作。

可见，上述补电设备实施例中的内容均适用于本补电系统实施例中，本补电系统实施例所具体实现的功能与上述补电设备实施例相同，并且达到的有益效果与上述补电设备实施例所达到的有益效果也相同。

上面结合附图对本申请实施例作了详细说明，但是本申请不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本申请宗旨的前提下作出各种变化。此外，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

Claims (10)

1.补电设备，其特征在于，包括：

箱体，所述箱体的内部设有补电模块；其中，所述补电模块用于提供补电电源；

第一开关模块，所述第一开关模块设置于所述箱体的表面，所述第一开关模块的一端与所述补电模块的一端连接；

承载件，所述承载件与所述箱体的表面连接，所述承载件用于承载电池模组；其中，所述电池模组包括至少一个电芯，所述电芯包括极耳；

至少一个导电件，所述导电件的一端与所述第一开关模块的另一端连接，所述导电件的另一端与所述极耳相对设置；

调节件，所述调节件与所述导电件的另一端连接，所述调节件用于调节所述导电件的另一端与所述极耳的连接关系；

第二开关模块，所述第二开关模块设置于所述箱体的表面，所述第二开关模块包括至少一个控制开关，所述控制开关与所述导电件连接，所述控制开关用于控制所述导电件的运动状态，以使所述导电件的另一端与所述极耳连接。

2.根据权利要求1所述的补电设备，其特征在于，所述箱体包括：

子箱体，所述子箱体的内部设有所述补电模块；其中，所述第一开关模块、所述第二开关模块和所述承载件均设置于所述子箱体的表面；

壳体，所述壳体罩设于所述子箱体的表面，所述壳体的内表面与所述承载件相对设置；其中，所述导电件的一端与所述壳体的内表面连接。

3.根据权利要求2所述的补电设备，其特征在于，所述导电件包括：

气动阀，所述气动阀设置于所述壳体的内表面，所述气动阀与所述控制开关连接；其中，所述控制开关用于控制所述气动阀的气压状态；

接触件，所述接触件的一端与所述第一开关模块的另一端的连接，所述接触件的另一端与所述调节件连接，所述接触件还与所述气动阀连接；

其中，所述气动阀用于根据所述气压状态控制所述接触件的运动状态，以使所述接触件的另一端与所述极耳连接。

4.根据权利要求3所述的补电设备，其特征在于，所述极耳包括正极耳和负极耳；所述接触件包括：

第一子接触件，所述第一子接触件的一端与所述第一开关模块连接，所述第一子接触件还与所述气动阀连接；

第二子接触件，所述第二子接触件的一端与所述补电模块连接，所述第二子接触件还与所述气动阀连接；

其中，所述气动阀用于根据所述气压状态控制所述第一子接触件和所述第二子接触件的运动状态，以使所述第一子接触件的另一端与所述正极耳连接、所述第二子接触件的另一端与所述负极耳连接。

5.根据权利要求4所述的补电设备，其特征在于，相邻两个所述接触件的所述第一子接触件交替设置。

6.根据权利要求5所述的补电设备，其特征在于，所述第一开关模块包括：

补电开关，所述补电开关设置于所述箱体的表面，所述补电开关的一端与所述第一子接触件连接；

保险丝，所述保险丝的一端与所述补电开关的另一端连接，所述保险丝的另一端与所述补电模块连接。

7.根据权利要求2至6任一项所述的补电设备，其特征在于，所述承载件包括：

滑轨，所述滑轨设置于所述子箱体的表面，所述滑轨与所述壳体的内表面相对设置；

托盘，所述托盘与所述滑轨连接，所述托盘与所述滑轨的连接面设有与所述滑轨相适配的滑槽，所述托盘用于承载所述电池模组。

8.根据权利要求7所述的补电设备，其特征在于，还包括：

总开关，所述总开关设置于所述箱体的表面，所述总开关与所有所述导电件连接，所述总开关用于控制所有所述导电件的运动状态。

9.根据权利要求8所述的补电设备，其特征在于，还包括：

电源接口，所述电源接口设置于所述箱体的表面，所述电源接口与所述补电模块连接，所述电源接口还用于与外部电源连接；其中，所述外部电源用于提供所述补电电源。

10.补电系统，其特征在于，包括：

电池管理模块，所述电池管理模块用于与电池模组连接，所述电池管理模块用于获取所述电池模组中所有电芯的补电状态；

如权利要求1至9任一项所述的补电设备，所述补电设备用于对所述电芯进行补电操作。

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