CN219789911U - 充放电系统及电动车 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种充放电系统及电动车，充放电系统包括：充放电模块、充放电正极端和充放电负极端，充放电模块包括串联连接的电池组和开关单元；电池组包括至少两个并联连接的电芯，开关单元包括至少两个并联连接的维修开关，充放电模块连接于放电正极端和充放电负极端之间。本实施中，维修开关独立于单个电芯所在支路的外部，使得即使某一维修开关因为大电流断开后，充电电流依然可以经其他正常的维修开关流入各个电芯中，继续为每一电芯充电，或者放电电流可以由各个电芯经正常的维修开关流出，避免因维修开关断开后，某一电芯无法继续充电或放电，保证在某一维修开关断开后，各个电芯依然可以正常充电或放电，提高电芯之间的一致性。

Description

充放电系统及电动车

技术领域

本实用新型涉及充放电技术领域，尤其涉及充放电系统及电动车。

背景技术

随着电动车的普及，电动车的充放电系统被人们广泛研究。

为保护在高压环境下维修电动汽车的技术人员安全，电池包通常安装有维修开关(Manual Service Device，MSD)，以断开高压回路，使维修等工作处于一种较为安全的状态。

现有技术中，在充放电系统的电池包包括多个电芯时，每一电芯的支路上串联维修开关，维修开关集成有保险丝，支路电流过大时，维修开关会断开，当某一支路的维修开关因所在支路电流过大而断开后，对应的电芯的充放电回路断开，无法再继续充放电，而其他正常工作的维修开关对应的电芯正常充放电，导致各个电芯的电压不同，电芯的一致性差。

实用新型内容

本实用新型提供了一种充放电系统及电动车，以在某一维修开关断开后，各电芯可继续充电或放电，提高电芯的一致性。

根据本实用新型的一方面，提供了一种充放电系统，包括：充放电模块、充放电正极端和充放电负极端，所述充放电模块包括串联连接的电池组和开关单元；

所述电池组包括至少两个并联连接的电芯，所述开关单元包括至少两个并联连接的维修开关，所述充放电模块连接于所述充放电正极端和所述充放电负极端之间。

可选的，所述开关单元连接于所述充放电正极端和所述电池组之间。

可选的，所述开关单元连接于所述电池组和所述充放电负极端之间。

可选的，所述开关单元包括与所述维修开关一一对应的指示灯模块；

所述指示灯模块与对应的所述维修开关串联连接。

可选的，所述指示灯模块包括充电指示灯和放电指示灯；

所述充电指示灯和所述放电指示灯并联连接。

可选的，所述开关单元还包括与所述维修开关一一对应的报警模块，所述充放电系统还包括电池管理系统；

所述报警模块与对应的所述维修开关串联连接，用于在所述维修开关断开时，生成报警信号；

所述报警模块还与所述电池管理系统电连接，所述电池管理系统用于根据所述报警信号控制充电电流或放电电流的大小。

可选的，所述报警模块为电流传感器。

可选的，所述电池组还包括与所述电芯一一对应的霍尔传感器；

所述霍尔传感器与对应的所述电芯串联连接，所述霍尔传感器与所述电池管理系统电连接。

可选的，所述充放电正极端包括至少一个放电正端口、至少一个充电正端口以及与所述充电正端口一一对应的充电正继电器，所述充放电负极端包括与所述放电正端口一一对应的放电负端口、与所述充电正端口一一对应的充电负端口、与所述放电负端口一一对应的放电负继电器以及与所述充电负端口一一对应的充电负继电器；

所述充电正继电器连接于对应的所述充电正端口和所述充放电模块之间，所述充电负继电器连接于对应的所述充电负端口和所述充放电模块之间，所述放电负继电器连接于对应的所述放电负端口和所述充放电模块之间，所述充电正继电器、所述充电负继电器和所述放电负继电器分别与所述电池管理系统电连接。

根据本实用新型的另一方面，提供了一种电动车，包括上述任一项所述的充放电系统。

本实用新型实施例提供的充放电系统，包括：充放电模块、充放电正极端和充放电负极端，充放电模块包括串联连接的电池组和开关单元；电池组包括至少两个并联连接的电芯，开关单元包括至少两个并联连接的维修开关，充放电模块连接于放电正极端和充放电负极端之间。本实施中，维修开关独立于单个电芯所在支路的外部，使得即使某一维修开关因为大电流断开后，充电电流依然可以经其他正常的维修开关流入各个电芯中，继续为每一电芯充电，或者放电电流可以由各个电芯经正常的维修开关流出，避免因维修开关断开后，某一电芯无法继续充电或放电，保证在某一维修开关断开后，各个电芯依然可以正常充电或放电，提高电芯之间的一致性。

应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本实用新型的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本实用新型的范围。本实用新型的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的一种充放电系统的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的另一种充放电系统的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

图1为本实用新型实施例提供的一种充放电系统的结构示意图，参考图1，充放电系统包括：充放电模块1、充放电正极端2和充放电负极端3，充放电模块1包括串联连接的电池组11和开关单元12；

电池组11包括至少两个并联连接的电芯，开关单元12包括至少两个并联连接的维修开关121，充放电模块1连接于充放电正极端2和充放电负极端3之间。

示例性的，电芯包括正极端和负极端，各个电芯的正极端电连接，各个电芯的负极端电连接，本实施例中，示例性示出电池组包括N个电芯，N≥2。第一个电芯的正极端I1、第二个电芯的正极端I2、…、第N个电芯的正极端IN之间电连接于第一节点A1，同理，第一个电芯的负极端P1、第二个电芯的负极端P2、…、第N个电芯的负极端PN之间电连接于第二节点A2。第一节点A1直接或者间接(当开关单元12连接在电池组11和充放电正极端2之间)的与充放电正极端2电连接，第二节点A2直接或间接(当开关单元12连接在电池组11和充放电负极端2之间)的与充放电负极端3电连接。维修开关121中集成有保险丝，当流经维修开关121的电流过大时，保险丝会熔断，导致维修开关121断开，也即维修开关121所在支路断开。开关单元12包括的维修开关121的数量可根据充放电电流的大小、以及维修开关121可承受的最大电流值设定。具体的，当电池组包括多个电芯需进行充放电时，充放电的电流较大，单个带保险的维修开关121无法满足较大的充放电电流，因此需多个维修开关121并联连接，但是维修开关121的数量过多会导致系统成本上升，因此根据实际充放电电流的大小选择合适数量的维修开关121即可。

充放电正极端2包括充电正端口或放电正端口，充放电负极端3包括充电负端口或放电负端口，充放电正极端2以及充放电负极端3之间用于连接负载，以使电池组向负载放电，或者用于连接充电枪等外部供电装置，以向电池组11充电。可选的，充放电正极端2包括至少一个放电正端口M1、至少一个充电正端口H1，充放电负极端3包括与放电正端口M1一一对应的放电负端口L1、与充电正端口H1一一对应的充电负端口F1。以开关单元12连接在电池组11与充放电正端口2之间为例，放电时，电流经电池组11的N个电芯的正极端流出后经开关单元12、放电正端口M1、负载、放电负端口L1流回电池组11的N个电芯的正极端，进而实现对负载的放电。充电时，以包括一个充电正端口H1和一个充电负端口F1为例，外部供电装置经充电正端口H1、开关单元12、电池组11的N个电芯的正极端、电池组11的N个电芯的负极端、充电负端口F1流回外部供电装置，以实现对电池组11的充电。当充放电系统包括两个充电正端口H1和两个充电负端口F1时，形成两条充电回路，本实施例对此不再赘述。

在电池组11充电或放电的过程中，若因某些因素的影响导致某一个维修开关121因所在支路电流过大而断开后，充电电流可经其他维修开关121继续向电池组11中各个电芯充电，或者电池组11中各个电芯可继续经其余正常的维修开关121继续向负载放电，进而保证各个电芯的的充放电时长相同，提高电芯的一致性。

本实施中，维修开关独立于单个电芯所在支路的外部，使得即使某一维修开关因为大电流断开后，充电电流依然可以经其他正常的维修开关流入各个电芯中，继续为每一电芯充电，或者放电电流可以由各个电芯经正常的维修开关流出，避免因维修开关断开后，某一电芯无法继续充电或放电，保证在某一维修开关断开后，各个电芯依然可以正常充电或放电，提高电芯之间的一致性。

继续参考图1，可选的，开关单元12连接于电池组11和充放电负极端3之间。当开关单元12连接于电池组11和充放电负极端3之间时，以充电为例，充电电流经充放电正极端2依次经电池组11和开关单元12流出至充放电负极端3，形成完整的充电回路。当某一维修开关121断开时，充电电流依然可经其他正常的维修开关向电池组11的各个电芯充电，保证各个电芯的电压相同，提高电芯的一致性。

图2为本实用新型实施例提供的另一种充放电系统的结构示意图，参考图2，可选的，开关单元12连接于充放电正极端2和电池组11之间。当开关单元12连接于充放电正极端2和电池组11之间时，以充电为例，充电电流经充放电正极端2依次经开关单元12和电池组11流出至充放电负极端3，形成完整的充电回路。当某一维修开关121断开时，充电电流依然可经其他正常的维修开关121向电池组11的各个电芯充电，保证各个电芯的电压相同，提高电芯的一致性。

继续参考图2，可选的，开关单元12包括与维修开关121一一对应的指示灯模块；

指示灯模块与对应的维修开关121串联连接。

指示灯模块与对应的维修开关121串联于维修开关121所在的支路上，指示灯模块用于在充放电系统正常充放电且对应的维修开关121未断开时指示第一颜色，还用于在充放电系统正常充放电且对应的维修开关121断开时，指示第二颜色，示例性的，第一颜色可以为绿色，第二颜色可以为红色，也即，系统正常充放电时，指示灯模块所在的支路的维修开关121断开后，此支路无电流，指示灯模块显示红色，其他支路的维修开关121未断开，正常工作，其他支路有电流流过，其他支路的指示灯模块显示绿色。根据指示模块显示的颜色即可确定发生故障的维修开关121。

继续参考图2，可选的，指示灯模块包括充电指示灯R1和放电指示灯G1；

充电指示灯R1和放电指示灯G1并联连接。

以开关单元12连接于充放电正极端2和电池组11之间为例，充电指示灯R1的正极与充放电正极端2电连接，充电指示灯R1的负极与对应的维修开关121电连接，放电指示灯G1的正极与对应的维修开关121电连接，放电指示灯G1的负极与充放电正极端2电连接。或者，充电指示灯R1的正极与对应的维修开关电连接121，充电指示灯R1的负极与电池组11电连接，放电指示灯G1的正极与电池组11电连接，放电指示灯G1的负极与对应的维修开关121电连接。本实施例中，充电指示灯R1和放电指示灯G1均可以为发光二极管，在充电过程中，某一支路的维修开关121未断开，则其所在支路的充电指示灯R1显示绿色，某一支路的维修开关121断开，则其所在支路的充电指示灯R1不亮。在放电过程中，某一支路的维修开关121未断开，则其所在支路的放电指示灯G1显示绿色，某一支路的维修开关121断开，则其所在支路的放电指示灯G1不亮。用户根据充电指示灯R1以及放电指示灯G1的亮灭即可确定维修开关121是否因大电流断开以及断开的个数，以便于后续用户对充放电电流大小的控制。

继续参考图2，可选的，开关单元12还包括与维修开关121一一对应的报警模块122，充放电系统还包括电池管理系统4；

报警模块122与对应的维修开关121串联连接，用于在维修开关121断开时，生成报警信号；

报警模块122还与电池管理系统4电连接，电池管理系统4用于根据报警信号控制充电电流或放电电流的大小。

示例性的，报警模块122可以为电流传感器用于获取对应的维修开关121所在支路的电流大小，并在所在支路电流为零时，生成报警信号传输至电池管理系统4。电池管理系统4根据接收到的报警信号的个数可确定因大电流而断开的维修开关121的个数，因某些维修开关121断开后，其他正常工作的维修开关121所在支路的电流增大，为避免增大的电流导致正常工作的维修开关121也断开，电池管理系统4可控制充电电流或放电电流减小。具体的，充放电系统还包括限流模块，电池管理系统4通过控制限流模块来调节流入电池组11和开关单元12所在干路的电流的大小，进而使得流入开关单元12的总电流减小。

继续参考图2，可选的，电池组11还包括与电芯一一对应的霍尔传感器111；

霍尔传感器111与对应的电芯串联连接，霍尔传感器111与电池管理系统4电连接。

霍尔传感器111用于检测对应的电芯所在支路的电流的大小并传输至电池管理系统4。在充放电过程中，以充电过程为例，系统会设定各个电芯的充电电流的期望值，电池管理系统4根据霍尔传感器111检测的各个电芯的电流的实际值与期望值之间的关系，进行充电电流的调节，以使充电电流的实际值等于期望值。可选的，充放电系统还包括分流器5，分流器连接于电池组11和充放电负极端3之间。

继续参考图2，可选的，充放电正极端2包括与充电正端口H1一一对应的充电正继电器Q1，充放电负极端3包括与放电负端口L1一一对应的放电负继电器Q2以及与充电负端口F1一一对应的充电负继电器Q3；

充电正继电器Q1连接于对应的充电正端口H1和充放电模块1之间，充电负继电器Q3连接于对应的充电负端口F1和充放电模块1之间，放电负继电器Q2连接于对应的放电负端口L1和充放电模块1之间，充电正继电器Q1、充电负继电器Q3和放电负继电器Q2分别与电池管理系统4电连接。

电池管理系统4通过控制充电正继电器Q1和充电负继电器Q3的闭合以控制充电的进行，通过控制放电负继电器Q2的闭合以控制放电的进行，值得注意的是，同一时刻下，充电正继电器Q1、充电负继电器Q3和放电负继电器Q2不可同时闭合，也即充电和放电的过程不能同时进行。

本实用新型实施例还提供了一种电动车，包括上述的充放电系统，电动车具备的有益效果与充放电系统相同，在此不再赘述。

应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本实用新型中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本实用新型的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。

上述具体实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本实用新型的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型保护范围之内。

Claims (10)

1.一种充放电系统，其特征在于，包括：充放电模块、充放电正极端和充放电负极端，所述充放电模块包括串联连接的电池组和开关单元；

所述电池组包括至少两个并联连接的电芯，所述开关单元包括至少两个并联连接的维修开关，所述充放电模块连接于所述充放电正极端和所述充放电负极端之间。

2.根据权利要求1所述的充放电系统，其特征在于，所述开关单元连接于所述充放电正极端和所述电池组之间。

3.根据权利要求1所述的充放电系统，其特征在于，所述开关单元连接于所述电池组和所述充放电负极端之间。

4.根据权利要求1-3任一项所述的充放电系统，其特征在于，所述开关单元包括与所述维修开关一一对应的指示灯模块；

所述指示灯模块与对应的所述维修开关串联连接。

5.根据权利要求4所述的充放电系统，其特征在于，所述指示灯模块包括充电指示灯和放电指示灯；

所述充电指示灯和所述放电指示灯并联连接。

6.根据权利要求1-3任一项所述的充放电系统，其特征在于，所述开关单元还包括与所述维修开关一一对应的报警模块，所述充放电系统还包括电池管理系统；

所述报警模块与对应的所述维修开关串联连接，用于在所述维修开关断开时，生成报警信号；

所述报警模块还与所述电池管理系统电连接，所述电池管理系统用于根据所述报警信号控制充电电流或放电电流的大小。

7.根据权利要求6所述的充放电系统，其特征在于，所述报警模块为电流传感器。

8.根据权利要求6所述的充放电系统，其特征在于，所述电池组还包括与所述电芯一一对应的霍尔传感器；

所述霍尔传感器与对应的所述电芯串联连接，所述霍尔传感器与所述电池管理系统电连接。

9.根据权利要求6所述的充放电系统，其特征在于，所述充放电正极端包括至少一个放电正端口、至少一个充电正端口以及与所述充电正端口一一对应的充电正继电器，所述充放电负极端包括与所述放电正端口一一对应的放电负端口、与所述充电正端口一一对应的充电负端口、与所述放电负端口一一对应的放电负继电器以及与所述充电负端口一一对应的充电负继电器；

所述充电正继电器连接于对应的所述充电正端口和所述充放电模块之间，所述充电负继电器连接于对应的所述充电负端口和所述充放电模块之间，所述放电负继电器连接于对应的所述放电负端口和所述充放电模块之间，所述充电正继电器、所述充电负继电器和所述放电负继电器分别与所述电池管理系统电连接。

10.一种电动车，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的充放电系统。