CN221262643U - 一种并联组合的电池箱 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种并联组合的电池箱，其包括第一电池箱和第二电池箱；第一电池箱内设有第一电源正极和第一电源负极；所述第二电池箱内设有第二电源正极和第二电源负极；所述第一电源正极和所述第一电源负极用于向负载设备输出电源，且所述第一电源正极与所述第二电源正极相连，所述第一电源负极与所述第二电源负极相连。通过使用多个电池箱的电源正极互相连接和电源负极互相连接实现若干个电池箱的并联合组方式，进而增大电池箱的电池容量和提供电池箱调节自身状态的空间，解决了在使用电池箱向负载设备无法提供一致的电能供应时，导致负载运行时间变化较大的问题，本实用新型具有向负载设备供应电能时，使得负载设备的运行时间变换较小的效果。

Description

一种并联组合的电池箱

技术领域

本实用新型涉及新能源电池技术领域，尤其涉及一种并联组合的电池箱。

背景技术

新能源产业飞速发展，各行业对电池系统的需求丰富多样，其中一个普遍需求工况为负载设备不变，一个充放电周期内负载持续运行的时间变换很大；负载持续运行时间变化是指在相同负载条件下，电池或能源持续为负载设备提供电能的时间在不同情况下发生的变化，例如：一个负载设备在正常情况下可以持续运行10个小时，如果一次使用中，负载设备在5个小时后就耗尽电池或能源的点亮，而在另一次使用中可以持续运行8个小时，这种变化可能受到多种因素的影响，如电池状态、温度和负载需求等。

上述在负载设备不变的情况下，电池的一个充放电周期内负载持续运行的时间变化很大的问题，最主要的原因是电池的状态和容量可能会随着时间和使用而变化，如果电池容量较低或电池健康状况不佳，他们可能就无法提供一致的电能供应，导致负载运行时间变化大的问题。

实用新型内容

本实用新型目的一是提供一种并联组合的电池箱，具有向负载设备供应电能时，使得负载设备的运行时间变换较小的特点。

本实用新型的上述实用新型目的一是通过以下技术方案得以实现的：

一种并联组合的电池箱，包括：

第一电池箱和第二电池箱；所述第一电池箱内设有第一电源正极和第一电源负极；所述第二电池箱内设有第二电源正极和第二电源负极；所述第一电源正极和所述第一电源负极用于向负载设备输出电源，且所述第一电源正极与所述第二电源正极相连，所述第一电源负极与所述第二电源负极相连。

通过采用上述技术方案，使用多个电池箱的电源正极互相连接和电源负极互相连接实现若干个电池箱的并联合组方式，进而增大电池箱的电池容量和提供电池箱调节自身状态的空间，解决了在使用电池箱向负载设备无法提供一致的电能供应时，导致负载运行时间变化较大的问题，具有向负载设备供应电能时，使得负载设备的运行时间变换较小的效果。

可选的，所述第一电池箱和所述第二电池箱分别内设有BMS；所述第一电池箱的BMS与所述第二电池箱的BMS连接；所述第一电池箱设有第一CAN端，所述第一CAN端与所述第一电池箱的BMS连接；所述第二电池箱设有第二CAN端，所述第二CAN端与所述第二电池箱的BMS连接，所述第一CAN端和所述第二CAN端连接。

通过采用上述技术方法，在第一电池箱和第二电池箱中均设有BMS，且将第一电池箱的BMS与第二BMS连接通过CAN通讯接口连接起来，使得第一电池箱BMS检测第一电池箱的状态，第二电池箱的BMS检测第二电池箱的状态，且进一步的使得第一电池箱和第二电池箱可以相互知道对方的状态或数据，使得并联组合的电池箱的通信架构更完善。

可选的，所述第一电池箱设有第一内阻、第一预充继电器和第一充/放电接触器；所述第一内阻和所述第一预充继电器串联，且所述第一预充继电器与所述第一电源正极连接；所述第一充/放电接触器分别与所述第一内阻和所述第一预充继电器并联，且所述第一充/放电接触器与所述第一电源正极连接。

通过采用上述技术方法，在第一电池箱内部通过设置第一内阻、第一预充继电器和第一充/放电接触器与外部形成电力回路，即在第一电池箱中先闭合第一预充继电器，再闭合第一充/放电接触器；可以使得第一电池箱可以较为自由的与并入或断开并联组合的电池箱，以便捷的调整并联组合的电池箱容量大小，提高并联组合的电池箱使用安全性和稳定性，以及提高第一电池箱的使用安全性。

可选的，所述第二电池箱设有第二内阻、第二预充继电器和第二充/放电接触器；所述第二内阻和所述第二预充继电器串联，且所述第二预充继电器与所述第二电源正极连接；所述第二充/放电接触器分别与所述第二内阻和所述第二预充继电器并联，且所述第二充/放电接触器与所述第二电源正极连接。

通过采用上述技术方法，在第二电池箱内部通过设置第二内阻、第二预充继电器和第二充/放电接触器与外部形成电力回路，即在第二电池箱中先闭合第二预充继电器，再闭合第二充/放电接触器；可以使得第二电池箱可以较为自由的与并入或断开并联组合的电池箱，以便捷的调整并联组合的电池箱容量大小，更进一步的提高并联组合的电池箱使用安全性和稳定性，以及提高第二电池箱的使用安全性。

可选的，所述第一电池箱内还设有第一霍尔器件，所述第一电池箱的BMS通过所述第一霍尔器件辅助检测所述第一电池箱的电流/电压状态。

通过采用上述技术方法，在第一电池箱中设置第一霍尔器件，是辅助第一电池箱的BMS检测第一电池箱的电流/电压，以确保第一电池处于安全操作范围内，进一步的延长第一电池箱的寿命和提高其使用安全性。

可选的，所述第二电池箱内还设有第二霍尔器件，所述第二电池箱的BMS通过所述第二霍尔器件辅助检测所述第二电池箱的电流/电压状态。

通过采用上述技术方法，在第二电池箱中设置第二霍尔器件，是辅助第二电池箱的BMS检测第二电池箱的电流/电压，以确保第二电池处于安全操作范围内，进一步的延长第二电池箱的寿命和提高其使用安全性。

可选的，所述并联组合的电池箱由12个电池箱并联组成。

通过采用上述技术方法，使用12个电池箱并联组成一个并联组合的电池箱，可以尽可能在简便移动的情况下，使得并联组合的电池箱具备更多的容量，进而具备更大的能源向负载设备输出足够的电源。

综上所述，本实用新型包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过使用多个电池箱的电源正极互相连接和电源负极互相连接实现若干个电池箱的并联合组方式，进而增大电池箱的电池容量和提供电池箱调节自身状态的空间，解决了在使用电池箱向负载设备无法提供一致的电能供应时，导致负载运行时间变化较大的问题，具有向负载设备供应电能时，使得负载设备的运行时间变换较小的效果；

2.在第一电池箱和第二电池箱中均设有BMS，且将第一电池箱的BMS与第二BMS连接通过CAN通讯接口连接起来，使得第一电池箱BMS检测第一电池箱的状态，第二电池箱的BMS检测第二电池箱的状态，且进一步的使得第一电池箱和第二电池箱可以相互知道对方的状态或数据，使得并联组合的电池箱的通信架构更完善；

3.使用12个电池箱并联组成一个并联组合的电池箱，可以尽可能在简便移动的情况下，使得并联组合的电池箱具备更多的容量，进而具备更大的能源向负载设备输出足够的电源。

附图说明

图1是现有技术中标准电池箱的组成结构示意图；

图2是本实用新型其中一实施例的并联组合的电池箱组成结构示意图。

附图标记：01、第一电池箱；011、第一电源正极；012、第一电源负极；013、第一CAN端；014、第一内阻；015、第一预充继电器；016、第一充/放电接触器；017、第一霍尔器件；02、第二电池箱；021、第二电源正极；022、第二电池箱负极；023、第二CAN端；024、第二内阻；025、第二预充继电器；026、第二充/放电接触器；027、第二霍尔器件。

具体实施方式

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，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

参阅图2，为本申请实施例提供的一种并联组合的电池箱的一个实施例，包括：第一电池箱01和第二电池箱02。

在本实施例中，第一电池箱01内设有第一电源正极011和第一电源负极012；第二电池箱02内设有第二电源正极021和第二电源负极022。

在实际应用中，实现第一电池箱01和第二电池箱02的并联组合是通过导线将第一电池箱01的第一电源正极011与第二电池箱02的第二电源正极021相连，再通过导线将第一电池箱01的第一电源负极012与第二电池箱02的第二电源负极022相连实现的。第一电池箱01和第二电池箱02并联后，通过连接第一电源正极011和第一电源负极012的导线连接负载设备进入充电或放电状态。

进一步的，在本实施例中，并联组合的电池箱可以由第一电池箱01和第二电池箱02并联组合构成的，也可以是由12个电池箱并联构成的，具体此处不做具体限定。

在实际应用中，12个电池箱与第一电池箱01或第二电池箱02的结构相似，且12个电池箱的电压值可以相同，也可以不相同（电压值不相同时，尽可能确保每个电池之间的电压差异在安全使用预设范围内），具体此处不做具体限定。

为了可以监测到每个电池箱的工作状态，所以在本实施例中，每个电池箱内部均设有一个BMS和与BMS相对应的CAN端，即第一电池箱01中设有BMS和第一CAN端013；第二电池箱02中设有BMS和第二CAN端014。

为了使得可以进一步的控制和保护与电池箱相关的电路或系统，且使第一电池箱可以较为自由的与并入或断开并联组合的电池箱，以便捷的调整并联组合的电池箱容量大小。所以又进一步的在电池箱中设置有预充继电器和充/放电接触器；即在第一电池箱01中设有第一电阻014、第一预充继电器015和第一充/放电接触器016；在第二电池箱02中也同样设有第二电阻024、第二预充继电器025和第二充/放电接触器026。

在实际应用中，n个电池箱并联完成，弱电线缆所有电池箱CAN总线上正常通信，连接电力线缆；确定并联系统内电池箱数目：每个电池箱读取CAN总线上所有电池箱ID值，根据不同ID值确定电池箱数目（即确定并联电池箱中电池箱的数量）。

确定好并联组合的电池箱中使用几个电池箱后，每个电池箱通过自身的BMS读取自身的电压值，并通过相对应的CAN端将自身的电压值输送出去和通过CAN端接收其他电池箱的电压值；例如：第一电池箱01通过自身的BMS获取自身的工作状态和工作数据，并通过第一CAN端013将自身的工作状态和工作数据（包括自身的电压值）输送至其他CAN端（包括第二CAN端023）；此时第一CAN端013还可以同时接收其他CAN端输送过来的数据（例如，第一CAN端013可以接收到第二CAN端023输送过来的第二电池箱02中BMS采集到第二电池箱02的工作状态和工作数据）；同理，第二电池箱02也可以以上述方式获取到自身的工作状态和工作情况，以及获取到第一电池箱01的工作状态和工作数据。

在本实施例中，并联组合的电池箱在启动时：每个电池箱读取CAN总线上所有电池箱的电压值Vn（是第一电池箱01、第二电池箱02和其他电池箱的电压值集合），标记出最高电池箱电压值为Vmax，最低电池箱电压值为Vmin；每个电池箱计算出自身和最高电池箱电压的差ΔVmax，当ΔVmax<0.1v时，相对应的电池箱先闭合预充继电器、再闭合充/放电接触器，此时相对应的电池箱和外界设备形成电力通路（即电池箱和外部设备形成电力回路）；使用第一电池箱01和外部设备形成电流，读取电流值，当电流值为正，将并联电池箱工作状态为充电状态；当电流值为负，将并联电池箱工作状态为放电状态；并联系统内电池箱都相应的把其工作状态置为充电状态或放电状态（即确认并联电池箱充/放电工作状态）；某电池箱和外部设备形成回路中电流为0时，断开该电池箱充放电接触器，该电池箱与外部设备无电力连接，处于待机状态（即确认电池箱的待机工作状态）。

在本实施例中，并联组合的电池箱在放电过程时，某个电池箱（第一电池箱01或第二电池箱02）确定并联组合的电池箱工作状态为放电状态后，其余电池箱（除第一电池箱01或除第二电池箱02外的电池箱）读取放电状态，并将自身的工作状态都置为放电状态；当某电池箱计算出自己和最高电池箱电压的差ΔVmax，ΔVmax<0.1v时，该电池箱先闭合预充继电器、再闭合充放电接触器，将电池箱（第一电池箱01或第二电池箱02）并入到对负载放电的回路中；随着放电过程的持续，Vmax逐渐降低，并联组合的电池箱内的所有电池箱逐个并入放电回路，一起对负载设备放电；当某电池箱过放时，该电池箱断开其充放电接触器，从并联系统上脱离，当所有的电池箱都过放，断开对应的充放电接触器后，并联电池系统和负载脱离，放电结束。

在本实施例中，并联组合的电池箱在充电时，某个电池箱（第一电池箱01或第二电池箱02）确定并联组合的电池箱工作状态为充电状态后，其余电池箱（除第一电池箱01或除第二电池箱02外的电池箱）读取该充电状态，并将自身的工作状态都置为充电状态；当某电池箱计算出自己和最低电池箱电压的差ΔVmin，ΔVmin<0.1v时，该电池箱先闭合预充继电器，再闭合充/放电接触器，将电池箱（第一电池箱01或第二电池箱02）并入到负载设备放电的回路中；随着充电过程的持续，Vmin逐渐增高，并联系统内的所有电池箱逐个并入充电回路，充电机同时对并联组合的电池箱充电；当某个电池箱充满电后（第一电池箱01或第二电池箱02充满电后或其他电池箱），断开充/放电接触器（第一充/放电接触器016或第二充/放电接触器026断开或其他充/放电接触器），从并联电路上脱离，当并联系统内所有的电池箱都充满电后，并联组合的电池箱和充电机的电力连接断开。

在本实施中，并联组合的电池箱在充/放电终止时，充/放电过程中，当充电机停止充电或负载停止放电时，电池箱内的BMS检测到电流为0，电池箱断开充/放接触器，进入到待机状态；其余电池箱都进入待机状态，并联组合的电池箱和外界断开电器连接，也进入待机状态。例如：在第一电池箱01充/放电过程中，当充电机停止充电或负载停止放电时，第一电池箱01内的BMS检测到电流为0，第一电池箱01断开第一充/放电接触器016，第一电池箱01进入待机状态；紧接着第二电池箱02的BMS也会检测到电流为0，第二电池箱02中的第二充/放电接触器026也会断开，使得第二电池箱02进入待机状态；其余电池箱的充/放电过程类似，为避免重复，这里不再赘述。

在本实施例中，进一步的通过高精度监测电池箱中的状态，进而控制和管理电池箱的状态来延长电池箱的寿命和提高电池箱的使用安全性，所以在每个电池箱中均设有霍尔器件，即在第一电池箱01中设有第一霍尔器件017和在第二电池箱02中设有第二霍尔器件027。

在实际应用中，第一霍尔器件017用于检测第一电池箱01充电或放电电流，当第一霍尔器件017检测到第一电池箱01中的充电或放电电流过大时，第一电池箱中的第一充/放电接触器就会断开，以确保第一电池箱01不会过载或过放，从而延长第一电池箱01的寿命，并提高其自身的使用安全性；第二电池箱02中的第二霍尔器件027与第一电池箱01中的第一霍尔器件017类似，为避免重负，这里不再赘述。

本申请实施例的实现原理为：

1.锂电池的串/并联组合是将多个锂电池箱连接在一起，以形成一个更大容量或电压的电池组的方法，在锂电池箱并联连接中，多个电池箱并联在一起，它们的正极和负极分别连接在一起。进一步增加电池箱的总容量，电池箱的总容量是并联电池容量的总和；即将单个电池箱的容量扩充至并联电池箱的容量。

2.电池箱中的BMS可以监测每个电池箱的电压、温度和状态，以确保它们在安全范围内工作，并均衡电荷以防止电池箱内部不平衡状态；且每个电池箱均设有与其自身BMS相连接的CAN端口，CAN端口可以用于数据通讯，将每个电池箱的CAN端口相互连接起来，使得每个电池箱均可以通过相对应的CAN端口获取相对应电池箱工作时的状态。

需要说明的是：上述实施例提供的装置在实现其功能时，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将设备的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。另外，上述实施例提供的装置和方法实施例属于同一构思，其具体实现过程详见方法实施例，这里不再赘述。

本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种并联组合的电池箱，其特征在于，包括：第一电池箱(01)和第二电池箱(02)；所述第一电池箱(01)内设有第一电源正极(011)和第一电源负极(012)；所述第二电池箱(02)内设有第二电源正极(021)和第二电源负极(022)；所述第一电源正极(011)和所述第一电源负极(012)用于向负载设备输出电源，且所述第一电源正极(011)与所述第二电源正极(021)相连，所述第一电源负极(012)与所述第二电源负极(022)相连。

2.根据权利要求1所述的电池箱，其特征在于，所述第一电池箱(01)和所述第二电池箱(02)分别内设有BMS；所述第一电池箱(01)的BMS与所述第二电池箱(02)的BMS连接。

3.根据权利要求2所述的电池箱，其特征在于，所述第一电池箱(01)设有第一CAN端(013)，所述第一CAN端(013)与所述第一电池箱(01)的BMS连接。

4.根据权利要求3所述的电池箱，其特征在于，所述第二电池箱(02)设有第二CAN端(023)，所述第二CAN端(023)与所述第二电池箱(02)的BMS连接。

5.根据权利要求4所述的电池箱，其特征在于，所述第一CAN端(013)和所述第二CAN端(023)连接。

6.根据权利要求1所述的电池箱，其特征在于，所述第一电池箱(01)设有第一内阻(014)、第一预充继电器(015)和第一充/放电接触器(016)；所述第一内阻(014)和所述第一预充继电器(015)串联，且所述第一预充继电器(015)与所述第一电源正极(011)连接；所述第一充/放电接触器(016)分别与所述第一内阻(014)和所述第一预充继电器(015)并联，且所述第一充/放电接触器(016)与所述第一电源正极(011)连接。

7.根据权利要求1所述的电池箱，其特征在于，所述第二电池箱(02)设有第二内阻(024)、第二预充继电器(025)和第二充/放电接触器(026)；所述第二内阻(024)和所述第二预充继电器(025)串联，且所述第二预充继电器(025)与所述第二电源正极(021)连接；所述第二充/放电接触器(026)分别与所述第二内阻(024)和所述第二预充继电器(025)并联，且所述第二充/放电接触器(026)与所述第二电源正极(021)连接。

8.根据权利要求2所述的电池箱，其特征在于，所述第一电池箱(01)内还设有第一霍尔器件(017)，所述第一电池箱(01)的BMS通过所述第一霍尔器件(017)辅助检测所述第一电池箱(01)的电流/电压状态。

9.根据权利要求3所述的电池箱，其特征在于，所述第二电池箱(02)内还设有第二霍尔器件(027)，所述第二电池箱(02)的BMS通过所述第二霍尔器件(027)辅助检测所述第二电池箱(02)的电流/电压状态。

10.根据权利要求1所述的电池箱，其特征在于，所述并联组合的电池箱由12个电池箱并联组成。