TWI763862B - 充電連接器，充電裝置以及套件和充電方法 - Google Patents

充電連接器，充電裝置以及套件和充電方法

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Abstract

本發明提供了充電連接器，充電裝置以及套件和充電方法。其中，一種用於新能源車電池組的充電連接器，該電池組包括多個子電池組，該充電連接器包括：連接導線，該連接導線連接至相鄰的兩個充電電路之間的連接點；與該連接導線連通的連接插頭，該連接插頭具有與該連接導線連通的第一連接端子和第二連接端子，該連接插頭能夠連接至相鄰的兩個子電池組之間，使得該相鄰的兩個子電池組相互電連接並與該連接導線電連接。本發明的充電連接器僅需對現有的中間開關插頭進行簡單改造便可獲得，其改善串聯高壓電池組的充電效率以及充電穩定性。

Description

充電連接器，充電裝置以及套件和充電方法
本發明涉及新能源車電池組充電領域，更具體地，本發明涉及一種為新能源車動力電池組(尤其是高壓電池組)充電的方法以及相關裝置。
電池組，尤其是高壓電池組(如1000V或更高)一般是由多個子電池組串聯組成，而子電池組繼而包括多個電池單元。電池組的電壓等於單節電池的電壓與串聯數目的乘積。設計時，電池組根據實際情況和使用需要，設計有一個或者多個中間連接器或中間開關(一般也稱為維修開關)。當此中間連接器取出時，整個電池組按串聯分割成多個較低電壓的子電池組，同時將整個電池組的電氣切斷，使得電池組正負極無電壓輸出，增加了整個電池組在維護期間的安全性。
電池組的電壓設計一方面考慮電氣執行設備的運行電壓範圍，同時需要考慮整個電氣系統使用的線纜載流能力、絕緣能力及整個系統的重量。一般說來，電池組的電壓越高，配套使用的電氣系統絕緣能力越高，而線纜的載流能力及整個系統重量越低。所以，高功率電池組一般使用高電壓系統。
在電池組的充電電壓需求大於單個充電電路的電壓情況下，一種充電方法是將多個充電電路進行串聯後，對整個電池組進行充電。而多個充電電路串聯時，每個充電電路的輸出電壓需要平衡並相等，確保充電電路工作穩定。該方法優點是操作簡單充電時間短；缺點是充電電路由於工作點不一致可能導致輸出電壓的不一致，從而影響充電電路的效率,壽命和安全性。另一種充電方法是使用適合子電池組的充電電路分別對子電池組充電。充電時，使用充電電路對子電池組逐一完成充電。該方法優點是充電電路的充電電壓較低，器件成本較低，採購容易，電路成熟；缺點是充電時間長，人工作業複雜。
本發明的目的在於解決或至少緩解現有技術中所存在的問題。
根據一方面，本發明提供了一種穩定可靠且操作簡單的高壓電池組充電方法和設備。
一方面，提供了一種用於新能源車電池組的充電連接器，該電池組包括多個子電池組，該充電連接器包括： 　　連接導線，該連接導線連接至相鄰的兩個充電電路之間的連接點； 　　與該連接導線連通的連接插頭，該連接插頭具有與該連接導線連通的第一連接端子和第二連接端子，該連接插頭能夠連接至相鄰的兩個子電池組之間，使得該相鄰的兩個子電池組相互電連接並與該連接導線電連接。
另一方面，提供了一種用於新能源車電池組的充電裝置，其包括：串聯的多個充電電路，其中，該串聯的多個充電電路中至少兩個相鄰充電電路之間的連接點處設有根據本發明的實施例的充電連接器。
另一方面，提供了一種新能源車電池組與充電裝置的套件，其包括： 　　電池組，其包括多個串聯的子電池組； 　　充電裝置，其包括與該多個串聯的子電池組對應的串聯的多個充電電路，該串聯的多個充電電路中的至少兩個相鄰充電電路之間的連接點處設有根據本發明的實施例的充電連接器，該充電連接器的連接插頭連接至相應的兩個子電池組之間。
再一方面，提供了一種給新能源車電池組充電的方法，該電池組包括多個串聯的子電池組，該方法包括： 　　提供與該多個串聯的子電池組對應的串聯的多個充電電路; 　　將該串聯的多個充電電路的兩極連接至該多個串聯的子電池組的兩極； 　　將相鄰充電電路的連接點連接至對應的相鄰子電池組之間。
根據本發明的實施例的充電裝置和方法充電效率高且性能穩定。
容易理解，根據本發明的技術方案，在不變更本發明實質精神下，本領域的一般技術人員可以提出可相互替換的多種結構方式以及實現方式。因此，以下具體實施方式以及附圖僅是對本發明的技術方案的示例性說明，而不應當視為本發明的全部或者視為對本發明技術方案的限定或限制。
在本說明書中提到或者可能提到的上、下、左、右、前、後、正面、背面、頂部、底部等方位用語是相對於各附圖中所示的構造進行定義的，它們是相對的概念，因此有可能會根據其所處不同位置、不同使用狀態而進行相應地變化。所以，也不應當將這些或者其它的方位用語解釋為限制性用語。
參考圖1，其示出了根據本發明的充電方法的實施例的電路圖。新能源車動力電池組包括多個串聯的子電池組11,12,13。各個子電池組中包括串聯的電池單元111,112，子電池組之間可設置有中間開關，中間開關可包括中間開關插座15,16以及中間開關插頭(充電時被去除)。中間開關插頭在正常狀態下安裝在中間開關插座15,16中，使得子電池組11,12,13相互串聯，而在對電池組進行檢查或維修時去除。由於子電池組11,12,13串聯在一起時具有高的電壓，例如1000V，採用單個充電電路是困難的且高成本的。因此，在實施例中採用了與多個串聯的子電池組11,12,13對應的串聯的多個充電電路21,22,23。在充電時，將串聯的多個充電電路的兩極20,24連接至多個串聯的子電池組的兩極10,14；並且將相鄰充電電路的連接點25,26連接至對應的相鄰子電池組之間，即子電池組11和12之間以及子電池組12和13之間。應當理解，圖中僅示例地示出了三個子電池組和三個充電電路，在其他實施例中，子電池組和充電電路的數量可改變。
在一些實施例中，利用下文將詳述的根據本發明的實施例的充電連接器31,32連接至對應的相鄰子電池組之間的中間開關插座15,16上，從而實現將相鄰充電電路的連接點連接至對應的相鄰子電池組之間。充電連接器31,32包括從充電電路連接點引出的連接導線312和與連接導線312結合的連接插頭311。通過根據本發明的方法，將子電池組的串聯電位點和充電電路的充電電路串聯電位點通過導線進行連接，使得子電池組的串聯電位點和充電電路串聯電位點共點，由此保證每個充電電路的輸出電壓平衡並相等，確保充電電路工作穩定。此外，本發明借助於電池組本身具有的中間開關來實現上述功能，使得充電過程中的連接操作起來更方便。
接著結合圖2-5來描述充電連接器以及相應的中間開關插座的具體結構。用於新能源車電池組的充電連接器包括：連接導線312，連接導線312連接至相鄰的兩個充電電路21,22之間的連接點25；與連接導線312連通的連接插頭311，連接插頭311具有與連接導線312連通的第一連接端子611和第二連接端子612，連接插頭311能夠連接至相鄰的兩個子電池組11,12之間，使得相鄰的兩個子電池組11,12相互電連接並與連接導線312電連接。在一些實施例中，連接插頭311連接至相鄰的兩個子電池組11,12之間的中間開關插座15上。如圖2所示，中間開關插座15具有與第一連接端子和第二連接端子配合的特徵，如一對相對的帶簧片的插槽151和152，這些插槽與第一連接端子以及第二連接端子對應，例如插槽151和152可平行地設置。此外，中間開關插座15還具有用於與連接插頭311接合的其他特徵。在備選的實施例中，連接插頭311連接至相鄰的兩個子電池組11,12之間的其他形式的導線上。
結合圖3-圖5來描述充電連接器的第一實施例，連接插頭311可包括殼體41，殼體41中的導電片61，將導電片61保持就位的內嵌固定件42以及促使連接插頭311與相應中間開關插座配合的操作手柄43。在殼體41的第一端處第一連接端子611和第二連接端子612露出。
在一些實施例中，導電片61可採用Z字形狀，Z字型導電片由金屬片兩端611,612向相反方向折彎形成，經折彎的金屬片兩端611,612構成該第一連接端子和第二連接端子，金屬片的中部具有連接孔62，並佈置在連接插頭的殼體中部。連接導線312具有導線主體81和導線連接端子82。在該實施例中，導線連接端子82具有前端扁平的帶孔結構，螺栓71可依次穿過襯套72，導線連接端子82和導電片61中部的連接孔62，並由螺母73接收，由此連接至導電片61。隨後，帶有連接導線的導電片可插入殼體中的槽口中，並由內嵌固定件42保持就位，使得導電片的兩端分別露出並構成第一連接端子611和第二連接端子612。此外，殼體41的另一端的底蓋411具有開口，將葛蘭51套在導線主體81上並固定至具有開口的底蓋411上。葛蘭51可由絕緣材料，如塑膠製成，其將連接導線固定至殼體上並實現導線端子與外部可接觸部位的絕緣 　　圖6示出了電連接器的第二實施例。與圖2-4的實施例相比，圖5中的導電片包括第一V字型導電片63和第二V字型導電片64，第一V字型導電片63和第二V字型導電片64佈置在殼體的對應槽口中使得第一V字型導電片63的一端631構成第一連接端子，並且第二V字型導電片64的一端641構成第二連接端子，第一V字型導電片63和第二V字型導電片64的另一端相疊並與連接導線312連接。更具體地，第一V字型導電片63和第二V字型導電片64的另一端具有連接孔65，連接導線312同樣通過螺栓連接至兩個導電片，並使兩個導電片和連接導線連接在一起。
圖7示出了電連接器的第三實施例，在該實施例中採用了U字型導電片66。U字型導電片66由金屬片兩端向同方向折彎形成，經折彎的金屬片兩端661,662構成該第一連接端子和第二連接端子，金屬片的中部具有連接孔67，且佈置在連接插頭的殼體中部，並與連接導線連接。在導電片66插入殼體的槽中時，U導電片的兩端661,662分別構成第一連接端子和第二連接端子，接觸螺栓74的帶螺紋的第一端741和螺母73配合以連接至U型導電片66的中部連接孔67，接觸螺栓74的另一端742與連接導線312連接。接觸螺栓74的另一端742可以通過壓接，鉚接或焊接等方式與連接導線312連接。
本發明另一方面提供一種用於新能源車電池組的充電裝置，其包括：串聯的多個充電電路，串聯的多個充電電路中至少兩個相鄰充電電路之間的連接點處設有根據各個實施例的充電連接器。
本發明另一方面提供一種新能源車電池組與充電裝置的套件，其包括：電池組，其包括多個串聯的子電池組；充電裝置，其包括與該多個串聯的子電池組對應的串聯的多個充電電路，串聯的多個充電電路中的至少兩個相鄰充電電路之間的連接點處設有根據各個實施例的充電連接器，該充電連接器的連接插頭連接至相應的兩個子電池組之間。優選地，多個串聯的子電池組之間設置有中間開關，該中間開關具有中間開關插頭和中間開關插座，在充電過程中，該充電連接器的連接插頭替代該中間開關插頭連接至對應的中間開關插座上。
本發明的充電連接器僅需對現有的中間開關插頭進行簡單改造便可獲得，其改善串聯高壓電池組的充電效率以及充電穩定性。
應當理解的是，所有以上的優選實施例都是示例性而非限制性的，本領域技術人員在本發明的構思下對以上描述的具體實施例做出的各種改型或變形都應在本發明的法律保護範圍內。
10‧‧‧子電池組的兩極14‧‧‧子電池組的兩極11‧‧‧子電池組12‧‧‧子電池組13‧‧‧子電池組15‧‧‧中間開關插座16‧‧‧中間開關插座20‧‧‧充電電路的兩極24‧‧‧充電電路的兩極21‧‧‧充電電路22‧‧‧充電電路23‧‧‧充電電路25‧‧‧充電電路的連接點26‧‧‧充電電路的連接點31‧‧‧充電連接器32‧‧‧充電連接器41‧‧‧殼體42‧‧‧內嵌固定件43‧‧‧操作手柄51‧‧‧葛蘭61‧‧‧導電片62‧‧‧連接孔63‧‧‧第一V字型導電片64‧‧‧第二V字型導電片65‧‧‧連接孔66‧‧‧U字型導電片67‧‧‧連接孔66‧‧‧導電片71‧‧‧螺栓72‧‧‧襯套73‧‧‧螺母74‧‧‧接觸螺栓81‧‧‧導線主體82‧‧‧導線連接端子111‧‧‧電池單元112‧‧‧電池單元151‧‧‧插槽152‧‧‧插槽311‧‧‧連接插頭312‧‧‧連接導線411‧‧‧底蓋611‧‧‧第一連接端子、金屬片兩端612‧‧‧第二連接端子、金屬片兩端631‧‧‧第一V字型導電片63的一端641‧‧‧第二V字型導電片64的一端661‧‧‧金屬片兩端、U導電片的兩端662‧‧‧金屬片兩端、U導電片的兩端741‧‧‧帶螺紋的第一端742‧‧‧另一端
通過結合附圖來閱讀以下詳細描述，本發明的原理將變得更顯而易見，其中： 　　圖1示出了根據實施例的充電電路的示意圖； 　　圖2示出了根據實施例的中間開關插座的示圖； 　　圖3示出了根據實施例的充電連接器頂側視圖； 　　圖4示出了根據實施例的充電連接器底側視圖； 　　圖5示出了根據第一實施例的充電連接器分解圖； 　　圖6示出了根據第二實施例的充電連接器分解圖；以及 　　圖7示出了根據第三實施例的充電連接器分解圖。
41‧‧‧殼體
43‧‧‧操作手柄
51‧‧‧葛蘭
312‧‧‧連接導線
411‧‧‧底蓋

Claims (14)

  1. 一種用於新能源車電池組的充電連接器，該電池組包括多個子電池組，其中，該充電連接器包括：連接導線，該連接導線連接至串聯的多個充電電路中的相鄰的兩個充電電路之間的連接點；與該連接導線連通的連接插頭，該連接插頭具有與該連接導線連通的第一連接端子和第二連接端子，該連接插頭能夠連接至相鄰的兩個子電池組之間，使得該相鄰的兩個子電池組相互電連接並與該連接導線電連接。
  2. 根據請求項1之充電連接器，其中，該連接插頭連接至該相鄰的兩個子電池組之間的中間開關插座上。
  3. 根據請求項2之充電連接器，其中，該中間開關插座具有與該連接插頭的第一連接端子和第二連接端子對應的一對帶簧片的插槽。
  4. 根據請求項1之充電連接器，其中，該連接插頭包括殼體，該殼體中的導電片以及將該導電片保持就位的內嵌固定件。
  5. 根據請求項4之充電連接器，其中，該導電片的兩端構成第一連接端子和第二連接端子，該連接導線與該導電片 的中部連接。
  6. 根據請求項5之充電連接器，其中，該導電片呈U字型，該U字型導電片由金屬片兩端向同方向折彎形成，經折彎的該金屬片兩端構成該第一連接端子和第二連接端子，金屬片的中部佈置在該連接插頭的殼體中部並與該連接導線連接。
  7. 根據請求項5之充電連接器，其中，該導電片呈Z字型，該Z字型導電片由金屬片兩端向相反方向折彎形成，經折彎的該金屬片兩端構成該第一連接端子和第二連接端子，金屬片的中部佈置在該連接插頭的殼體中部並與該連接導線連接。
  8. 根據請求項4之充電連接器，其中，該導電片包括第一V字型導電片和第二V字型導電片，該第一V字型導電片和第二V字型導電片佈置在該殼體的對應槽口中使得該第一V字型導電片的一端構成該第一連接端子，並且該第二V字型導電片的一端構成該第二連接端子，該第一V字型導電片和第二V字型導電片的另一端相疊並與該連接導線連接。
  9. 根據請求項4之充電連接器，其中，該導電片上具有連接孔，該連接導線通過螺栓固定至該導電片上。
  10. 一種用於新能源車電池組的充電裝置，其包括：串聯的多個充電電路，其中，該串聯的多個充電電路中至少兩個相鄰充電電路之間的連接點處設有如請求項1-9中任一項之充電連接器。
  11. 一種新能源車電池組與充電裝置的套件，其包括：電池組，其包括多個串聯的子電池組；充電裝置，其包括與該多個串聯的子電池組對應的串聯的多個充電電路，該串聯的多個充電電路中的至少兩個相鄰充電電路之間的連接點處設有如請求項1-9中任一之充電連接器，該充電連接器的連接插頭連接至相應的兩個子電池組之間。
  12. 根據請求項11之新能源車電池組與充電裝置的套件，其中，該多個串聯的子電池組之間設置有中間開關，該中間開關具有中間開關插頭和中間開關插座，在充電過程中，該充電連接器的連接插頭替代該中間開關插頭連接至對應的中間開關插座上。
  13. 一種給新能源車電池組充電的方法，該電池組包括多個串聯的子電池組，該方法包括：提供與該多個串聯的子電池組對應的串聯的多個充電電路；將該串聯的多個充電電路的兩極連接至該多個串聯的 子電池組的兩極；通過將如請求項1-9中任一項所述充電連接器的連接導線連接至該串聯的多個充電電路中的至少兩個相鄰充電電路之間的連接點，並且將該充電連接器的連接插頭連接至對應的兩個相鄰子電池組之間，從而將該至少兩個相鄰充電電路之間的連接點連接至該對應的兩個相鄰子電池組之間。
  14. 根據請求項13之給新能源車電池組充電的方法，其中，該方法還包括：通過將該充電連接器連接至對應的相鄰子電池組之間的中間開關插座，從而實現將該至少兩個相鄰充電電路之間的連接點連接至該對應的兩個相鄰子電池組之間。
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