電池組控制機構及電池組的制作方法

本實用新型涉及一種電池組控制機構以及包括該機構的電池組。

背景技術：

近年來，以電池為動力源的電動車輛(主要包括混合動力車、插電式混合動力車、純電動車)日益增多。由于電動車輛的碳排放量要小于傳統內燃機汽車，純電動的碳排放甚至為零，并且具有能量轉換效率高的特點，這使得人們將電動汽車視為未來替代內燃機車的一個重要選擇。

2011年中國推出了《電動汽車傳導充電用插頭、插座、車輛耦合器和車輛插孔通用要求》(GB/T20234‐2011)推薦性標準，其中規定：交流額定電壓不超過690V，頻率50Hz，額定電流不超過250A；直流額定電壓不超過1000V，額定電流不超過400A。根據電動汽車動力電池組的技術特性和使用特性，可存在不同的充電模式，主要包括常規(慢)充電模式、快速(超級)充電模式和機械充電模式，無論使用何種充電模式，都將受到電流或電壓標準的限制，特別是需要較高電流電壓的快速(超級)充電模式。

快速(超級)充電模式，是一種能將電池組快速充滿電的充電方法，通過非車載充電機采用大電流給電池組直接充電，使電池組在短時間內可充至80％左右的電量，是電動汽車推廣和普及不可或缺的充電模式。

技術實現要素：

本實用新型提供了一種電池組控制機構，包括連接模塊和控制模塊，所述電池組包括電池模塊A和電池模塊B，所述連接模塊設置放電連接區和充電連接區；

所述放電連接區包括A+接口、A‐接口、B+接口、B‐接口、DSG+接口和DSG‐接口，所述A+接口與電池模塊A的正極連接，所述A‐接口與電池模塊A的負極連接，所述B+接口與電池模塊B的正極連接，所述B‐接口與電池模塊B的負極連接，所述DSG+接口與電池組的放電總正連接，所述DSG‐接口與電池組的放電總負連接；

所述充電連接區包括A+接口、A‐接口、B+接口、B‐接口、CHG+接口和CHG‐接口，所述A+接口與電池模塊A的正極連接，所述A‐接口與電池模塊A的負極連接，所述B+接口與電池模塊B的正極連接，所述B‐接口與電池模塊B的負極連接，所述CHG+接口與電池模塊的充電總正連接，所述CHG‐接口與電池模塊的充電總負連接；

所述控制模塊設置放電控制區和充電控制區；

所述放電控制區包括A+’接口、A‐’接口、B+’接口、B‐’接口、DSG+’接口和DSG‐’接口，所述A+’接口與B+’接口連接、B+’接口和DSG+’接口連接，所述A‐’接口與B‐’接口連接，所述A‐’接口與DSG‐’接口連接；

所述充電控制區包括A+’接口、A‐’接口、B+’接口、B‐’接口、CHG+’接口和CHG‐’接口，所述A+’接口與B‐’接口連接、A‐’接口與CHG‐’接口連接、B+’接口和CHG+’接口連接；

在電池組放電狀態下，所述連接模塊的放電連接區與控制模塊的放電控制區耦合，使得放電連接區的A+接口、A‐接口、B+接口、B‐接口、DSG+接口和DSG‐接口分別與放電控制區的A+’接口、A‐’接口、B+’接口、B‐’接口、DSG+’接口和DSG‐’接口耦合，電池模塊A與電池模塊B并聯連接；

在電池組充電狀態下，所述連接模塊的充電連接區與控制模塊的充電控制區耦合，使得充電連接區的A+接口、A‐接口、B+接口、B‐接口、CHG+接口和CHG‐接口分別與充電控制區的A+’接口、A‐’接口、B+’接口、B‐’接口、CHG+’接口和CHG‐’接口耦合，電池模塊A與電池模塊B串聯連接。

電池組的放電總正是指與電池模塊A的正極和/或電池模塊B的正極連接的放電正極。

電池組的放電總負是指與電池模塊A的負極和/或電池模塊B的負極連接的放電負極。

電池組的充電總正是指與電池模塊B的正極連接的充電正極。

電池組的充電總負是指與電池模塊A的負極連接的充電負極。

在本實用新型的一種實施方式中，所述連接模塊上設置緩沖區，所述緩沖區設置在放電連接區和充電連接區之間。

當放電控制區與緩沖區耦合時，電池模塊A與電池模塊B之間串聯或斷開；當充電控制區與所述緩沖區耦合時，電池模塊A與電池模塊B之間并聯或斷開。

在本實用新型的一種實施方式中，所述控制模塊上設置緩沖區，所述緩沖區設置在放電控制區和充電控制區之間。

當放電連接區與緩沖區耦合時，電池模塊A與電池模塊B處于充電或斷開狀態；當充電連接與所述緩沖區耦合時，電池模塊A與電池模塊B處于放電或斷開狀態。

在本實用新型的一種實施方式中，所述連接模塊的放電連接區、充電連接區和緩沖區均設置在圓形基板上，并且三者的面積相等。使得電池模塊A和電池模塊B之間的連接方式切換和充電/放電狀態的切換更加準確方便。

在本實用新型的一種實施方式中，所述控制模塊的放電控制區、充電控制區和緩沖區均設置在圓形基板上，并且三者的面積相等。可以通過扭動控制模塊來改變控制模塊與連接模塊之間的相對位置，從而完成電池模塊A與電池模塊B之間的連接關系的切換，改變電池模塊A和電池模塊B的充/放電狀態。

在本實用新型的一種實施方式中，所述連接模塊和控制模塊上均設置互鎖單元，當連接模塊和控制模塊上的互鎖單元耦合時，發出低壓控制信號控制連接模塊和控制模塊之間高壓電流的通斷。

具體的說，當連接模塊的放電連接區與控制模塊的放電控制區耦合時，連接模塊的互鎖單元與控制模塊的互鎖單元互相耦合；當連接模塊的充電控制區與控制模塊的充電連接區耦合時，連接模塊的互鎖單元與控制模塊的互鎖單元互相耦合。

在確定電池模塊之間的連接方式后，連接模塊的互鎖單元與控制模塊的互鎖單元互相耦合，互鎖單元發出低壓信號，導通連接模塊和控制模塊之間的高壓電流。

如果電池組由數個電池模塊組成，只需將數個電池模塊分成電壓相同的兩組，仍然可以采用本實用新型提供的電池組控制機構進行控制。

本實用新型還提供一種電池組，包括上述所提供的電池組控制機構。

現有技術中，采用慢充設備對電動汽車進行充電需要消耗較長的時間，但是由于充電設備、充電線材和充電接口的成本較低，所以普及程度更高。當采用快充設備對電動汽車進行充電時，可以大幅減少充電的時間，但是對于充電設備、充電線材和充電接口均有較高的要求，甚至需要專門為其定制，過高的成本制約了快充方式的發展。

使用了本實用新型提供的技術方案之后，通過改變控制模塊和連接模塊之間的位置關系，從而使得電池模塊之間可以自由地變換連接關系；通過將電池模塊串聯后進行充電，能夠降低對充電電流的要求，提高了充電效率，降低了對快充設備的要求，使用市場上已經存在的標準線材和接口就能達到快充的目的，極大地降低了快充設備的成本。

附圖說明

圖1是本實用新型公開的一種連接模塊的示意圖；

圖2是本實用新型公開的一種控制模塊的示意圖；

圖3是本實用新型公開的另一種連接模塊的示意圖；

圖4是本實用新型公開的另一種控制模塊的示意圖。

具體實施方式

以下結合附圖和具體實施例對本實用新型進行詳細的描述，然而本實用新型并不限制于以下實施例。

實施例1

本實施例提供一種電池組控制機構，包括連接模塊和控制模塊，電池組包括電池模塊A和電池模塊B。

如圖1所示，連接模塊設置放電連接區和充電連接區，放電連接區包括A+接口、A‐接口、B+接口、B‐接口、DSG+接口和DSG‐接口，A+接口與電池模塊A的正極連接，A‐接口與電池模塊A的負極連接，B+接口與電池模塊B的正極連接，B‐接口與電池模塊B的負極連接，DSG+接口與電池組的放電總正連接，DSG‐接口與電池組的放電總負連接；

充電連接區包括A+接口、A‐接口、B+接口、B‐接口、CHG+接口和CHG‐接口，A+接口與電池模塊A的正極連接，A‐接口與電池模塊A的負極連接，B+接口與電池模塊B的正極連接，B‐接口與電池模塊B的負極連接，CHG+接口與電池組的充電總正連接，CHG‐接口與電池組的充電總負連接；

如圖2所示，控制模塊設置放電控制區和充電控制區；

放電控制區包括A+’接口、A‐’接口、B+’接口、B‐’接口、DSG+’接口和DSG‐’接口，A+’接口與B+’接口連接、B+’接口和DSG+’接口連接，A‐’接口與B‐’接口連接，A‐’接口與DSG‐’接口連接；

充電控制區包括A+’接口、A‐’接口、B+’接口、B‐’接口、CHG+’接口和CHG‐’接口，A+’接口與B‐’接口連接、A‐’接口與CHG‐’接口連接、B+’接口和CHG+’接口連接；

在電池組放電狀態下，連接模塊的放電連接區與控制模塊的放電控制區耦合，使得放電連接區的A+接口、A‐接口、B+接口、B‐接口、DSG+接口和DSG‐接口分別與放電控制區的A+’接口、A‐’接口、B+’接口、B‐’接口、DSG+’接口和DSG‐’接口耦合，電池模塊A與電池模塊B并聯連接；

在電池組充電狀態下，連接模塊的充電連接區與控制模塊的充電控制區耦合，使得充電連接區的A+接口、A‐接口、B+接口、B‐接口、CHG+接口和CHG‐接口分別與充電控制區的A+’接口、A‐’接口、B+’接口、B‐’接口、CHG+’接口和CHG‐’接口耦合，電池模塊A與電池模塊B串聯連接。

控制模塊上的放電控制區和充電控制區之間還設置緩沖區，并且均設置在圓形基板上，三者的面積相等。連接模塊上的放電連接區和充電連接區之間還設置緩沖區，并且均設置在圓形基板上，三者的面積相等。

當放電控制區與放電連接區耦合時，充電控制區與連接模塊的緩沖區耦合，充電連接區與控制模塊的緩沖區耦合，電池模塊A和電池模塊B之間并聯在一起，并且與放電總線連接；當充電控制區與充電連接區耦合時，放電控制區與連接模塊緩沖區耦合，放電連接區與控制模塊的緩沖區耦合，電池模塊A和電池模塊B之間串聯在一起，并且與充電總線連接。

實施例2

本實施例提供一種電池組控制機構，包括連接模塊和控制模塊，電池組包括電池模塊A和電池模塊B。

如圖3所示，連接模塊設置放電連接區和充電連接區；放電連接區包括A+接口、A‐接口、B+接口、B‐接口、DSG+接口和DSG‐接口，A+接口與電池模塊A的正極連接，A‐接口與電池模塊A的負極連接，B+接口與電池模塊B的正極連接，B‐接口與電池模塊B的負極連接，DSG+接口與電池組的放電總正連接，DSG‐接口與電池組的放電總負連接；

充電連接區包括A+接口、A‐接口、B+接口、B‐接口、CHG+接口和CHG‐接口，A+接口與電池模塊A的正極連接，A‐接口與電池模塊A的負極連接，B+接口與電池模塊B的正極連接，B‐接口與電池模塊B的負極連接，CHG+接口與電池組的充電總正連接，CHG‐接口與電池組的充電總負連接；

如圖4所示，控制模塊設置放電控制區和充電控制區；

放電控制區包括A+’接口、A‐’接口、B+’接口、B‐’接口、DSG+’接口和DSG‐’接口，A+’接口與B+’接口連接、B+’接口和DSG+’接口連接，A‐’接口與B‐’接口連接，A‐’接口與DSG‐’接口連接；

充電控制區包括A+’接口、A‐’接口、B+’接口、B‐’接口、CHG+’接口和CHG‐’接口，A+’接口與B‐’接口連接、A‐’接口與CHG‐’接口連接、B+’接口和CHG+’接口連接；

在電池組放電狀態下，連接模塊的放電連接區與控制模塊的放電控制區耦合，使得放電連接區的A+接口、A‐接口、B+接口、B‐接口、DSG+接口和DSG‐接口分別與放電控制區的A+’接口、A‐’接口、B+’接口、B‐’接口、DSG+’接口和DSG‐’接口耦合，電池模塊A與電池模塊B并聯連接；

在電池組充電狀態下，連接模塊的充電連接區與控制模塊的充電控制區耦合，使得充電連接區的A+接口、A‐接口、B+接口、B‐接口、CHG+接口和CHG‐接口分別與充電控制區的A+’接口、A‐’接口、B+’接口、B‐’接口、CHG+’接口和CHG‐’接口耦合，電池模塊A與電池模塊B串聯連接。

控制模塊上的放電控制區和充電控制區之間還設置緩沖區，并且均設置在圓形基板上，三者的面積相等。連接模塊上的放電連接區和充電連接區之間還設置緩沖區，并且均設置在圓形基板上，三者的面積相等。

當放電控制區與放電連接區耦合時，充電控制區與連接模塊的緩沖區耦合，充電連接區與控制模塊的緩沖區耦合，電池模塊A和電池模塊B之間并聯在一起，并且與放電總線連接；當充電控制區與充電連接區耦合時，放電控制區與連接模塊緩沖區耦合，放電連接區與控制模塊的緩沖區耦合，電池模塊A和電池模塊B之間串聯在一起，并且與充電總線連接。

連接模塊和控制模塊上均設置互鎖單元，當連接模塊的放電連接區與控制模塊的放電控制區耦合時，連接模塊的互鎖單元與控制模塊的互鎖單元互相耦合；當連接模塊的充電連接區與控制模塊的充電控制區耦合時，連接模塊的互鎖單元與控制模塊的互鎖單元互相耦合。