動力電池采壓系統和具有其的電動車的制作方法
【專利摘要】本實用新型提出一種動力電池采壓系統和具有其的電動車，包括：具有N個動力電池的動力電池模塊；具有N+1個管腳的第一連接器，第i個管腳和第i+1個管腳連接在N個動力電池中對應的第i個動力電池的兩端；用于連接充放電維護設備并具有N+1個管腳的第二連接器，第二連接器的N+1個管腳與第一連接器的N+1個管腳一一對應相連；與第一連接器相連的電池管理器，當充放電維護設備通過第二連接器對動力電池模塊進行充放電維護時，電池管理器通過第一連接器監測每個動力電池的電壓。該系統在充放電維護的過程中，也能夠監測每個動力電池的電壓，保證安全性和可靠性，便于進行充放電維護，減少電池均衡設計的難度。本實用新型還提出一種電動車。
【專利說明】動力電池采壓系統和具有其的電動車
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及動力電池【技術領域】，特別涉及一種動力電池采壓系統及一種電動車。
【背景技術】
[0002]節能和減排是未來汽車技術發展的主要方向，而電動車的發展將是實現該趨勢的最佳途徑之一。因此，動力電池采壓系統的設計開發則顯得十分重要。在動力電池采壓系統中，電池單體電壓采集是電池管理器實現對動力電池采壓及維護系統信息采集、安全保護以及壽命維持的重要組成部分。具體而言，不同數量的動力電池需要經過串并聯連接成組后才能達到電動車所要求的電壓和容量，無論是哪種類型的電池，為了使成組后的動力電池模塊得到最好狀態的使用性能，電池管理器需要對每個動力電池的電壓進行采集和監控，尤其是鋰離子電池。另外，作為一個能源裝置放置在汽車上，其生命周期需要與汽車產品的規格一致，所以為了滿足整車的生命周期動力電池模塊需要定期的維護和檢修，對出現問題的動力電池進行充放電激活，以符合整個系統的一致性要求，使其壽命滿足使用要求。[0003]但是，現有的動力電池采壓系統中的電池電壓采集方式主要是采用銅軟導線一端與電池的電極連接，另一端直接接觸到電池管理器的線路板上，而無任何其他的安全保護裝置。由于電動車的動力電池模塊采用的動力電池數量較多尤其是鋰離子電池模塊，采用這種軟導線的連接需要大量不同長度的導線，最重要的是這些不同長度的軟導線如果布置不當，容易導致導線磨損或者破損而引起短路現象，這不僅會影響動力電池模塊的使用性能甚至會有安全隱患。另外，動力電池采壓及維護系統在維護的時候需要將電池組拆開，用充放電設備對單個電池進行充放電，這個過程將無法通過電池管理器檢測到電池電壓，只能憑著充放電設計采集到電池電壓。綜上，現有的動力電池采壓系統存在改進的需要。
實用新型內容
[0004]本實用新型的目的旨在至少在一定程度上解決上述的技術缺陷之一。
[0005]為此，本實用新型的一個目的在于提出一種動力電池采壓系統，能夠在動力電池維護過程中依然可以正常檢測到電池電壓。
[0006]本實用新型的另一個目的在于提出一種電動車。
[0007]為達到上述目的，本實用新型一方面提出的一種動力電池采壓系統，包括:動力電池模塊，所述動力電池模塊包括N個動力電池，所述N個動力電池串聯連接，其中，N為大于等于I的整數；第一連接器，所述第一連接器具有N+1個管腳，所述第一連接器的N+1個管腳中的第i個管腳和第i+Ι個管腳連接在所述N個動力電池中對應的第i個動力電池的兩端，其中，i=l、2、3、…、N;用于連接充放電維護設備的第二連接器，所述第二連接器具有N+1個管腳，所述第二連接器的N+1個管腳用于與所述第一連接器的N+1個管腳一一對應相連；電池管理器，所述電池管理器與所述第一連接器相連，其中，當所述充放電維護設備通過所述第二連接器對所述動力電池模塊進行充放電維護時，所述電池管理器通過所述第一連接器監測每個所述動力電池的電壓。
[0008]根據本實用新型提出的動力電池采壓系統，當充放電維護設備通過第二連接器對動力電池模塊進行充放電維護時，電池管理器通過第一連接器監測每個動力電池的電壓。由此，該動力電池采壓系統在充放電維護設備對動力電池模塊進行充放電維護的過程中，電池管理器依然能夠監測每個動力電池的電壓，從而保證了維修過程中的安全性和可靠性，便于進行充放電維護，并減少了電池均衡設計的難度，減少了整車設計成本和動力電池采壓及維護系統的整體設計成本。而且該動力電池采壓及維護系統的結構簡單、成本低。
[0009]進一步地，當所述充放電維護設備通過控制所述第二連接器的N+1個管腳中的第I個管腳和第N+1個管腳與所述第一連接器的N+1個管腳中的第I個管腳和第N+1個管腳對應相連時，所述充放電維護設備對所述N個動力電池進行充放電維護，從而，對整個動力電池模塊進行整體充放電維護，活化了動力電池，從使動力電池模塊的容量得到提升和均衡。
[0010]進一步地，當所述充放電維護設備通過控制所述第二連接器的N+1個管腳中的第i個管腳和第i+Ι個管腳與所述第一連接器的N+1個管腳中的第i個管腳和第i+Ι個管腳對應相連時，所述充放電維護設備對所述N個動力電池中的第i個動力電池進行充放電維護，從而，對每個動力電池單獨進行充放電維護，提升了每個動力電池的容量，并且也提升了 N個動力電池之間的一致性。
[0011]具體地，所述第一連接器的N+1個管腳中的第i個管腳和第i+Ι個管腳通過軟導線連接在所述N個動力電池中對應的第i個動力電池的兩端。
[0012]進一步地，所述的動力電池采壓系統還包括連接在所述第一連接器的N+1個管腳與所述N個動力電池之間的短路保護裝置。其中，所述短路保護裝置可包括N+1個熔斷器，所述N+1個熔斷器分別串聯在所述軟導線上。
[0013]這樣，即使在軟導線由于磨損或者破損而接觸時，也不會出現動力電池之間短路的現象發生，提高了安全性，避免了安全隱患。
[0014]進一步地，所述的動力電池采壓系統還包括:監測裝置，所述監測裝置與所述電池管理器相連，其中，通過所述監測裝置監測每個所述動力電池的電壓。
[0015]為達到上述的目的，本實用新型另一方面提出的一種電動車，包括所述的動力電池米壓系統。
[0016]根據本實用新型提出的電動車，能夠在充放電維護設備對動力電池模塊進行充放電維護的過程中，依然能夠監測每個動力電池的電壓，從而保證了維修過程中的安全性和可靠性，便于進行充放電維護，并減少了電池均衡設計的難度，減少了整車設計成本和動力電池采壓及維護系統的整體設計成本。
[0017]本實用新型附加的方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本實用新型的實踐了解到。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]本實用新型上述的和/或附加的方面和優點從下面結合附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:[0019]圖1為根據本實用新型實施例的動力電池采壓系統的結構示意圖；
[0020]圖2為根據本實用新型一個實施例的動力電池采壓系統的結構示意圖；
[0021]圖3為根據本實用新型另一個實施例的動力電池采壓系統的結構示意圖；
[0022]圖4為根據本實用新型又一個實施例的動力電池采壓系統的結構示意圖；以及
[0023]圖5為根據本實用新型實施例的電動車的方框示意圖。
【具體實施方式】
[0024]下面詳細描述本實用新型的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本實用新型，而不能解釋為對本實用新型的限制。
[0025]下文的公開提供了許多不同的實施例或例子用來實現本實用新型的不同結構。為了簡化本實用新型的公開，下文中對特定例子的部件和設置進行描述。當然，它們僅僅為示例，并且目的不在于限制本實用新型。此外，本實用新型可以在不同例子中重復參考數字和/或字母。這種重復是為了簡化和清楚的目的，其本身不指示所討論各種實施例和/或設置之間的關系。此外，本實用新型提供了的各種特定的工藝和材料的例子，但是本領域普通技術人員可以意識到其他工藝的可應用于性和/或其他材料的使用。另外，以下描述的第一特征在第二特征之“上”的結構可以包括第一和第二特征形成為直接接觸的實施例，也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之間的實施例，這樣第一和第二特征可能不是直接接觸。
[0026]在本實用新型的描述中，需要說明的是，除非另有規定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是機械連接或電連接，也可以是兩個元件內部的連通，可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，對于本領域的普通技術人員而言，可以根據具體情況理解上述術語的具體含義。
[0027]下面參照附圖來描述根據本實用新型實施例提出的動力電池采壓系統和具有該動力電池采壓及維護系統的電動車。
[0028]圖1為根據本實用新型實施例的動力電池采壓系統的結構示意圖。如圖1所示，該動力電池采壓系統包括:動力電池模塊1、第一連接器2、第二連接器3和電池管理器4。
[0029]如圖1所示，動力電池模塊I包括N個動力電池10，N個動力電池串聯連接，其中，N為大于等于I的整數。也就是說，第I個動力電池BI的一端與第2個動力電池B2的一端相連；第2個動力電池B2的另一端與第3個動力電池B3的一端相連；……;第N-1個動力電池B N-1的另一端與第N個動力電池BN的一端相連。
[0030]如圖1所示，第一連接器2具有N+1個管腳，第一連接器2的N+1個管腳中的第i個管腳和第i+Ι個管腳連接在N個動力電池中對應的第i個動力電池Bi的兩端，其中，i=l、
2、3、…、N。也就是說,第I個動力電池BI的一端與第一連接器2的第I個管腳相連,第I個動力電池BI的另一端與第一連接器2的第2個管腳相連；第2個動力電池B2的一端與第一連接器2的第2個管腳相連，第2個動力電池B2的另一端與第一連接器2的第3個管腳相連；……；第N個動力電池BN的一端與第一連接器2的第N個管腳相連，第N個動力電池BN的另一端與第一連接器2的第N+1個管腳相連。[0031]如圖1所示，第二連接器3用于連接充放電維護設備5，第二連接器3具有N+1個管腳，第二連接器3的N+1個管腳用于與第一連接器2的N+1個管腳一一對應相連。也就是說，第一連接器2的第I個管腳與第二連接器3的第I個管腳相連；第一連接器2的第2個管腳與第二連接器3的第2個管腳相連；……；第一連接器2的第N+1個管腳與第二連接器3的第N+1個管腳相連。換言之，在動力電池模塊I與第一連接器2之間的連接線上各并聯一條連接線，然后將其按照相同的管腳定義接入到第二連接器3相對應的管腳上。
[0032]如圖1所示，電池管理器4與第一連接器2相連，其中，當充放電維護設備5通過第二連接器3對動力電池模塊I進行充放電維護時，電池管理器4通過第一連接器2監測每個動力電池的電壓。
[0033]需要說明的是，電動車上的動力電池采壓及維護系統可平均每隔預設公里例如3000公里或者預設時間周期進行一次容量平衡等維護。這樣，在本實施例中，在動力電池采壓及維護系統運行了預設公里后，需要對動力電池采壓及維護系統進行檢修維護，則將第二連接器3即維護用連接器通過管腳連接至充放電維護設備5上，充放電維護設備5就可以對動力電池模塊I進行充放電維護了。同時在維護的過程中，第一連接器2即采壓連接器始終與電池管理器4的采集板相連接，從而可以隨時監測到每個動力電池的電壓。
[0034]總的來說，整車使用的動力電池模塊I均是由多個動力電池串并聯組合而成的，每個動力電池的電壓均需要通過導線及連接器傳遞到電池管理器4中，作為功能實施、故障監測以及壽命計算的重要參數。在本實用新型實施例中，動力電池模塊I通過第一連接器2與電池管理器4的線路板連接，實現了電池管理器4對每個動力電池的電壓采集的物理連接，另外，動力電池模塊I還通過第二連接器3與充放電維護設備5連接，第二連接器3中每個管腳的連接 位置和接入到電池管理器4的第一連接器2的每個管腳的連接位置是一致的，只是第二連接器3作為維護備份連接，放置在電池箱體內而不連接。當電動車運行了預設時間后對電池進行維護時，則通過第二連接器3連接到充放電維護設備5，同時電池管理器4仍然可以正常監測到每個動力電池的電壓。從而通過本實用新型實施例提出的這種輔助電池維護采壓連接器的概念，實現了在電池維護過程中無須斷開電池管理器4對整個電池的電壓監測也可以對動力電池實施充放電維護，并且在電池管理器4的設計過程中也可以減少電池均衡的難度設計。
[0035]在本實用新型的一個實施例中，如圖2所示，當充放電維護設備5通過控制第二連接器3的N+1個管腳中的第I個管腳和第N+1個管腳與第一連接器2的N+1個管腳中的第I個管腳和第N+1個管腳對應相連時，充放電維護設備5對N個動力電池進行充放電維護。
[0036]在本實用新型的另一個實施例中，如圖3所示，當充放電維護設備5通過控制第二連接器3的N+1個管腳中的第i個管腳和第i+Ι個管腳與第一連接器2的N+1個管腳中的第i個管腳和第i+Ι個管腳對應相連時，充放電維護設備5對N個動力電池中的第i個動力電池Bi進行充放電維護。可以理解的是，N個動力電池可均如圖3所示進行連接，從而每個動力電池單獨進行充放電維護。
[0037]也就是說，通過充放電維護設備5上的開關等可以實現動力電池模塊I中的任何一個或者多個動力電池與充放電維護設備5產生電連接。
[0038]換言之，通過本實用新型實施例的動力電池采壓及維護系統對動力電池模塊I進行維護時，主要存在兩種模式:[0039]其一是，如圖2所示，對整個動力電池模塊I進行總體充放電維護，通過第二連接器3的管腳將第I個動力電池BI的一端例如正極端和第N個動力電池BN即最后一個動力電池的另一端例如負極端與充放電維護設備5的正極端和負極端連接，然后對整個動力電池模塊I進行整體充放電，從而能夠活化電池，使動力電池模塊I的容量得到提升和均衡。
[0040]其二是，如圖3所示，對單個動力電池進行充放電維護，通過第二連接器3的管腳將第i個動力電池Bi的正極端和第i個動力電池Bi的負極端與充放電維護設備5的正負極連接，然后第i個動力電池Bi進行充放電維護。同理，N個動力電池可均如圖3所示進行連接，任何一個或者多個動力電池單獨均可進行充放電維護。從而，使動力電池的容量得到提升，并且動力電池之間的一致性也得到提升。
[0041]具體地，在本實用新型的實施例中，第一連接器2的N+1個管腳中的第i個管腳和第i+Ι個管腳通過軟導線連接在N個動力電池中對應的第i個動力電池的兩端。也就是說，由N個動力電池組合成的動力電池模塊I，通過軟導線將每個動力電池連接到各自相對應的第一連接器2和第二連接器3的管腳上。
[0042]在本實用新型的實施例中，如圖2-4所示，動力電池采壓系統還包括:短路保護裝置6。短路保護裝置6連接在第一連接器2的N+1個管腳與N個動力電池之間。
[0043]具體而言，動力電池模塊I包括N個動力電池，每個動力電池的電壓均由軟導線引到動力電池模塊I的外部，然后在每個軟導線上設置一個短路保護裝置6，之后再將軟導線接入到與第一連接器2相對應的管腳上，并在短路保護裝置6后端引入和第二連接器3。這樣，在發生相鄰導線磨損或者破損引起的短路現象時，連接到每個軟導線上的短路保護裝置6后會自動斷開保護，而不會使電池之間的短路發生，避免了安全隱患，提高了安全性。
[0044]在本實用新型的一個具體示例中，短路保護裝置6可包括N+1個熔斷器，N+1個熔斷器分別串聯在軟導線上。也就是說，由N個動力電池組合成的動力電池模塊1，通過中間設置了熔斷器的軟導線將各個動力電池的電壓采集連接到各自相對應的第一連接器2和第二連接器3的管腳上。
[0045]在本實用新型的實施例中，如圖2-4所示，動力電池采壓系統還包括:監測裝置7。監測裝置7與電池管理器4相連，其中，通過監測裝置7監測每個動力電池的電壓。
[0046]綜上，根據本實用新型實施例提出的動力電池采壓系統，當充放電維護設備通過第二連接器對動力電池模塊進行充放電維護時，電池管理器通過第一連接器監測每個動力電池的電壓。由此，該動力電池采壓系統在充放電維護設備對動力電池模塊進行充放電維護的過程中，電池管理器依然能夠監測每個動力電池的電壓，從而保證了維修過程中的安全性和可靠性，便于進行充放電維護，并減少了電池均衡設計的難度，減少了整車設計成本和動力電池采壓及維護系統的整體設計成本。而且該動力電池采壓及維護系統的結構簡單、成本低。并通過在動力電池模塊與第一連接器和第二連接器之間串聯短路保護裝置，既實現電池管理器對每個動力電池的電壓采集，又極大的避免了由于軟導線的絕緣層磨損接觸而出現的動力電池之間短路的危險狀況，提高了安全性。另外，通過兩種不同的維護模式將第二連接器的不同管腳連接到充放電維護設備，來對任意一個或多個動力電池或整個動力電池模塊定期地進行維護，從而增加動力電池的使用壽命，并且在電池管理器的設計過程中也可以減少電池均衡的難度設計，減少整車設計成本和動力電池采壓及維護系統的整體設計成本。[0047]圖5為根據本實用新型實施例的電動車的方框示意圖。如圖5所示，該電動車501包括上述的動力電池采壓系統502。
[0048]根據本實用新型實施例提出的電動車，能夠在充放電維護設備對動力電池模塊進行充放電維護的過程中，依然能夠監測每個動力電池的電壓，從而保證了維修過程中的安全性和可靠性，便于進行充放電維護，并減少了電池均衡設計的難度，減少了整車設計成本和動力電池采壓及維護系統的整體設計成本。
[0049]在本說明書的描述中，參考術語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特征、結構、材料或者特點包含于本實用新型的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結構、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。
[0050]盡管已經示出和描述了本實用新型的實施例，對于本領域的普通技術人員而言，可以理解在不脫離本實用新型的原理和精神的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本實用新型的范圍由所附權利要求及其等同限定。
【權利要求】
1.一種動力電池米壓系統，其特征在于，包括: 動力電池模塊，所述動力電池模塊包括N個動力電池，所述N個動力電池串聯連接，其中，N為大于等于I的整數； 第一連接器，所述第一連接器具有N+1個管腳，所述第一連接器的N+1個管腳中的第i個管腳和第i+Ι個管腳連接在所述N個動力電池中對應的第i個動力電池的兩端，其中，i=l、2、3、...、N; 用于連接充放電維護設備的第二連接器，所述第二連接器具有N+1個管腳，所述第二連接器的N+1個管腳用于與所述第一連接器的N+1個管腳一一對應相連； 電池管理器，所述電池管理器與所述第一連接器相連，其中，當所述充放電維護設備通過所述第二連接器對所述動力電池模塊進行充放電維護時，所述電池管理器通過所述第一連接器監測每個所述動力電池的電壓。
2.如權利要求1所述的動力電池采壓系統，其特征在于，當所述充放電維護設備通過控制所述第二連接器的N+1個管腳中的第I個管腳和第N+1個管腳與所述第一連接器的N+1個管腳中的第I個管腳和第N+1個管腳對應相連時，所述充放電維護設備對所述N個動力電池進行充放電維護。
3.如權利要求1所述的動力電池采壓系統，其特征在于，當所述充放電維護設備通過控制所述第二連接器的N+1個管腳中的第i個管腳和第i+Ι個管腳與所述第一連接器的N+1個管腳中的第i個管腳和第i+Ι個管腳對應相連時，所述充放電維護設備對所述N個動力電池中的第i個動力電池進行充放電維護。
4.如權利要求1-3中任一項所述的動力電池采壓系統，其特征在于，所述第一連接器的N+1個管腳中的第i個管腳和第i+Ι個管腳通過軟導線連接在所述N個動力電池中對應的第i個動力電池的兩端。
5.如權利要求4所述的動力電池采壓系統，其特征在于，還包括連接在所述第一連接器的N+1個管腳與所述N個動力電池之間的短路保護裝置。
6.如權利要求5所述的動力電池采壓系統，其特征在于，所述短路保護裝置包括N+1個熔斷器，所述N+1個熔斷器分別串聯在所述軟導線上。
7.如權利要求1所述的動力電池采壓系統，其特征在于，還包括: 監測裝置，所述監測裝置與所述電池管理器相連，其中，通過所述監測裝置監測每個所述動力電池的電壓。
8.—種電動車,其特征在于,包括如權利要求1-7中任一項所述的動力電池米壓系統。
【文檔編號】H02J7/00GK203761106SQ201420143586
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年3月27日 優先權日:2014年3月27日
【發明者】肖寧強, 楊重科, 張英濤, 趙景輝 申請人:北汽福田汽車股份有限公司