一種電池單元總電壓可調的充放電系統的制作方法

本發明涉及電動汽車技術領域，尤其涉及一種電池單元總電壓可調的充放電系統。

背景技術：

近幾年，新能源汽車行業迎來了爆發式增長。電池是電動汽車的核心，也是汽車工程與電力工程技術的綜合體現。現有的電池模組采用提高充電電流的快速雙槍充電模式，此方式在充電電流受限的情況下，充電效率的提高有限，且在充電電壓有限的情況下能量轉化低，損耗大。充電后的電池模組放電時沒有多路電壓輸出，現有的電池模組多路電壓輸出為線性穩壓電路或boost/buck電路，元器件較多，成本高，一種輸出電壓對應一路線性穩壓電路或boost/buck電路，電壓變換單一，電路損耗大。

技術實現要素：

本發明的目的是提供一種電池單元電壓可調，充電效率高，充電時間少，損耗低，元器件少的電池單元總電壓可調的充放電系統。

為了實現上述目的，本發明提供一種電池單元總電壓可調的充放電系統，包括電池單元、充放電設備及控制單元；所述電池單元與所述充放電設備及所述控制單元相連接，所述控制單元與所述充放電設備通過無線網絡進行雙向通信，所述電池單元通過所述充放電設備進行充放電，所述控制單元通過發送控制指令調控所述電池單元的總電壓，所述電池單元包括電池模組及與電池模組相連的開關電路；所述電池模組包括多個電池組，所述開關電路包括多個第一開關、多個第二開關及多個第三開關，所述多個第一開關、所述多個第二開關及所述多個第三開關一一對應，每個第一開關的兩端與相鄰的兩個電池組的正極相連，每個第二開關的兩端與相鄰的兩個電池組的負極相連，每個第三開關的一端與相鄰的兩個電池組的其中一個的負極相連，另一端與相鄰的兩個電池組的另一個的正極相連；當所述多個第一開關及所述多個第二開關閉合且所述多個第三開關斷開時，所述電池模組的多個電池組并聯；當所述多個第一開關及所述多個第二開關斷開且所述多個第三開關閉合時，所述電池模組的多個電池組串聯。

在一個優選實施方式中，當所述電池單元處于充電狀態時，所述充放電設備為充電設備，所述電池單元與所述充電設備相連；所述控制單元通過控制所述開關電路以控制所述電池單元輸出預設電壓，并且檢測所述電池單元輸出的總電壓值是否與預設電壓相等；若所述電池單元輸出的總電壓值不等于預設電壓值，則所述開關電路異常，所述控制單元發送控制指令至所述充電設備，控制充電設備停止充電；若所述電池單元輸出的總電壓等于預設電壓，則所述開關電路正常，所述控制單元控制所述充電設備輸出預設電壓以為所述電池單元充電；進一步地，所述控制單元還檢測所述充電設備輸出的電壓是否與預設電壓相等，若所述充電設備輸出的電壓與預設電壓不等，所述控制單元發送控制指令控制所述開關電路閉合或者斷開以使得所述電池單元的總電壓值與所述充電設備輸出的電壓值相匹配。

在一個優選實施方式中，當所述電池單元處于放電狀態時，所述充放電設備為用電器，所述電池單元與所述用電器相連；所述控制單元檢測所述電池單元的總電壓值并判斷所述開關電路是否異常，如果總電壓值不等于預設值，則所述開關電路異常，所述控制單元發送控制指令至所述電池單元，控制電池單元停止為所述用電器供電；當所述開關電路正常，所述用電器將所需電壓值發送至所述控制單元，所述控制單元依據所述用電器需求的電壓值控制所述開關電路的斷開以及閉合以使得所述電池單元輸出所述用電器所需要的電壓值。

在一個優選實施方式中，所述控制單元為單片機。

在一個優選實施方式中，所述多個第一開關、所述多個第二開關及所述多個第三開關為繼電器或光耦。

在一個優選實施方式中，所述多個電池組為單體電池或多個單體電池的串聯。

在一個優選實施方式中，所述電池單元總電壓可調的充放電系統還包括選擇輸出按鈕；所述選擇輸出按鈕為手動選擇按鈕，能夠手動選擇輸出所需電壓值；所述選擇輸出按鈕提供所述電池單元能輸出的電壓值的選項，通過將所述用電器所需電壓值對應的選項信號傳送至所述控制單元，所述控制單元發送控制指令至所述電池單元的開關電路控制所述開關電路閉合或者斷開，從而調節所述電池單元的輸出電壓值。

相比于現有技術，本發明的電池單元總電壓可調的充放電系統，所述控制單元通過檢測所述電池單元的總電壓值判斷所述開關電路是否異常并發送控制指令控制充電設備，達到安全充電的目的；可把低電壓大電流充電模式轉化成高電壓小電流充電模式，提高充電效率，減少充電時間，降低損耗；可以根據用電器的所需電壓值調節電池單元的輸出電壓值，達到電池單元一組多用的效果，可在電池單元電量低的情況下輸出高電壓，無需升壓或降壓電路，元器件少，功耗小。

【附圖說明】

圖1為本發明實施方式提供的電池單元總電壓可調的充放電系統的原理框圖。

圖2為圖1中電池單元的電路原理圖。

【具體實施方式】

為了使本發明的目的、技術方案和有益技術效果更加清晰明白，下面將結合本發明實施方式中的附圖，對本發明實施方式中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施方式僅僅是本發明一部分實施方式，而不是全部的實施方式。基于本發明中的實施方式，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施方式，都屬于本發明保護的范圍。

如圖1所示，本發明提供一種電池單元總電壓可調的充放電系統100，包括電池單元10、充放電設備20及控制單元30。

所述電池單元10與所述充放電設備20及所述控制單元30相連接，所述控制單元30與所述充放電設備20通過無線網絡進行雙向通信。所述電池單元10通過所述充放電設備20進行充放電，所述控制單元30通過發送控制指令調控所述電池單元10的總電壓。

如圖2所示，所述電池單元10包括電池模組11及與電池模組11相連的開關電路12。所述電池模組11由多個單體電池經過串聯及并聯組成且包括至少兩個并聯的單體電池。所述開關電路12用于通過控制所述電池模組11的串并聯關系來控制電池模組11的組成方式，以此改變電池單元10的總電壓及容量。

具體的，所述電池模組11包括多個電池組111，所述開關電路12包括多個第一開關121、多個第二開關122及多個第三開關123。所述多個第一開關121、所述多個第二開關122及所述多個第三開關123一一對應。其中，每個第一開關121的兩端與相鄰的兩個電池組111的正極相連，每個第二開關122的兩端與相鄰的兩個電池組111的負極相連，每個第三開關123的一端與相鄰的兩個電池組111的其中一個的負極相連，另一端與相鄰的兩個電池組111的另一個的正極相連。當所述多個第一開關121及所述多個第二開關122閉合且所述多個第三開關123斷開時，所述電池模組11的多個電池組111并聯；當所述多個第一開關121及所述多個第二開關122斷開且所述多個第三開關123閉合時，所述電池模組11的多個電池組111串聯。所述控制單元30通過發送控制指令至所述開關電路12的所述多個第一開關121、所述多個第二開關122及所述多個第三開關123控制所述多個第一開關121、所述多個第二開關122及所述多個第三開關123的斷開與閉合，從而調控所述電池單元10的總電壓。

當所述電池單元10處于充電狀態時，所述充放電設備20為充電設備，所述電池單元10與所述充電設備相連。所述控制單元30通過控制所述開關電路12以控制所述電池單元10輸出預設電壓，并且檢測所述電池單元10輸出的總電壓值是否與預設電壓相等；若所述電池單元10輸出的總電壓值不等于預設電壓值，則所述開關電路12異常，所述控制單元30發送控制指令至所述充電設備，控制充電設備停止充電。若所述電池單元10輸出的總電壓等于預設電壓，則所述開關電路12正常，所述控制單元30控制所述充電設備輸出預設電壓以為所述電池單元10充電。進一步地，所述控制單元30還用于檢測所述充電設備輸出的電壓是否與預設電壓相等，若所述充電設備輸出的電壓與預設電壓不等，所述控制單元30發送控制指令控制所述開關電路12閉合或者斷開以使得所述電池單元10的總電壓值與所述充電設備輸出的電壓值相匹配，進而可防止因所述充電設備輸出的電壓大于所述電池單元10的總電壓而導致將所述電池模組11充壞的情況發生。

當所述電池單元10處于放電狀態時，所述充放電設備20為用電器，所述電池單元10與所述用電器相連。所述控制單元30檢測所述電池單元10的總電壓值并判斷所述開關電路12是否異常，如果總電壓值不等于預設值，則所述開關電路12異常，所述控制單元30發送控制指令至所述電池單元10，控制電池單元10停止為所述用電器供電。當所述開關電路12正常，所述用電器將所需電壓值發送至所述控制單元30，所述控制單元30依據所述用電器需求的電壓值控制所述開關電路12的斷開以及閉合以使得所述電池單元10輸出所述用電器所需要的電壓值。

所述控制單元40為單片機。

所述多個第一開關121、所述多個第二開關122及所述多個第三開關123為繼電器或光耦。

所述多個電池組111為單體電池或多個單體電池的串聯。

所述電池單元總電壓可調的充放電系統100還包括選擇輸出按鈕40。

請再參閱圖1，所述選擇輸出按鈕40為手動選擇按鈕，可手動選擇輸出所需電壓值，防止所述用電器與所述控制單元30中斷通信時可以手動選擇輸出所需電壓值。所述選擇輸出按鈕40提供所述電池單元10能輸出的電壓值的選項，通過將所述用電器所需電壓值對應的選項信號傳送至所述控制單元30，所述控制單元30發送控制指令至所述電池單元10的開關電路12控制所述開關電路12閉合或者斷開，從而調節所述電池單元10的輸出電壓值。

相比于現有技術，本發明的電池單元總電壓可調的充放電系統100，所述控制單元30通過檢測所述電池單元10的總電壓值判斷所述開關電路12是否異常并發送控制指令控制充電設備，達到安全充電的目的；可把低電壓大電流充電模式轉化成高電壓小電流充電模式，提高充電效率，減少充電時間，降低損耗；可以根據用電器的所需電壓值調節電池單元的輸出電壓值，達到電池單元一組多用的效果，可在電池單元電量低的情況下輸出高電壓，無需升壓或降壓電路，元器件少，功耗小。

本發明并不僅僅限于說明書和實施方式中所描述，因此對于熟悉領域的人員而言可容易地實現另外的優點和修改，故在不背離權利要求及等同范圍所限定的一般概念的精神和范圍的情況下，本發明并不限于特定的細節、代表性的設備和這里示出與描述的圖示示例。