CN104348219B - 一种可更换电池的电气*** - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可更换电池的电气***，包括电气***和组合开关，所述电气***包含有若干电池包，且各个电池包之间独立设置，所述组合开关上设置有用于显示电池包电量信息指示信号的电量显示装置和用于各电池包之间相互切换的档位开关；所述每个电池包中均包含有电池、动力开关和电池管理***，所述电池管理***接收组合开关的输出信号，并与电量信息指示信号相结合，从而控制动力开关是否闭合以提供电力输出。通过上述方式，本发明提供的一种可更换电池的电气***，通过若干个独立的小电池构建成为电气***替代单个大型电池，且通过增加或者减少所安装的独立小电池的数量来对电池的总容量进行更改，从而能够最经济地匹配续航时间和设备重量。

Description

一种可更换电池的电气***
技术领域
本发明涉及一种电池***，特别是涉及一种可更换电池的电气***。
背景技术
普通的用电设备的电池一般来说分为两种：
1、电池不可拆卸，比如一些手机电池；
2、可拆卸式，比如快换电池纯电动车和纯电动大巴，需要专门的换电站提供专用的工具才能更换电池。
而且一般用电池的设备特别是大容量电池的设备必然存在一个电池过大过重的问题。很多大型设备比如纯电动汽车、纯电动大巴、大型的混合动力***、大型储能***等，要么电池设计成不可拆卸，要么设计为专用拆卸工具通过机械方式拆卸。
这样的设计为人们的使用带来很大的不便。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种可更换电池的电气***，通过若干个独立的小电池构建成为电气***替代单个大型电池，且通过增加或者减少所安装的独立小电池的数量来对电池的总容量进行更改，从而能够最经济地匹配续航时间和设备重量。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种可更换电池的电气***，包括：电气***和组合开关，所述电气***包含有若干电池包，且各个电池包之间独立设置，所述组合开关上设置有用于显示电池包电量信息指示信号的电量显示装置和用于各电池包之间相互切换的档位开关。
所述每个电池包中均包含有电池、动力开关和电池管理***，所述电池管理***接收组合开关的输出信号，并与电量信息指示信号相结合，从而相应的控制动力开关是否闭合以提供电力输出。
在本发明一个较佳实施例中，所述可更换电池的电气***还包含有安全开关，所述组合开关与安全开关连接形成回路，且通过回路中的组合开关输出电池管理***低压电平信号。
在本发明一个较佳实施例中，所述电气***还包含有箱体，所述电池包均位于箱体内。
在本发明一个较佳实施例中，所述箱体上进一步包含有箱盖或保险装置，所述箱盖或保险装置与所述安全开关控制连接。
在本发明一个较佳实施例中，所述可更换电池的电气***还包含有用于显示电池包故障状态的故障显示装置。
在本发明一个较佳实施例中，所述故障显示装置为指示灯。
在本发明一个较佳实施例中，所述电池包为铅酸电池包、锂电池包或镍氢电池包。
在本发明一个较佳实施例中，所述动力开关为电子开关。
在本发明一个较佳实施例中，所述电子开关为继电器或接触器。
本发明的有益效果是：通过若干个独立的小电池构建成为电气***替代单个大型电池，且在每个电池包中设置电池、动力开关和电池管理***，能够有效地通过控制动力开关来决定是否闭合，同时以提供电力输出。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：
图1是本发明的一种可更换电池的电气***一较佳实施例的***结构图。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供的一种实施例包括：
一种可更换电池的电气***，应用于电动工具、电动汽车、电动三轮车和其他应用电池的场合。包括：电气***和D组合开关，所述电气***包含有若干电池包，且各个电池包之间独立设置。
所述D组合开关上设置有用于显示电池包电量信息指示信号的电量显示装置和用于各电池包之间相互切换的档位开关。
每个电池包中均包含有一个电池、一个动力开关和一个电池管理***，所述每一个电池管理***接收D组合开关的输出信号，并与电量信息指示信号相结合，从而控制相对应的动力开关是否闭合以提供电力输出。
优选的，所述电池包为铅酸电池包、锂电池包或镍氢电池包，所述电池为铅酸电池、锂电池或镍氢电池。
优选的，所述动力开关为电子开关，所述电子开关为继电器或接触器。
所述可更换电池的电气***还包含有E安全开关，所述D组合开关与E安全开关连接形成回路，且通过回路中的组合开关输出电池管理***低压电平信号。
所述电气***还包含有箱体，所述电池包均位于箱体内。所述箱体上进一步包含有箱盖或保险装置，所述箱盖或保险装置与所述E安全开关控制连接。
所述可更换电池的电气***还包含有用于显示电池包故障状态的故障显示装置，所述故障显示装置优选为指示灯。
请参阅图1，本发明还提供一种具体实施方式，以三个电池包为例进行进一步描述。
一种可更换电池的电气***，包括：电气***和D组合开关，所述电气***包含有若干电池包。优选的，所述电池包为3个，分别为电池包1、电池包2和电池包3，所述电池包1、电池包2和电池包3之间独立设置。
所述D组合开关，适用于切换工作电池的机械或者电子开关，分若干档位，用于切换至任意档位将电气连接公共端与当前档位接线端，并断开其他档位接线端与公共端的连接。
所述电池包1、电池包2和电池包3可以运用于多种设备。
所述D组合开关上设置有用于显示电池包电量信息指示信号的电量显示装置和用于各电池包之间相互切换的档位开关；所述档位开关设置为若干档位，在本实施例中优选为4个档位，分别为电池包1档位、电池包2档位、电池包3档位和OFF档位，OFF档位为关闭档位。
所述档位的数量随着电池包数量的变化而变化。
所述每个电池包中均包含有一个电池、一个动力开关和一个电池管理***，所述每一个电池管理***接收组合开关的输出信号，并与电量信息指示信号相结合，从而控制相应的动力开关是否闭合以提供电力输出。
一个电池、一个动力开关和一个电池管理***三个部件组成一个电池包，它们可以被包装成一个独立的结构，同时也可以由若干个模块通过电气连接成为一个组合***，若干个电池包组成一个电气***。
电池包1中，包含为电池A1、动力开关B1和电池管理***C1；
电池包2中，包含为电池A2、动力开关B2和电池管理***C2；
电池包3中，包含为电池A3、动力开关B3和电池管理***C3。
所述电池A1、电池A2和电池A3可以是铅酸电池、锂电池、镍氢电池等各种电池，在结构上不进行局限。
所述动力开关，可以是继电器、接触器等电子开关。
所述电池管理***，管理一个电池单元。电池管理***必须具备功能接受D组合开关的切换信号，且根据切换信号和电池自身状态控制相应的动力开关开通和关闭。
优选的，所述可更换电池的电气***还包含有E安全开关，所述D组合开关与E安全开关连接形成一个回路，且通过回路中的组合开关输出电池管理***低压电平信号。
所述电池包中的电池管理***通过D组合开关和E安全开关连接的回路获得电池管理***低压电平信号，且电池管理***根据当前电量显示装置中的电量状态决定是否闭合动开关以提供电力输出。
所述可更换电池的电气***还包含有用于显示电池包故障状态的故障显示装置，所述故障显示装置优选为指示灯，所述指示灯具有颜色或是闪烁来显示电池包故障状态。
所述电气***还包含有箱体，所述电池包均位于箱体内。所述箱体上进一步包含有箱盖或保险装置，所述箱盖或保险装置与所述安全开关控制连接。当箱盖打开或保险装置解除时安全开关断开，而箱盖关闭或者保险装置设置时闭合。
在另一种控制逻辑中，也可以当箱盖打开或保险装置解除时安全开关闭合，而箱盖关闭或者保险装置设置时断开。
在附图1中，所述E安全开关为当箱盖打开或保险装置解除时安全开关断开，而箱盖关闭或者保险装置设置时闭合。
操作时，安装入电池包1、电池包2和电池包3，并盖上箱盖或者保险装置，则E安全开关将随箱盖或者保险装置闭合。
将整机开关打开，电池包1、电池包2和电池包3的电池管理***将通过外部或者内部电源工作。所述内部电源为电池A1、电池A2和电池A3，所述外部电源为位于外部且能提供电量的其他电源。
此时D组合开关上电池包1、电池包2、电池包3的背景指示信号或者相关指示面板等显示装置将显示相应电池包的电量信息。
若某电池指示信号为空，则表示所对应电池没有安装。
将D组合开关档位从OFF切换至电池包3，则电池包3的电池管理***C3通过D组合开关和E安全开关连接的回路获得电池管理***低压电平信号。此时电池管理***C3将根据当前的电池状态决定是否闭合B3动力开关令电池包3提供电力输出。
电池包的故障状态将通过声或光信息等故障显示装置提供给操作者，若为指示灯时，指示灯红色或者闪烁，此时D组合开关档位选择至故障电池包的电池管理***将不会闭合B动力开关提供电力输出。
所述显示装置位于D组合开关的界面上，也可以由另外单独的界面进行控制显示。
当电池包3指示电量不足信号时，操作者将D组合开关档位切换至电池包2，此时电池包3的电池管理***C3将失去D组合开关输入的电池管理***低压电平，B3动力开关将会首先断开。接着电池包2将通过D组合开关和E安全开关构成的回路获得电池管理***低压电平，此时如果电池包2的电池管理***C2判断属于无故障状态，电池包2的电池管理***C2将控制电池包2的B2动力开关闭合提供电力输出，从而实现电池包3到电池包2的切换。
如果所有电池或者其中若干电池的电量不足可以更换相应电池。
优选的，每一块电池都设计成适合人力或者简易工具搬运和拆卸的重量，且具备简易连接接口。
一般情况需要将D组合开关切换至OFF档位断开所有动力输出才能拆装更换电池。为了预防用户误操作，当用户带电更换或者拆卸电池包时，一旦打开箱盖或者机械保险装置时相关联的E安全开关将被断开，从而确保用户动手接触电池包时动力输出断开。
本发明可更换电池的电气***的有益效果是：
1、提供一种可更换电池的电气***,通过若干个独立的小电池构建的电气***替代单个大型电池，降低电池的尺寸和重量,使使用者可以通过人力,或者简易工具搬运和更换电池，提高换电效率并且能实现电池的通用性；
2、能够通过增加或者减少所安装的独立小电池的数量来对电池的总容量进行更改，从而能够最经济地匹配续航时间，根据预期的使用计划增减电池包数量，减少不必要的设备重量。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种可更换电池的电气***，其特征在于，包括：电气***和组合开关，所述电气***包含有若干电池包，且各个电池包之间独立设置，所述组合开关上设置有用于显示电池包电量信息指示信号的电量显示装置和用于各电池包之间相互切换的档位开关；所述每个电池包中均包含有电池、动力开关和电池管理***，所述电池管理***接收组合开关的输出信号，并与电量信息指示信号相结合，从而控制相应的动力开关是否闭合以提供电力输出；
所述可更换电池的电气***还包含有安全开关，所述组合开关与安全开关连接形成回路，且通过回路中的组合开关输出电池管理***低压电平信号。
2.根据权利要求1所述的可更换电池的电气***，其特征在于，所述电气***还包含有箱体，所述电池包均位于箱体内。
3.根据权利要求2所述的可更换电池的电气***，其特征在于，所述箱体上进一步包含有箱盖或保险装置，所述箱盖或保险装置与所述安全开关控制连接。
4.根据权利要求1所述的可更换电池的电气***，其特征在于，所述可更换电池的电气***还包含有用于显示电池包故障状态的故障显示装置。
5.根据权利要求4所述的可更换电池的电气***，其特征在于，所述故障显示装置为指示灯。
6.根据权利要求1所述的可更换电池的电气***，其特征在于，所述电池包为铅酸电池包、锂电池包或镍氢电池包。
7.根据权利要求1所述的可更换电池的电气***，其特征在于，所述动力开关为电子开关。
8.根据权利要求7所述的可更换电池的电气***，其特征在于，所述电子开关为继电器或接触器。
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