CN203014425U - 一种蓄电池组件及其充电装置 - Google Patents

Abstract

一种蓄电池组件，包括：电池组；充电DC/DC，所述充电DC/DC与所述电池组相连，外部电源通过充电DC/DC给电池组充电；电池管理器，所述电池管理器分别与充电DC/DC和电池组相连，所述电池管理器监测电池组状态，控制所述充电DC/DC给电池组充电，且控制所述电池组放电；所述电池组、充电DC/DC以及电池管理器集成于蓄电池组件的壳体内，上述蓄电池组件自身具有监测电池组的状态，调整给电池组充电的充电模式和充电电流，从而具备智能充电的功能；在纯电动车中，蓄电池组件自身具有监测和控制充放电的功能，因此在动力电池给蓄电池组件充电时，蓄电池组件完全可以依靠自身的电池管理器和充电DC/DC进行控制。

Description

一种蓄电池组件及其充电装置

技术领域

本实用新型涉及蓄电池领域，尤其涉及一种蓄电池组件及其充电装置。

背景技术

一般的蓄电池包括电池组，但是蓄电池内部不包括充放电控制模块和对电池组的检测模块，因此当传统充电机给上述蓄电池充电时，因为传统充电机不具有实时监测蓄电池状态、实现智能充电的功能，所以蓄电池在充电过程中存在充电不足或者过充的风险，造成蓄电池的极板提早老化，另外，不能根据蓄电池的实时状态，采取不同的充电模式和充电电流。另一方面，在纯电动汽车中，车内的动力电池给一般的蓄电池充电，完全依靠整车ECU和整车的BMS来控制给蓄电池充电的方式，这样，如果任意更换上述的蓄电池，会造成蓄电池和整车ECU和整车BMS不匹配的问题，使动力电池无法给蓄电池正常充电。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的蓄电池本身不能实时监测蓄电池状态，不能智能充电的问题，提供一种能够实时监测蓄电池状态，实现智能充电的蓄电池组件及其充电装置。  

本实用新型的上述技术问题通过以下技术方案得以实现:一种蓄电池组件，包括：电池组；充电DC/DC，所述充电DC/DC与所述电池组相连，外部电源通过充电DC/DC给电池组充电；电池管理器，所述电池管理器分别与充电DC/DC和电池组相连，所述电池管理器监测电池组状态，控制所述充电DC/DC给电池组充电，且控制所述电池组放电；所述电池组、充电DC/DC以及电池管理器集成于蓄电池组件的壳体内。

进一步地，所述充电DC/DC包括DC继电器，所述电池管理器用于触发DC继电器导通或断开，进而控制充电DC/DC给电池组输出不同的充电电流。

进一步地，所述电池组的第一电极连接外部电源的正极，电池组的第二电极连接外部电源的负极；所述充电DC/DC的第一输入端连接外部电源的正极，第一输出端连接外部电源的负极，所述充电DC/DC的第二输入端与电池管理器连接，所述充电DC/DC的第二输出端与电池组连接；所述电池管理器分别连接外部电源的正极和负极；所述电池组的第一电极与外部电源的正极之间设置有防反二极管。

进一步地，所述电池组为磷酸铁锂电池。

本实用新型进一步提供了一种充电装置，包括：交流接触器、整流滤波器和功率转换器，还包括上述的蓄电池组件。

进一步地，包括：控制单元，所述控制单元与蓄电池组件的电池管理器连接，用于接收电池组的状态信息，所述控制单元与功率转换器连接，用于采集功率转换器输出的电流和电压信息，并控制功率转换器输出蓄电池组件所需的电流和电压；

进一步地，包括：正负极转换器，所述正负极转换器包括：主电路和选择电路，用于采集主电路正负极性的正负极采集模块以及设置在主电路和选择电路之间的正负极选择开关，所述选择电路包括共同连接于蓄电池组件正极的第一电路和第四电路以及共同连接于蓄电池组件负极的第二电路和第三电路，所述正负极选择开关用于同时使主电路分别与第一电路和第三电路连接，或者用于同时使主电路分别与第二电路和第四电路连接；

进一步地，所述正负极选择开关包括控制模块，所述控制模块用于接收正负极采集模块反馈的信息，并控制正负极选择开关的动作。

根据本实用新型提供的一种蓄电池组件，包括：电池组；充电DC/DC，所述充电DC/DC与所述电池组相连，外部电源通过充电DC/DC给电池组充电；电池管理器，所述电池管理器分别与充电DC/DC和电池组相连，所述电池管理器监测电池组状态，控制所述充电DC/DC给电池组充电，且控制所述电池组放电；所述电池组、充电DC/DC以及电池管理器集成于蓄电池组件的壳体内，上述蓄电池组件在原有的电池组的基础上增加了电池管理器和充电DC/DC，因此蓄电池组件自身具有监测电池组的状态，调整给电池组充电的充电模式和充电电流，从而具备智能充电的功能；在纯电动车中，蓄电池组件自身具有监测和控制充放电的功能，因此在动力电池给蓄电池组件充电时，蓄电池组件完全可以依靠自身的电池管理器和充电DC/DC进行控制，避免了因为更换蓄电池组件而造成蓄电池组件与整车ECU和整车BMS不匹配，使动力电池无法给蓄电池组件正常充电的问题。

另外，根据本实用新型提供的一种充电装置，包括：交流接触器、整流滤波器和功率转换器，还包括上述的蓄电池组件，所述充电装置在充电过程中，可以实时监测电池组的状态，并且根据上述状态调整充电模式和充电电流，实现智能充电。

附图说明

图1是本实用新型一种实施例中蓄电池组件内部电连接图。

图2是本实用新型一种实施例中充电装置电连接图。

图3是本实用新型一种实施例中正负极转换器内部电路图。

具体实施方式

为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明，应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、 “左”、“右”、“竖直”、“水平”、“前”、“后”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

如图1所示的本实用新型一种实施例中蓄电池组件内部电连接图，所述蓄电池组件包括一个正极301和一个负极302，所述正极301用于与外部电源200的正极201连接，所述负极302用于与外部电源200的负极202连接。所述蓄电池组件100包括电池组101、充电DC/DC102以及电池管理器103。所述电池组101为磷酸铁锂电池，由4节电池单体串接组成，电池组101在满电状态下电压为13.6V至14.4V之间。

所述充电DC/DC102与所述电池组101相连，外部电源200通过充电DC/DC102给电池组101充电，充电DC/DC102受电池管理器103控制，调整对电池组101的充电模式以及改变对电池组101的充电电流。作为优选，所述充电DC/DC102包括DC继电器104，所述电池管理器103用于触发DC继电器104导通或断开，进而控制充电DC/DC102给电池组101输出不同的充电电流，进一步地，电池管理器103控制DC继电器104导通时间和断开时间的比例关系，改变充电DC/DC102输出电流的占空比，从而改变充电电流的大小。

所述电池管理器103分别与充电DC/DC102和电池组101相连，所述电池管理器103监测电池组101状态，控制所述DC/DC102给电池组101充电，且控制所述电池组101放电。进一步地，电池管理器103通过CAN线113与充电DC/DC102相连，同时还通过采样线112与电池组101相连，以对电池组101进行电池温度采样、电压采样、电流采样以及电量检测等。电池管理器103根据电池组101温度、电量等状态信息的不同，控制充电DC/DC102向电池组101以不同模式输出不同的充电电流，可选地，电池管理器103控制充电DC/DC102以涓流、恒流和恒压的方式向电池组101输出不同的充电电流。

所述电池组101、充电DC/DC102以及电池管理器103集成于蓄电池组件的壳体300内。因此蓄电池组件100自身具有监测电池组101的状态，调整给电池组101充电的充电模式和充电电流，从而具备智能充电的功能；在纯电动车中，蓄电池组件100自身具有监测和控制充放电的功能，因此在动力电池给蓄电池组件100充电时，蓄电池组件100完全可以依靠自身的电池管理器103和充电DC/DC102进行控制，避免了因为更换蓄电池组件100而造成蓄电池组件100与整车ECU和整车BMS不匹配，使动力电池无法给蓄电池组件正常充电的问题。

在本实用新型的一个实施例中，所述电池组101的第一电极105连接外部电源的正极201，电池组101的第二电极106连接外部电源的负极202；所述充电DC/DC102的第一输入端107连接外部电源的正极201，第一输出端108连接外部电源的负极202，所述充电DC/DC102的第二输入端109与电池管理器103连接，所述充电DC/DC102的第二输出端110与电池组101连接。蓄电池组件100形成如下充电回路：电流从外部电源正极201发出，经过蓄电池组件的正极301，通过充电DC/DC的第一输入端107进入充电DC/DC102，然后电流经过充电DC/DC的第二输出端110进入电池组101，从电池组的第二电极106经过，最终导入外部电源的负极202，从而形成完整的充电回路；蓄电池组件100形成如下放电回路：电流从电池组的第一电极105输出，经过蓄电池组件的正极301，输入用电器件，最终导入电池组的第二电极106，从而形成完整的放电回路。作为优选，所述电池组的第一电极105与外部电源的正极201之间设置有防反二极管111，电流在电池组的第一电极105与外部电源的正极201之间实现单向导通，从而使上述的充电回路和放电回路相对独立，互不干扰。

所述电池管理器分别连接外部电源的正极201和负极202。

如图2所示的本实用新型一种实施例中充电装置电连接图，一种充电装置，包括：交流接触器400、整流滤波器500和功率转换器600，以及上述的蓄电池组件100。所述充电装置在充电过程中，可以实时监测电池组的状态，并且根据上述状态调整充电模式和充电电流，实现智能充电。所述交流接触器400直接连接外部电源200，用于控制外部电源200的通断；所述整流滤波器500一端连接交流接触器400，一端连接功率转换器600，用于把外部电源200输出的交流电转换成直流电；所述功率转换器600，用于将直流电转换成蓄电池组件100所需的电流和电压。

所述充电装置，进一步包括：控制单元800，所述控制单元800与蓄电池组件100的电池管理器103连接，用于接收电池组的状态信息，所述控制单元800与功率转换器600连接，用于采集功率转换器600输出的电流和电压信息，并控制功率转换器600输出蓄电池组件100所需的电流和电压。可选地，所述控制单元800通过CAN线与电池管理器103连接，同时通过采样线采集功率转换器600输出的电流和电压信息，从而有效控制功率转换器600输出蓄电池组件100所需的电流和电压。

所述充电装置，进一步包括：辅助电源900和人机交换设备1000，所述辅助电源900给控制单元800和人机交换设备1000供电；所述人机交换设备1000可显示蓄电池组件100的当前电量、电压、充电电流、充电模式、剩余充电时间等信息。

为了防止充电时正负极连接错误，解决蓄电池组件反充的问题，如图3所示的本实用新型一种实施例中正负极转换器内部电路图，所述充电装置，进一步包括：正负极转换器700，所述正负极转换器700包括：主电路703和选择电路704，用于采集主电路703正负极性的正负极采集模块701以及设置在主电路703和选择电路704之间的正负极选择开关705，所述选择电路704包括共同连接于蓄电池组件正极301的第一电路706和第四电路709以及共同连接于蓄电池组件负极302的第二电路707和第三电路708，所述正负极选择开关705用于同时使主电路703分别与第一电路706和第三电路708连接，或者用于同时使主电路703分别与第二电路707和第四电路709连接。

所述正负极选择开关705包括控制模块702，所述控制模块702用于接收正负极采集模块701反馈的信息，并控制正负极选择开关705的动作。

在一个实施例中，正负极采集模块701通过采样线连接主电路703上的A电和B点，一般情况下，正负极选择开关705同时使主电路703分别与第一电路706和第三电路708连接，此时如果A点的电压高于B点的电压，正负极采集模块701给控制模块702反馈高电平，控制模块702控制正负极选择开关705保持同时使主电路703分别与第一电路706和第三电路708连接状态；此时如果A点的电压低于B点的电压，正负极采集模块701给控制模块702反馈低电平，控制模块702控制正负极选择开关动作705，同时使主电路703分别与第二电路707和第四电路709连接。这样，通过控制正负极选择开关705的状态实现了充电装置正负极性的变换。

以上所述仅为本实用新型较佳的实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种蓄电池组件，其特征在于，包括：

电池组(101)；

充电DC/DC(102)，所述充电DC/DC(102)与所述电池组(101)相连，外部电源(200)通过充电DC/DC(102)给电池组(101)充电；

电池管理器(103)，所述电池管理器(103)分别与充电DC/DC(102)和电池组(101)相连，所述电池管理器(103)监测电池组(101)状态，控制所述充电DC/DC(102)给电池组(101)充电，且控制所述电池组(101)放电；

所述电池组(101)、充电DC/DC(102)以及电池管理器(103)集成于蓄电池组件的壳体(300)内。

2.如权利要求1所述的蓄电池组件，其特征在于，所述充电DC/DC(102)包括DC继电器(104)，所述电池管理器(103)用于触发DC继电器(104)导通或断开，进而控制充电DC/DC(102)给电池组(101)输出不同的充电电流。

3.如权利要求1所述的蓄电池组件，其特征在于，

所述电池组(101)的第一电极(105)连接外部电源的正极(201)，电池组(101)的第二电极(106)连接外部电源的负极(202)；

所述充电DC/DC(102)的第一输入端(107)连接外部电源的正极(201)，第一输出端(108)连接外部电源的负极(202)，第二输入端(109)与电池管理器(103)连接，第二输出端(110)与电池组(101)连接；

所述电池管理器(103)分别连接外部电源的正极(201)和负极(202)；

所述电池组的第一电极(105)与外部电源的正极(201)之间设置有防反二极管(111)。

4.如权利要求1所述的蓄电池组件，其特征在于，所述电池组(101)为磷酸铁锂电池。

5.一种充电装置，包括：交流接触器(400)、整流滤波器(500)和功率转换器(600)，其特征在于，还包括如权利要求1-4中任意一项所述的蓄电池组件(100)。

6.如权利要求5所述的充电装置，其特征在于，进一步包括：控制单元(800)，所述控制单元(800)与蓄电池组件的电池管理器(103)连接，用于接收电池组(101)的状态信息，所述控制单元(800)与功率转换器(600)连接，用于采集功率转换器(600)输出的电流和电压信息，并控制功率转换器(600)输出蓄电池组件(100)所需的电流和电压。

7.如权利要求6所述的充电装置，其特征在于，进一步包括：正负极转换器(700)，所述正负极转换器(700)包括：主电路(703)和选择电路(704)，用于采集主电路(703)正负极性的正负极采集模块(701)以及设置在主电路(703)和选择电路(704)之间的正负极选择开关(705)，所述选择电路(704)包括共同连接于蓄电池组件正极(301)的第一电路(706)和第四电路(709)以及共同连接于蓄电池组件负极(302)的第二电路(707)和第三电路(708)，所述正负极选择开关(705)用于同时使主电路(703)分别与第一电路(706)和第三电路(708)连接，或者用于同时使主电路(703)分别与第二电路(707)和第四电路(709)连接。

8.如权利要求7所述的充电装置，其特征在于，所述正负极选择开关包括控制模块(702)，所述控制模块(702)用于接收正负极采集模块(701)反馈的信息，并控制正负极选择开关(705)的动作。

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