CN219875163U - 电池电路及汽车 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种电池电路及汽车。电池电路包括第一电池组、第二电池组和控制开关。控制开关包括第一控制开关、第二控制开关和第三控制开关，第一控制开关连接于第一电池组的负极和第二电池组的负极之间，第二控制开关连接于第一电池组的正极和第二电池组的正极之间，第三控制开关连接于第一电池组的正极和第二电池组的负极之间。其中，第三控制开关和第一控制开关互锁，且第三控制开关和第二控制开关互锁。本申请提供的电池电路通过控制开关之间互锁，可以防止在部分控制开关误动作的情况下形成短路回路，避免或降低发生电池短路的情况，以保护电池电路，增强电池电路的安全性，且电路安全可靠，成本较低。

Description

电池电路及汽车

技术领域

本申请涉及电池技术领域，尤其涉及一种电池电路及汽车。

背景技术

随着电动汽车的发展和普及，为了满足动力电池更高的续航和更快的充电速度，很多厂商开始推出800V电压平台的电动汽车；当前通用的充电桩为400V电压平台，动力电池电压的切换需要通过400V/800V切换***实现。

然而目前动力电池电压的切换***需要通过数个继电器的断开和闭合组成多个电池组并联或者串联的切换***，以实现400V和800V电压切换。但是，在继电器切换的过程中，继电器的非预期断开和闭合会导致电池短路。

实用新型内容

本申请提供一种电池电路及汽车，可以保护电池电路。

本申请的一个方面提供一种电池电路，包括：

第一电池组和第二电池组；

控制开关，包括第一控制开关，第二控制开关和第三控制开关，所述第一控制开关连接于所述第一电池组的负极和所述第二电池组的负极之间，所述第二控制开关连接于所述第一电池组的正极和所述第二电池组的正极之间，所述第三控制开关连接于所述第一电池组的正极和所述第二电池组的负极之间；其中，

所述第三控制开关和所述第一控制开关互锁，且所述第三控制开关和所述第二控制开关互锁；所述第三控制开关闭合时，所述第一控制开关和所述第二控制开关均断开；所述第一控制开关和所述第二控制开关均闭合时，所述第三控制开关断开。

本申请提供的电池电路包括第一控制开关、第二控制开关和第三控制开关，所述第三控制开关和所述第一控制开关互锁，且所述第三控制开关和所述第二控制开关互锁，如此可以防止在部分控制开关误动作的情况下形成短路回路，避免或降低发生电池短路的情况，以保护电池电路，增强电池电路的安全性，且电路安全可靠，成本较低。

进一步地，所述第一控制开关的常闭辅助触点、所述第二控制开关的常闭辅助触点和所述第三控制开关的线圈连接，且所述第一控制开关的线圈和所述第二控制开关的线圈分别和所述第三控制开关的常闭辅助触点连接；所述第三控制开关的线圈通电时，所述第三控制开关闭合，所述第三控制开关的常闭辅助触点打开，所述第一控制开关的线圈和所述第二控制开关的线圈均断电，所述第一控制开关和所述第二控制开关均断开；所述第一控制开关和所述第二控制开关的线圈均通电时，所述第一控制开关和所述第二控制开关均闭合，所述第一控制开关和所述第二控制开关的常闭辅助触点均打开，所述第三控制开关的线圈断电，所述第三控制开关断开。

进一步地，还包括控制器，所述第一控制开关的线圈、所述第二控制开关的线圈和所述第三控制开关的线圈均与所述控制器连接，所述控制器用于控制所述第一控制开关的线圈、所述第二控制开关的线圈和所述第三控制开关的线圈的通断。

进一步地，还包括正极端和负极端，所述正极端与所述第一电池组的正极和所述第二电池组的正极连接，所述负极端与所述第一电池组的负极和所述第二电池组的负极连接，所述正极端包括充电正极端和放电正极端，所述负极端包括充电负极端和放电负极端。

进一步地，所述控制开关还包括第四控制开关和第五控制开关，所述放电负极端通过所述第四控制开关与所述第一电池组的负极连接，所述放电正极端通过所述第五控制开关与所述第二电池组的正极连接；其中，

在所述第一控制开关和所述第二控制开关均断开，且所述第三控制开关、所述第四控制开关和所述第五控制开关均闭合时，所述第一电池组和所述第二电池组串联连接；在所述第一控制开关、所述第二控制开关、所述第四控制开关和所述第五控制开关均闭合，所述第三控制开关断开时，所述第一电池组和所述第二电池组并联连接。通过控制开关可以实现第一电池组和第二电池组串联和并联的切换。

进一步地，还包括第一预充电路和第二预充电路，所述第一预充电路连接于所述第一电池组的正极端与所述充电正极端之间；所述第二预充电路连接于所述第二电池组的正极与所述放电正极端之间。可以避免控制开关和其他元器件损坏。

进一步地，所述第一预充电路包括串联连接的第一预充电阻和第一预充开关；所述第二预充电路包括串联连接的第二预充电阻和第二预充开关。第一预充电阻保证第一预充开关闭合时第一电池组不短路，第二预充电阻保证第二预充开关闭合时第二电池组不短路，保证预充电容过程中的安全性。

进一步地，还包括第一熔断器和第二熔断器，所述第一熔断器连接于所述第一电池组的负极和所述第四控制开关之间，所述第二熔断器连接于所述第二电池组的正极和所述第五控制开关之间。

进一步地，还包括第一电流检测装置和第二电流检测装置，所述第一电流检测装置连接于所述第一电池组的正极与所述第二控制开关之间，所述第二电流检测装置连接于所述第二电池组的负极和所述第一控制开关之间。如此可以检测电池电路的电流，便于根据电流控制控制开关的断开和闭合。

本申请的另一个方面提供一种汽车，包括上述任一项所述的电池电路。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。

图1所示为本申请电池电路一实施例的电路示意图；

图2所示为图1所示的电池电路的控制开关互锁一实施例的电路示意图；

图3所示为图1所示的电池电路的第一电池组与第二电池组串联连接的电路示意图；

图4所示为图1所示的电池电路的第一电池组与第二电池组并联连接的电路示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。除非另作定义，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“多个”或者“若干”表示至少两个。除非另行指出，“前部”、“后部”、“下部”和/或“上部”等类似词语只是为了便于说明，而并非限于一个位置或者一种空间定向。“包括”或者“包含”等类似词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而且可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。

在本申请说明书和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

本申请实施例的电池电路包括第一电池组、第二电池组和控制开关。控制开关包括第一控制开关、第二控制开关和第三控制开关，第一控制开关连接于第一电池组的负极和第二电池组的负极之间，第二控制开关连接于第一电池组的正极和第二电池组的正极之间，第三控制开关连接于第一电池组的正极和第二电池组的负极之间。其中，第三控制开关和第一控制开关互锁，且第三控制开关和第二控制开关互锁；所述第三控制开关闭合时，所述第一控制开关和所述第二控制开关均断开；所述第一控制开关和所述第二控制开关均闭合时，所述第三控制开关断开。

本申请提供的电池电路包括第一控制开关、第二控制开关和第三控制开关，所述第三控制开关和所述第一控制开关互锁，且所述第三控制开关和所述第二控制开关互锁，通过控制开关之间互锁，可以防止在部分控制开关误动作的情况下形成短路回路，避免或降低电池短路，保护电池电路，增强电池电路的安全性，且电路安全可靠，成本较低。

本申请实施例的汽车包括电池电路。

下面结合附图，对本申请的电池电路及汽车进行详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施方式中的特征可以相互组合。

图1所示为本申请电池电路10一实施例的电路示意图。本申请实施例的电池电路10应用于汽车，主要应用于新能源汽车，包括纯电动汽车、混合动力汽车、插电式混合动力汽车及其他以车载动力电池作为主要动力源或动力源之一的汽车。在一些实施例中，电池电路10包括若干电池组和若干控制开关，通过若干控制开关的断开和闭合组成若干电池并联或者串联的电池电路10，以实现电压切换。

参考图1，本申请实施例的电池电路10包括第一电池组110、第二电池组120和控制开关。具体地，第一控制开关K1、第二控制开关K2和第三控制开关K3。第一控制开关K1连接于第一电池组110的负极和第二电池组120的负极之间，第二控制开关K2连接于第一电池组110的正极和第二电池组120的正极之间，第三控制开关K3连接于第一电池组110的正极和第二电池组120的负极之间。其中，第三控制开关K3和第一控制开关K1互锁，且第三控制开关K3和第二控制开关K2互锁。当第三控制开关K3闭合时，第一控制开关K1和第二控制开关K2均断开；当第一控制开关K1和第二控制开关K2均闭合时，第三控制开关K3断开。本申请实施例的电池电路10通过控制开关之间互锁，可以防止在部分控制开关误动作的情况下形成短路回路，避免或降低电池短路，保护电池电路10，增强电池电路10的安全性，且电路安全可靠，成本较低。

可以理解的，本申请实施例的电池电路10包括但不限于第一电池组110和第二电池组120，电池组的数量可以为两个，也可以为两个以上，本申请不作限制。第一电池组110和第二电池组120为汽车的用电设备供电。在一些实施例中，各电池组包括若干串联或并联的电池单元。在一些实施例中，第一电池组110和第二电池组120的额定电压均为400V。

图2所示为图1所示的电池电路10的控制开关互锁一实施例的电路示意图。在本实施例中，第一控制开关K1、第二控制开关K2和第三控制开关K3之间电气互锁。具体地，如图2所示，第一控制开关K1的常闭辅助触点、第二控制开关K2的常闭辅助触点和第三控制开关K3的线圈连接，且第一控制开关K1的线圈和第二控制开关K2的线圈分别和第三控制开关K3的常闭辅助触点连接。当第三控制开关K3的线圈通电时，第三控制开关K3闭合，第三控制开关K3的常闭辅助触点打开，第一控制开关K1的线圈和第二控制开关K2的线圈均断电，第一控制开关K1和第二控制开关K2均断开。当第一控制开关K1和第二控制开关K2的线圈均通电时，第一控制开关K1和第二控制开关K2均闭合，第一控制开关K1和第二控制开关K2的常闭辅助触点均打开，第三控制开关K3的线圈断电，第三控制开关K3断开。如此可以使第一控制开关K1和第二控制开关K2的状态一致，且第三控制开关K3的状态与第一控制开关K1及第二控制开关K2的状态相反，一定程度上避免或降低发生电池短路的情况，保护电池电路10。在一些实施例中，第一控制开关K1和/或第二控制开关K2和/或第三控制开关K3包括继电器。在另一些实施例中，第一控制开关K1和/或第二控制开关K2和/或第三控制开关K3包括接触器或其他可以实现电路接通或断开的元器件。

在一些实施例中，电池电路10包括控制器。具体地，第一控制开关K1的线圈、第二控制开关K2的线圈和第三控制开关K3的线圈均与控制器连接，控制器通过控制第一控制开关K1的线圈、第二控制开关K2的线圈和第三控制开关K3的线圈的通电或断电以实现第一电池组110和第二电池组120串联和并联的切换。在一些实施例中，控制器包括BMS(BatteryManagement System，电池管理***)，BMS分别与第一控制开关K1的线圈、第二控制开关K2的线圈和第三控制开关K3的线圈连接。BMS可以智能化管理及维护电池，防止电池出现过充电和过放电的情况，延长电池的使用寿命，监控电池的状态。

电池电路10包括正极端210和负极端220，正极端210与第一电池组110的正极和第二电池组120的正极连接，负极端220与第一电池组110的负极和第二电池组120的负极连接。在一些实施例中，正极端210包括充电正极端和放电正极端，负极端220包括充电负极端和放电负极端。在一些实施例中，充电正极端为快充正极端，充电负极端为快充负极端。需要说明的，快充由直流充电桩输出直流给电池充电，提高充电效率。

在一些实施例中，控制开关还包括第四控制开关K4和第五控制开关K5。放电负极端通过第四控制开关K4与第一电池组110的负极连接，放电正极端通过第五控制开关K5与第二电池组120的正极连接。在一些实施例中，第四控制开关K4和/或第五控制开关K5包括继电器。在另一些实施例中，第四控制开关K4和/或第五控制开关K5包括接触器或其他可以实现电路接通或断开的元器件。

在一些实施例中，第四控制开关K4和第五控制开关K5均与控制器连接，控制器通过控制第一控制开关K1、第二控制开关K2、第三控制开关K3、第四控制开关K4和第五控制开关K5的断开或闭合，以实现第一电池组110和第二电池组120串联和并联的切换。

在一些实施例中，电池电路10包括第一预充电路310和第二预充电路320。具体地，第一预充电路310连接于第一电池组110的正极端与充电正极端之间。第二预充电路320连接于第二电池组120的正极与放电正极端之间。相关技术中，在汽车启动之前需要对并联于电池两端的电容进行预充，避免主正、主负继电器因过流过热粘连损坏，并保护电容。当电容并联在电池两端时，在并联电路接通的瞬间电容两端的电压不会突变，而电流发生突变，导致瞬间短路，产生瞬间大电流，从而损坏控制开关和其他元器件。本申请实施例设置第一预充电路310和第二预充电路320的技术方案可以避免控制开关和其他元器件损坏。在一些实施例中，第一预充电路310包括串联连接的第一预充电阻R1和第一预充开关K6。第二预充电路320包括串联连接的第二预充电阻R2和第二预充开关K7。第一预充电阻R1保证第一预充开关K6闭合时第一电池组110不短路，第二预充电阻R2保证第二预充开关K7闭合时第二电池组120不短路，保证预充电容过程中的安全性。在一些实施例中，第一预充开关K6和/或第二预充开关K7包括继电器。在另一些实施例中，第一预充开关K6和/或第二预充开关K7包括其他可以实现电路接通或断开的元器件。

继续参考图1，在一些实施例中，电池电路10包括第一熔断器FU1和第二熔断器FU2。具体地，第一熔断器FU1连接于第一电池组110的负极和第四控制开关K4之间，第二熔断器FU2连接于第二电池组120的正极和第五控制开关K5之间。当形成第一电池组110的短路回路和/或第二电池组120的短路回路时，回路中的电流较大，第一熔断器FU1和/或第二熔断器FU2熔断，断开回路，以保护用电设备和电池电路10。

在一些实施例中，电池电路10包括第一电流检测装置410和第二电流检测装置420，具体地，第一电流检测装置410连接于第一电池组110的正极与第二控制开关K2之间，第二电流检测装置420连接于第二电池组120的负极和第一控制开关K1之间。在一些实施例中，第一电流检测装置410和/或第二电流检测装置420包括CSU(Current Sensor Unit，电流传感器单元)，以检测电池电路10的电流。进一步地，CSU与控制器连接，控制器将电池电路10的电流信号传输至BMS，控制控制开关的状态。在另一些实施例中，第一电流检测装置410和/或第二电流检测装置420包括CVS(Current Voltage Sensor，电流电压传感器)。

图3所示为图1所示的电池电路10的第一电池组110与第二电池组120串联连接的电路示意图。如图4所示，在第三控制开关K3闭合，且第一控制开关K1和第二控制开关K2断开时，第一电池组110与第二电池组120串联连接。在第一电池组110与第二电池组120串联连接时，由于第三控制开关K3和第一控制开关K1互锁，且第三控制开关K3和第二控制开关K2互锁，如此在第三控制开关K3闭合的情况下，第一控制开关K1的线圈和第二控制开关K2的线圈无法得电，第一控制开关K1和第二控制开关K2无法闭合，无法形成短路回路，第一电池组110和第二电池组120不会发生短路。

图4所示为图1所示的电池电路10的第一电池组110与第二电池组120并联连接的电路示意图。如图4所示，在第三控制开关K3断开，且第一控制开关K1和第二控制开关K2均闭合时，第一电池组110与第二电池组120并联连接。在第一电池组110与第二电池组120并联连接时，由于第三控制开关K3和第一控制开关K1互锁，且第三控制开关K3和第二控制开关K2互锁，如此在第一控制开关K1和第二控制开关K2均闭合的情况下，第三控制开关K3的线圈无法得电，第三控制开关K3无法闭合，无法形成短路回路，第一电池组110和第二电池组120不会发生短路。

在一些实施例中，如图3所示，当电池电路10与外部800V高压充电桩连接时，控制器控制第一控制开关K1和第二控制开关K2均断开，并控制第三控制开关K3、第四控制开关K4和第五控制开关K5均闭合，第一电池组110和第二电池组120串联连接，电池电路10的总电压相当于第一电池组110和第二电池组120的电压之和800V。此时，电压和外部充电桩的电压匹配，可以满足汽车的充电需求。如图4所示，当电池电路10与外部400V低压充电桩连接时，控制器控制第一控制开关K1、第二控制开关K2、第四控制开关K4和第五控制开关K5均闭合，并控制第三控制开关K3断开，第一电池组110和第二电池组120并联连接，电池电路10的总电压相当于第一电池组110或第二电池组120的电压400V。此时，电压和外部充电桩的电压匹配，可以满足汽车的充电需求。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种电池电路，其特征在于，包括：

第一电池组和第二电池组；

控制开关，包括第一控制开关、第二控制开关和第三控制开关，所述第一控制开关连接于所述第一电池组的负极和所述第二电池组的负极之间，所述第二控制开关连接于所述第一电池组的正极和所述第二电池组的正极之间，所述第三控制开关连接于所述第一电池组的正极和所述第二电池组的负极之间；其中，

所述第三控制开关和所述第一控制开关互锁，且所述第三控制开关和所述第二控制开关互锁；所述第三控制开关闭合时，所述第一控制开关和所述第二控制开关均断开；所述第一控制开关和所述第二控制开关均闭合时，所述第三控制开关断开。

2.根据权利要求1所述的电池电路，其特征在于，所述第一控制开关的常闭辅助触点、所述第二控制开关的常闭辅助触点和所述第三控制开关的线圈连接，且所述第一控制开关的线圈和所述第二控制开关的线圈分别和所述第三控制开关的常闭辅助触点连接；所述第三控制开关的线圈通电时，所述第三控制开关闭合，所述第三控制开关的常闭辅助触点打开，所述第一控制开关的线圈和所述第二控制开关的线圈均断电，所述第一控制开关和所述第二控制开关均断开；所述第一控制开关和所述第二控制开关的线圈均通电时，所述第一控制开关和所述第二控制开关均闭合，所述第一控制开关和所述第二控制开关的常闭辅助触点均打开，所述第三控制开关的线圈断电，所述第三控制开关断开。

3.根据权利要求2所述的电池电路，其特征在于，还包括控制器，所述第一控制开关的线圈、所述第二控制开关的线圈和所述第三控制开关的线圈均与所述控制器连接，所述控制器用于控制所述第一控制开关的线圈、所述第二控制开关的线圈和所述第三控制开关的线圈的通断。

4.根据权利要求1所述的电池电路，其特征在于，还包括正极端和负极端，所述正极端与所述第一电池组的正极和所述第二电池组的正极连接，所述负极端与所述第一电池组的负极和所述第二电池组的负极连接，所述正极端包括充电正极端和放电正极端，所述负极端包括充电负极端和放电负极端。

5.根据权利要求4所述的电池电路，其特征在于，所述控制开关还包括第四控制开关和第五控制开关，所述放电负极端通过所述第四控制开关与所述第一电池组的负极连接，所述放电正极端通过所述第五控制开关与所述第二电池组的正极连接；其中，

在所述第一控制开关和所述第二控制开关均断开，且所述第三控制开关、所述第四控制开关和所述第五控制开关均闭合时，所述第一电池组和所述第二电池组串联连接；在所述第一控制开关、所述第二控制开关、所述第四控制开关和所述第五控制开关均闭合，所述第三控制开关断开时，所述第一电池组和所述第二电池组并联连接。

6.根据权利要求4所述的电池电路，其特征在于，还包括第一预充电路和第二预充电路，所述第一预充电路连接于所述第一电池组的正极端与所述充电正极端之间；所述第二预充电路连接于所述第二电池组的正极与所述放电正极端之间。

7.根据权利要求6所述的电池电路，其特征在于，所述第一预充电路包括串联连接的第一预充电阻和第一预充开关；所述第二预充电路包括串联连接的第二预充电阻和第二预充开关。

8.根据权利要求5所述的电池电路，其特征在于，还包括第一熔断器和第二熔断器，所述第一熔断器连接于所述第一电池组的负极和所述第四控制开关之间，所述第二熔断器连接于所述第二电池组的正极和所述第五控制开关之间。

9.根据权利要求1所述的电池电路，其特征在于，还包括第一电流检测装置和第二电流检测装置，所述第一电流检测装置连接于所述第一电池组的正极与所述第二控制开关之间，所述第二电流检测装置连接于所述第二电池组的负极和所述第一控制开关之间。

10.一种汽车，其特征在于，包括如权利要求1-9中任一项所述的电池电路。