一種電池模塊自動(dòng)并聯(lián)均衡方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種電池模塊自動(dòng)并聯(lián)均衡方法，正常輸出時(shí)，正極動(dòng)觸點(diǎn)與正極輸出觸點(diǎn)接觸，負(fù)極動(dòng)觸點(diǎn)與負(fù)極輸出觸點(diǎn)接觸，各電池組群依次串聯(lián)在工作正極與工作負(fù)極之間；均衡時(shí)，正極動(dòng)觸點(diǎn)與正極均衡觸點(diǎn)接觸，負(fù)極動(dòng)觸點(diǎn)與負(fù)極均衡觸點(diǎn)接觸，各電池組群同時(shí)并聯(lián)在均衡正極與均衡負(fù)極之間；電動(dòng)均衡開(kāi)關(guān)裝置可以對(duì)電池組群進(jìn)行自動(dòng)串并聯(lián)切換，從而實(shí)現(xiàn)電池模塊的輸出或均衡選擇；各電池組群依次串聯(lián)在工作正極和工作負(fù)極之間時(shí)，電池模塊對(duì)外正常供電，工作可靠；各電池組群分別并聯(lián)在均衡正極和均衡負(fù)極之間時(shí)，使各電池組群進(jìn)入自動(dòng)均衡狀態(tài)，且電動(dòng)均衡開(kāi)關(guān)裝置動(dòng)作速度比較快，不會(huì)產(chǎn)生動(dòng)作火花，提高了各電池組群的使用壽命。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種電池模塊自動(dòng)并聯(lián)均衡方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電動(dòng)汽車(chē)電源【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種電動(dòng)汽車(chē)電池組的均衡方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著新能源電動(dòng)汽車(chē)的快速發(fā)展，替代傳統(tǒng)鉛酸蓄電池的新型能源電池(鋰電池、鎳氫電池等)，正逐步在新能源汽車(chē)或工程機(jī)械上得到應(yīng)用，但由于電池組是由若干單體電池組成，在裝車(chē)時(shí)采用串聯(lián)方式以達(dá)到汽車(chē)的應(yīng)用電壓，新型電池自身所具備的特性和生產(chǎn)過(guò)程存在的參數(shù)差異，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，會(huì)隨著電池充放電次數(shù)的增加，每個(gè)電池參數(shù)的不均衡現(xiàn)象愈加凸顯，其結(jié)果會(huì)造成電池模組的輸出容量逐漸降低，雖然目前采用了一些如電路的均衡方法，但是不夠理想，電池組的均衡是制約鋰電池在實(shí)際應(yīng)用中的一大難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種能夠使電動(dòng)汽車(chē)電池進(jìn)行自動(dòng)均衡的電池組均衡方法。
[0004]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種電池模塊自動(dòng)并聯(lián)均衡方法，用于控制電池模塊內(nèi)的各電池組群，選擇所述電池模塊通過(guò)工作正極和工作負(fù)極輸出或通過(guò)均衡正極和均衡負(fù)極均衡，各所述電池組群分別設(shè)有電池組群正極和電池組群負(fù)極，所述電池組群連接有電動(dòng)均衡開(kāi)關(guān)裝置，所述電動(dòng)均衡開(kāi)關(guān)裝置內(nèi)設(shè)有分別與各所述電池組群對(duì)應(yīng)的均衡開(kāi)關(guān)觸頭組，所述均衡開(kāi)關(guān)觸頭組包括成對(duì)設(shè)置的正極動(dòng)觸點(diǎn)和負(fù)極動(dòng)觸點(diǎn)、成對(duì)設(shè)置的正極輸出觸點(diǎn)和負(fù)極輸出觸點(diǎn)、成對(duì)設(shè)置的正極均衡觸點(diǎn)和負(fù)極均衡觸點(diǎn)；
各所述電池組群正極分別電連接與之對(duì)應(yīng)的所述正極動(dòng)觸點(diǎn)，各所述電池組群負(fù)極分別電連接與之對(duì)應(yīng)的所述負(fù)極動(dòng)觸點(diǎn)，與所述正極動(dòng)觸點(diǎn)對(duì)應(yīng)布置有所述正極輸出觸點(diǎn)和所述正極均衡觸點(diǎn)，與所述負(fù)極動(dòng)觸點(diǎn)對(duì)應(yīng)布置有所述負(fù)極輸出觸點(diǎn)和所述負(fù)極均衡觸點(diǎn)；各所述電池組群對(duì)應(yīng)的所述正極輸出觸點(diǎn)和所述負(fù)極輸出觸點(diǎn)串聯(lián)連接，且首端的所述正極輸出觸點(diǎn)連接至所述工作正極，尾端的所述負(fù)極輸出觸點(diǎn)連接至所述工作負(fù)極；各所述正極均衡觸點(diǎn)分別連接至所述均衡正極，各所述負(fù)極均衡觸點(diǎn)分別連接至所述均衡負(fù)極；
正常輸出時(shí)，成對(duì)設(shè)置的所述正極動(dòng)觸點(diǎn)和負(fù)極動(dòng)觸點(diǎn)同時(shí)動(dòng)作，所述正極動(dòng)觸點(diǎn)與所述正極輸出觸點(diǎn)接觸，所述負(fù)極動(dòng)觸點(diǎn)與所述負(fù)極輸出觸點(diǎn)接觸，各所述電池組群依次串聯(lián)在所述工作正極與所述工作負(fù)極之間；
均衡時(shí)，成對(duì)設(shè)置的所述正極動(dòng)觸點(diǎn)和負(fù)極動(dòng)觸點(diǎn)同時(shí)動(dòng)作，所述正極動(dòng)觸點(diǎn)與所述正極均衡觸點(diǎn)接觸，所述負(fù)極動(dòng)觸點(diǎn)與所述負(fù)極均衡觸點(diǎn)接觸，各所述電池組群同時(shí)并聯(lián)在所述均衡正極與所述均衡負(fù)極之間。
[0005]作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述電動(dòng)均衡開(kāi)關(guān)裝置包括均衡開(kāi)關(guān)座，所述均衡開(kāi)關(guān)座上安裝有分別與各所述電池組群對(duì)應(yīng)的均衡開(kāi)關(guān)觸頭組，所述均衡開(kāi)關(guān)觸頭組包括成對(duì)設(shè)置的正極動(dòng)觸點(diǎn)和負(fù)極動(dòng)觸點(diǎn)、成對(duì)設(shè)置的正極輸出觸點(diǎn)和負(fù)極輸出觸點(diǎn)、成對(duì)設(shè)置的正極均衡觸點(diǎn)和負(fù)極均衡觸點(diǎn)；所述正極動(dòng)觸點(diǎn)通過(guò)柔性導(dǎo)體連接至電池組群正極，所述負(fù)極動(dòng)觸點(diǎn)通過(guò)柔性導(dǎo)體連接至電池組群負(fù)極；所述正極輸出觸點(diǎn)之間連接有正極串聯(lián)導(dǎo)線排，所述正極串聯(lián)導(dǎo)線排與所述工作正極連接，所述負(fù)極輸出觸點(diǎn)之間連接有負(fù)極串聯(lián)導(dǎo)線排，所述負(fù)極串聯(lián)導(dǎo)線排與所述工作負(fù)極連接；所述正極均衡觸點(diǎn)之間連接有正極并聯(lián)導(dǎo)線排，所述正極并聯(lián)導(dǎo)線排與所述均衡正極連接，所述負(fù)極均衡觸點(diǎn)之間連接有負(fù)極并聯(lián)導(dǎo)線排，所述負(fù)極并聯(lián)導(dǎo)線排與所述均衡負(fù)極連接；所述均衡開(kāi)關(guān)座上安裝有絕緣拉桿，所述絕緣拉桿上連接有與所述電池組群數(shù)量對(duì)應(yīng)的動(dòng)觸頭彈片，所述動(dòng)觸頭彈片分別連接至所述正極動(dòng)觸點(diǎn)和所述負(fù)極動(dòng)觸點(diǎn)，所述正極動(dòng)觸點(diǎn)和所述負(fù)極動(dòng)觸點(diǎn)的外端分別鉸接在所述均衡開(kāi)關(guān)座上；所述絕緣拉桿上還安裝有拉桿驅(qū)動(dòng)裝置；所述拉桿驅(qū)動(dòng)裝置連接有電池模塊狀態(tài)指示裝置。
[0006]作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述拉桿驅(qū)動(dòng)裝置包括安裝在所述絕緣拉桿端部的拉桿座，所述拉桿座外周套裝有抵靠在所述均衡開(kāi)關(guān)座上的復(fù)位彈簧；所述拉桿座對(duì)應(yīng)的所述均衡開(kāi)關(guān)座上設(shè)有花鍵孔，所述花鍵孔內(nèi)安裝有平移花鍵軸，所述平移花鍵軸的一端與所述拉桿座固定連接，所述平移花鍵軸的另一端固定設(shè)有平移凸輪，所述平移凸輪的內(nèi)端面設(shè)有凸輪螺旋臺(tái)；所述均衡開(kāi)關(guān)座上轉(zhuǎn)動(dòng)安裝有套裝在所述平移花鍵軸外的槽輪，所述槽輪的外端面設(shè)有槽輪螺旋臺(tái)，所述槽輪螺旋臺(tái)與所述凸輪螺旋臺(tái)對(duì)應(yīng)；所述均衡開(kāi)關(guān)座上轉(zhuǎn)動(dòng)安裝有與所述槽輪對(duì)應(yīng)的撥盤(pán)，所述撥盤(pán)連接有減速電機(jī)。
[0007]作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述絕緣拉桿上設(shè)有彈片插槽，所述動(dòng)觸頭彈片插接在所述彈片插槽內(nèi)。
[0008]作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述凸輪螺旋臺(tái)包括受力螺旋面和復(fù)位垂直面，槽輪螺旋臺(tái)包括施力螺旋面和限位垂直面。
[0009]作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述電池模塊狀態(tài)指示裝置包括鉸接在所述均衡開(kāi)關(guān)座上的指示桿，所述絕緣拉桿上設(shè)有指示桿撥槽，所述指示桿的下端伸入至所述指示桿撥槽內(nèi)，所述指示桿的上端向所述模塊殼體的頂部延伸，所述模塊上蓋上設(shè)有便于觀察所述指示桿位置的視窗。
[0010]作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述柔性導(dǎo)體為彈性金屬片。
[0011]由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是:電動(dòng)均衡開(kāi)關(guān)裝置可以對(duì)電池組群進(jìn)行自動(dòng)串并聯(lián)切換，從而實(shí)現(xiàn)電池模塊的輸出或均衡選擇；各電池組群依次串聯(lián)在工作正極和工作負(fù)極之間時(shí)，電池模塊對(duì)外正常供電，工作可靠；各電池組群分別并聯(lián)在均衡正極和均衡負(fù)極之間時(shí)，使各電池組群進(jìn)入自動(dòng)均衡狀態(tài)，且電動(dòng)均衡開(kāi)關(guān)裝置動(dòng)作速度比較快，不會(huì)產(chǎn)生動(dòng)作火花，大大提高了各電池組群的使用壽命，保證了電池模塊的長(zhǎng)期供電效果。
[0012]【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
以下附圖僅旨在于對(duì)本發(fā)明做示意性說(shuō)明和解釋?zhuān)⒉幌薅ū景l(fā)明的范圍。其中:
圖1是本發(fā)明實(shí)施例的電路原理圖；
圖2是本發(fā)明實(shí)施例多個(gè)電池模塊連接的電路原理圖；
圖3是本發(fā)明實(shí)施例電動(dòng)均衡開(kāi)關(guān)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4是本發(fā)明實(shí)施例電動(dòng)均衡開(kāi)關(guān)裝置的分解結(jié)構(gòu)示意圖； 圖中:1-模塊殼體；2-工作正極；3_工作負(fù)極；4_均衡正極；5_均衡負(fù)極；6_均衡開(kāi)關(guān)座-J-均衡開(kāi)關(guān)蓋；8_正極動(dòng)觸點(diǎn)；9_負(fù)極動(dòng)觸點(diǎn)；10_正極輸出觸點(diǎn)；11_負(fù)極輸出觸點(diǎn)；12-正極均衡觸點(diǎn)；13-負(fù)極均衡觸點(diǎn)；14-柔性導(dǎo)體；15-正極串聯(lián)導(dǎo)線排；16-負(fù)極串聯(lián)導(dǎo)線排；17-正極并聯(lián)導(dǎo)線排；18-負(fù)極并聯(lián)導(dǎo)線排；19-絕緣拉桿；20_彈片插槽；21_拉桿座；22_復(fù)位彈簧；23_平移花鍵軸；24_平移凸輪；25_凸輪螺旋臺(tái)；26_槽輪；27_槽輪螺旋臺(tái)；28_撥盤(pán)；29_凸輪蓋；30_減速電機(jī)；31_滾珠；32_軸承座；33_指不桿；34_指不桿撥槽；35_視窗。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。在下面的詳細(xì)描述中，只通過(guò)說(shuō)明的方式描述了本發(fā)明的某些示范性實(shí)施例。毋庸置疑，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以認(rèn)識(shí)到，在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以用各種不同的方式對(duì)所描述的實(shí)施例進(jìn)行修正。因此，附圖和描述在本質(zhì)上是說(shuō)明性的，而不是用于限制權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
[0014]如圖1所示，一種電池模塊自動(dòng)并聯(lián)均衡方法，用于控制電池模塊內(nèi)的各電池組群，選擇所述電池模塊通過(guò)工作正極2和工作負(fù)極3輸出或通過(guò)均衡正極4和均衡負(fù)極5均衡，各所述電池組群分別設(shè)有電池組群正極和電池組群負(fù)極，所述電池組群連接有電動(dòng)均衡開(kāi)關(guān)裝置，所述電動(dòng)均衡開(kāi)關(guān)裝置內(nèi)設(shè)有分別與各所述電池組群對(duì)應(yīng)的均衡開(kāi)關(guān)觸頭組，所述均衡開(kāi)關(guān)觸頭組包括成對(duì)設(shè)置的正極動(dòng)觸點(diǎn)8和負(fù)極動(dòng)觸點(diǎn)9、成對(duì)設(shè)置的正極輸出觸點(diǎn)10和負(fù)極輸出觸點(diǎn)11、成對(duì)設(shè)置的正極均衡觸點(diǎn)12和負(fù)極均衡觸點(diǎn)13。
[0015]如圖1所示，本實(shí)施例的電路連接方式為:各所述電池組群正極分別電連接與之對(duì)應(yīng)的所述正極動(dòng)觸點(diǎn)8，各所述電池組群負(fù)極分別電連接與之對(duì)應(yīng)的所述負(fù)極動(dòng)觸點(diǎn)9，與所述正極動(dòng)觸點(diǎn)8對(duì)應(yīng)布置有所述正極輸出觸點(diǎn)10和所述正極均衡觸點(diǎn)12，與所述負(fù)極動(dòng)觸點(diǎn)9對(duì)應(yīng)布置有所述負(fù)極輸出觸點(diǎn)11和所述負(fù)極均衡觸點(diǎn)13 ;各所述電池組群對(duì)應(yīng)的所述正極輸出觸點(diǎn)10和所述負(fù)極輸出觸點(diǎn)11串聯(lián)連接，且首端的所述正極輸出觸點(diǎn)10連接至所述工作正極2，尾端的所述負(fù)極輸出觸點(diǎn)11連接至所述工作負(fù)極3 ;各所述正極均衡觸點(diǎn)12分別連接至所述均衡正極4，各所述負(fù)極均衡觸點(diǎn)13分別連接至所述均衡負(fù)極5。
[0016]正常輸出時(shí)，成對(duì)設(shè)置的所述正極動(dòng)觸點(diǎn)8和負(fù)極動(dòng)觸點(diǎn)9同時(shí)動(dòng)作，所述正極動(dòng)觸點(diǎn)8與所述正極輸出觸點(diǎn)10接觸，所述負(fù)極動(dòng)觸點(diǎn)9與所述負(fù)極輸出觸點(diǎn)11接觸,各所述電池組群依次串聯(lián)在所述工作正極2與所述工作負(fù)極3之間。
[0017]均衡時(shí),成對(duì)設(shè)置的所述正極動(dòng)觸點(diǎn)8和負(fù)極動(dòng)觸點(diǎn)9同時(shí)動(dòng)作,所述正極動(dòng)觸點(diǎn)8與所述正極均衡觸點(diǎn)12接觸，所述負(fù)極動(dòng)觸點(diǎn)9與所述負(fù)極均衡觸點(diǎn)13接觸，各所述電池組群同時(shí)并聯(lián)在所述均衡正極4與所述均衡負(fù)極5之間。
[0018]本實(shí)施例可以多個(gè)電池模塊進(jìn)行工作輸出和均衡，如圖2所示。所述正極動(dòng)觸點(diǎn)8和所述負(fù)極動(dòng)觸點(diǎn)9為聯(lián)動(dòng)觸點(diǎn)，以確保電池組群在均衡時(shí)，兩者動(dòng)作的一致性。
[0019]如圖3和圖4所示，電動(dòng)開(kāi)關(guān)式電池模塊自動(dòng)均衡裝置，安裝在電池模塊的模塊殼體I內(nèi)，所述電池模塊由至少兩組電池組群組成，各電池組群有若干單體電池并聯(lián)而成，所述模塊殼體I上設(shè)有工作正極2和工作負(fù)極3、均衡正極4和均衡負(fù)極5 ;本實(shí)施例用于控制電池模塊內(nèi)的各電池組群，選擇電池模塊通過(guò)工作正極2和工作負(fù)極3輸出或通過(guò)均衡正極4和均衡負(fù)極5均衡。
[0020]本實(shí)施例包括均衡開(kāi)關(guān)座6，均衡開(kāi)關(guān)座6是本裝置的安裝主體，底端與電池組群的電池組群固定座配合裝配，所述均衡開(kāi)關(guān)座6上安裝有配合使用的均衡開(kāi)關(guān)蓋7，均衡開(kāi)關(guān)座6和均衡開(kāi)關(guān)蓋7 —起將本裝置的各個(gè)裝置零部件進(jìn)行封裝固定，以方便安裝。所述均衡開(kāi)關(guān)座6上安裝有分別與各所述電池組群對(duì)應(yīng)的均衡開(kāi)關(guān)觸頭組，所述均衡開(kāi)關(guān)觸頭組包括成對(duì)設(shè)置的正極動(dòng)觸點(diǎn)8和負(fù)極動(dòng)觸點(diǎn)9、成對(duì)設(shè)置的正極輸出觸點(diǎn)10和負(fù)極輸出觸點(diǎn)11、成對(duì)設(shè)置的正極均衡觸點(diǎn)12和負(fù)極均衡觸點(diǎn)13 ;所述正極動(dòng)觸點(diǎn)8通過(guò)柔性導(dǎo)體14連接至電池組群正極，所述負(fù)極動(dòng)觸點(diǎn)9通過(guò)柔性導(dǎo)體14連接至電池組群負(fù)極，所述柔性導(dǎo)體14為彈性金屬片，具有良好的彈性和柔韌度，以方便其穿設(shè)于電動(dòng)均衡開(kāi)關(guān)裝置內(nèi)的各個(gè)部件之間；所述正極輸出觸點(diǎn)10之間連接有正極串聯(lián)導(dǎo)線排15，所述正極串聯(lián)導(dǎo)線排15與所述工作正極2連接，所述負(fù)極輸出觸點(diǎn)11之間連接有負(fù)極串聯(lián)導(dǎo)線排16，所述負(fù)極串聯(lián)導(dǎo)線排16與所述工作負(fù)極3連接，實(shí)現(xiàn)了將電池組群的電能引出；所述正極均衡觸點(diǎn)12之間連接有正極并聯(lián)導(dǎo)線排17，所述正極并聯(lián)導(dǎo)線排17與所述均衡正極4連接，所述負(fù)極均衡觸點(diǎn)13之間連接有負(fù)極并聯(lián)導(dǎo)線排18，所述負(fù)極并聯(lián)導(dǎo)線排18與所述均衡負(fù)極5連接，以方便均衡使用；所述均衡開(kāi)關(guān)座6上安裝有絕緣拉桿19，所述絕緣拉桿19上連接有與所述電池組群數(shù)量對(duì)應(yīng)的動(dòng)觸頭彈片，所述動(dòng)觸頭彈片的兩端分別連接至所述正極動(dòng)觸點(diǎn)8和所述負(fù)極動(dòng)觸點(diǎn)9，所述正極動(dòng)觸點(diǎn)8和所述負(fù)極動(dòng)觸點(diǎn)9的外端分別鉸接在所述均衡開(kāi)關(guān)座6上；所述絕緣拉桿19上還安裝有拉桿驅(qū)動(dòng)裝置；所述電池組群和所述本裝置還分別連接至電池管理系統(tǒng)，電池管理系統(tǒng)(BMS管理系統(tǒng))為本【技術(shù)領(lǐng)域】?jī)?nèi)普通技術(shù)人員所熟知的現(xiàn)有技術(shù)內(nèi)容，在這里不再贅述。當(dāng)然，所述電動(dòng)均衡開(kāi)關(guān)裝置也可以設(shè)置為繼電器等常規(guī)控制部件。
[0021]電池組群的電源正常輸出時(shí)由電動(dòng)均衡開(kāi)關(guān)裝置將電池組群串聯(lián)，均衡時(shí)電池管理系統(tǒng)切斷電源輸出，啟動(dòng)電動(dòng)均衡開(kāi)關(guān)裝置將電池組群并聯(lián)。完成這個(gè)過(guò)程是由拉桿驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)成對(duì)設(shè)置的正極動(dòng)觸點(diǎn)8和負(fù)極動(dòng)觸點(diǎn)9的動(dòng)作轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)的。
[0022]如圖4所示，所述拉桿驅(qū)動(dòng)裝置包括安裝在所述絕緣拉桿19端部的拉桿座21，所述拉桿座21外周套裝有抵靠在所述均衡開(kāi)關(guān)座6上的復(fù)位彈簧22 ;所述拉桿座21對(duì)應(yīng)的所述均衡開(kāi)關(guān)座6上設(shè)有花鍵孔，所述花鍵孔內(nèi)安裝有平移花鍵軸23，所述平移花鍵軸23的一端通過(guò)連接螺栓與所述拉桿座21固定連接，所述平移花鍵軸23的另一端固定設(shè)有平移凸輪24，所述平移凸輪24的內(nèi)端面設(shè)有凸輪螺旋臺(tái)25 ;所述均衡開(kāi)關(guān)座6上轉(zhuǎn)動(dòng)安裝有套裝在所述平移花鍵軸23外的槽輪26，所述槽輪26的外端面設(shè)有槽輪螺旋臺(tái)27，所述槽輪螺旋臺(tái)27與所述凸輪螺旋臺(tái)25對(duì)應(yīng)，所述凸輪螺旋臺(tái)25包括受力螺旋面和復(fù)位垂直面，槽輪螺旋臺(tái)27包括施力螺旋面和限位垂直面。所述均衡開(kāi)關(guān)座6上轉(zhuǎn)動(dòng)安裝有與所述槽輪26對(duì)應(yīng)的撥盤(pán)28，所述均衡開(kāi)關(guān)座6上可拆卸安裝有凸輪蓋29，所述凸輪蓋29上連接有驅(qū)動(dòng)所述撥盤(pán)28的減速電機(jī)30，所述減速電機(jī)30通過(guò)導(dǎo)線連接至所述電池管理系統(tǒng)。
[0023]正極動(dòng)觸點(diǎn)8和負(fù)極主動(dòng)觸點(diǎn)9前端的絕緣彈片在彈片插槽20和絕緣拉桿19的拉動(dòng)下，以其尾端作為軸點(diǎn)進(jìn)行擺動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)動(dòng)觸點(diǎn)與正極輸出觸點(diǎn)10和負(fù)極輸出觸點(diǎn)11或正極均衡觸點(diǎn)12和負(fù)極均衡觸點(diǎn)13的接通與斷開(kāi)。
[0024]拉桿驅(qū)動(dòng)裝置的工作過(guò)程如下所述:
平移凸輪24通過(guò)螺釘與平移花鍵軸23連接，平移花鍵軸23與均衡開(kāi)關(guān)座6內(nèi)設(shè)有的花鍵孔配合，可以實(shí)現(xiàn)絕緣拉桿19平行移動(dòng)，但平移凸輪24不能旋轉(zhuǎn)，而套裝在平移凸輪24上的槽輪26是可以旋轉(zhuǎn)的，所述槽輪26 —側(cè)安裝有軸承座32，所述均衡開(kāi)關(guān)座6上對(duì)應(yīng)所述軸承座32設(shè)有滾珠槽，所述滾珠槽與所述軸承座32之間設(shè)有滾珠31，以降低槽輪26旋轉(zhuǎn)時(shí)的摩擦系數(shù)；所述槽輪螺旋臺(tái)27設(shè)置為三個(gè)，所述凸輪螺旋臺(tái)25也相應(yīng)的設(shè)置為三個(gè)，兩組螺旋凸面分別呈120°均布，所述槽輪26設(shè)置為馬氏槽輪，且設(shè)置為六齒槽輪，當(dāng)撥盤(pán)28旋轉(zhuǎn)一周，撥動(dòng)槽輪26旋轉(zhuǎn)60°，由于平行凸輪不能旋轉(zhuǎn)，槽輪26上的三個(gè)槽輪螺旋臺(tái)27在槽輪26旋轉(zhuǎn)時(shí)，相對(duì)與平移凸輪24的三個(gè)凸輪螺旋臺(tái)25的位置會(huì)隨著槽輪26的旋轉(zhuǎn)發(fā)生變化，即槽輪螺旋臺(tái)27和凸輪螺旋臺(tái)25的凸面依次實(shí)現(xiàn)受力螺旋面與施力螺旋面、限位垂直面與復(fù)位垂直面的旋轉(zhuǎn)位置變化，使得平移凸輪24實(shí)現(xiàn)平行移動(dòng)。具體的當(dāng)槽輪螺旋臺(tái)27的限位垂直面處于與凸輪螺旋臺(tái)25的復(fù)位垂直面位置配合時(shí)，絕緣拉桿19拉動(dòng)正極動(dòng)觸點(diǎn)8與正極輸出觸點(diǎn)10、負(fù)極動(dòng)觸點(diǎn)9與負(fù)極輸出觸點(diǎn)11分別接觸，電池組群實(shí)現(xiàn)正常的電壓輸出；當(dāng)需要電池均衡時(shí)，BMS管理系統(tǒng)發(fā)出動(dòng)作指令，啟動(dòng)減速電機(jī)30拖動(dòng)撥盤(pán)28，嚙合槽輪26旋轉(zhuǎn)，兩組螺旋臺(tái)面的螺旋面和垂直面的配合位置發(fā)生變化，當(dāng)旋轉(zhuǎn)到兩個(gè)螺旋臺(tái)的兩個(gè)垂直面脫離時(shí)，絕緣拉桿19在復(fù)位彈簧22的作用下聯(lián)動(dòng)，由于兩個(gè)螺旋面的高度的降低，平移凸輪24實(shí)現(xiàn)瞬間快速移動(dòng)，絕緣拉桿19撥動(dòng)正極動(dòng)觸點(diǎn)8與正極輸出觸點(diǎn)10、負(fù)極動(dòng)觸點(diǎn)9與負(fù)極輸出觸點(diǎn)11分別釋放，且正極動(dòng)觸點(diǎn)8與正極均衡觸點(diǎn)12、負(fù)極動(dòng)觸點(diǎn)9與負(fù)極均衡觸點(diǎn)13分別閉合，槽輪26完成了一周的旋轉(zhuǎn)動(dòng)作后停止，此時(shí)每個(gè)電池組群的正負(fù)極分別處于并聯(lián)狀態(tài)，其電位都處于一個(gè)水平，這樣就實(shí)現(xiàn)了電池的參數(shù)均衡。當(dāng)然，所述電動(dòng)均衡開(kāi)關(guān)裝置也可以設(shè)置為繼電器等常規(guī)控制部件。
[0025]當(dāng)電池在需要均衡時(shí)，BMS管理系統(tǒng)首先切斷電池組群的電源輸出，在沒(méi)有電流輸出的狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)電池均衡的，此時(shí)的輸出是零電位，在正極動(dòng)觸點(diǎn)8與正極輸出觸點(diǎn)10斷開(kāi)、與正極均衡觸點(diǎn)12接觸的瞬間，負(fù)極動(dòng)觸點(diǎn)9與負(fù)極輸出觸點(diǎn)11斷開(kāi)、與負(fù)極均衡觸點(diǎn)13接觸的瞬間不會(huì)產(chǎn)生動(dòng)作火花，但是此時(shí)每個(gè)電池組群的參數(shù)并不一致，現(xiàn)有技術(shù)的電池組群在均衡時(shí)(電池組群并聯(lián)時(shí))會(huì)有大電流瞬間從高電位流向低電位，觸點(diǎn)在閉合時(shí)會(huì)產(chǎn)生放電火花，進(jìn)而燒蝕觸點(diǎn)影響電池組群的工作壽命，而本實(shí)施例在均衡工作狀態(tài)時(shí)，絕緣拉桿19在復(fù)位彈簧22的作用下實(shí)現(xiàn)的快速動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)了觸點(diǎn)的瞬間切換，均衡結(jié)束，BMS管理系統(tǒng)發(fā)出指令，減速電機(jī)30拖動(dòng)撥盤(pán)28旋轉(zhuǎn)，撥盤(pán)28嚙合槽輪26旋轉(zhuǎn)，絕緣拉桿19撥動(dòng)正極動(dòng)觸點(diǎn)8和負(fù)極動(dòng)觸點(diǎn)9轉(zhuǎn)換到正常電源輸出，此時(shí)由于電源輸出處于切斷狀態(tài)，因此正極動(dòng)觸點(diǎn)8和負(fù)極動(dòng)觸點(diǎn)9在動(dòng)作時(shí)不會(huì)產(chǎn)生火花，當(dāng)完成輸出狀態(tài)轉(zhuǎn)換后，BMS管理系統(tǒng)接控制通電池組群的電源輸出，使本裝置處于正常工作的狀態(tài)，進(jìn)而消除了上述工作壽命短的缺陷。
[0026]本實(shí)施例中槽輪26的旋轉(zhuǎn)是由撥盤(pán)28嚙合旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)，而撥盤(pán)28的旋轉(zhuǎn)是由減速電機(jī)30拖動(dòng)的，減速電機(jī)30的旋轉(zhuǎn)則是由BMS管理系統(tǒng)控制實(shí)現(xiàn)的，通過(guò)設(shè)置BMS管理系統(tǒng)每發(fā)出一個(gè)程序控制指令，減速電機(jī)30拖動(dòng)撥盤(pán)28旋轉(zhuǎn)一周，從而實(shí)現(xiàn)了電池組群的正常輸出和均衡轉(zhuǎn)換。
[0027]如圖4所示，所述拉桿驅(qū)動(dòng)裝置連接有電池模塊狀態(tài)指示裝置，所述電池模塊狀態(tài)指示裝置包括通過(guò)轉(zhuǎn)軸鉸接在所述均衡開(kāi)關(guān)座6上的指示桿33，所述絕緣拉桿19上設(shè)有指示桿撥槽34，所述指示桿33的下端伸入至所述指示桿撥槽34內(nèi)，所述指示桿33的上端向所述模塊殼體I的頂部延伸，所述模塊上蓋上設(shè)有便于觀察所述指示桿33位置的視窗35。當(dāng)絕緣拉桿19移動(dòng)時(shí)，拖動(dòng)指示桿33繞轉(zhuǎn)軸實(shí)現(xiàn)擺動(dòng)，通過(guò)模塊上蓋的透明視窗35，可以觀察電池組群是處于電源輸出狀態(tài)還是在均衡狀態(tài)，這在電池組群安裝時(shí)是非常必要的。
[0028]本實(shí)施例僅提供了單個(gè)電池模塊的技術(shù)方案，實(shí)際應(yīng)用中，可以根據(jù)電動(dòng)車(chē)輛的電壓和容量的要求，分別將多個(gè)電池模塊組合在一起，同時(shí)將各電池模塊通過(guò)工作正極和工作負(fù)極串聯(lián)在一起，并將各電池模塊通過(guò)均衡正極和均衡負(fù)極并聯(lián)在一起，這樣就可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)電池模塊共同工作和均衡。所述模塊上蓋上還設(shè)有便于與所述電池管理系統(tǒng)連接的通訊接口，當(dāng)然該通訊接口根據(jù)電動(dòng)汽車(chē)結(jié)構(gòu)的不同，可以設(shè)置在如模塊箱體上等其他位置，電池管理系統(tǒng)可以安裝在電動(dòng)汽車(chē)的駕駛室或其它位置，本實(shí)施例的附圖中并未顯
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[0029]本實(shí)施例電動(dòng)均衡開(kāi)關(guān)裝置可以對(duì)電池組群進(jìn)行自動(dòng)串并聯(lián)切換，從而實(shí)現(xiàn)電池模塊的輸出或均衡選擇；各電池組群依次串聯(lián)在工作正極和工作負(fù)極之間時(shí)，電池模塊對(duì)外正常供電，工作可靠；各電池組群分別并聯(lián)在均衡正極和均衡負(fù)極之間時(shí)，使各電池組群進(jìn)入自動(dòng)均衡狀態(tài)，且電動(dòng)均衡開(kāi)關(guān)裝置動(dòng)作速度比較快，不會(huì)產(chǎn)生動(dòng)作火花，大大提高了各電池組群的使用壽命，保證了電池模塊的長(zhǎng)期供電效果。
[0030]以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征及本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書(shū)中描述的只是說(shuō)明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書(shū)及其等效物界定。
【權(quán)利要求】
1.一種電池模塊自動(dòng)并聯(lián)均衡方法，用于控制電池模塊內(nèi)的各電池組群，選擇所述電池模塊通過(guò)工作正極和工作負(fù)極輸出或通過(guò)均衡正極和均衡負(fù)極均衡，各所述電池組群分別設(shè)有電池組群正極和電池組群負(fù)極，所述電池組群連接有電動(dòng)均衡開(kāi)關(guān)裝置，所述電動(dòng)均衡開(kāi)關(guān)裝置內(nèi)設(shè)有分別與各所述電池組群對(duì)應(yīng)的均衡開(kāi)關(guān)觸頭組，所述均衡開(kāi)關(guān)觸頭組包括成對(duì)設(shè)置的正極動(dòng)觸點(diǎn)和負(fù)極動(dòng)觸點(diǎn)、成對(duì)設(shè)置的正極輸出觸點(diǎn)和負(fù)極輸出觸點(diǎn)、成對(duì)設(shè)置的正極均衡觸點(diǎn)和負(fù)極均衡觸點(diǎn)；其特征在于， 各所述電池組群正極分別電連接與之對(duì)應(yīng)的所述正極動(dòng)觸點(diǎn)，各所述電池組群負(fù)極分別電連接與之對(duì)應(yīng)的所述負(fù)極動(dòng)觸點(diǎn)，與所述正極動(dòng)觸點(diǎn)對(duì)應(yīng)布置有所述正極輸出觸點(diǎn)和所述正極均衡觸點(diǎn)，與所述負(fù)極動(dòng)觸點(diǎn)對(duì)應(yīng)布置有所述負(fù)極輸出觸點(diǎn)和所述負(fù)極均衡觸點(diǎn)；各所述電池組群對(duì)應(yīng)的所述正極輸出觸點(diǎn)和所述負(fù)極輸出觸點(diǎn)串聯(lián)連接，且首端的所述正極輸出觸點(diǎn)連接至所述工作正極，尾端的所述負(fù)極輸出觸點(diǎn)連接至所述工作負(fù)極；各所述正極均衡觸點(diǎn)分別連接至所述均衡正極，各所述負(fù)極均衡觸點(diǎn)分別連接至所述均衡負(fù)極； 正常輸出時(shí)，成對(duì)設(shè)置的所述正極動(dòng)觸點(diǎn)和負(fù)極動(dòng)觸點(diǎn)同時(shí)動(dòng)作，所述正極動(dòng)觸點(diǎn)與所述正極輸出觸點(diǎn)接觸，所述負(fù)極動(dòng)觸點(diǎn)與所述負(fù)極輸出觸點(diǎn)接觸，各所述電池組群依次串聯(lián)在所述工作正極與所述工作負(fù)極之間； 均衡時(shí)，成對(duì)設(shè)置的所述正極動(dòng)觸點(diǎn)和負(fù)極動(dòng)觸點(diǎn)同時(shí)動(dòng)作，所述正極動(dòng)觸點(diǎn)與所述正極均衡觸點(diǎn)接觸，所述負(fù)極動(dòng)觸點(diǎn)與所述負(fù)極均衡觸點(diǎn)接觸，各所述電池組群同時(shí)并聯(lián)在所述均衡正極與所述均衡負(fù)極之間。
2.如權(quán)利要求1所述的一種電池模塊自動(dòng)并聯(lián)均衡方法，其特征在于，所述電動(dòng)均衡開(kāi)關(guān)裝置包括均衡開(kāi)關(guān)座，所述均衡開(kāi)關(guān)座上安裝有分別與各所述電池組群對(duì)應(yīng)的均衡開(kāi)關(guān)觸頭組，所述均衡開(kāi)關(guān)觸頭組包括成對(duì)設(shè)置的正極動(dòng)觸點(diǎn)和負(fù)極動(dòng)觸點(diǎn)、成對(duì)設(shè)置的正極輸出觸點(diǎn)和負(fù)極輸出觸點(diǎn)、成對(duì)設(shè)置的正極均衡觸點(diǎn)和負(fù)極均衡觸點(diǎn)；所述正極動(dòng)觸點(diǎn)通過(guò)柔性導(dǎo)體連接至電池組群正極，所述負(fù)極動(dòng)觸點(diǎn)通過(guò)柔性導(dǎo)體連接至電池組群負(fù)極；所述正極輸出觸點(diǎn)之間連接有正極串聯(lián)導(dǎo)線排，所述正極串聯(lián)導(dǎo)線排與所述工作正極連接，所述負(fù)極輸出觸點(diǎn)之間連接有負(fù)極串聯(lián)導(dǎo)線排，所述負(fù)極串聯(lián)導(dǎo)線排與所述工作負(fù)極連接；所述正極均衡觸點(diǎn)之間連接有正極并聯(lián)導(dǎo)線排，所述正極并聯(lián)導(dǎo)線排與所述均衡正極連接，所述負(fù)極均衡觸點(diǎn)之間連接有負(fù)極并聯(lián)導(dǎo)線排，所述負(fù)極并聯(lián)導(dǎo)線排與所述均衡負(fù)極連接；所述均衡開(kāi)關(guān)座上安裝有絕緣拉桿，所述絕緣拉桿上連接有與所述電池組群數(shù)量對(duì)應(yīng)的動(dòng)觸頭彈片，所述動(dòng)觸頭彈片分別連接至所述正極動(dòng)觸點(diǎn)和所述負(fù)極動(dòng)觸點(diǎn)，所述正極動(dòng)觸點(diǎn)和所述負(fù)極動(dòng)觸點(diǎn)的外端分別鉸接在所述均衡開(kāi)關(guān)座上；所述絕緣拉桿上還安裝有拉桿驅(qū)動(dòng)裝置；所述拉桿驅(qū)動(dòng)裝置連接有電池模塊狀態(tài)指示裝置。
3.如權(quán)利要求2所述的一種電池模塊自動(dòng)并聯(lián)均衡方法，其特征在于，所述拉桿驅(qū)動(dòng)裝置包括安裝在所述絕緣拉桿端部的拉桿座，所述拉桿座外周套裝有抵靠在所述均衡開(kāi)關(guān)座上的復(fù)位彈簧；所述拉桿座對(duì)應(yīng)的所述均衡開(kāi)關(guān)座上設(shè)有花鍵孔，所述花鍵孔內(nèi)安裝有平移花鍵軸，所述平移花鍵軸的一端與所述拉桿座固定連接，所述平移花鍵軸的另一端固定設(shè)有平移凸輪，所述平移凸輪的內(nèi)端面設(shè)有凸輪螺旋臺(tái)；所述均衡開(kāi)關(guān)座上轉(zhuǎn)動(dòng)安裝有套裝在所述平移花鍵軸外的槽輪，所述槽輪的外端面設(shè)有槽輪螺旋臺(tái)，所述槽輪螺旋臺(tái)與所述凸輪螺旋臺(tái)對(duì)應(yīng)；所述均衡開(kāi)關(guān)座上轉(zhuǎn)動(dòng)安裝有與所述槽輪對(duì)應(yīng)的撥盤(pán)，所述撥盤(pán)連接有減速電機(jī)。
4.如權(quán)利要求2所述的一種電池模塊自動(dòng)并聯(lián)均衡方法，其特征在于，所述絕緣拉桿上設(shè)有彈片插槽，所述動(dòng)觸頭彈片插接在所述彈片插槽內(nèi)。
5.如權(quán)利要求3所述的一種電池模塊自動(dòng)并聯(lián)均衡方法，其特征在于，所述凸輪螺旋臺(tái)包括受力螺旋面和復(fù)位垂直面，槽輪螺旋臺(tái)包括施力螺旋面和限位垂直面。
6.如權(quán)利要求3所述的一種電池模塊自動(dòng)并聯(lián)均衡方法，其特征在于，所述電池模塊狀態(tài)指示裝置包括鉸接在所述均衡開(kāi)關(guān)座上的指示桿，所述絕緣拉桿上設(shè)有指示桿撥槽，所述指示桿的下端伸入至所述指示桿撥槽內(nèi)，所述指示桿的上端向所述模塊殼體的頂部延伸，所述模塊上蓋上設(shè)有便于觀察所述指示桿位置的視窗。
7.如權(quán)利要求3至6任一權(quán)利要求所述的一種電池模塊自動(dòng)并聯(lián)均衡方法，其特征在于，所述柔性導(dǎo)體 為彈性金屬片。
【文檔編號(hào)】H02J7/00GK103887859SQ201410138481
【公開(kāi)日】2014年6月25日 申請(qǐng)日期:2014年4月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月4日
【發(fā)明者】鄒黎, 鄒大廣, 劉志田 申請(qǐng)人:淄博貝林電子有限公司