一种消除并线环流的换电电池系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种消除并线环流的换电电池系统，包括多个电池单体串/并联形成的电池串，所述电池串一端引出电池模组的正极/负极，另一端经继电器K1的常开触点后引出电池模组的负极/正极；所述电池模组内设有微处理器以及并线环流保护支路，所述并线环流保护支路并联在继电器K1的常开触点两端；所述微处理器的输出端分别连接并线环流保护支路和继电器K1的控制端。本实用新型专利技术的优点在于：结构简单、控制方便且可以有效减少环流对于电池及其电路的损伤；通过简单的电路可以消耗多个电池仓内的电池模组之间的电量差异同时可以做到限制环流的电流大小起到一定的保护作用；适用于多个电池仓内的电池之间并联换电的电动车辆。辆。辆。

【技术实现步骤摘要】
一种消除并线环流的换电电池系统


[0001]本技术涉及动力电池换电领域，特别涉及一种消除并线环流的换电电池系统。

技术介绍

[0002]锂离子电池由于单体电压高、循环寿命长等优点，备受欢迎。随着新能源行业的发展，消费者对新能源车辆里程数和车辆功能配置的追求也越来越高。厂商在加速研发更高能量电芯的同时，同时也在车辆上增加电芯的串并数尽可能的增加装电量。在提高长续航的同时，充电的快捷性也是目前急需解决的问题，目前在电动重卡等细分领域因车辆自身运营环境的需要，大多车辆都是大电量、采用多并的电池系统，在充电模式上使用换电模式。此种设计方案大大的提高了车辆的运行里程，也大大缩短了充电时间。但也带来了多并系统在换电过程中可能会发生环流的风险。
[0003]如图1所示为现有技术中换电电池及换电后在电动重卡的电池仓内的连接示意图，其中动力部分由N个电池仓组成，每个电池仓内对应的安装一个电池模组，当需要换电时，只需要将电池仓内的模组进行更换即可。电池模组安装在电池仓内后通过电池仓内的接插件等与其它电池仓内的电池包连接并通过接插件上的通信端子与车载BMS通信，并接收BMS的控制信号。如图1所示，单个电池仓内安装有一个换电电池模组，每个换电电池模组由复数个单体电芯组成，复数个单体电芯通过串、并方式相互连接形成电池组后最终一端通过继电器连接至电池模组外形成电池模组的其中正极端子/负极端子，一端直接连接至电池模组外形成负极端子/正极端子，正负极端子分别连接至电池仓体内的正负极接插件，N个电池仓在整车上进行相互并联通过复数个继电器控制，为整车负载提供动能。因为整个电池系统串并联复杂、电量高，所以一般采用换电模式进行整车电量补给，即当整车电量较低时，车辆运行至换电站，换电站能快速的将1～N#电池仓内的电池模组拆卸，重新换上满电的电池模组至1～N#电池仓，极大的节省了车辆的充电时间，但因实际应用中换电的电芯的一致性无法完全保证，且换电过程中可能存在不同电池仓之间有新旧电芯的情况，此类种种情况下势必导致在换电过程中，1～N#电池仓内的电池模组之间的总压存在差异，此种差异会导致以下2种风险：
[0004]1、如贸然的吸合电池仓内电池模组的继电器进行并线控制，必然在1～N# 电池仓之间出现环流，及电压高的电池仓给电压低的电池仓强行充电配平，此种配平无法控制。如压差很大的情况下强行配平，大电流会烧毁电路，存在短路风险。
[0005]2、如不吸合继电器，则1～N#电池仓无法完成并线工作，整车也无法上高压。整车需要重新调换总压过高或过低的电池仓，此种操作也会带来换电周期长，客户体验差的状况。
[0006]这些电池模组由于内部的问题导致不论并线控制与否均存在问题，因此需要对换电的电池模组及其电池系统进行改进。

技术实现思路

[0007]本技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种消除并线环流的换电电池系统，用于实现换电过程中消除并线环流，减少环流产生从而保护换电的安全。
[0008]为了实现上述目的，本技术采用的技术方案为：
[0009]一种消除并线环流的换电电池系统，包括多个电池单体串/并联形成的电池串，所述电池串一端引出电池模组的正极/负极，另一端经继电器K1的常开触点后引出电池模组的负极/正极；所述电池模组内设有微处理器以及并线环流保护支路，所述并线环流保护支路并联在继电器K1的常开触点两端；所述微处理器的输出端分别连接并线环流保护支路和继电器K1的控制端。
[0010]所述并线环流保护支路包括保护支路继电器、回路电阻，所述保护支路继电器与回路电阻串联后并联在继电器K1的两端；所述微处理器的输出端与保护支路继电器的控制端连接。
[0011]所述微处理器与车载BMS连接，用于根据车载BMS的控制指令来控制并线环流保护支路和继电器K1的断开和闭合。
[0012]所述车载BMS的通信接口与电池仓内的通信接插件连接，所述电池模组上设置有与通信接插件相匹配的电池模组接插件，所述电池模组接插件的通信端连接至微处理器，当电池模组安装在电池仓内时，所述电池模组接插件与通信接插件连接以完成车载BMS与微处理器的通信连接。
[0013]本技术的优点在于：结构简单、控制方便且可以有效减少环流对于电池及其电路的损伤；通过简单的电路可以消耗多个电池仓内的电池模组之间的电量差异同时可以做到限制环流的电流大小起到一定的保护作用；适用于多个电池仓内的电池之间并联换电的电动车辆。
附图说明
[0014]下面对本专利技术说明书各幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：
[0015]图1为现有技术的换电电池系统原理图；
[0016]图2为本申请换电电池系统的原理图。
具体实施方式
[0017]下面对照附图，通过对最优实施例的描述，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细的说明。
[0018]如图1所示，为现有技术中的换电电池系统，每个电池安装在一个电池仓内，当需要换电时，通过设备将电池模组安装至电池仓中，通过控制每个电池模组的并线继电器实现高压输出控制，具体为：车辆电池仓为N个，分别对应的N个电池模组，电池仓包括1#、2#
…
N#，共n个电池仓，对应的n个电池模组，每个电池模组包括一个电池串和一个用于控制并线的继电器，以1#电池仓内的电池模组为例，其包括电池串P1和并线控制用继电器K1，当换电后，BMS 控制每个电池模组中的继电器K1
…
Kn闭合，从而使得N个电池仓内的N个电池模组并联后输出高压供电实现上高压，但是一旦换电安装的电池模组之间出现电压或电量差也就是各模组之间参数不一致，当控制继电器继电器K1
…
Kn闭合时，电池串P1
…
Pn之间因为
并联的关系，高电量就会为低电量的电池模组充电，这就会造成低电量电池模组过充或由于电流过大造成的损伤。就于此本申请对各电池模组进行改进同时对换电电池系统进行改进以满足多并联的换电系统，减少或避免电池一致性不同造成的相互之间充放电引起的损伤和破坏。
[0019]如图2所示，为本申请的修改后的原理图，首先对每个电池包进行改进，每个电池包均相同，由于在换电时安装在不同的电池仓，为了区分，本申请用 P1
…
Pn、K1
…
Kn、R1
…
Rn等来区分不同电池仓内的电池模组，但是各电池模组均为相同的，以1#电池仓安装的电池模组来介绍电池模组内的结构，其包括多个电池单体串/并联形成的电池串P1，电池串正极一端引出电池模组的正极，另一端经继电器K1的常开触点后引出电池模组的负极；电池模组内设有微处理器、保护支路继电器K11、回路电阻R，保护支路继电器K11和回路电阻R1用于实现电池模组的保护；保护支路继电器K11与回路电阻R1串联后并联在继电器K1 的两端；微处理器的输出端与保护支路继电器K11的控制端连接。微处理器用于控制继电器K11、继电器K1的闭合和断开。
[0020]其中微处理器接收车载本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种消除并线环流的换电电池系统，包括多个电池单体串/并联形成的电池串，所述电池串一端引出电池模组的正极/负极，另一端经继电器K1的常开触点后引出电池模组的负极/正极；其特征在于：所述电池模组内设有微处理器以及并线环流保护支路，所述并线环流保护支路并联在继电器K1的常开触点两端；所述微处理器的输出端分别连接并线环流保护支路和继电器K1的控制端。2.如权利要求1所述的一种消除并线环流的换电电池系统，其特征在于：所述并线环流保护支路包括保护支路继电器、回路电阻，所述保护支路继电器与回路电阻串联后并联在继电器K1的两端；所述微处理器的输...

【专利技术属性】
技术研发人员：卫云峰，丁大勇，高顺，
申请(专利权)人：芜湖天弋能源科技有限公司，
类型：新型
国别省市：