可重新配置的电池组制造技术

一种电池组，其包括电压总线、第一子组和第二子组。第二子组包括多个模块。电池组可配置成第一配置，其中第一子组和第二子组跨总线并联连接，并且模块在第二子组内并联连接。电池组还可配置成第二配置，其中第一子组和第二子组跨总线串联连接，并且模块在第二子组内并联连接。当电池组的电压经过第一阈值时，电池组然后在第一配置与第二配置之间切换。组然后在第一配置与第二配置之间切换。组然后在第一配置与第二配置之间切换。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】可重新配置的电池组


[0001]本专利技术涉及一种具有子组的电池组，其可在充电和/或放电期间以不同方式配置。

技术介绍

[0002]电池组的工作电压范围可以是相对宽的。举例而言，电动车辆的电池组可在充满电时具有约900V的工作电压并在完全放电时具有500V的工作电压。由于宽工作电压范围，由电池组供电的电气系统通常是复杂的、大型的、低效的和/或昂贵的。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供一种电池组，其包括电压总线、第一子组和第二子组，其中：第二子组包括多个模块；电池组可配置成第一配置和第二配置，在第一配置中，第一子组和第二子组跨电压总线并联连接并且模块在第二子组内并联连接，在第二配置中，第一子组和第二子组跨电压总线串联连接并且模块在第二子组内并联连接；并且当电池组的电压经过第一阈值时，电池组在第一配置与第二配置之间切换。
[0004]在放电期间，当电池组的电压低于第一阈值时，电池组可从第一配置切换到第二配置。相反，在充电期间，当电池组的电压升高到第一阈值以上时，电池组可从第二配置切换到第一配置。电池的电压可以是电压总线的电压、子组中的一个或多个的电压或模块中的一个或多个的电压中的任何一个。
[0005]通过在放电期间重新配置子组，可减小电池组的工作电压范围。具体地，当电池组的电压降至第一阈值以下时，子组可从并联布置重新配置为串联布置。因此，总线电压增加并且因此工作电压范围可减小。此外，通过确保第二子组的模块继续并联布置，当切换到第二配置时可避免总线电压的过度增加，这再次有助于减小工作电压范围。通过提供具有较窄工作电压范围的电池组，由电池组供电的电气系统可能不那么复杂、更小和/或更便宜。
[0006]当充电时，随着电池组的电压经过第一阈值，电池组可从第二配置切换到第一配置。重新配置允许电池组向充电站呈现尽可能高的电压，而不超过该充电站的最大充电电压。充电站(实际上大多数电池充电器)通常在恒流模式下运行，然后是恒压模式。在任一模式下操作时，从充电站汲取的功率是电流和电压的乘积(即P＝IV)。通过确保由电池组呈现给充电站的电压尽可能高，在恒流模式期间可实现更高的功率汲取，并且因此电池组能够以更快的速率充电。
[0007]电池组可配置成第三配置，其中第一子组和第二子组跨总线串联连接，并且模块在第二子组内串联连接，并且当电压经过第二阈值时，电池组在第二配置与第三配置之间切换。
[0008]此配置可进一步减小工作电压范围。具体地，当电池组以第二配置继续放电并且电池组的电压降至低于第二阈值时，第二子组的模块可从并联重新配置为串联。因此，总线电压再次增加并且因此工作电压范围可进一步减小。第二阈值不一定低于第一阈值。第二阈值可与第一阈值相同或实际上更高。第三配置的引入也具有通过向充电站呈现较高电压
来充电的优点。
[0009]当电池组处于第一配置中时，电池组包括与第一子组和第二子组串联连接的第三子组。
[0010]通过采用第三子组，可以使用更低电压的第一子组和第二子组来实现给定的总线电压。因此，当从第一配置切换到第二配置时，总线电压的增加可更小，并且因此可进一步减小工作电压范围。在第二配置和第三配置中，第三子组也可与第一子组和第二子组串联连接。
[0011]每个模块可包括相同数量的串联连接的组列，其中每个组列包括相同数量的并联连接的电池单元。因此，第二子组内的所有电池单元在每个配置中都以相同速率充电和放电。这还具有的优点是，由充电和放电导致的电池单元老化更好地平衡。
[0012]通过选择重新配置子组和模块的适当阈值，可同时实现两个子组的全部放电。这样还避免一个子组已完全放电，但另一个子组仍具有现在无法提取的有用电量的情况。阈值的选择将自然地取决于许多因素，例如每个子组内的串联和并联连接电池的数量以及模块的数量。
[0013]电池组可包括多个开关，多个开关用于将子组连接到电压总线并且用于连接第二子组内的模块；电压传感器，电压传感器用于感测电池的电压；以及控制电路，控制电路用于控制开关。控制电路还控制开关，使得电池组被配置成第一配置或第二配置，并且当电压传感器的电压经过第一阈值时，控制电路在第一配置与第二配置之间切换
[0014]本专利技术还提供了一种电动车辆，其包括根据前述段落中任一描述的电池组。
附图说明
[0015]为了可以更容易地理解本专利技术，现在将仅通过示例的方式参考附图，其中：
[0016]图1时电动车辆的示意图；
[0017]图2是电动车辆的电池组的电路图；
[0018]图3示出根据第一实施例的电池组的不同配置的序列；
[0019]图4示出了在放电期间第一实施例的电池组的每个子组的荷电状态和总线电压如何变化；
[0020]图5示出了根据第二实施例的电池组的不同配置；
[0021]图6示出了在放电期间第二实施例的电池组的每个子组的荷电状态和总线电压如何变化；
[0022]图7示出根据第三实施例的电池组的不同配置；
[0023]图8示出了在放电期间第三实施例的电池组的每个子组的荷电状态和总线电压如何变化；
[0024]图9示出根据第四实施例的电池组的不同配置；
[0025]图10示出了在放电期间第四实施例的电池组的每个子组的荷电状态和总线电压如何变化；
[0026]图11示出根据第五实施例的电池组的不同配置；
[0027]图12示出了在放电期间第五实施例的电池组的每个子组的荷电状态和总线电压如何变化；
[0028]图13示出根据第五实施例的电池组的不同配置；
[0029]图14示出了在充电期间第一实施例的电池组的每个子组的荷电状态和总线电压如何变化；
[0030]图15示出根据第六实施例的电池组的不同配置；
[0031]图16示出了在充电期间第六实施例的电池组的每个子组的荷电状态和总线电压如何变化。
具体实施方式
[0032]图1示出根据实施例的电动车辆1，并且电动车辆1包括电池组2，该电池组2用于将电力输送到一个或多个牵引驱动单元以用于推进电动车辆1，以及将电力输送到车辆的辅助系统。
[0033]图2示出形成电池组2的一部分的电路，该电路用于将电池组配置成不同的配置。电池组2包括第一子组11和第二子组12。第二子组包括多个模块20
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22。电池组2还包括电压总线10，其具有一对端子14,15和多个开关SW1
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SW12，多个开关SW1
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SW12用于将子组11,12连接到电压总线10。电池组2还包括多个电压传感器V1
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V10和电流传感器A1
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A2，用于监测电池组2的电路内的各个点处的电压和电流。具体地，电压传感器可用于确定跨子组11、12和模块20
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22中的每一个的电压。电池组2还包括呈开关SW3和电阻器R1形式的预充电电路。
[0034]利用电池组2的电路，子组11、12本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种电池组，其包括电压总线、第一子组和第二子组，其中：所述第二子组包括多个模块；所述电池组可配置成第一配置和第二配置，在第一配置中，所述第一子组和所述第二子组跨所述电压总线并联连接并且所述模块在所述第二子组内并联连接；在第二配置中，所述第一子组和所述第二子组跨所述电压总线串联连接并且所述模块在所述第二子组内并联连接；以及当所述电池组的电压经过第一阈值时，所述电池组在所述第一配置与所述第二配置之间切换。2.根据权利要求1所述的电池组，其中所述电池组可配置成第三...

【专利技术属性】
技术研发人员：S格里瑟姆，
申请(专利权)人：戴森技术有限公司，
类型：发明
国别省市：