一种车载电池的电能优化分配装置的制作方法

本实用新型涉及新能源汽车技术领域，具体涉及一种车载电池的电能优化分配装置。

背景技术：

面对全球范围日益严峻的能源形势和环保压力，世界主要汽车生产国都把新能源汽车产业进展作为提高产业竞争力、保持经济社会可持续进展的重大战略举措。我国新能源汽车产业进展尚处于起步阶段，当前面对的进展近况主要是资金、人才均有较大缺口；市场宣传力度还不够，新能源汽车的技术还未取得全面突破，从而方方面面限制了新能源汽车的进一步推广应用。但我国作为新能源消费大国，进展新能源汽车产业是低碳经济时代必然的选择，因此需要进一步完善新能源汽车技术、消费市场环境，同时，新能源汽车的产业进展也将是汽车行业的新向导。

目前，新能源汽车的续航里程不高，主要是由车载电池的续航能力不足引起的，其中，电池单体电压偏差导致各个电池单体电压不均衡，随着充放电循环的增加，各单体电池电压逐渐分化，使用寿命将大大缩减，造成电池输出电压不稳定，影响负载的正常工作；具体在充电时，由于各个电池单体电压不平衡，导致充电提前结束，降低了电池组的充电量；同时，随着电池的持续放电，电池单体间的电压不平衡逐渐被放大，导致电池包提早放电结束，降低了电池组的放电量，也就是降低了车辆的续航里程。

技术实现要素：

本实用新型的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。

本实用新型的目的是提供一种车载电池的电能优化分配装置，在随动车轮一侧设置有绝缘板，在绝缘板上设置有若干对导电棒，每对导电棒连接一个电池单体的正负极，在随动车轮上设置有两个触杆，每个触杆两端分别设置有一个导电触头，随着车轮的转动，两侧的导电触头与其中一个导电棒外侧端导电接触，在车轮转动过程中，两个触杆轮流与相邻两对导电棒导电接触，从而将相邻两对导电棒之间的对应端导电连接，相当于将相邻两个电池单体正极与正极连接，负极与负极连接，从而将相邻两个电池单体瞬时并联，均衡两个电池上的电压和电量，随着车轮的持续转动，即可均衡各个电池单体上的电压和电量，提高电池组的充电量和放电量，本实用新型解决了电池组中各个单体电池电能分配不均衡的技术问题。

为了实现根据本实用新型的这些目的和其他优点，提供了一种车载电池的电能优化分配装置，包括：

绝缘板，其轴向伸缩设置在一轴体上，所述轴体固定在车辆的悬挂支架上，车轮转动设置在所述轴体外侧端，所述绝缘板上横向贯穿有若干对导电棒，各对所述导电棒对称间隔分布在所述绝缘板的外周；

电池组，其包括串联设置的若干个电池单体，每个所述电池单体的正极导电连接至其中一对所述导电棒中的第一导电棒轴向内侧端，该所述电池单体的负极导电连接至该对所述导电棒中的第二导电棒轴向内侧端；

电量均衡机构，其包括两个间隔设置的触杆，所述触杆设置在所述车轮内侧壁与车轮轴承座之间，两个所述触杆的间隔距离与相邻两对所述导电棒的间隔距离一致，所述触杆的两端分别设置一导电触头，同一所述触杆上的两个所述导电触头之间绝缘间隔设置，两个所述触杆上的相邻两个所述导电触头之间导电连接；

其中，所述触杆随所述车轮同步转动，所述触杆两端的所述导电触头与同一对所述导电棒的轴向外侧端选择性导电接触。

优选的，所述绝缘板纵向设置在其中一个随动车轮的轴向内侧端，所述绝缘板为圆盘型结构，所述绝缘板的外径小于所述随动车轮的内径，所述绝缘板与所述随动车轮处于同一轴线上，且所述绝缘板位于所述随动车轮的轴向内侧端。

优选的，所述悬挂支架两端纵向设置一支撑板，所述轴体横向固定在所述支撑板外侧壁上，所述随动车轮通过所述轴承座转动设置在所述轴体外侧端；所述绝缘板设置在其中一侧的所述轴体上。

优选的，位于所述支撑板外侧的所述轴体的轴身上轴向凸出设置有若干导向凸起，所述导向凸起的长度不小于所述绝缘板的轴向伸缩距离；所述绝缘板中心贯穿开设一轴孔，所述轴孔的内壁上轴向开设有若干导向槽，所述导向槽卡设在所述导向凸起上。

优选的，所述绝缘板对应一侧的所述轴体外周至少设置有一个伸缩驱动机构，所述伸缩驱动机构横向固定在所述支撑板外侧壁上，所述伸缩驱动机构的伸缩方向与所述轴体的长度方向一致，正常状态时，所述导电棒外侧端与所述导电触头间隔一定距离，所述伸缩驱动机构的伸缩距离不小于正常状态时所述导电棒外侧端与所述导电触头的轴向间隔距离，所述伸缩驱动机构的伸缩端通过一联动杆连接在所述绝缘板的轴向内侧壁上。

优选的，所述电量均衡机构包括间隔设置的第一触杆和第二触杆，所述触杆第一端绝缘设置在所述随动车轮的内侧壁上，所述触杆的第二端绝缘设置在所述轴承座上，所述触杆的延伸线经过所述随动车轮的轴中心线；所述触杆为绝缘杆，所述触杆第一端设置一第一导电触头，所述触杆的第二端设置一第二导电触头，所述第一导电触头与第二导电触头之间的距离与同一对所述导电棒之间的距离一致，所述第一触杆和第二触杆上的两个第一导电触头导电连接，所述第一触杆和第二触杆上的两个第二导电触头导电连接。

优选的，每对所述导电棒上的第一导电棒和第二导电棒平行间隔设置，所述第二导电棒分布在所述第一导电棒的径向内侧端，所述第一导电棒和第二导电棒之间的连线经过所述绝缘板的轴中心线，各个所述第一导电棒处于第一圆周上，所述第二导电棒处于第二圆周上，所述第一圆周与第二圆周同心设置，且所述第一圆周直径大于第二圆周直径。

优选的，所述第一导电棒至所述轴体轴中心的距离与所述第一导电触头至所述轴承座轴中心的距离一致；相邻两个所述第一导电棒之间的距离与两个所述第一导电触头之间的距离一致，相邻两个所述第二导电棒之间的距离与两个所述第二导电触头之间的距离一致。

优选的，所述导电棒外侧端的端头开设一向外敞开的腔体，所述腔体内轴向伸缩设置一导电杆，所述导电杆与所述导电棒导电接触，所述导电杆的外侧端头设置一接触头，所述接触头外周设置有导入角结构，所述导电杆上套设一弹簧，所述弹簧被夹设在所述接触头与所述导电棒端头之间。

与现有技术相比，本实用新型包含的有益效果在于：

1、本实用新型在随动车轮一侧设置有绝缘板，在绝缘板上设置有若干对导电棒，每对导电棒连接一个电池单体的正负极，在随动车轮上设置有两个触杆，每个触杆两端分别设置有一个导电触头，随着车轮的转动，两侧的导电触头与其中一个导电棒外侧端导电接触，在车轮转动过程中，两个触杆轮流与相邻两对导电棒导电接触，从而将相邻两对导电棒之间的对应端导电连接，相当于将相邻两个电池单体正极与正极连接，负极与负极连接，从而将相邻两个电池单体瞬时并联，均衡两个电池上的电压和电量；

2、随着车轮的持续转动，触杆和导电棒持续转动导电接触，均衡各个电池单体上的电压和电量，提高电池组的充电量和放电量，优化了各个电池单体间的电能分配，提高了车辆的续航里程。

本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1是随动车轮与绝缘板的安装结构示意图；

图2是图1中局部A的结构示意图；

图3是绝缘板与轴体的安装结构示意图；

图4是图3中局部B的结构示意图；

图5是导电棒外侧端的剖视图；

图6是车载电池组与导电棒的连接结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明文字能够据以实施。

实施例一

如图1-4、6所示，本实用新型提供了一种车载电池的电能优化分配装置，车体包括前后悬挂以及安装在前后悬挂上的底盘，当车辆为前轮驱动时，车辆后轮为随动车轮，则本实用新型的电能优化分配装置设置在其中一个车辆后轮和相对应的后悬挂上。

具体的，后悬挂支架300两端分别纵向设置一支撑板310，轴体320横向固定在所述支撑板310外侧壁上，随动车轮100通过轴承座110转动设置在所述轴体320外侧端，轴承座110设置在随动车轮100的轴中心，随着车辆的运行，带动随动车轮100转动在轴体轴体320外侧端上。

绝缘板400轴向伸缩设置在一轴体320上，具体的，只需设置一块绝缘板400即可，所述绝缘板400设置在其中一侧的所述轴体320上。由于所述轴体320固定在车辆的后悬挂支架300上，随动车轮100转动设置在所述轴体320外侧端，从而使得随动车轮100与绝缘板400发生相对转动。

位于所述支撑板310外侧的所述轴体320的轴身上轴向凸出设置有若干导向凸起321，所述导向凸起321的长度不小于所述绝缘板400的轴向伸缩距离，为绝缘板400的轴向移动提供充足的移动距离。在所述绝缘板400中心贯穿开设一轴孔，所述轴孔的内壁上轴向开设有若干导向槽，所述导向槽卡设在所述导向凸起321上。

由于导向凸起321和导向槽的限位和导向作用，使得绝缘板400与所在位置处转轴420同步转动，也就是绝缘板400的径向位置不变，且绝缘板400可以沿着所述导向凸起321和导向槽的方向在转轴420上轴向移动，以改变绝缘板400与随动车轮100之间的轴向距离。

为了将绝缘板400轴向移动在所在位置处转轴420上，在所述绝缘板400对应一侧的所述轴体320外周至少设置有一个伸缩驱动机构500，所述伸缩驱动机构500横向固定在所述支撑板310外侧壁上，使得该伸缩驱动机构500与绝缘板400的径向位置相对保持不变，且所述伸缩驱动机构500的伸缩方向与所述轴体320的长度方向一致，所述伸缩驱动机构500的伸缩端通过一联动杆510连接在所述绝缘板400的轴向内侧壁上，从而实现通过伸缩驱动机构500控制绝缘板400在所在位置处转轴420上的相对位置。

所述绝缘板400纵向设置在其中一个随动车轮100的轴向内侧端，所述绝缘板400与所述随动车轮100处于同一轴线上，且所述绝缘板400位于所述随动车轮100的轴向内侧端，正常状态时，绝缘板400与随动车轮100轴向间隔一定距离。

而所述绝缘板400为圆盘型结构，所述绝缘板400的外径略小于所述随动车轮100的内径，所述绝缘板400上横向贯穿有若干对导电棒，各对所述导电棒对称间隔分布在所述绝缘板400的外周。

具体的，每对所述导电棒上的第一导电棒410和第二导电棒420平行间隔设置，各个导电棒两端分别凸出于绝缘板400一定距离，所述第二导电棒420分布在所述第一导电棒410的径向内侧端，所述第一导电棒410和第二导电棒420之间的连线经过所述绝缘板400的轴中心线。各个所述第一导电棒410处于第一圆周上，所述第二导电棒420处于第二圆周上，所述第一圆周与第二圆周同心设置，且所述第一圆周直径大于第二圆周直径，各个第一导电棒410等间距分布在第一圆周上，第二导电棒420等间距分布在第二圆周上，且第一导电棒410和第二导电棒420一一对应。

通常，车载的电池组包括串联设置的若干个电池单体600，一个电池单体600对应一对导电棒，每个所述电池单体600的正极610导电连接至其中一对所述导电棒中的第一导电棒410轴向内侧端，该所述电池单体600的负极620导电连接至该对所述导电棒中的第二导电棒420轴向内侧端，从而实现各个电池单体600正负极与对应各对导电棒的导电连接。

电量均衡机构包括两个间隔设置的触杆，电量均衡机构随随动车轮100同步转动。所述触杆设置在所述随动车轮100内侧壁与车轮轴承座110之间，两个所述触杆的间隔距离与相邻两对所述导电棒的间隔距离一致，所述触杆的两端分别设置一导电触头，同一所述触杆上的两个所述导电触头之间绝缘间隔设置，两个所述触杆上的相邻两个所述导电触头之间导电连接。

具体的，所述电量均衡机构包括间隔设置的第一触杆120和第二触杆130，所述第一触杆120第一端通过基座123绝缘设置在所述随动车轮100的内侧壁上，所述第一触杆120的第二端通过基座111绝缘设置在所述轴承座110上；所述第二触杆130第一端通过基座133绝缘设置在所述随动车轮100的内侧壁上，所述第二触杆130的第二端通过基座112绝缘设置在所述轴承座110上。

每个所述触杆的延伸线经过所述随动车轮100的轴中心线；本实施例中，所述触杆为绝缘杆，所述第一触杆120第一端设置一第一导电触头121，所述第一触杆120的第二端设置一第二导电触头122，所述第二触杆130第一端设置一第一导电触头131，所述第二触杆130的第二端设置一第二导电触头122。同一个触杆上的所述第一导电触头与第二导电触头之间的距离与同一对第一导电棒410和第二导电棒420之间的距离一致。

所述第一触杆120和第二触杆130上的两个第一导电触头121、131通过导线141导电连接，所述第一触杆120和第二触杆130上的两个第二导电触头122、132通过导线142导电连接。

所述第一触杆120和第二触杆130的空间分布结构与相邻两个第一导电棒410和第二导电棒420的空间分布结构一致。具体的，所述第一导电棒410至所述轴体320轴中心的距离与所述第一导电触头至所述轴承座110轴中心的距离一致，所述第二导电棒420至所述轴体320轴中心的距离与所述第二导电触头至所述轴承座110轴中心的距离一致，而随动车轮100与轴体320同轴设置，因此，各个第一导电触头同处于第三圆周上，各个第二导电触头同处于第四圆周上，第三圆周与第四圆周处于同一圆心上，第一圆周至第四圆周处于同一中心轴上，第一圆周与第三圆周直径相同，且在轴向上间隔设置，第二圆周与第四圆周直径相同，且在轴向上间隔设置。通过调节绝缘板400的轴向位置，即可调整导电触头与导电棒外侧端之间的间隔距离。

同时，相邻两个所述第一导电棒410之间的距离与两个所述第一导电触头121、131之间的距离一致，相邻两个所述第二导电棒420之间的距离与两个所述第二导电触头122、132之间的距离一致。将绝缘板400的轴向位置调整至导电触头与导电棒外侧端导电接触，随着随动车轮400的转动，所述触杆随所述随动车轮400同步转动，所述触杆两端的所述导电触头与同一对所述导电棒的轴向外侧端选择性导电接触。

在某一瞬间，第一导电触头121、131即可同时与相邻两个电池单体600的正极610导电接触，同步的，第二导电触头122、132即可同时与相邻两个电池单体600的负极极620导电接触，也就是将相邻两个电池单体600瞬时并联，均衡该两个电池单体600上的电压和电量，随着车轮的持续转动，触杆和导电棒持续转动导电接触，均衡各个电池单体600上的电压和电量，提高电池组的充电量和放电量，优化各个电池单体600间的电能分配，提高了车辆的续航里程。

为了不影响车载电池组的正常输出和车辆的正常行驶，优选的，在车辆低速制动时可进行上述电池单体600间的电量均衡操作，避免在车载电池组输出牵引车辆行驶时，将相邻两个电池单体600并联。

正常状态时，为了不影响随动车轮100的转动，绝缘板400与随动车轮100轴向间隔一定距离，也就是所述导电棒外侧端与所述导电触头间隔一定距离。所述伸缩驱动机构500的伸缩距离不小于正常状态时所述导电棒外侧端与所述导电触头的轴向间隔距离，当需要进行电池单体600间的电量均衡操作时，即可通过伸缩驱动机构500将绝缘板400向轴向外侧端推动，直到导电触头与导电棒的轴向外侧端可导电接触。

工作过程如下：

车辆没行驶一段时间后，在车辆制动时，车载电池组停止对外输出，此时，控制伸缩驱动机构500的伸缩端逐渐向外侧侧伸出，推动绝缘板400向轴向外侧端推动，推动距离与正常状态时导电触头与导电棒外侧端之间的距离相等，此时，各个导电触头的空间旋转路径与对应导电棒外侧端的空间分布圆周重合，随着随动车轮400的转动，第一导电触头与各个第一导电棒的外侧端导电接触，第二导电触头与各个第二导电棒的外侧端导电接触，由于导电棒与对应电池单体600的正负极接触，在某一瞬间，第一导电触头121、131即可同时与相邻两个电池单体600的正极610导电接触，同步的，第二导电触头122、132即可同时与相邻两个电池单体600的负极极620导电接触，也就是将相邻两个电池单体600瞬时并联，均衡该两个电池单体600上的电压和电量，随着车轮的持续转动，触杆和导电棒持续转动导电接触，均衡各个电池单体600上的电压和电量，提高电池组的充电量和放电量，优化各个电池单体600间的电能分配，提高了车辆的续航里程。

当到达单次的设定时间或者车载电池组重新对外输出时，则控制伸缩驱动机构500端回缩，将导电触头与导电棒外侧端分离，等待执行下一次电池单体600之间电量均衡操作。

实施例二

如图5所示，在实施例一的基础上，为了提高在车辆行驶过程中，导电触头与导电棒外侧端接触的顺滑性，在上述技术方案中，所述导电棒外侧端的端头411开设一向外敞开的腔体415，所述腔体415内轴向伸缩设置一导电杆414，所述导电杆414与所述导电棒411导电接触，所述导电杆414的外侧端头设置一接触头413，所述接触头413外周设置有导入角结构，便于导电触头与接触头413的滑动导电接触，减小在转动过程中两者产生的碰擦阻力。同时，在所述导电杆414上套设一弹簧412，所述弹簧412被夹设在所述接触头413与所述导电棒414端头之间，为接触头413提供一定的轴向伸缩距离，当导电触头与接触头413接触时，即可压缩弹簧412，消除导电触头与接触头413在轴向上的超行程，进一步减小了在转动过程中两者产生的碰擦阻力，提高两者的接触顺滑性，减小了车轮的额外阻力。

由上所述，本实用新型在随动车轮一侧设置有绝缘板，在绝缘板上设置有若干对导电棒，每对导电棒连接一个电池单体的正负极，在随动车轮上设置有两个触杆，每个触杆两端分别设置有一个导电触头，随着车轮的转动，两侧的导电触头与其中一个导电棒外侧端导电接触，在车轮转动过程中，两个触杆轮流与相邻两对导电棒导电接触，从而将相邻两对导电棒之间的对应端导电连接，相当于将相邻两个电池单体正极与正极连接，负极与负极连接，从而将相邻两个电池单体瞬时并联，均衡两个电池上的电压和电量；同时，随着车轮的持续转动，触杆和导电棒持续转动导电接触，均衡各个电池单体上的电压和电量，提高电池组的充电量和放电量，优化了各个电池单体间的电能分配，提高了车辆的续航里程。

尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易的实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。