电池组控制机构及电池组的制作方法

本实用新型涉及一种电池组控制机构以及包括该机构的电池组。

背景技术：

近年来，以电池为动力源的电动车辆(主要包括混合动力车、插电式混合动力车、纯电动车)日益增多。由于电动车辆的碳排放量要小于传统内燃机汽车，纯电动的碳排放甚至为零，并且具有能量转换效率高的特点，这使得人们将电动汽车视为未来替代内燃机车的一个重要选择。

2011年中国推出了《电动汽车传导充电用插头、插座、车辆耦合器和车辆插孔通用要求》(GB/T20234‐2011)推荐性标准，其中规定：交流额定电压不超过690V，频率50Hz，额定电流不超过250A；直流额定电压不超过1000V，额定电流不超过400A。根据电动汽车动力电池组的技术特性和使用特性，可存在不同的充电模式，主要包括常规(慢)充电模式、快速(超级)充电模式和机械充电模式，无论使用何种充电模式，都将受到电流或电压标准的限制，特别是需要较高电流电压的快速(超级)充电模式。

快速(超级)充电模式，是一种能将电池组快速充满电的充电方法，通过非车载充电机采用大电流给电池组直接充电，使电池组在短时间内可充至80％左右的电量，是电动汽车推广和普及不可或缺的充电模式。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种电池组控制机构，包括连接模块和控制模块，所述电池组包括电池模块A和电池模块B，所述连接模块设置放电连接区和充电连接区；

所述放电连接区包括A+接口、A‐接口、B+接口、B‐接口、DSG+接口和DSG‐接口，所述A+接口与电池模块A的正极连接，所述A‐接口与电池模块A的负极连接，所述B+接口与电池模块B的正极连接，所述B‐接口与电池模块B的负极连接，所述DSG+接口与电池组的放电总正连接，所述DSG‐接口与电池组的放电总负连接；

所述充电连接区包括A+接口、A‐接口、B+接口、B‐接口、CHG+接口和CHG‐接口，所述A+接口与电池模块A的正极连接，所述A‐接口与电池模块A的负极连接，所述B+接口与电池模块B的正极连接，所述B‐接口与电池模块B的负极连接，所述CHG+接口与电池模块的充电总正连接，所述CHG‐接口与电池模块的充电总负连接；

所述控制模块设置放电控制区和充电控制区；

所述放电控制区包括A+’接口、A‐’接口、B+’接口、B‐’接口、DSG+’接口和DSG‐’接口，所述A+’接口与B+’接口连接、B+’接口和DSG+’接口连接，所述A‐’接口与B‐’接口连接，所述A‐’接口与DSG‐’接口连接；

所述充电控制区包括A+’接口、A‐’接口、B+’接口、B‐’接口、CHG+’接口和CHG‐’接口，所述A+’接口与B‐’接口连接、A‐’接口与CHG‐’接口连接、B+’接口和CHG+’接口连接；

在电池组放电状态下，所述连接模块的放电连接区与控制模块的放电控制区耦合，使得放电连接区的A+接口、A‐接口、B+接口、B‐接口、DSG+接口和DSG‐接口分别与放电控制区的A+’接口、A‐’接口、B+’接口、B‐’接口、DSG+’接口和DSG‐’接口耦合，电池模块A与电池模块B并联连接；

在电池组充电状态下，所述连接模块的充电连接区与控制模块的充电控制区耦合，使得充电连接区的A+接口、A‐接口、B+接口、B‐接口、CHG+接口和CHG‐接口分别与充电控制区的A+’接口、A‐’接口、B+’接口、B‐’接口、CHG+’接口和CHG‐’接口耦合，电池模块A与电池模块B串联连接。

电池组的放电总正是指与电池模块A的正极和/或电池模块B的正极连接的放电正极。

电池组的放电总负是指与电池模块A的负极和/或电池模块B的负极连接的放电负极。

电池组的充电总正是指与电池模块B的正极连接的充电正极。

电池组的充电总负是指与电池模块A的负极连接的充电负极。

在本实用新型的一种实施方式中，所述连接模块上设置缓冲区，所述缓冲区设置在放电连接区和充电连接区之间。

当放电控制区与缓冲区耦合时，电池模块A与电池模块B之间串联或断开；当充电控制区与所述缓冲区耦合时，电池模块A与电池模块B之间并联或断开。

在本实用新型的一种实施方式中，所述控制模块上设置缓冲区，所述缓冲区设置在放电控制区和充电控制区之间。

当放电连接区与缓冲区耦合时，电池模块A与电池模块B处于充电或断开状态；当充电连接与所述缓冲区耦合时，电池模块A与电池模块B处于放电或断开状态。

在本实用新型的一种实施方式中，所述连接模块的放电连接区、充电连接区和缓冲区均设置在圆形基板上，并且三者的面积相等。使得电池模块A和电池模块B之间的连接方式切换和充电/放电状态的切换更加准确方便。

在本实用新型的一种实施方式中，所述控制模块的放电控制区、充电控制区和缓冲区均设置在圆形基板上，并且三者的面积相等。可以通过扭动控制模块来改变控制模块与连接模块之间的相对位置，从而完成电池模块A与电池模块B之间的连接关系的切换，改变电池模块A和电池模块B的充/放电状态。

在本实用新型的一种实施方式中，所述连接模块和控制模块上均设置互锁单元，当连接模块和控制模块上的互锁单元耦合时，发出低压控制信号控制连接模块和控制模块之间高压电流的通断。

具体的说，当连接模块的放电连接区与控制模块的放电控制区耦合时，连接模块的互锁单元与控制模块的互锁单元互相耦合；当连接模块的充电控制区与控制模块的充电连接区耦合时，连接模块的互锁单元与控制模块的互锁单元互相耦合。

在确定电池模块之间的连接方式后，连接模块的互锁单元与控制模块的互锁单元互相耦合，互锁单元发出低压信号，导通连接模块和控制模块之间的高压电流。

如果电池组由数个电池模块组成，只需将数个电池模块分成电压相同的两组，仍然可以采用本实用新型提供的电池组控制机构进行控制。

本实用新型还提供一种电池组，包括上述所提供的电池组控制机构。

现有技术中，采用慢充设备对电动汽车进行充电需要消耗较长的时间，但是由于充电设备、充电线材和充电接口的成本较低，所以普及程度更高。当采用快充设备对电动汽车进行充电时，可以大幅减少充电的时间，但是对于充电设备、充电线材和充电接口均有较高的要求，甚至需要专门为其定制，过高的成本制约了快充方式的发展。

使用了本实用新型提供的技术方案之后，通过改变控制模块和连接模块之间的位置关系，从而使得电池模块之间可以自由地变换连接关系；通过将电池模块串联后进行充电，能够降低对充电电流的要求，提高了充电效率，降低了对快充设备的要求，使用市场上已经存在的标准线材和接口就能达到快充的目的，极大地降低了快充设备的成本。

附图说明

图1是本实用新型公开的一种连接模块的示意图；

图2是本实用新型公开的一种控制模块的示意图；

图3是本实用新型公开的另一种连接模块的示意图；

图4是本实用新型公开的另一种控制模块的示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细的描述，然而本实用新型并不限制于以下实施例。

实施例1

本实施例提供一种电池组控制机构，包括连接模块和控制模块，电池组包括电池模块A和电池模块B。

如图1所示，连接模块设置放电连接区和充电连接区，放电连接区包括A+接口、A‐接口、B+接口、B‐接口、DSG+接口和DSG‐接口，A+接口与电池模块A的正极连接，A‐接口与电池模块A的负极连接，B+接口与电池模块B的正极连接，B‐接口与电池模块B的负极连接，DSG+接口与电池组的放电总正连接，DSG‐接口与电池组的放电总负连接；

充电连接区包括A+接口、A‐接口、B+接口、B‐接口、CHG+接口和CHG‐接口，A+接口与电池模块A的正极连接，A‐接口与电池模块A的负极连接，B+接口与电池模块B的正极连接，B‐接口与电池模块B的负极连接，CHG+接口与电池组的充电总正连接，CHG‐接口与电池组的充电总负连接；

如图2所示，控制模块设置放电控制区和充电控制区；

放电控制区包括A+’接口、A‐’接口、B+’接口、B‐’接口、DSG+’接口和DSG‐’接口，A+’接口与B+’接口连接、B+’接口和DSG+’接口连接，A‐’接口与B‐’接口连接，A‐’接口与DSG‐’接口连接；

充电控制区包括A+’接口、A‐’接口、B+’接口、B‐’接口、CHG+’接口和CHG‐’接口，A+’接口与B‐’接口连接、A‐’接口与CHG‐’接口连接、B+’接口和CHG+’接口连接；

在电池组放电状态下，连接模块的放电连接区与控制模块的放电控制区耦合，使得放电连接区的A+接口、A‐接口、B+接口、B‐接口、DSG+接口和DSG‐接口分别与放电控制区的A+’接口、A‐’接口、B+’接口、B‐’接口、DSG+’接口和DSG‐’接口耦合，电池模块A与电池模块B并联连接；

在电池组充电状态下，连接模块的充电连接区与控制模块的充电控制区耦合，使得充电连接区的A+接口、A‐接口、B+接口、B‐接口、CHG+接口和CHG‐接口分别与充电控制区的A+’接口、A‐’接口、B+’接口、B‐’接口、CHG+’接口和CHG‐’接口耦合，电池模块A与电池模块B串联连接。

控制模块上的放电控制区和充电控制区之间还设置缓冲区，并且均设置在圆形基板上，三者的面积相等。连接模块上的放电连接区和充电连接区之间还设置缓冲区，并且均设置在圆形基板上，三者的面积相等。

当放电控制区与放电连接区耦合时，充电控制区与连接模块的缓冲区耦合，充电连接区与控制模块的缓冲区耦合，电池模块A和电池模块B之间并联在一起，并且与放电总线连接；当充电控制区与充电连接区耦合时，放电控制区与连接模块缓冲区耦合，放电连接区与控制模块的缓冲区耦合，电池模块A和电池模块B之间串联在一起，并且与充电总线连接。

实施例2

本实施例提供一种电池组控制机构，包括连接模块和控制模块，电池组包括电池模块A和电池模块B。

如图3所示，连接模块设置放电连接区和充电连接区；放电连接区包括A+接口、A‐接口、B+接口、B‐接口、DSG+接口和DSG‐接口，A+接口与电池模块A的正极连接，A‐接口与电池模块A的负极连接，B+接口与电池模块B的正极连接，B‐接口与电池模块B的负极连接，DSG+接口与电池组的放电总正连接，DSG‐接口与电池组的放电总负连接；

充电连接区包括A+接口、A‐接口、B+接口、B‐接口、CHG+接口和CHG‐接口，A+接口与电池模块A的正极连接，A‐接口与电池模块A的负极连接，B+接口与电池模块B的正极连接，B‐接口与电池模块B的负极连接，CHG+接口与电池组的充电总正连接，CHG‐接口与电池组的充电总负连接；

如图4所示，控制模块设置放电控制区和充电控制区；

放电控制区包括A+’接口、A‐’接口、B+’接口、B‐’接口、DSG+’接口和DSG‐’接口，A+’接口与B+’接口连接、B+’接口和DSG+’接口连接，A‐’接口与B‐’接口连接，A‐’接口与DSG‐’接口连接；

充电控制区包括A+’接口、A‐’接口、B+’接口、B‐’接口、CHG+’接口和CHG‐’接口，A+’接口与B‐’接口连接、A‐’接口与CHG‐’接口连接、B+’接口和CHG+’接口连接；

在电池组放电状态下，连接模块的放电连接区与控制模块的放电控制区耦合，使得放电连接区的A+接口、A‐接口、B+接口、B‐接口、DSG+接口和DSG‐接口分别与放电控制区的A+’接口、A‐’接口、B+’接口、B‐’接口、DSG+’接口和DSG‐’接口耦合，电池模块A与电池模块B并联连接；

在电池组充电状态下，连接模块的充电连接区与控制模块的充电控制区耦合，使得充电连接区的A+接口、A‐接口、B+接口、B‐接口、CHG+接口和CHG‐接口分别与充电控制区的A+’接口、A‐’接口、B+’接口、B‐’接口、CHG+’接口和CHG‐’接口耦合，电池模块A与电池模块B串联连接。

控制模块上的放电控制区和充电控制区之间还设置缓冲区，并且均设置在圆形基板上，三者的面积相等。连接模块上的放电连接区和充电连接区之间还设置缓冲区，并且均设置在圆形基板上，三者的面积相等。

当放电控制区与放电连接区耦合时，充电控制区与连接模块的缓冲区耦合，充电连接区与控制模块的缓冲区耦合，电池模块A和电池模块B之间并联在一起，并且与放电总线连接；当充电控制区与充电连接区耦合时，放电控制区与连接模块缓冲区耦合，放电连接区与控制模块的缓冲区耦合，电池模块A和电池模块B之间串联在一起，并且与充电总线连接。

连接模块和控制模块上均设置互锁单元，当连接模块的放电连接区与控制模块的放电控制区耦合时，连接模块的互锁单元与控制模块的互锁单元互相耦合；当连接模块的充电连接区与控制模块的充电控制区耦合时，连接模块的互锁单元与控制模块的互锁单元互相耦合。