相互独立互为冗余的电池系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种相互独立互为冗余的电池系统，包括若干个电池单体、电池均衡模块、电池管理模块、电池供电模块；所述电池单体包括蓄电池、初级线圈；所述电池均衡模块包括次级线圈，所述次级线圈与若干个所述电池单体的初级线圈共同构成一个高频变压器；用于向电动机输出电能的所述电池供电模块连接若干个相互串联的所述蓄电池的正负极且与所述电池均衡模块并联；所述电池管理模块包括分别常闭触点继电器、参数监测器、以及常开触点继电器。本实用新型所述的相互独立互为冗余的电池系统，采用备份电池单体的方法，以更换损坏的电池，且能够克服电池单体电压和电流等特性的不均衡的问题，并最大限度地充分利用动力供电系统中的电能。
【专利说明】
相互独立互为冗余的电池系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种相互独立互为冗余的电池系统，属于电动汽车电池管理系统【技术领域】。
【背景技术】
[0002]在纯电动汽车中，由于电池单体的性能局限性，动力供电系统一般由多个电池单体通过并联或串联组合而成。在使用中，当个别电池单体出现故障无法使用时，由于安全问题控制系统将禁止动力供电系统继续工作，通过并联或串联组合而成的多个电池单体都将被迫停止工作，由此导致车辆无法继续行驶。由于电池单体电压和电流等特性的不均衡，所以大多采用动力供电系统整体备份的方法，即备份一整套的通过并联或串联组合而成的多个电池单体，显然上述技术方案旳实施成本高昂，普通车辆不适用。
实用新型内容
[0003]本实用新型正是针对现有技术存在的不足，提供一种相互独立互为冗余的电池系统，采用备份电池单体的方法，以更换损坏的电池，且能够克服电池单体电压和电流等特性的不均衡的问题，并最大限度地充分利用动力供电系统中的电能。
[0004]为解决上述问题，本实用新型所采取的技术方案如下:
[0005]一种相互独立互为冗余的电池系统，包括:若干个电池单体、电池均衡模块、电池管理模块、电池供电模块；
[0006]所述电池单体包括蓄电池、连接所述蓄电池正极和负极的初级线圈，若干个所述电池单体的蓄电池相互串联；
[0007]所述电池均衡模块包括次级线圈，所述次级线圈与若干个所述电池单体的初级线圈共同构成一个高频变压器，且所述电池均衡模块连接若干个相互串联的所述蓄电池的正负极；
[0008]用于向电动机输出电能的所述电池供电模块连接若干个相互串联的所述蓄电池的正负极且与所述电池均衡模块并联；
[0009]所述电池管理模块包括分别位于每个所述蓄电池正极和负极处的两个常闭触点继电器、用于监测每个所述蓄电池状态参数的参数监测器、以及连接每个所述蓄电池正极和负极处且与所述初级线圈并联的常开触点继电器。
[0010]作为上述技术方案的改进，所述参数监测器为电压表，且所述电压表正极与所述蓄电池正极的连接点位于所述常闭触点继电器和所述蓄电池正极之间，所述电压表负极与所述蓄电池负极的连接点位于所述常闭触点继电器和所述蓄电池负极之间。
[0011]本实用新型与现有技术相比较，本实用新型的实施效果如下:
[0012]本实用新型所述的相互独立互为冗余的电池系统，采用备份电池单体的方法，以更换损坏的电池，通过设置电池均衡模块能够克服电池单体电压和电流等特性的不均衡的问题，并通过设置电池管理模块，使若干个电池单体之间相互独立且互为冗余，始终将性能最差的电池单体作为冗余，并使其余电池单体保持工作状态，以最大限度地充分利用动力供电系统中的电能。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1为本实用新型所述的相互独立互为冗余的电池系统结构示意图。
【具体实施方式】
[0014]下面将结合具体的实施例来说明本实用新型的内容。
[0015]如图1所示，为本实用新型所述的相互独立互为冗余的电池系统结构示意图。本实用新型所述相互独立互为冗余的电池系统，包括m+1个电池单体、电池均衡模块1、电池管理模块、电池供电模块2;所述电池单体包括蓄电池3、连接所述蓄电池3正极和负极的初级线圈4，n+1个所述电池单体的蓄电池3相互串联；所述电池均衡模块I包括次级线圈11，所述次级线圈11与n+1个所述电池单体的初级线圈4共同构成一个高频变压器5，且所述电池均衡模块I连接n+1个相互串联的所述蓄电池3的正负极；用于向电动机6输出电能的所述电池供电模块2连接n+1个相互串联的所述蓄电池3的正负极且与所述电池均衡模块I并联；所述电池管理模块包括分别位于每个所述蓄电池3正极和负极处的两个常闭触点继电器7、用于监测每个所述蓄电池3状态参数的参数监测器、以及连接每个所述蓄电池3正极和负极处且与所述初级线圈4并联的常开触点继电器8。具体地，所述参数监测器为电压表9，且所述电压表9正极与所述蓄电池3正极的连接点位于所述常闭触点继电器7和所述蓄电池3正极之间，所述电压表9负极与所述蓄电池3负极的连接点位于所述常闭触点继电器7和所述蓄电池3负极之间。
[0016]如图1所示，正常工作状态下，除电池单体Um作为冗余，其常闭触点继电器7断开而常开触点继电器8闭合接通外，其余η个电池单体Ul至Un，其常闭触点继电器7均闭合而常开触点继电器8均断开外，串联的电池单体Ul至Un输出电能提供给电动汽车的动力设备电动机6 ;通过电压表9观察到，当电池单体Ul至Un中某个电池单体(假设为电池单体U2)出现故障或者性能下降到比电池冗余单体Um性能还差的时候，即可将性能最差的电池单体U2的正负极处的常闭触点继电器7打开，将连接电池单体U2正负极的常开触点继电器8闭合，由此将其电池单体U2从供电线路中隔离出去，同时冗余的电池单体Um正负极两端的常闭触点继电器7闭合而常开触点继电器8断开，将其引入到供电线路中，保证总的电池电压变化不大；同时，电池均衡模块I开始工作，对总的电压进行均衡，使各个电池单体的电压差降到最小；以此循环，逐个替换出性能最差的电池单体；电池供电模块2将相互串联的η个所述电池单体的蓄电池3中的电能提供给电动机6。
[0017]其中，电池均衡模块I可以采用现有技术中所公知的包含有变压器结构的均衡电路方案，具体地如:公开的中国专利申请文献CN103036256A、授权的中国专利文献CN102035010A等；或者通过设置由控制器和场效应管与高频变压器5组成一个DC/DC变换器以均衡η个接入电路中且相互串联的所述蓄电池3的电力输出性能。
[0018]以上内容是结合具体的实施例对本实用新型所作的详细说明，不能认定本实用新型具体实施仅限于这些说明。对于本实用新型所属【技术领域】的技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型保护的范围。
【权利要求】
1.一种相互独立互为冗余的电池系统，其特征是，包括:若干个电池单体、电池均衡模块(I)、电池管理模块、电池供电模块⑵； 所述电池单体包括蓄电池(3)、连接所述蓄电池(3)正极和负极的初级线圈(4)，若干个所述电池单体的蓄电池(3)相互串联； 所述电池均衡模块(I)包括次级线圈(11)，所述次级线圈(11)与若干个所述电池单体的初级线圈(4)共同构成一个高频变压器(5)，且所述电池均衡模块(I)连接若干个相互串联的所述蓄电池(3)的正负极； 用于向电动机(6)输出电能的所述电池供电模块(2)连接若干个相互串联的所述蓄电池(3)的正负极且与所述电池均衡模块(I)并联； 所述电池管理模块包括分别位于每个所述蓄电池(3)正极和负极处的两个常闭触点继电器(7)、用于监测每个所述蓄电池(3)状态参数的参数监测器、以及连接每个所述蓄电池(3)正极和负极处且与所述初级线圈(4)并联的常开触点继电器(8)。
2.如权利要求1所述的相互独立互为冗余的电池系统，其特征是，所述参数监测器为电压表(9)，且所述电压表(9)正极与所述蓄电池(3)正极的连接点位于所述常闭触点继电器(7)和所述蓄电池(3)正极之间，所述电压表(9)负极与所述蓄电池(3)负极的连接点位于所述常闭触点继电器(7)和所述蓄电池(3)负极之间。
【文档编号】H02J7/36GK203984073SQ201420409306
【公开日】2014年12月3日 申请日期:2014年7月23日 优先权日:2014年7月23日
【发明者】潘若愚, 褚伟, 杨善林, 曹龙涛, 李荣灿 申请人:潘若愚