一種可更換電池的電氣系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種可更換電池的電氣系統(tǒng)，包括電氣系統(tǒng)和組合開關(guān)，所述電氣系統(tǒng)包含有若干電池包，且各個(gè)電池包之間獨(dú)立設(shè)置，所述組合開關(guān)上設(shè)置有用于顯示電池包電量信息指示信號的電量顯示裝置和用于各電池包之間相互切換的檔位開關(guān)；所述每個(gè)電池包中均包含有電池、動(dòng)力開關(guān)和電池管理系統(tǒng)，所述電池管理系統(tǒng)接收組合開關(guān)的輸出信號，并與電量信息指示信號相結(jié)合，從而控制動(dòng)力開關(guān)是否閉合以提供電力輸出。通過上述方式，本發(fā)明提供的一種可更換電池的電氣系統(tǒng)，通過若干個(gè)獨(dú)立的小電池構(gòu)建成為電氣系統(tǒng)替代單個(gè)大型電池，且通過增加或者減少所安裝的獨(dú)立小電池的數(shù)量來對電池的總?cè)萘窟M(jìn)行更改，從而能夠最經(jīng)濟(jì)地匹配續(xù)航時(shí)間和設(shè)備重量。
【專利說明】—種可更換電池的電氣系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電池系統(tǒng)，特別是涉及一種可更換電池的電氣系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]普通的用電設(shè)備的電池一般來說分為兩種:
1、電池不可拆卸，比如一些手機(jī)電池；
2、可拆卸式，比如快換電池純電動(dòng)車和純電動(dòng)大巴，需要專門的換電站提供專用的工具才能更換電池。
[0003]而且一般用電池的設(shè)備特別是大容量電池的設(shè)備必然存在一個(gè)電池過大過重的問題。很多大型設(shè)備比如純電動(dòng)汽車、純電動(dòng)大巴、大型的混合動(dòng)力系統(tǒng)、大型儲(chǔ)能系統(tǒng)等，要么電池設(shè)計(jì)成不可拆卸，要么設(shè)計(jì)為專用拆卸工具通過機(jī)械方式拆卸。
[0004]這樣的設(shè)計(jì)為人們的使用帶來很大的不便。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題是提供一種可更換電池的電氣系統(tǒng)，通過若干個(gè)獨(dú)立的小電池構(gòu)建成為電氣系統(tǒng)替代單個(gè)大型電池，且通過增加或者減少所安裝的獨(dú)立小電池的數(shù)量來對電池的總?cè)萘窟M(jìn)行更改，從而能夠最經(jīng)濟(jì)地匹配續(xù)航時(shí)間和設(shè)備重量。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的一個(gè)技術(shù)方案是:提供一種可更換電池的電氣系統(tǒng)，包括:電氣系統(tǒng)和組合開關(guān)，所述電氣系統(tǒng)包含有若干電池包，且各個(gè)電池包之間獨(dú)立設(shè)置，所述組合開關(guān)上設(shè)置有用于顯示電池包電量信息指示信號的電量顯示裝置和用于各電池包之間相互切換的檔位開關(guān)。
[0007]所述每個(gè)電池包中均包含有電池、動(dòng)力開關(guān)和電池管理系統(tǒng)，所述電池管理系統(tǒng)接收組合開關(guān)的輸出信號，并與電量信息指示信號相結(jié)合，從而相應(yīng)的控制動(dòng)力開關(guān)是否閉合以提供電力輸出。
[0008]在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述可更換電池的電氣系統(tǒng)還包含有安全開關(guān)，所述組合開關(guān)與安全開關(guān)連接形成回路，且通過回路中的組合開關(guān)輸出電池管理系統(tǒng)低壓電平^[目號。
[0009]在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述電氣系統(tǒng)還包含有箱體，所述電池包均位于箱體內(nèi)。
[0010]在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述箱體上進(jìn)一步包含有箱蓋或保險(xiǎn)裝置，所述箱蓋或保險(xiǎn)裝置與所述安全開關(guān)控制連接。
[0011〕 在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述可更換電池的電氣系統(tǒng)還包含有用于顯示電池包故障狀態(tài)的故障顯示裝置。
[0012]在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述故障顯示裝置為指示燈。
[0013]在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述電池包為鉛酸電池包、鋰電池包或鎳氫電池包。
[0014]在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述動(dòng)力開關(guān)為電子開關(guān)。
[0015]在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述電子開關(guān)為繼電器或接觸器。
[0016]本發(fā)明的有益效果是:通過若干個(gè)獨(dú)立的小電池構(gòu)建成為電氣系統(tǒng)替代單個(gè)大型電池，且在每個(gè)電池包中設(shè)置電池、動(dòng)力開關(guān)和電池管理系統(tǒng)，能夠有效地通過控制動(dòng)力開關(guān)來決定是否閉合，同時(shí)以提供電力輸出。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖，其中:
圖1是本發(fā)明的一種可更換電池的電氣系統(tǒng)一較佳實(shí)施例的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。

【具體實(shí)施方式】
[0018]下面將對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0019]本發(fā)明提供的一種實(shí)施例包括:
一種可更換電池的電氣系統(tǒng)，應(yīng)用于電動(dòng)工具、電動(dòng)汽車、電動(dòng)三輪車和其他應(yīng)用電池的場合。包括:電氣系統(tǒng)和0組合開關(guān)，所述電氣系統(tǒng)包含有若干電池包，且各個(gè)電池包之間獨(dú)立設(shè)置。
[0020]所述0組合開關(guān)上設(shè)置有用于顯示電池包電量信息指示信號的電量顯示裝置和用于各電池包之間相互切換的檔位開關(guān)。
[0021〕 每個(gè)電池包中均包含有一個(gè)電池、一個(gè)動(dòng)力開關(guān)和一個(gè)電池管理系統(tǒng)，所述每一個(gè)電池管理系統(tǒng)接收0組合開關(guān)的輸出信號，并與電量信息指示信號相結(jié)合，從而控制相對應(yīng)的動(dòng)力開關(guān)是否閉合以提供電力輸出。
[0022]優(yōu)選的，所述電池包為鉛酸電池包、鋰電池包或鎳氫電池包，所述電池為鉛酸電池、鋰電池或鎳氫電池。
[0023]優(yōu)選的，所述動(dòng)力開關(guān)為電子開關(guān)，所述電子開關(guān)為繼電器或接觸器。
[0024]所述可更換電池的電氣系統(tǒng)還包含有2安全開關(guān)，所述0組合開關(guān)與2安全開關(guān)連接形成回路，且通過回路中的組合開關(guān)輸出電池管理系統(tǒng)低壓電平信號。
[0025]所述電氣系統(tǒng)還包含有箱體，所述電池包均位于箱體內(nèi)。所述箱體上進(jìn)一步包含有箱蓋或保險(xiǎn)裝置，所述箱蓋或保險(xiǎn)裝置與所述2安全開關(guān)控制連接。
[0026]所述可更換電池的電氣系統(tǒng)還包含有用于顯示電池包故障狀態(tài)的故障顯示裝置，所述故障顯示裝置優(yōu)選為指示燈。
[0027]請參閱圖1，本發(fā)明還提供一種【具體實(shí)施方式】，以三個(gè)電池包為例進(jìn)行進(jìn)一步描述。
[0028]—種可更換電池的電氣系統(tǒng)，包括:電氣系統(tǒng)和0組合開關(guān)，所述電氣系統(tǒng)包含有若干電池包。優(yōu)選的，所述電池包為3個(gè)，分別為電池包1、電池包2和電池包3，所述電池包1、電池包2和電池包3之間獨(dú)立設(shè)置。
[0029]所述0組合開關(guān)，適用于切換工作電池的機(jī)械或者電子開關(guān)，分若干檔位，用于切換至任意檔位將電氣連接公共端與當(dāng)前檔位接線端，并斷開其他檔位接線端與公共端的連接。
[0030]所述電池包1、電池包2和電池包3可以運(yùn)用于多種設(shè)備。
[0031]所述0組合開關(guān)上設(shè)置有用于顯示電池包電量信息指示信號的電量顯示裝置和用于各電池包之間相互切換的檔位開關(guān)；所述檔位開關(guān)設(shè)置為若干檔位，在本實(shí)施例中優(yōu)選為4個(gè)檔位，分別為電池包1檔位、電池包2檔位、電池包3檔位和0？？檔位，0？？檔位為關(guān)閉檔位。
[0032]所述檔位的數(shù)量隨著電池包數(shù)量的變化而變化。
[0033]所述每個(gè)電池包中均包含有一個(gè)電池、一個(gè)動(dòng)力開關(guān)和一個(gè)電池管理系統(tǒng)，所述每一個(gè)電池管理系統(tǒng)接收組合開關(guān)的輸出信號，并與電量信息指示信號相結(jié)合，從而控制相應(yīng)的動(dòng)力開關(guān)是否閉合以提供電力輸出。
[0034]一個(gè)電池、一個(gè)動(dòng)力開關(guān)和一個(gè)電池管理系統(tǒng)三個(gè)部件組成一個(gè)電池包，它們可以被包裝成一個(gè)獨(dú)立的結(jié)構(gòu)，同時(shí)也可以由若干個(gè)模塊通過電氣連接成為一個(gè)組合系統(tǒng)，若干個(gè)電池包組成一個(gè)電氣系統(tǒng)。
[0035]電池包1中，包含為電池41、動(dòng)力開關(guān)81和電池管理系統(tǒng)；
電池包2中，包含為電池八2、動(dòng)力開關(guān)82和電池管理系統(tǒng)02 ；
電池包3中，包含為電池入3、動(dòng)力開關(guān)83和電池管理系統(tǒng)03。
[0036]所述電池八1、電池八2和電池八3可以是鉛酸電池、鋰電池、鎳氫電池等各種電池，在結(jié)構(gòu)上不進(jìn)行局限。
[0037]所述動(dòng)力開關(guān)，可以是繼電器、接觸器等電子開關(guān)。
[0038]所述電池管理系統(tǒng)，管理一個(gè)電池單元。電池管理系統(tǒng)必須具備功能接受0組合開關(guān)的切換信號，且根據(jù)切換信號和電池自身狀態(tài)控制相應(yīng)的動(dòng)力開關(guān)開通和關(guān)閉。
[0039]優(yōu)選的，所述可更換電池的電氣系統(tǒng)還包含有2安全開關(guān)，所述0組合開關(guān)與2安全開關(guān)連接形成一個(gè)回路，且通過回路中的組合開關(guān)輸出電池管理系統(tǒng)低壓電平信號。
[0040]所述電池包中的電池管理系統(tǒng)通過0組合開關(guān)和2安全開關(guān)連接的回路獲得電池管理系統(tǒng)低壓電平信號，且電池管理系統(tǒng)根據(jù)當(dāng)前電量顯示裝置中的電量狀態(tài)決定是否閉合動(dòng)開關(guān)以提供電力輸出。
[0041]所述可更換電池的電氣系統(tǒng)還包含有用于顯示電池包故障狀態(tài)的故障顯示裝置，所述故障顯示裝置優(yōu)選為指示燈，所述指示燈具有顏色或是閃爍來顯示電池包故障狀態(tài)。
[0042]所述電氣系統(tǒng)還包含有箱體,所述電池包均位于箱體內(nèi)。所述箱體上進(jìn)一步包含有箱蓋或保險(xiǎn)裝置，所述箱蓋或保險(xiǎn)裝置與所述安全開關(guān)控制連接。當(dāng)箱蓋打開或保險(xiǎn)裝置解除時(shí)安全開關(guān)斷開，而箱蓋關(guān)閉或者保險(xiǎn)裝置設(shè)置時(shí)閉合。
[0043]在另一種控制邏輯中，也可以當(dāng)箱蓋打開或保險(xiǎn)裝置解除時(shí)安全開關(guān)閉合，而箱蓋關(guān)閉或者保險(xiǎn)裝置設(shè)置時(shí)斷開。
[0044]在附圖1中，所述2安全開關(guān)為當(dāng)箱蓋打開或保險(xiǎn)裝置解除時(shí)安全開關(guān)斷開，而箱蓋關(guān)閉或者保險(xiǎn)裝置設(shè)置時(shí)閉合。
[0045]操作時(shí)，安裝入電池包1、電池包2和電池包3，并蓋上箱蓋或者保險(xiǎn)裝置，則2安全開關(guān)將隨箱蓋或者保險(xiǎn)裝置閉合。
[0046]將整機(jī)開關(guān)打開，電池包1、電池包2和電池包3的電池管理系統(tǒng)將通過外部或者內(nèi)部電源工作。所述內(nèi)部電源為電池八1、電池八2和電池八3，所述外部電源為位于外部且能提供電量的其他電源。
[0047]此時(shí)0組合開關(guān)上電池包1、電池包2、電池包3的背景指示信號或者相關(guān)指示面板等顯示裝置將顯示相應(yīng)電池包的電量信息。
[0048]若某電池指示信號為空，則表示所對應(yīng)電池沒有安裝。
[0049]將0組合開關(guān)檔位從0？？切換至電池包3，則電池包3的電池管理系統(tǒng)03通過0組合開關(guān)和2安全開關(guān)連接的回路獲得電池管理系統(tǒng)低壓電平信號。此時(shí)電池管理系統(tǒng)將根據(jù)當(dāng)前的電池狀態(tài)決定是否閉合83動(dòng)力開關(guān)令電池包3提供電力輸出。
[0050]電池包的故障狀態(tài)將通過聲或光信息等故障顯示裝置提供給操作者，若為指示燈時(shí)，指示燈紅色或者閃爍，此時(shí)0組合開關(guān)檔位選擇至故障電池包的電池管理系統(tǒng)將不會(huì)閉合8動(dòng)力開關(guān)提供電力輸出。
[0051]所述顯示裝置位于0組合開關(guān)的界面上，也可以由另外單獨(dú)的界面進(jìn)行控制顯
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[0052]當(dāng)電池包3指示電量不足信號時(shí)，操作者將0組合開關(guān)檔位切換至電池包2，此時(shí)電池包3的電池管理系統(tǒng)03將失去0組合開關(guān)輸入的電池管理系統(tǒng)低壓電平，83動(dòng)力開關(guān)將會(huì)首先斷開。接著電池包2將通過0組合開關(guān)和2安全開關(guān)構(gòu)成的回路獲得電池管理系統(tǒng)低壓電平，此時(shí)如果電池包2的電池管理系統(tǒng)02判斷屬于無故障狀態(tài)，電池包2的電池管理系統(tǒng)02將控制電池包2的82動(dòng)力開關(guān)閉合提供電力輸出，從而實(shí)現(xiàn)電池包3到電池包2的切換。
[0053]如果所有電池或者其中若干電池的電量不足可以更換相應(yīng)電池。
[0054]優(yōu)選的，每一塊電池都設(shè)計(jì)成適合人力或者簡易工具搬運(yùn)和拆卸的重量，且具備簡易連接接口。
[0055]一般情況需要將0組合開關(guān)切換至0？？檔位斷開所有動(dòng)力輸出才能拆裝更換電池。為了預(yù)防用戶誤操作，當(dāng)用戶帶電更換或者拆卸電池包時(shí)，一旦打開箱蓋或者機(jī)械保險(xiǎn)裝置時(shí)相關(guān)聯(lián)的2安全開關(guān)將被斷開，從而確保用戶動(dòng)手接觸電池包時(shí)動(dòng)力輸出斷開。
[0056]本發(fā)明可更換電池的電氣系統(tǒng)的有益效果是:
1、提供一種可更換電池的電氣系統(tǒng)，通過若干個(gè)獨(dú)立的小電池構(gòu)建的電氣系統(tǒng)替代單個(gè)大型電池，降低電池的尺寸和重量，使使用者可以通過人力，或者簡易工具搬運(yùn)和更換電池，提高換電效率并且能實(shí)現(xiàn)電池的通用性；
2、能夠通過增加或者減少所安裝的獨(dú)立小電池的數(shù)量來對電池的總?cè)萘窟M(jìn)行更改，從而能夠最經(jīng)濟(jì)地匹配續(xù)航時(shí)間，根據(jù)預(yù)期的使用計(jì)劃增減電池包數(shù)量，減少不必要的設(shè)備重量。
[0057]以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其它相關(guān)的【技術(shù)領(lǐng)域】，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種可更換電池的電氣系統(tǒng)，其特征在于，包括:電氣系統(tǒng)和組合開關(guān)，所述電氣系統(tǒng)包含有若干電池包，且各個(gè)電池包之間獨(dú)立設(shè)置，所述組合開關(guān)上設(shè)置有用于顯示電池包電量信息指示信號的電量顯示裝置和用于各電池包之間相互切換的檔位開關(guān)；所述每個(gè)電池包中均包含有電池、動(dòng)力開關(guān)和電池管理系統(tǒng)，所述電池管理系統(tǒng)接收組合開關(guān)的輸出信號，并與電量信息指示信號相結(jié)合，從而控制相應(yīng)的動(dòng)力開關(guān)是否閉合以提供電力輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可更換電池的電氣系統(tǒng)，其特征在于，所述可更換電池的電氣系統(tǒng)還包含有安全開關(guān)，所述組合開關(guān)與安全開關(guān)連接形成回路，且通過回路中的組合開關(guān)輸出電池管理系統(tǒng)低壓電平信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的可更換電池的電氣系統(tǒng)，其特征在于，所述電氣系統(tǒng)還包含有箱體，所述電池包均位于箱體內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的可更換電池的電氣系統(tǒng)，其特征在于，所述箱體上進(jìn)一步包含有箱蓋或保險(xiǎn)裝置，所述箱蓋或保險(xiǎn)裝置與所述安全開關(guān)控制連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可更換電池的電氣系統(tǒng)，其特征在于，所述可更換電池的電氣系統(tǒng)還包含有用于顯示電池包故障狀態(tài)的故障顯示裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的可更換電池的電氣系統(tǒng)，其特征在于，所述故障顯示裝置為指示燈。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可更換電池的電氣系統(tǒng)，其特征在于，所述電池包為鉛酸電池包、鋰電池包或鎳氫電池包。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可更換電池的電氣系統(tǒng)，其特征在于，所述動(dòng)力開關(guān)為電子開關(guān)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的可更換電池的電氣系統(tǒng)，其特征在于，所述電子開關(guān)為繼電器或接觸器。
【文檔編號】H01M10/42GK104348219SQ201410333465
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2014年7月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月15日
【發(fā)明者】莊憲, 陳寅, 劉毅, 封雷, 張文明 申請人:常州格力博有限公司