專利名稱：具有自動(dòng)旁路功能的串聯(lián)電池系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種串聯(lián)電池系統(tǒng)，特別涉及一種具有自動(dòng)旁路功能的串聯(lián)電池系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
一般電動(dòng)車(chē)的電力來(lái)源采用多個(gè)串聯(lián)的電池單元，每一電池單元又由多個(gè)電池及一電池電路組成，當(dāng)有其中一個(gè)電池單元發(fā)生故障時(shí)，由于采用串聯(lián)回路的設(shè)計(jì)，一般處理方式會(huì)自動(dòng)將整個(gè)回路開(kāi)路(open)，借以避免故障的電池單元持續(xù)放電而達(dá)到保護(hù)功能， 然而，瞬間斷電卻會(huì)造成電動(dòng)車(chē)在行進(jìn)中迅速停擺與控制系統(tǒng)死機(jī)的缺點(diǎn)，且由于無(wú)法繼續(xù)供電，所以使用者必須要借助拖吊車(chē)才能帶電動(dòng)車(chē)返家或返回車(chē)商維修，以致于相當(dāng)不便。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種能夠保護(hù)故障的電池單元且不會(huì)中斷電力回路的具有自動(dòng)旁路功能的串聯(lián)電池系統(tǒng)，該具有自動(dòng)旁路功能的串聯(lián)電池系統(tǒng)包括多個(gè)電池單元。本發(fā)明提供一種具有自動(dòng)旁路功能的串聯(lián)電池系統(tǒng)，包括多個(gè)電池單元，每一個(gè)電池單元包括一個(gè)高電位端、一個(gè)低電位端、一個(gè)第一開(kāi)關(guān)模塊、一個(gè)第二開(kāi)關(guān)模塊、多個(gè)串聯(lián)的蓄電池、一個(gè)充電命令端口、一個(gè)充電狀態(tài)端口及一個(gè)控制模塊，所述電池單元沿該高電位端至該低電位端的方向依序串聯(lián)；該第一開(kāi)關(guān)模塊串聯(lián)于該高電位端與該低電位端之間，該第二開(kāi)關(guān)模塊與所述蓄電池一起串聯(lián)于該高電位端與該低電位端之間，該控制模塊能偵測(cè)每一個(gè)蓄電池的電壓，并設(shè)定有一電壓標(biāo)準(zhǔn)范圍，其中，當(dāng)該控制模塊通過(guò)該充電命令端口接收到一充電命令時(shí)，該控制模塊會(huì)依序使該第一開(kāi)關(guān)模塊開(kāi)路、該第二開(kāi)關(guān)模塊導(dǎo)通，并通過(guò)該充電狀態(tài)端口輸出一充電狀態(tài)信號(hào)；當(dāng)該控制模塊偵測(cè)到任一個(gè)蓄電池的電壓不符合該電壓標(biāo)準(zhǔn)范圍時(shí)，該控制模塊會(huì)依序使該第二開(kāi)關(guān)模塊開(kāi)路、該第一開(kāi)關(guān)模塊導(dǎo)通，并通過(guò)該充電狀態(tài)端口輸出一旁路狀態(tài)信號(hào)。本發(fā)明所述具有自動(dòng)旁路功能的串聯(lián)電池系統(tǒng)，還包括一個(gè)充電單元，該充電單元用于電連接一交流電源，并輸出一串聯(lián)于所述電池單元以形成一個(gè)充電回路的直流電源以及輸出該充電命令。本發(fā)明所述具有自動(dòng)旁路功能的串聯(lián)電池系統(tǒng)，該充電單元還接收每一個(gè)電池單元的旁路狀態(tài)信號(hào)，并配合旁路狀態(tài)的電池單元的數(shù)量而降低該直流電源的電壓。本發(fā)明還提供一種具有自動(dòng)旁路功能的串聯(lián)電池系統(tǒng)，包括多個(gè)電池單元，該具有自動(dòng)旁路功能的串聯(lián)電池系統(tǒng)的特征在于，每一個(gè)電池單元包括一個(gè)高電位端、一個(gè)低電位端、一個(gè)第一開(kāi)關(guān)模塊、一個(gè)第二開(kāi)關(guān)模塊、多個(gè)串聯(lián)的蓄電池、一個(gè)放電命令端口、一個(gè)放電狀態(tài)端口及一個(gè)控制模塊，所述電池單元沿該高電位端至該低電位端的方向依序串聯(lián)；該第一開(kāi)關(guān)模塊串聯(lián)于該高電位端與該低電位端之間，該第二開(kāi)關(guān)模塊與所述蓄電池一起串聯(lián)于該高電位端與該低電位端之間，該控制模塊能偵測(cè)每一個(gè)蓄電池的電壓，并設(shè)定有一電壓標(biāo)準(zhǔn)范圍，其中當(dāng)該控制模塊通過(guò)該放電命令端口接收到一放電命令時(shí)，該控制模塊會(huì)依序使該第一開(kāi)關(guān)模塊開(kāi)路、該第二開(kāi)關(guān)模塊導(dǎo)通，并通過(guò)該放電狀態(tài)端口輸出一放電狀態(tài)信號(hào)；當(dāng)該控制模塊偵測(cè)到任一個(gè)蓄電池的電壓不符合該電壓標(biāo)準(zhǔn)范圍時(shí)，該控制模塊會(huì)依序使該第二開(kāi)關(guān)模塊開(kāi)路、該第一開(kāi)關(guān)模塊導(dǎo)通，并通過(guò)該放電狀態(tài)端口輸出一旁路狀態(tài)信號(hào)。本發(fā)明所述的具有自動(dòng)旁路功能的串聯(lián)電池系統(tǒng)，還包括一個(gè)放電單元，該放電單元用于串聯(lián)于所述電池單元以形成一個(gè)放電回路，并輸出該放電命令。本發(fā)明所述的具有自動(dòng)旁路功能的串聯(lián)電池系統(tǒng)，該放電單元還接收每一個(gè)電池單元的旁路狀態(tài)信號(hào)，并配合處在旁路狀態(tài)的電池單元的數(shù)量而調(diào)整輸出功率。本發(fā)明的有益效果在于通過(guò)每一個(gè)電池單元的該第一開(kāi)關(guān)模塊、該第二開(kāi)關(guān)模塊以及該電壓標(biāo)準(zhǔn)范圍的判斷機(jī)制，就可以使得發(fā)生故障的每一個(gè)電池單元自動(dòng)形成旁路，于是不但可以中斷故障的電池單元繼續(xù)充電或放電，也可以使其它正常的電池單元繼續(xù)保持串聯(lián)回路的關(guān)聯(lián)，所以應(yīng)用在電動(dòng)車(chē)時(shí)，能達(dá)到避免行進(jìn)中停擺與控制系統(tǒng)死機(jī)的使用效果。


圖1是一示意圖，說(shuō)明本發(fā)明具有自動(dòng)旁路功能的串聯(lián)電池系統(tǒng)的較佳實(shí)施例；圖2是一示意圖，說(shuō)明該較佳實(shí)施例中，所有電池單元相互串聯(lián)并處于正常狀態(tài)的運(yùn)作情形；圖3是一示意圖，說(shuō)明該較佳實(shí)施例中，其中一個(gè)電池單元處于旁路狀態(tài)的運(yùn)作情形。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。如圖1、圖2所示，本發(fā)明具有自動(dòng)旁路功能的串聯(lián)電池系統(tǒng)200的較佳實(shí)施例包括多個(gè)電池單元20、一個(gè)充電單元30及一個(gè)放電單元40。每一個(gè)電池單元20包括一個(gè)高電位端211、一個(gè)低電位端212、一個(gè)第一開(kāi)關(guān)模塊 221、一個(gè)第二開(kāi)關(guān)模塊222、多個(gè)串聯(lián)的蓄電池23、一個(gè)充電命令端口 Ml、一個(gè)充電狀態(tài)端口 M2、一個(gè)放電命令端口 251、一個(gè)放電狀態(tài)端口 252及一個(gè)控制模塊沈。所述電池單元20沿該高電位端211至該低電位端212的方向依序串聯(lián)，在本實(shí)施例中共有三個(gè)電池單元20，實(shí)際應(yīng)用于所述電池單元20串聯(lián)的數(shù)量不受限。該第一開(kāi)關(guān)模塊221串聯(lián)于該高電位端211與該低電位端212之間。該第二開(kāi)關(guān)模塊222與所述蓄電池23 —起串聯(lián)于該高電位端211與該低電位端 212之間，在本實(shí)施例中的第一開(kāi)關(guān)模塊221與該第二開(kāi)關(guān)模塊222都采用晶體管開(kāi)關(guān)電路，實(shí)際制造時(shí)也可以采用繼電器所組成的開(kāi)關(guān)電路。該充電命令端口 Ml、該充電狀態(tài)端口 M2、該放電命令端口 251及該放電狀態(tài)端口 252在本實(shí)施例中都采用光耦合傳輸電路。該控制模塊沈能偵測(cè)每一蓄電池23的電壓，并設(shè)定有一電壓標(biāo)準(zhǔn)范圍，在本實(shí)施例中的控制模塊沈采用一電池管理系統(tǒng)(Battery Management Systems，BMS)，該控制模塊26可以監(jiān)控每一個(gè)蓄電池23的電力狀態(tài)，并能根據(jù)該電壓標(biāo)準(zhǔn)范圍261判斷每一個(gè)蓄電池23充電或放電是否異常。該充電單元30用于電連接一交流電源，并輸出一串聯(lián)于所述電池單元20以形成一個(gè)充電回路的直流電源以及能分別對(duì)所述電池單元20輸出一充電命令，該充電單元30 還能接收每一個(gè)電池單元20通過(guò)該充電狀態(tài)端口 242所輸出的一旁路狀態(tài)信號(hào)，并配合旁路狀態(tài)的電池單元20的數(shù)量而降低該直流電源的電壓。該放電單元40用于串聯(lián)于所述電池單元20以形成一個(gè)放電回路，并能分別對(duì)所述電池單元20輸出一放電命令，在本實(shí)施例中的放電單元40采用一個(gè)馬達(dá)控制器，該馬達(dá)控制器可以連接控制一由馬達(dá)所組成的負(fù)載90，該放電單元40還能接收每一個(gè)電池單元 20通過(guò)該放電狀態(tài)端口 252所輸出的一旁路狀態(tài)信號(hào)，并配合處在旁路狀態(tài)的電池單元20 數(shù)量而調(diào)整輸出功率或停止運(yùn)作。如圖1、圖2、圖3所示，以下將進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明具有自動(dòng)旁路功能的串聯(lián)電池系統(tǒng)200的使用情形，其中圖2及圖3為了方便說(shuō)明使用情形，因此采用粗黑線(圖2及圖3 中電池單元20、充電單元30及放電單元40之間的具有雙箭頭的連線)表示來(lái)簡(jiǎn)化該充電單元30與該充電命令端口 Ml、該充電狀態(tài)端口 242的連接關(guān)系，以及該放電單元40與該放電命令端口 251、該放電狀態(tài)端口 252的連接關(guān)系。當(dāng)每一個(gè)電池單元20的控制模塊沈通過(guò)該充電命令端口 241接收到一來(lái)自該充電單元30的充電命令時(shí)，該控制模塊沈會(huì)依序使該第一開(kāi)關(guān)模塊221開(kāi)路(open)、該第二開(kāi)關(guān)模塊222導(dǎo)通(short)，并通過(guò)該充電狀態(tài)端口 242輸出一充電狀態(tài)信號(hào)到該充電單元 30，此時(shí)該充電單元30對(duì)所述電池單元20進(jìn)行充電。同樣地，當(dāng)每一個(gè)電池單元20的控制模塊沈通過(guò)該放電命令端口 251接收到一來(lái)自該放電單元40的放電命令時(shí)，該控制模塊沈會(huì)依序使該第一開(kāi)關(guān)模塊221開(kāi)路 (open)、該第二開(kāi)關(guān)模塊222導(dǎo)通(short)，并通過(guò)該放電狀態(tài)端口 252輸出一放電狀態(tài)信號(hào)到該放電單元40，此時(shí)所述電池單元20對(duì)該放電單元40供電。當(dāng)控制模塊沈偵測(cè)到任一個(gè)蓄電池23的電壓不符合該電壓標(biāo)準(zhǔn)范圍時(shí)，該控制模塊26會(huì)依序使該第二開(kāi)關(guān)模塊222開(kāi)路、該第一開(kāi)關(guān)模塊221導(dǎo)通，此時(shí)會(huì)中斷本身電池單元20的充電或放電程序，并產(chǎn)生旁路效果，同時(shí)通過(guò)該充電狀態(tài)端口 242或該放電狀態(tài)端口 252輸出一旁路狀態(tài)信號(hào)告知該充電單元30或該放電單元40，例如圖3所示， 位于中間的電池單元20呈現(xiàn)旁路狀態(tài)，但不影響其它電池單元20繼續(xù)保持串聯(lián)回路。借此，通過(guò)每一電池單元的該第一開(kāi)關(guān)模塊221、該第二開(kāi)關(guān)模塊222以及該電壓標(biāo)準(zhǔn)范圍的判斷機(jī)制，就可以使得發(fā)生故障的每一個(gè)電池單元20自動(dòng)形成旁路 (bypass)，于是不但可以中斷故障的電池單元20繼續(xù)充電或放電，也可以使其它正常的電池單元20繼續(xù)保持串聯(lián)回路的關(guān)聯(lián)，所以應(yīng)用在電動(dòng)車(chē)時(shí)，能達(dá)到避免行進(jìn)中突然停擺與控制系統(tǒng)死機(jī)的使用效果。
權(quán)利要求
1.一種具有自動(dòng)旁路功能的串聯(lián)電池系統(tǒng)，包括多個(gè)電池單元，該具有自動(dòng)旁路功能的串聯(lián)電池系統(tǒng)的特征在于，每一個(gè)電池單元包括一個(gè)高電位端、一個(gè)低電位端、一個(gè)第一開(kāi)關(guān)模塊、一個(gè)第二開(kāi)關(guān)模塊、多個(gè)串聯(lián)的蓄電池、一個(gè)充電命令端口、一個(gè)充電狀態(tài)端口及一個(gè)控制模塊，所述電池單元沿該高電位端至該低電位端的方向依序串聯(lián)；該第一開(kāi)關(guān)模塊串聯(lián)于該高電位端與該低電位端之間，該第二開(kāi)關(guān)模塊與所述蓄電池一起串聯(lián)于該高電位端與該低電位端之間，該控制模塊能偵測(cè)每一個(gè)蓄電池的電壓，并設(shè)定有一電壓標(biāo)準(zhǔn)范圍，其中當(dāng)該控制模塊通過(guò)該充電命令端口接收到一充電命令時(shí)，該控制模塊會(huì)依序使該第一開(kāi)關(guān)模塊開(kāi)路、該第二開(kāi)關(guān)模塊導(dǎo)通，并通過(guò)該充電狀態(tài)端口輸出一充電狀態(tài)信號(hào)；當(dāng)該控制模塊偵測(cè)到任一個(gè)蓄電池的電壓不符合該電壓標(biāo)準(zhǔn)范圍時(shí)，該控制模塊會(huì)依序使該第二開(kāi)關(guān)模塊開(kāi)路、該第一開(kāi)關(guān)模塊導(dǎo)通，并通過(guò)該充電狀態(tài)端口輸出一旁路狀態(tài)信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述具有自動(dòng)旁路功能的串聯(lián)電池系統(tǒng)，其特征在于，還包括一個(gè)充電單元，該充電單元用于電連接一交流電源，并輸出一串聯(lián)于所述電池單元以形成一個(gè)充電回路的直流電源以及輸出該充電命令。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述具有自動(dòng)旁路功能的串聯(lián)電池系統(tǒng)，其特征在于，該充電單元還接收每一個(gè)電池單元的旁路狀態(tài)信號(hào)，并配合旁路狀態(tài)的電池單元的數(shù)量而降低該直流電源的電壓。
4.一種具有自動(dòng)旁路功能的串聯(lián)電池系統(tǒng)，包括多個(gè)電池單元，該具有自動(dòng)旁路功能的串聯(lián)電池系統(tǒng)的特征在于，每一個(gè)電池單元包括一個(gè)高電位端、一個(gè)低電位端、一個(gè)第一開(kāi)關(guān)模塊、一個(gè)第二開(kāi)關(guān)模塊、多個(gè)串聯(lián)的蓄電池、一個(gè)放電命令端口、一個(gè)放電狀態(tài)端口及一個(gè)控制模塊，所述電池單元沿該高電位端至該低電位端的方向依序串聯(lián)；該第一開(kāi)關(guān)模塊串聯(lián)于該高電位端與該低電位端之間，該第二開(kāi)關(guān)模塊與所述蓄電池一起串聯(lián)于該高電位端與該低電位端之間，該控制模塊能偵測(cè)每一個(gè)蓄電池的電壓，并設(shè)定有一電壓標(biāo)準(zhǔn)范圍，其中當(dāng)該控制模塊通過(guò)該放電命令端口接收到一放電命令時(shí)，該控制模塊會(huì)依序使該第一開(kāi)關(guān)模塊開(kāi)路、該第二開(kāi)關(guān)模塊導(dǎo)通，并通過(guò)該放電狀態(tài)端口輸出一放電狀態(tài)信號(hào)；當(dāng)該控制模塊偵測(cè)到任一個(gè)蓄電池的電壓不符合該電壓標(biāo)準(zhǔn)范圍時(shí)，該控制模塊會(huì)依序使該第二開(kāi)關(guān)模塊開(kāi)路、該第一開(kāi)關(guān)模塊導(dǎo)通，并通過(guò)該放電狀態(tài)端口輸出一旁路狀態(tài)信號(hào)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的具有自動(dòng)旁路功能的串聯(lián)電池系統(tǒng)，其特征在于，還包括一個(gè)放電單元，該放電單元用于串聯(lián)于所述電池單元以形成一個(gè)放電回路，并輸出該放電命令。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的具有自動(dòng)旁路功能的串聯(lián)電池系統(tǒng)，其特征在于，該放電單元還接收每一個(gè)電池單元的旁路狀態(tài)信號(hào)，并配合處在旁路狀態(tài)的電池單元的數(shù)量而調(diào)整輸出功率。
全文摘要
一種具有自動(dòng)旁路功能的串聯(lián)電池系統(tǒng)，包括多個(gè)電池單元。每一個(gè)電池單元包括一個(gè)第一開(kāi)關(guān)模塊、一個(gè)第二開(kāi)關(guān)模塊、多個(gè)串聯(lián)的蓄電池、一個(gè)充電命令端口、一個(gè)充電狀態(tài)端口及一個(gè)控制模塊，所述電池單元沿一個(gè)高電位端至一個(gè)低電位端的方向依序串聯(lián)。該第一開(kāi)關(guān)模塊串聯(lián)于該高電位端與該低電位端之間，該第二開(kāi)關(guān)模塊與所述蓄電池一起串聯(lián)于該高電位端與該低電位端之間。當(dāng)每一個(gè)電池單元的控制模塊偵測(cè)到任一個(gè)蓄電池的電壓不符合一電壓標(biāo)準(zhǔn)范圍時(shí)，該控制模塊會(huì)依序使該第二開(kāi)關(guān)模塊開(kāi)路、該第一開(kāi)關(guān)模塊導(dǎo)通，并通過(guò)該充電狀態(tài)端口輸出一旁路狀態(tài)信號(hào)。本發(fā)明可中斷故障的電池單元的充電或放電，還可使正常的電池單元保持串聯(lián)回路的關(guān)聯(lián)。
文檔編號(hào)H02J7/02GK102195327SQ20101012213
公開(kāi)日2011年9月21日 申請(qǐng)日期2010年3月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月28日
發(fā)明者阮家文, 魏益堂 申請(qǐng)人:六逸科技股份有限公司, 阮家文