一種電池模組及其構(gòu)成的分布式電源系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及動力電池領(lǐng)域，特別涉及一種電池模組及其構(gòu)成的分布式電源系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，電動汽車越來越受到廣泛的關(guān)注，動力電池作為電動汽車的核心技術(shù)，極大程度地影響著電動汽車行業(yè)的發(fā)展。傳統(tǒng)的做法是在電動汽車內(nèi)安裝多個電池組，多個電池組串接在一起來供電，但是一旦其中任何一個電池組損壞，則其他的電池組將無法供電。電池系統(tǒng)的控制模式是集中模式，采集可能分散但控制主體集中于系統(tǒng)主機(jī)中，安裝維護(hù)操作復(fù)雜。遇到電池故障時更換費(fèi)時，且在電池包容量大時容易有安全隱患。電池系統(tǒng)跟偏向于定制化的設(shè)計(jì)制造，成本高，后期用戶更改配置可能性小，或選擇余地小。
[0003]為了避免出現(xiàn)上述的情況，將各個電池組相互獨(dú)立設(shè)置，并由電池管理系統(tǒng)來管理，一旦其中任何一個電池組損壞，其他電池組不受影響，仍在電池管理系統(tǒng)的控制下工作。但是實(shí)質(zhì)上，這樣的方式屬于一級管理，可靠性不高，一旦電池管理系統(tǒng)出現(xiàn)故障，則所有電池組都將無法供電，存在極大的安全隱患。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于實(shí)現(xiàn)電源系統(tǒng)中的各個電池模組之間真正的相互獨(dú)立，提高電源系統(tǒng)的安全性和可靠性，提供一種電池模組及其構(gòu)成的分布式電源系統(tǒng)，
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種電池模組，其包括開關(guān)部件、控制部件和電池組;并且，
[0006]所述電池組由若干電池串聯(lián)構(gòu)成，所述控制部件具有啟動觸發(fā)端口和充電觸發(fā)端口，用于接收啟動觸發(fā)信號和充電觸發(fā)信號；
[0007]所述控制部件根據(jù)所述啟動觸發(fā)信號或充電觸發(fā)信號，控制所述開關(guān)部件閉合，使所述電池組工作在待用狀態(tài)或充電狀態(tài)；
[0008]所述開關(guān)部件閉合后，所述電池組通過供電線路對外供電或通過充電線路進(jìn)行充電時，所述控制部件實(shí)時監(jiān)測所述電池組的狀態(tài)信息，并在所述電池組的狀態(tài)信息異常時，控制所述開關(guān)部件斷開，使所述電池組進(jìn)入停用狀態(tài)。
[0009]根據(jù)一種具體的實(shí)施方式，所述電池組連續(xù)處于待用狀態(tài)并超過預(yù)設(shè)時間閾值后，所述控制部件控制所述開關(guān)部件斷開，使所述電池組進(jìn)入所述停用狀態(tài)，其中，所述控制部件由外部電源提供電能工作。
[0010]根據(jù)一種具體的實(shí)施方式，所述開關(guān)部件為雙穩(wěn)態(tài)開關(guān)，所述雙穩(wěn)態(tài)開關(guān)設(shè)置在所述電池組的供電線路和充電線路上，并由所述控制部件控制所述雙穩(wěn)態(tài)開關(guān)閉合和斷開。
[0011]根據(jù)一種具體的實(shí)施方式，所述雙穩(wěn)態(tài)開關(guān)為磁保持開關(guān)或電機(jī)驅(qū)動開關(guān)。
[0012]根據(jù)一種具體的實(shí)施方式，所述控制部件包括電池管理單元和電池均衡單元，所述電池組中的電池具有輸出線正極線、負(fù)極線、電壓信號線和電流信號線;其中，
[0013]所述電池管理單元分別與所述電池組中的每個電池的所述電壓信號線和所述電流信號線連接，用于獲取每個電池的電壓與電流信息;所述電池管理單元與設(shè)置在所述電池組中的溫度傳感器連接，用于獲取所述電池組的溫度信息；
[0014]所述電池均衡單元分別與每個電池的所述正極線和所述負(fù)極線連接，并且所述電池管理單元根據(jù)每個電池的電壓與電流信息，控制所述電池均衡單元均衡所述電池組中失配的電池。
[0015]根據(jù)一種具體的實(shí)施方式，所述電池組的供電線路和充電線路上分別設(shè)置有熔斷器和霍爾傳感器，其中，所述電池管理單元與所述霍爾傳感器連接，用于檢測所述電池組的供電電流和充電電流;所述熔斷器，用于防止過流，而造成元件損壞。
[0016]根據(jù)一種具體的實(shí)施方式，所述電池管理單元還具有RS485或CAN或工業(yè)以太網(wǎng)的通信端口，當(dāng)外設(shè)設(shè)備與所述通信端口連接時，所述電池管理單元將其檢測的狀態(tài)信息輸出至所述外設(shè)設(shè)備。
[0017]基于同一發(fā)明構(gòu)思，本發(fā)明還提供一種利用本發(fā)明的電池模組構(gòu)成的分布式電源系統(tǒng)，包括供電母線、充電母線和若干相互獨(dú)立運(yùn)行的電池模組，并且所述電池模組通過所述供電母線對外供電和通過所述充電母線進(jìn)行充電，其特征在于，所述電源系統(tǒng)包括啟動觸發(fā)裝置和充電接口單元;其中，
[0018]每個所述電池模組分別與所述啟動觸發(fā)裝置和所述充電接口單元連接，用于在所述啟動觸發(fā)裝置輸出的啟動觸發(fā)信號控制下，使所述電池模組與所述供電母線連接，進(jìn)入供電狀態(tài)或待用狀態(tài)，或者在所述充電接口單元輸出的充電觸發(fā)信號的控制下，使所述電池模組與所述充電母線連接，以進(jìn)入充電狀態(tài)。
[0019]根據(jù)一種具體的實(shí)施方式，所述電池模組包括開關(guān)部件、控制部件和電池組，其中，
[0020]所述控制部件具有啟動觸發(fā)端口和充電觸發(fā)端口，所述控制部件通過所述啟動觸發(fā)端口與所述啟動觸發(fā)裝置連接，以獲取所述啟動觸發(fā)信號，以及通過所述充電觸發(fā)端口與所述充電接口單元連接，以獲取所述充電觸發(fā)信號；
[0021]所述控制部件與所述開關(guān)部件連接，并且當(dāng)所述控制部件獲取到所述啟動觸發(fā)信號或所述充電觸發(fā)信號后，控制所述開關(guān)部件的閉合，使所述電池模組與所述供電母線連接，以進(jìn)入供電狀態(tài)或待用狀態(tài)，或者使所述電池模組與所述充電母線連接，以進(jìn)入充電狀態(tài);并且，所述開關(guān)部件閉合后，所述電池組對外供電或進(jìn)行充電時，所述控制部件實(shí)時監(jiān)測所述電池組的狀態(tài)信息，并在所述電池組的狀態(tài)信息異常時，控制所述開關(guān)部件斷開，使所述電池組進(jìn)入停用狀態(tài)。
[0022]根據(jù)一種具體的實(shí)施方式，所述電源系統(tǒng)具有蓄電池，由所述蓄電池為每個所述電池模組的所述控制部件提供工作所需的電能，并且所述蓄電池在電池模組對外供電時，通過與所述供電母線連接進(jìn)行充電。
[0023]根據(jù)一種具體的實(shí)施方式，所述啟動觸發(fā)裝置包括機(jī)械開關(guān)和信號轉(zhuǎn)換電路，所述信號轉(zhuǎn)換電路根據(jù)所述機(jī)械開關(guān)的閉合，生成所述啟動觸發(fā)信號；
[0024]所述充電接口單元包括充電接口以及接口監(jiān)測電路，所述接口監(jiān)測電路根據(jù)所述充電接口中插入的充電接頭，生成所述充電觸發(fā)信號。
[0025]根據(jù)一種具體的實(shí)施方式，所述電池管理單元具有RS485或CAN或工業(yè)以太網(wǎng)的通信端口，所述電源系統(tǒng)具有網(wǎng)關(guān)單元或網(wǎng)橋單元；
[0026]每個所述電池模組的所述通信端口與所述網(wǎng)關(guān)單元或所述網(wǎng)橋單元連接，用于將所述電池模組的狀態(tài)信息輸出至所述電源系統(tǒng)的外部應(yīng)用。
[0027]根據(jù)一種具體的實(shí)施方式，所述電源系統(tǒng)通過所述網(wǎng)關(guān)單元或所述網(wǎng)橋單元對所述電池模組的狀態(tài)信息，進(jìn)行通信接口和/或數(shù)據(jù)格式變換。
[0028]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果:
[0029]本發(fā)明中的電池模組，只有在接收到啟動觸發(fā)信號或充電觸發(fā)信號，才閉合開關(guān)部件，電池模組進(jìn)入待用狀態(tài)或者充電狀態(tài)，并且電池模組通過供電母線供電或通過充電母線充電時，控制部件根據(jù)其監(jiān)測的電池模組的狀態(tài)信息，控制開關(guān)部件斷開，實(shí)現(xiàn)了電池模組的獨(dú)立控制。
[0030]另一個方面，本發(fā)明中的分布式電源系統(tǒng)，包括若干個電池模組，并通過啟動觸發(fā)裝置和充電接口單元，輸出啟動觸發(fā)信號或充電觸發(fā)信號至電源系統(tǒng)中的電池模組，使每個電池模組進(jìn)入待用狀態(tài)或者充電狀態(tài)，并且電池模組之間均由自身獨(dú)立控制，一旦有電池模組出現(xiàn)異常，則出現(xiàn)異常的電池模組自動脫離系統(tǒng)，其余的電池模組仍正常工作或處于待用狀態(tài)。因此，本發(fā)明的分布式電源系統(tǒng)具有很好的安全性和可靠性。
【附圖說明】
[0031]圖1是本發(fā)明電池模組的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖2是本發(fā)明控制部件的結(jié)構(gòu)示意圖
[0033]圖3是本發(fā)明電池模組的一種實(shí)施結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034]圖4是本發(fā)明分布式電源系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035]圖5是本發(fā)明分布式電源系統(tǒng)中電池模組的連接示意圖；
[0036]圖6是本發(fā)明分布式電源系統(tǒng)的一種實(shí)施結(jié)構(gòu)示意圖
[0037]圖7是本發(fā)明分布式電源系統(tǒng)的充電接口單元和啟動觸發(fā)裝置的示意圖；
[0038]圖8是本發(fā)明分布式電源系統(tǒng)的另一種實(shí)施結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0039]下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。但不應(yīng)將此理解為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于以下的實(shí)施例，凡基于本
【發(fā)明內(nèi)容】
所實(shí)現(xiàn)的技術(shù)均屬于本發(fā)明的范圍。
[0040]結(jié)合圖1所示的本發(fā)明電池模組的結(jié)構(gòu)示意圖；本發(fā)明的電池模組包括開關(guān)部件、控制部件和電池組。
[0041]其中，電池組由若干電池串聯(lián)構(gòu)成，控制部件具有啟動觸發(fā)端口和充電觸發(fā)端口，用于接收的啟動觸發(fā)信號和充電觸發(fā)信號。
[0042]控制部件根據(jù)啟動觸發(fā)信號或充電觸發(fā)信號，控制開關(guān)部件閉合，使電池組工作在待用狀態(tài)或充電狀態(tài)。
[0043]開關(guān)部件閉合后，電池組通過供電線路對外供電或通過充電線路進(jìn)行充電時，控制部件實(shí)時監(jiān)測電池組的狀態(tài)信息，并在電池組的狀態(tài)信息異常時，控制開關(guān)部件斷開，使電池組進(jìn)入停用狀態(tài)。
[0044]具體的，當(dāng)電池組通過供電線路為負(fù)載供電或通過充電線路獲取充電電能時，控制部件實(shí)時監(jiān)測的電池組的狀態(tài)信息出現(xiàn)異常，如電池組溫度過高、充電電流過高、放電不穩(wěn)定等情況，控制部件控制開關(guān)部件斷開，使電池組進(jìn)入停用狀態(tài)，避免造成器件的損壞和引起安全隱患。
[0045]在本發(fā)明中，如果電池組連續(xù)處于待用狀態(tài)并超過預(yù)定時間，控制部件控制開關(guān)部件斷開，使電池組進(jìn)入停用狀態(tài)，避免電池組的電量出現(xiàn)損耗，而且控制部件由外部電源提供電能工作，控制部件與電池組相互獨(dú)立，能夠保證控制部件更好地控制電池組工作。
[0046]而且，本發(fā)明電池模組的開關(guān)部件為雙穩(wěn)態(tài)開關(guān)，雙穩(wěn)態(tài)開關(guān)設(shè)置在電池組的供電線路和充電線路上，并由控制部件控制雙穩(wěn)態(tài)開關(guān)閉合和斷開。其中，本發(fā)明采用的雙穩(wěn)態(tài)開關(guān)為磁保持開關(guān)或電機(jī)驅(qū)動開關(guān)。而且磁保持開關(guān)或者電機(jī)驅(qū)動開關(guān)均只有在開關(guān)狀態(tài)切換時，才需要電信號驅(qū)動，在狀態(tài)保持時，不需要耗費(fèi)電能。
[0047]結(jié)合圖2的本發(fā)明控制部件的結(jié)構(gòu)示意圖；本發(fā)明電池模組的控制部件包括電池管理單元和電池均衡單元，電池組中的電池具有輸出線正極線、負(fù)極線、電壓信號線和電流信號線;其中，
[0048]電池管理單元分別與電池組中的每個電池的電壓信號線和電流信號線連接，用于獲取每個電池的電壓與電流信息；電池管理單元與設(shè)置在電池組中的溫度傳感器連接，