專利名稱：電池組智能供電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及供電技術(shù)，具體涉及通過電池進(jìn)行供電的供電技術(shù)。
背景技術(shù)：
在電池的使用過程中，為了使電壓匹配，經(jīng)常會(huì)看到多個(gè)電池機(jī)械連接后再對(duì)外 供電的情況。這種機(jī)械連接而成的電池組，無法控制連接后的輸入、輸出電流，存在安全隱 患，在使用過程中容易發(fā)生意外而且影響電池的使用壽命，更重要的是串并聯(lián)切換的過程 中需重新布局電路，操作復(fù)雜。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于解決上述問題，提供一種電池組智能供電系統(tǒng)。本實(shí)用新型所解決的技術(shù)問題可以采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)電池組智能供電系統(tǒng)，其特征在于，包括一第一微型處理器系統(tǒng)，還包括一用于切 換電池串并聯(lián)關(guān)系的電池串并聯(lián)切換系統(tǒng)；所述電池串并聯(lián)切換系統(tǒng)設(shè)有一外部供電端口、一充電端口，還設(shè)有至少兩組用 于接入電池或電池組的電能輸入端口 ；所述電池串并聯(lián)切換系統(tǒng)包括一執(zhí)行串并聯(lián)切換動(dòng)作的串并聯(lián)切換系統(tǒng)，還包括 一對(duì)所述串并聯(lián)切換動(dòng)作系統(tǒng)起控制作用的動(dòng)作控制系統(tǒng)，所述動(dòng)作控制系統(tǒng)設(shè)有一用于 控制切換的控制信號(hào)輸入端；所述控制信號(hào)輸入端連接所述第一微型處理器系統(tǒng)的一控制信號(hào)輸出端口 ；所述第一微型處理器系統(tǒng)還設(shè)有一串并聯(lián)切換信號(hào)采集端，所述串并聯(lián)切換信號(hào) 采集端連接有一串并聯(lián)切換信號(hào)采樣電路，所述串并聯(lián)切換信號(hào)采樣電路連接所述外部供 電端口。本實(shí)用新型通過串并聯(lián)切換信號(hào)采樣電路采集外部供電端口的電力參數(shù)，并將該 參數(shù)傳送第一微型處理器系統(tǒng)，第一微型處理器系統(tǒng)進(jìn)行處理，并將處理結(jié)果傳送動(dòng)作控 制系統(tǒng)，動(dòng)作控制系統(tǒng)發(fā)出控制信號(hào)，通過串并聯(lián)切換動(dòng)作系統(tǒng)調(diào)整各電池的串并聯(lián)關(guān)系。 使用過程中，第一微型處理器系統(tǒng)可以根據(jù)外部供電端口的電力參數(shù)通過程序來自動(dòng)調(diào)節(jié) 電池串并聯(lián)切換系統(tǒng)中各電池接口的串并聯(lián)關(guān)系，整個(gè)切換過程無需人工操作，而且不需 要重新進(jìn)行線路布局。電池組智能供電系統(tǒng)還包括一第二微型處理器系統(tǒng)，還包括一用于管理電池充放 電情況的電池充放電管理系統(tǒng)；所述電池充放電管理系統(tǒng)設(shè)有至少兩組用于接入單個(gè)電池的電池接入端口，還設(shè) 有一個(gè)用于對(duì)外輸出電能的電能輸出端口；所述電池充放電管理系統(tǒng)包括一執(zhí)行電池充電動(dòng)作的電池充電動(dòng)作系統(tǒng)，還包括 一對(duì)所述電池充電動(dòng)作系統(tǒng)起控制作用的充電控制系統(tǒng)，所述充電控制系統(tǒng)設(shè)有一充電控 制信號(hào)輸入端，[0014]所述控制信號(hào)輸入端連接所述第二微型處理器系統(tǒng)的一控制信號(hào)輸出端；所述第二微型處理器系統(tǒng)還設(shè)有一充放電信號(hào)采集端，所述充放電信號(hào)采集端連 接一充放電信號(hào)采樣電路，所述充放電信號(hào)采樣電路連接所述電池接入端口 ；所述第二微型處理器系統(tǒng)與所述第一微型處理器系統(tǒng)之間通信連接。本實(shí)用新型的充放電信號(hào)采樣電路實(shí)時(shí)檢測單個(gè)電池的電參數(shù)，并將該參數(shù)上報(bào) 給第二微型處理器系統(tǒng)。當(dāng)在電池組中出現(xiàn)個(gè)別電池電壓偏低的情況下，第二微型處理器 系統(tǒng)會(huì)通過充電控制系統(tǒng)啟動(dòng)電池充電系統(tǒng)，用該組電池組的能量對(duì)電壓偏低的電池進(jìn)行 補(bǔ)充充電，以防止該電池發(fā)生老化。第二微型處理器系統(tǒng)與第一微型處理器系統(tǒng)通信連接， 可實(shí)現(xiàn)單個(gè)電池的電參數(shù)的上報(bào)，還可以接受第一微型處理器系統(tǒng)的管理。電池組智能供電系統(tǒng)，還可以包括一人機(jī)對(duì)話控制面板，所述第一微型處理器系 統(tǒng)通信連接所述人機(jī)對(duì)話控制面板。使用者可以通過人機(jī)對(duì)話控制面板人工控制各電池之 間的串并聯(lián)關(guān)系。

圖1為本實(shí)用新型的部分結(jié)構(gòu)框圖；圖2為本實(shí)用新型的一種結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
為了使本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下 面結(jié)合具體圖示進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。參照圖1，電池組智能供電系統(tǒng)，主要包括第一微型處理器系統(tǒng)11、電池串并聯(lián)切 換系統(tǒng)12。電池串并聯(lián)切換系統(tǒng)12用于切換電池串并聯(lián)關(guān)系。電池串并聯(lián)切換系統(tǒng)12設(shè)有 外部供電端口 18、充電端口 19、至少兩組電能輸入端口 15。其中，外部供電端口 18用于電 能輸出，實(shí)現(xiàn)對(duì)外部設(shè)備的供電。電能輸入端口 15用于接入電池或電池組，電能輸入端口 15的端口數(shù)可以根據(jù)實(shí)際需要設(shè)定。充電端口 19用于電能輸入，可向接入了電能輸入端口 15的電池或電池組充電。電池串并聯(lián)切換系統(tǒng)12主要包括串并聯(lián)切換動(dòng)作系統(tǒng)、動(dòng)作控制系統(tǒng)。串并聯(lián)切 換動(dòng)作系統(tǒng)用于執(zhí)行串并聯(lián)切換動(dòng)作，串并聯(lián)切換動(dòng)作系統(tǒng)可以采用繼電器、單刀雙擲開 關(guān)等具有雙向選擇功能的開關(guān)裝置。動(dòng)作控制系統(tǒng)用于對(duì)串并聯(lián)切換動(dòng)作系統(tǒng)的控制。其 中，動(dòng)作控制系統(tǒng)設(shè)有一用于控制切換的控制信號(hào)輸入端14，控制信號(hào)輸入端14連接第一 微型處理器系統(tǒng)11的一控制信號(hào)輸出端13。第一微型處理器系統(tǒng)11設(shè)有一串并聯(lián)切換信 號(hào)采集端16，串并聯(lián)切換信號(hào)采集端16連接有一串并聯(lián)切換信號(hào)采樣電路17，串并聯(lián)切換 信號(hào)采樣電路17連接外部供電端口 18。電池組智能供電系統(tǒng)的工作過程首先，串并聯(lián)切換信號(hào)采樣電路17采集外部供電端口 18的電力參數(shù)，并將采集到 參數(shù)報(bào)送第一微型處理器系統(tǒng)11，接著第一微型處理器系統(tǒng)11進(jìn)行處理，并將處理結(jié)果傳 送動(dòng)作控制系統(tǒng)，然后控制系統(tǒng)根據(jù)第一微型處理器傳送來的指令，發(fā)出控制信號(hào)，通過串 并聯(lián)切換動(dòng)作系統(tǒng)調(diào)整各電池的串并聯(lián)關(guān)系。[0027]下面我們以電動(dòng)汽車的供電系統(tǒng)為例，進(jìn)行詳述。電力汽車的高壓馬達(dá)的電壓要求在240伏左右，但常見的動(dòng)力鋰電池電壓在3伏 左右，故我們選用80節(jié)3伏的動(dòng)力鋰電池。首先選擇一個(gè)具有80個(gè)電能輸入端口 15的電池組智能供電系統(tǒng)，將80節(jié)動(dòng)力鋰 電池分別接入80個(gè)電能輸入端口 15中。然后將電池串并聯(lián)切換系統(tǒng)12接入電動(dòng)汽車。通 過設(shè)定第一微型處理器的程序，當(dāng)串并聯(lián)切換信號(hào)采樣電路17采集到的外部供電端口 18 電壓為高電壓且有電流輸出時(shí)，即汽車啟動(dòng)或行駛時(shí)，第一微型處理器系統(tǒng)11通過動(dòng)作控 制系統(tǒng)控制串并聯(lián)切換動(dòng)作系統(tǒng)動(dòng)作，使80個(gè)電能輸入端口 15上的80節(jié)動(dòng)力鋰電池陸續(xù) 串聯(lián)；當(dāng)串并聯(lián)切換信號(hào)采樣電路17采集到的外部供電端口 18電壓為高電壓但無電流輸 出時(shí)，即汽車暫停時(shí)或剛剛熄火后，第一微型處理器系統(tǒng)11開始計(jì)時(shí)，當(dāng)滿三分鐘后就切 斷連接，如果切斷連接后采樣電路采集到的外部供電端口 18電壓仍為高電壓，就重新使80 個(gè)電能輸入端口 15上的80節(jié)動(dòng)力鋰電池陸續(xù)串聯(lián)，每三分鐘重復(fù)一次；當(dāng)串并聯(lián)切換信號(hào) 采樣電路17采集到的外部供電端口 18電壓為低電壓時(shí)，即汽車熄火后，第一微型處理器系 統(tǒng)11通過動(dòng)作控制系統(tǒng)控制串并聯(lián)切換動(dòng)作系統(tǒng)動(dòng)作，使80個(gè)電能輸入端口 15上的80 節(jié)動(dòng)力鋰電池陸續(xù)并聯(lián)起來，80節(jié)動(dòng)力鋰電池并聯(lián)后主要用作安全充電。參照圖2，為了方便對(duì)80節(jié)動(dòng)力鋰電池的管理，我們可以將80節(jié)動(dòng)力鋰電池多節(jié) 串聯(lián)后，在進(jìn)行串并聯(lián)。例如我們將80節(jié)動(dòng)力鋰電池分為5組，每組16個(gè)。此時(shí)電池組智 能供電系統(tǒng)還可以包括一第二微型處理器系統(tǒng)、一電池充放電管理系統(tǒng)。電池充放電管理系統(tǒng)用于管理電池充放電情況。電池充放電管理系統(tǒng)還包括電池 充電動(dòng)作系統(tǒng)、充電控制系統(tǒng)。電池充電動(dòng)作系統(tǒng)用于執(zhí)行電池充電動(dòng)作，充電控制系統(tǒng)對(duì) 電池充電動(dòng)作系統(tǒng)起控制作用。充電控制系統(tǒng)設(shè)有一充電控制信號(hào)輸入端，充電控制信號(hào) 輸入端連接第二微型處理器系統(tǒng)的一控制信號(hào)輸出端。電池充放電管理系統(tǒng)設(shè)有至少兩組 用于接入單個(gè)電池的電池接入端口 21，此處是16個(gè)，還設(shè)有一個(gè)用于對(duì)外輸出電能的電能 輸出端口 22，電能輸出端口 22連接電能輸入端口 15。第二微型處理器系統(tǒng)還設(shè)有一充放 電信號(hào)采集端，充放電信號(hào)采集端連接一充放電信號(hào)采樣電路，充放電信號(hào)采樣電路連接 所述電池接入端口 21。第二微型處理器系統(tǒng)與第一微型處理器系統(tǒng)11之間通信連接。這樣，第一微型處理器系統(tǒng)11可以通過第二微型處理器系統(tǒng)了解各電池的情況， 包括電池的電壓、使用時(shí)間、充放電次數(shù)等，同時(shí)也可以通過第二微型處理器系統(tǒng)對(duì)電池的 充放電情況進(jìn)行控制。第二微型處理器系統(tǒng)的充放電信號(hào)采樣電路可以實(shí)時(shí)檢測單個(gè)電池 的電參數(shù)，并將該參數(shù)上報(bào)給第二微型處理器系統(tǒng)。當(dāng)在電池組中出現(xiàn)個(gè)別電池電壓偏低 的情況下，第二微型處理器系統(tǒng)會(huì)通過充電控制系統(tǒng)啟動(dòng)電池充電系統(tǒng)，用該組電池組的 能量對(duì)電壓偏低的電池進(jìn)行補(bǔ)充充電，以防止該電池發(fā)生老化。在生產(chǎn)過程中，可以將第一微型處理器系統(tǒng)11和電池串并聯(lián)切換系統(tǒng)12合并生 產(chǎn)，將第二微型處理器系統(tǒng)和電池充放電管理系統(tǒng)合并生產(chǎn)，此時(shí)，電池組智能供電系統(tǒng)還 包括一總電池控制單元外殼、一單組電池控制單元外殼。第一微型處理器系統(tǒng)11和電池串 并聯(lián)切換系統(tǒng)12封裝在總電池控制單元外殼內(nèi)，構(gòu)成總電池控制單元1，第二微型處理器 系統(tǒng)和電池充放電管理系統(tǒng)封裝在單組電池控制單元外殼內(nèi)，構(gòu)成單組電池控制單元2。電 池組智能供電系統(tǒng)分為總電池控制單元1和單組電池控制單元2后，可實(shí)現(xiàn)模塊化生產(chǎn)，這 樣，電池組智能供電系統(tǒng)的生產(chǎn)和使用就具有了靈活性。這時(shí)，單組電池控制單元外殼上設(shè)有電池接入端口 21、電能輸出端口 22、與第一微型處理器系統(tǒng)11通信的第一通信端口 31。 總電池控制單元外殼上設(shè)有電能輸入端口 15、與第二微型處理器系統(tǒng)通信的第二通信端口 32、外部供電端口 18、充電端口 19。電能輸出端口 22連接電能輸入端口 15，第一通信端口 31連接第二通信端口 32。為了提高使用者的主動(dòng)性，電池組智能供電系統(tǒng)，還可以包括一人機(jī)對(duì)話控制面 板，第一微型處理器系統(tǒng)11通信連接人機(jī)對(duì)話控制面板。使用者可以通過人機(jī)對(duì)話控制面 板人工控制各電池之間的串并聯(lián)關(guān)系。為了使人機(jī)對(duì)話控制面板更直觀的反映電量的多少，使使用者了解可行駛的里 程，人機(jī)對(duì)話控制面板可以設(shè)有一里程表，里程表包括一表盤和一指示針，表盤的刻度值從 零到電池一次充放電的最大里程值的理論值，指示針?biāo)傅目潭戎档拇笮∨c電池電量的大 小呈正相關(guān)。電池組智能供電系統(tǒng)不僅可以用于電動(dòng)汽車上，還可以用在混合動(dòng)力汽車、電動(dòng) 三輪車、電動(dòng)自行車等上。以上顯示和描述了本實(shí)用新型的基本原理和主要特征和本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)。本行 業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實(shí)用新型不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述 的只是說明本實(shí)用新型的原理，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的前提下，本實(shí)用新型還 會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實(shí)用新型范圍內(nèi)。本實(shí)用新型 要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
權(quán)利要求電池組智能供電系統(tǒng)，其特征在于包括一第一微型處理器系統(tǒng)，還包括一用于切換電池串并聯(lián)關(guān)系的電池串并聯(lián)切換系統(tǒng)；所述電池串并聯(lián)切換系統(tǒng)設(shè)有一外部供電端口、一充電端口，還設(shè)有至少兩組用于接入電池或電池組的電能輸入端口；所述電池串并聯(lián)切換系統(tǒng)包括一執(zhí)行串并聯(lián)切換動(dòng)作的串并聯(lián)切換動(dòng)作系統(tǒng)，還包括一對(duì)所述串并聯(lián)切換動(dòng)作系統(tǒng)起控制作用的動(dòng)作控制系統(tǒng)，所述動(dòng)作控制系統(tǒng)設(shè)有一用于控制切換的控制信號(hào)輸入端；所述控制信號(hào)輸入端連接所述第一微型處理器系統(tǒng)的一控制信號(hào)輸出端；所述第一微型處理器系統(tǒng)還設(shè)有一串并聯(lián)切換信號(hào)采集端，所述串并聯(lián)切換信號(hào)采集端連接有一串并聯(lián)切換信號(hào)采樣電路，所述串并聯(lián)切換信號(hào)采樣電路連接所述外部供電端口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組智能供電系統(tǒng)，其特征在于還包括一第二微型處理 器系統(tǒng)，還包括一用于管理電池充放電情況的電池充放電管理系統(tǒng)；所述電池充放電管理系統(tǒng)設(shè)有至少兩組用于接入單個(gè)電池的電池接入端口，還設(shè)有一 個(gè)用于對(duì)外輸出電能的電能輸出端口，所述電能輸出端口連接所述電能輸入端口 ；所述電池充放電管理系統(tǒng)包括一執(zhí)行電池充電動(dòng)作的電池充電動(dòng)作系統(tǒng)，還包括一對(duì) 所述電池充電動(dòng)作系統(tǒng)起控制作用的充電控制系統(tǒng)，所述充電控制系統(tǒng)設(shè)有一充電控制信 號(hào)輸入端，所述控制信號(hào)輸入端連接所述第二微型處理器系統(tǒng)的一控制信號(hào)輸出端； 所述第二微型處理器系統(tǒng)還設(shè)有一充放電信號(hào)采集端，所述充放電信號(hào)采集端連接一 充放電信號(hào)采樣電路，所述充放電信號(hào)采樣電路連接所述電池接入端口 ； 所述第二微型處理器系統(tǒng)與所述第一微型處理器系統(tǒng)之間通信連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電池組智能供電系統(tǒng)，其特征在于還包括一總電池控制單 元外殼、一單組電池控制單元外殼；所述第一微型處理器系統(tǒng)和所述電池串并聯(lián)切換系統(tǒng)封裝在所述總電池控制單元外 殼內(nèi)，構(gòu)成總電池控制單元；所述第二微型處理器系統(tǒng)和所述電池充放電管理系統(tǒng)封裝在所述單組電池控制單元 外殼內(nèi)，構(gòu)成單組電池控制單元；所述單組電池控制單元外殼上設(shè)有所述電池接入端口、所述電能輸出端口、與所述第 一微型處理器系統(tǒng)通信的第一通信端口；所述總電池控制單元外殼上設(shè)有所述電能輸入端口、與所述第二微型處理器系統(tǒng)通信 的第二通信端口、所述外部供電端口、所述充電端口 ；所述電能輸出端口連接所述電能輸入端口，所述第一通信端口連接所述第二通信端
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的電池組智能供電系統(tǒng)，其特征在于還包括一人機(jī)對(duì) 話控制面板，所述第一微型處理器系統(tǒng)通信連接所述人機(jī)對(duì)話控制面板。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電池組智能供電系統(tǒng)，其特征在于所述人機(jī)對(duì)話控制面板 設(shè)有一里程表，所述里程表包括一表盤和一指示針，所述表盤的刻度值從零到電池一次充 放電的最大里程值的理論值，所述指示針?biāo)傅目潭戎档拇笮∨c電池電量的大小呈正相關(guān)。
專利摘要電池組智能供電系統(tǒng)，涉及供電技術(shù)。它包括第一微型處理器系統(tǒng)、電池串并聯(lián)切換系統(tǒng)，電池串并聯(lián)切換系統(tǒng)設(shè)有外部供電端口、充電端口、至少兩組電能輸入端口。電池串并聯(lián)切換系統(tǒng)包括串并聯(lián)切換動(dòng)作系統(tǒng)、動(dòng)作控制系統(tǒng)。動(dòng)作控制系統(tǒng)設(shè)有控制信號(hào)輸入端，控制信號(hào)輸入端連接第一微型處理器系統(tǒng)的控制信號(hào)輸出端。第一微型處理器系統(tǒng)還設(shè)有串并聯(lián)切換信號(hào)采集端，串并聯(lián)切換信號(hào)采集端連接有串并聯(lián)切換信號(hào)采樣電路，串并聯(lián)切換信號(hào)采樣電路連接外部供電端口。第一微型處理器系統(tǒng)根據(jù)外部供電端口的電力參數(shù)通過程序來自動(dòng)調(diào)節(jié)電池串并聯(lián)切換系統(tǒng)中各電池接口的串并聯(lián)關(guān)系，整個(gè)切換過程無需人工操作，而且不需要重新進(jìn)行線路布局。
文檔編號(hào)H02J7/00GK201726161SQ201020164998
公開日2011年1月26日 申請日期2010年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月20日
發(fā)明者趙杰 申請人:趙杰