一种电池包输出电压可调控制电路、控制系统及电池包

1.一种电池包输出电压可调控制电路，其特征在于，包括四个电池组输出；四个电池组输出分成两组，每组两个电池组输出；组内的两个电池组输出通过串并切换开关组连接；两组电池组输出分别通过两个串并切换开关组连接后又分别形成两个大的电池组输出，所连接而成的两个大的电池组输出再通过一个串并切换开关组连接后形成电池组输出作为电池包输出；所述串并切换开关组包括三个开关；三个开关分别为：连接于两个电池组输出正极和正极之间的第一开关，连接于两个电池组输出正极和负极之间的第二开关，以及连接于两个电池组输出负极和负极之间的第三开关；通过所述串并切换开关组连接后的电池组输出由负极连接第二开关的电池组输出的正极输出和正极连接第二开关的电池组输出的负极输出所组成。
2.根据权利要求1所述的电池包输出电压可调控制电路，其特征在于，还包括四个电池组；所述四个电池组的正负极连接分别所述的四个电池组输出。
3.根据权利要求1或2所述的电池包输出电压可调控制电路，其特征在于，所述开关为继电器。
4.一种电池包输出电压可调控制系统，其特征在于，包括如权利要求3所述的电池包输出电压可调控制电路以及控制器；所述控制器连接所述电池包输出电压可调控制电路中的各个继电器。
5.根据权利要求4所述的电池包输出电压可调控制系统，其特征在于，还包括连接电池包输出的电压检测电路；所述电压检测电路连接所述控制器。
6.根据权利要求4所述的电池包输出电压可调控制系统，其特征在于，所述控制器用于通过控制所述继电器的开关调节电池包输出电压。
7.一种电池包，其特征在于，壳体和设置在所述壳体内的若干电池和9个继电器；所述电池被平均分成四个电池组；所述继电器作为根据权利要求1所述的电池包输出电压可调控制电路中的开关，通过所述的电池包输出电压可调控制电路和所述四个电池组相连；所述四个电池组的正负极分别连接所述电池包输出电压可调控制电路中的四个电池组输出。
8.根据权利要求7所述的电池包，其特征在于，还包括设置在所述壳体内的控制器；所述控制器连接各个继电器。
9.根据权利要求8所述的电池包，其特征在于，还包括连接电池包输出的电压检测电路；所述电压检测电路连接所述控制器。

一种电池包输出电压可调控制电路、控制系统及电池包\n技术领域\n[0001] 本实用新型涉及电池包电压输出控制。\n背景技术\n[0002] 在电池系统领域，针对不同的应用场景，通常需要专项定制化的开发一款电池系统产品与之匹配。在电动车中，整车电源系统通常分为动力电池系统和低压电源系统。其中动力电池系统输出电压通常为360～800V之间；低压电源系统输出电压通常分为12V、24V、\n36V和48V不等。具体需要何种输出电压依赖于整车整体设计，不同规格型号的产品需要对应与之匹配的动力电池系统输出电压和低压电源系统输出电压。由此，一方面对企业而言，企业需要投入高昂的研发成本去开发设计相应的整车电源系统；另一方面对用户而言，不同型号产品间的不兼容性导致实际使用和维护过程造成诸多困扰。\n发明内容\n[0003] 本实用新型所要解决的问题：不同电池系统产品间输出电压不兼容。\n[0004] 为解决上述问题，本实用新型采用的方案如下：\n[0005] 根据本实用新型的一种电池包输出电压可调控制电路，包括四个电池组输出；四个电池组输出分成两组，每组两个电池组输出；组内的两个电池组输出通过串并切换开关组连接；两组电池组输出分别通过两个串并切换开关组连接后又分别形成两个大的电池组输出，所连接而成的两个大的电池组输出再通过一个串并切换开关组连接后形成电池组输出作为电池包输出；所述串并切换开关组包括三个开关；三个开关分别为：连接于两个电池组输出正极和正极之间的第一开关，连接于两个电池组输出正极和负极之间的第二开关，以及连接于两个电池组输出负极和负极之间的第三开关；通过所述串并切换开关组连接后的电池组输出由负极连接第二开关的电池组输出的正极输出和正极连接第二开关的电池组输出的负极输出所组成。\n[0006] 进一步，根据本实用新型的电池包输出电压可调控制电路，还包括四个电池组；所述四个电池组的正负极连接分别所述的四个电池组输出。\n[0007] 进一步，根据本实用新型的电池包输出电压可调控制电路，所述开关为继电器。\n[0008] 根据本实用新型的一种电池包输出电压可调控制系统，包括上述的电池包输出电压可调控制电路以及控制器；所述控制器连接所述电池包输出电压可调控制电路中的各个继电器。\n[0009] 进一步，根据本实用新型的电池包输出电压可调控制系统，还包括连接电池包输出的电压检测电路；所述电压检测电路连接所述控制器。\n[0010] 进一步，根据本实用新型的电池包输出电压可调控制系统，所述控制器用于通过控制所述继电器的开关调节电池包输出电压。\n[0011] 根据本实用新型的一种电池包，壳体和设置在所述壳体内的若干电池和9个继电器；所述电池被平均分成四个电池组；所述继电器作为上述的电池包输出电压可调控制电路中的开关，通过所述的电池包输出电压可调控制电路和所述四个电池组相连；所述四个电池组的正负极分别连接所述电池包输出电压可调控制电路中的四个电池组输出。\n[0012] 进一步，根据本实用新型的电池包，还包括设置在所述壳体内的控制器；所述控制器连接各个继电器。\n[0013] 进一步，根据本实用新型的电池包，还包括连接电池包输出的电压检测电路；所述电压检测电路连接所述控制器。\n[0014] 本实用新型的技术效果如下：本实用新型可以根据产品需要，通过控制器调节输出电压为单倍基本电压、双倍基本电压或者四倍基本电压，从而使得电池包的输出电压能够适用于若干不同型号的整机中。\n附图说明\n[0015] 图1是电池包输出电压可调控制电路实施例的电路结构示意图。\n[0016] 图2、图3、图4分别是电池包输出电压可调控制电路实施例的三种电压输出的状态图。\n[0017] 图5是电池包实施例的整体结构示意图。\n[0018] 图6是电池包输出电压可调控制系统实施例的电路结构示意图。\n具体实施方式\n[0019] 下面结合附图对本实用新型做进一步详细说明。\n[0020] 图1示例了一种电池包输出电压可调控制电路，该电路包括有四个电池组输出和三个串并切换开关组。其中，四个电池组输出分别用于连接四个电池组，分别为电池组输出I11、I12、I21和I22；三个串并切换开关组分别为串并切换开关组K1、K2和K3。电池组输出I11、I12、I21和I22均由两个用于连接电池组正极和负极的正极接头和负极接头所实现。具体来说，电池组输出I11由正极接头I11P和负极接头I11M所实现；电池组输出I12由正极接头I12P和负极接头I12M所实现；电池组输出I21由正极接头I21P和负极接头I21M所实现；电池组输出I22由正极接头I22P和负极接头I22M所实现。\n[0021] 四个电池组输出分成两组，每组两个电池组输出。具体来说，两组电池组输出分别为第一电池组输出组和第二电池组输出组。第一电池组输出组和第二电池组输出组均包含有两个电池组输出。其中，第一电池组输出组的两个电池组输出分别为电池组输出I11和I12；第二电池组输出组的两个电池组输出分别为电池组输出I21和I22。\n[0022] 组内的两个电池组输出通过串并切换开关组连接，两组电池组输出分别通过两个串并切换开关组连接后又分别形成两个大的电池组输出。具体到第一电池组输出组中，电池组输出I11和I12通过串并切换开关组K1连接，形成大的电池组输出为I1。具体到第二电池组输出组中，电池组输出I21和I22通过串并切换开关组K2连接，形成大的电池组输出为I2。所连接而成的两个大的电池组输出通过一个串并切换开关组连接形成电池组输出作为电池包输出，对应至上述结构中，电池组输出I1和I2之间又通过串并切换开关组K3连接，而形成的电池组输出作为电池包输出。\n[0023] 串并切换开关组包括有三个开关，三个开关分别为第一开关、第二开关和第三开关。其中，第一开关连接于两个电池组输出正极和正极之间；第二开关连接于两个电池组输出正极和负极之间；第三开关连接于两个电池组输出负极和负极之间。三个串并切换开关组共计9个开关。具体到串并切换开关组K1中，串并切换开关组K1的第一开关、第二开关和第三开关分别为开关K11、K12和K13，作为第一开关的开关K11连接于电池组输出I11的正极和电池组输出I12的正极之间，作为第二开关的开关K12连接于电池组输出I11的负极和电池组输出I12的正极之间，作为第三开关的开关K13连接于电池组输出I11的负极和电池组输出I12的负极之间。具体到串并切换开关组K2中，串并切换开关组K2的第一开关、第二开关和第三开关分别为开关K21、K22和K23，作为第一开关的开关K21连接于电池组输出I21的正极和电池组输出I22的正极之间，作为第二开关的开关K22连接于电池组输出I21的负极和电池组输出I22的正极之间，作为第三开关的开关K23连接于电池组输出I21的负极和电池组输出I22的负极之间。具体到串并切换开关组K3中，串并切换开关组K3的第一开关、第二开关和第三开关分别为开关K31、K32和K33，作为第一开关的开关K31连接于电池组输出I1的正极和电池组输出I2的正极之间，作为第二开关的开关K32连接于电池组输出I1的负极和电池组输出I2的正极之间，作为第三开关的开关K33连接于电池组输出I1的负极和电池组输出I2的负极之间。这里，电池组输出的正极也就是电池组输出的正极输出，电池组输出的负极也就是电池组输出的负极输出。\n[0024] 上述三个串并切换开关组可以对应至三个串并切换开关单元，也即，电池包输出电压可调控制电路包括有三个串并切换开关单元。其中，第一个串并切换开关单元由电池组输出I11和I12通过串并切换开关组K1连接而成。第二个串并切换开关单元由电池组输出I21和I22通过串并切换开关组K2连接而成。第三个串并切换开关单元由电池组输出I1和I2通过串并切换开关组K3连接而成。其中，电池组输出I1和I2分别是第一个串并切换开关单元和第二个串并切换开关单元的电池组输出。\n[0025] 串并切换开关单元的电池组输出，也就是通过串并切换开关组连接后的电池组输出，由负极连接第二开关的电池组输出的正极输出和正极连接第二开关的电池组输出的负极输出所组成。具体到第一个串并切换开关单元中，负极连接第二开关K12的电池组输出为I11，正极连接第二开关K12的电池组输出为I12，其电池组输出由I11的正极输出和I12的负极输出而组成。具体到第二个串并切换开关单元中，负极连接第二开关K22的电池组输出为I21，正极连接第二开关K22的电池组输出为I22，其电池组输出由I21的正极输出和I22的负极输出而组成。具体到第三个串并切换开关单元中，负极连接第二开关K32的电池组输出为I1，正极连接第二开关K32的电池组输出为I2，其电池组输出由电池组输出I1的正极输出和电池组输出I2的负极输出而组成。而电池组输出I1的正极输出也就是电池组输出I11的正极输出，电池组输出I2的负极输出也就是电池组输出I22的负极输出。故此，第三个串并切换开关单元的电池组输出由电池组输出I11的正极输出和电池组输出I22的负极输出所组成。\n[0026] 具体到连接接头上，第一个串并切换开关单元的正极输出和负极输出分别由正极接头I1P和负极接头I1M所实现；第二个串并切换开关单元的正极输出和负极输出分别由正极接头I2P和负极接头I2M所实现；第三个串并切换开关单元的正极输出和负极输出分别由正极接头OP和负极接头OM所实现；电池组输出I11的正极输出由正极接头I11P所实现，电池组输出I12的负极输出由负极接头I12M所实现；电池组输出I21的正极输出由正极接头I21P所实现，电池组输出I22的负极输出由负极接头I22M所实现。第一个串并切换开关单元的电池组输出是I11的正极输出和I12的负极输出而组成，是指正极接头I1P直连正极接头I11P，负极接头I1M直连负极接头I12M。第二个串并切换开关单元的电池组输出由电池组输出由I21的正极输出和I22的负极输出而组成是正极接头I2P直连正极接头I21P，负极接头I2M直连负极接头I22M。第三个串并切换开关单元的电池组输出由电池组输出I1的正极输出和电池组输出I2的负极输出而组成，也就是，由电池组输出I11的正极输出和电池组输出I22的负极输出所组成，是指正极接头OP直连正极接头I1P并通过正极接头I1P直连正极接头I11P，负极接头OM直连负极接头I2M并通过负极接头I2M直连负极接头I22M。这里的直连是指通过导线直接相连。\n[0027] 需要指出的是，上述实施方式的电池包输出电压可调控制电路不包括电池组本身，当然电池包输出电压可调控制电路也可以包括电池组本身。参照图2、图3、图4，和前述实施方式不同之处在于，图2、图3、图4中的电池包输出电压可调控制电路包括有四个电池组。四个电池组分别为B11、B12、B21和B22，其正负极分别连接对应电池组输出I11、I12、I21和I22。电池组正负极连接电池组输出是指电池组的正极和负极分别连接电池组输出所对应的正极接头和负极接头。具体来说，电池组B11的正负极分别连接正极接头I11P和负极接头I11M；电池组B12的正负极分别连接正极接头I12P和负极接头I12M；电池组B21的正负极分别连接正极接头I21P和负极接头I21M；电池组B22的正负极分别连接正极接头I22P和负极接头I22M。\n[0028] 此外，还需要指出的是，上述实施方式的电池包输出电压可调控制电路中，串并切换开关组的开关通常为继电器，本领域技术人员理解，在某些实施方式下，串并切换开关组的开关也可以为电子开关。\n[0029] 图5示例了应用了上述电池包输出电压可调控制电路的电池包。该电池包为电动汽车的动力电源，参照图6，该电池包包括壳体100、设置在壳体100内的电池阵列、电池采集电路201、电池管理单元300、继电器阵列单元400和电压检测电路500以及设置在壳体100上的输出接插件900。其中，电池阵列由若干电池所组成。组成电池阵列的电池组成四个电池模组200。每个电池模组200内包括有相同数量的电池。电池模组200内的电池串联成上述电池包输出电压可调控制电路中的电池组，四个电池模组200内的电池组分别对应上述电池包输出电压可调控制电路中的电池组B11、B12、B21和B22。继电器阵列单元400由安装板和设置在安装板上的9个继电器组成。这9个继电器分别作为上述电池包输出电压可调控制电路中的9个开关组成三个串并切换开关组连接各个电池模组200内的电池组。而电池包输出电压可调控制电路整体输出连接输出接插件900，具体来说，电池包输出电压可调控制电路通过正极接头OP和负极接头OM连接输出接插件900。电压检测电路500连接输出接插件900用于检测电池包的输出电压。电池采集电路201用于采集电池阵列内各个电池的温度和电压。电池管理单元300为设有控制器301的电路板。控制器301通过执行计算机程序指令集实现对电池包内电池的管理，连接电池采集电路201、电压检测电路500以及各个继电器。控制器301、包括各个继电器的上述电池包输出电压可调控制电路和电压检测电路500组成本实施例所指的电池包输出电压可调控制系统。\n[0030] 本实施例中，控制器301被配置用于：\n[0031] 通过电池采集电路201采集各个电池的电压和温度；\n[0032] 接收输出电压配置指令，当接收到电压配置指令时，控制各个继电器的开和关，进而通过电池包输出电压可调控制电路的连接使得通过输出接插件900输出的电池包输出电压与电压配置指令相匹配；\n[0033] 通过电压检测电路500检测电池包的输出电压，并判断所检测到的输出电压是否与电压配置指令相匹配。\n[0034] 本实施例中，电压配置指令分为第一输出电压指令、第二输出电压指令和第三输出电压指令。在第一输出电压指令下，控制器301指令各个串并切换开关组的第一开关和第三开关闭合，第二开关断开。参照图2，具体也就是，开关K11、K13、K21、K23、K31和K33闭合，开关K12、K22和K32断开，此时，各个电池组之间并联，电池包的输出电压等于各个电池组的输出电压。\n[0035] 在第二输出电压指令下，控制器301指令串并切换开关组K1和K2中的第一开关和第三开关闭合，第二开关断开，串并切换开关组K3中的第一开关和第三开关断开，第二开关闭合。参照图3，具体也就是，开关K11、K13、K21、K23和K32闭合，开关K12、K22、K31和K33断开，此时，电池组B11和B12并联，电池组B21和B22并联，电池组B11和B12组成的整体和电池组B21和B22所组成的整体串联，电池包的输出电压等于两倍的各个电池组的输出电压。\n[0036] 在第三输出电压指令下，控制器301指令各个串并切换开关组的第一开关和第三开关断开，第二开关闭合。参照图4，具体也就是，开关K11、K13、K21、K23、K31和K33断开，开关K12、K22和K32闭合，此时，各个电池组之间串联，电池包的输出电压等于四倍的各个电池组的输出电压。\n[0037] 需要指出的是，前述各个电池组的输出电压是指电池组B11、B12、B21和B22的输出电压。显而易见地，电池组B11、B12、B21和B22所配置的电池数量相同，其输出电压也相同。\n故此，前述各个电池组的输出电压也是指单个电池模组200的输出电压。单个电池模组200的输出电压作为基本电压，图2示例的开关连接可以输出单倍的基本电压，图3示例可以输出双倍的基本电压，图4示例可以输出四倍的基本电压。\n[0038] 此外，需要指出的是，上述实施例中的电池包是电动汽车的动力电源，本领域技术人员理解电动汽车的低压电源也可以采用上述结构。

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