[发明专利]一种用于电池主动均衡的开关系统

说明书

技术领域

本发明属于电池均衡技术领域，具体涉及一种用于电池主动均衡的开关系统。

背景技术

随着技术的进步与发展，电动汽车等新能源技术得到了飞速的发展，电池作为重要储能单元得到了广泛的运用。然而，由于电池在制造、初始容量、环境温度等方面的影响，电池之间存在差异，从而使串联成组的电池组在实际应用中造成某些电池单体过充电和过放电等现象，影响电池的使用特性和寿命，甚至有爆炸的危险。

单DC/DC变换器电池均衡系统相对于多DC/DC变换器均衡系统具有很大的成本优势，由于其采用单DC/DC变换器，其转换效率也能较易达到较高水平；同时，单DC/DC变换器电池均衡系统相对于利用电池间压差的自动均衡系统具有易提高均衡功率，可采用高级控制策略进行控制并取得较好均衡效果等优点；因而，单DC/DC变换器电池均衡系统具有较好的发展前景。所谓单DC/DC变换器电池均衡系统是指电池均衡系统中只有1个DC/DC变换器，该系统中的均衡过程都通过该DC/DC变换器实现。然而，基于单DC/DC变换器电池均衡系统需将电池组中待均衡的电池单体选出并与该DC/DC变换器连通以进行均衡操作，该选出过程由开关系统实现。现有的开关系统一般使用Mosfet等功率开关元器件实现，然而，针对电动汽车等领域所需的大量电池单体串联的情况，这种开关系统存在所需功率元器件要求高、数量大、控制信号量多、控制复杂，并存在易发生短路危险等缺点。

因此，在如电动汽车等需要大量电池单体串联的应用场合，能充分克服上述缺点的电池均衡用开关系统是十分必要的。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的是提供一种用于电池主动均衡的开关系统，该系统机构简单、成本低廉、控制量少且控制简单、不易发生短路危险，安全可靠。

为达到上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种用于电池主动均衡的开关系统，包括初级触点4，初级触点4呈环状均匀分布于圆形基座3上，并分别与电池组1中电池单体两端相连，基座3中心固定有驱动装置5及其转轴6，指针7的一端固定于转轴6之上，并由驱动装置5驱动绕转轴6旋转，次级触点8固定于接触预紧装置9上并能在接触预紧装置9的作用下实现初级触点4与次级触点8的牢靠接触，接触预紧装置9固定于指针7之上并能随指针7转动，次级触点8分别与DC/DC变换器10的输入正极和输入负极相连，基座3、初级触点4、驱动装置5、转轴6、指针7、次级触点8和接触预紧装置9构成开关系统2，DC/DC变换器10的输出极与电池组1主回路的正负极相连，或与另一个开关系统2相连；

所述的初级触点4以转轴6为中心分两圈均匀分布于基座3上，两圈初级触点4的个数相等，其中外圈分别标号FC0-FCn-1，其中n为电池单体数目，内圈分别标号FC1-FCn；

所述的次级触点8有两个触点SC1和SC2，SC1与SC2间距离与初级触点4形成的两同心圆的半径差相等，并保证指针7转到一定角度能使次级触点8分别与对应的两个初级触点4对齐；

所述的电池组1由n节电池单体B1-Bn组成，同时电池单体电压引出端分别标号C0-Cn，电池单体Bk所对应的两端标号分别为Ck-1和Ck，电压引出端C0-Cn分别与初级触点4的FC0-FCn连接，即Ck与FCk连接，其中1≤k≤n；

所述的接触预紧装置9为弹簧预紧装置，使次级触点8一直存在预紧力作用于初级触点4和基座3上。

所述的驱动装置5为直流电机或交流电机。

所述的开关系统2采用次级触点呈圆周方向分布，两初级触点改为沿圆周方向分布，原为沿径向分布，而初级触点4以转轴6为中心呈单圈均匀分布于基座3上，初级触点4间的距离需保持一致，BMS控制系统11在控制驱动装置5使指针7转动时，需保证指针7到达位置后初级触点4的FC0和FC1与次级触点8的SC1和SC2分别对齐。

所述的开关系统2采用矩形基座直线驱动型，初级触点4分两列均匀分布于基座3上，指针7呈横向并在驱动装置5的驱动下上下移动，指针7上的次级触点8之间的距离与排列于基座3上的两列初级触点4的列间距相同，BMS控制系统11控制驱动装置5使指针7上下运动，保证指针7到达位置后初级触点4的FC0和FC1与次级触点8的SC1和SC2分别对齐。