本實用新型一涉及一種電池組用串并聯(lián)轉(zhuǎn)換裝置，其利用電動螺桿的兩段螺紋長度對稱而螺紋旋轉(zhuǎn)方向相反的特殊設(shè)計，通過改變電動螺桿的正反向旋轉(zhuǎn)來改變觸點位置，實現(xiàn)串并聯(lián)電路的轉(zhuǎn)換，屬于電動汽車電池組用串并聯(lián)電路轉(zhuǎn)換部件技術(shù)領(lǐng)域。

本實用新型二涉及一種電池組用串并聯(lián)轉(zhuǎn)換電路，其利用實用新型一所述串并聯(lián)轉(zhuǎn)換裝置，設(shè)計出能自由轉(zhuǎn)換的串并聯(lián)電路，屬于電動汽車電池組用串并聯(lián)電路技術(shù)領(lǐng)域。能徹底改變電動汽車停車狀態(tài)或遇水，因串聯(lián)電路高壓的擊穿現(xiàn)象導(dǎo)致不安全或著火。能解決各串聯(lián)電池組各單體電池的自放電率不同導(dǎo)致的不均衡狀態(tài)，再也無需定期拆下電池組進行人工維護。

背景技術(shù)：

鋰離子動力電池已廣泛應(yīng)用于電動汽車中。目前電動汽車串聯(lián)電池組的工作電壓都在中高壓300～600V。大多數(shù)情況，鋰電池以電池組的形式工作于串聯(lián)狀態(tài)。電池組中各單體電池由于內(nèi)部的生產(chǎn)工藝以及外部使用環(huán)境等方面的差異,導(dǎo)致各單體電池之間的內(nèi)阻、電壓等參數(shù)特性不一致。

目前的現(xiàn)有主流技術(shù)方案包括：BMS管理電路中的均衡電路，其均衡方法有主動均衡和被動均衡。主要不足：電路復(fù)雜，價格昂貴，只能做到靜態(tài)時的分容篩選一致，不能滿足裝車后的動態(tài)一致和老化一致。一旦電動汽車停用時間稍長，且沒有及時補充電，電池組中的各單體電池將因自放電率的不一致而造成：各單體電池間的電壓差異大，整個電池組各單體電池?zé)o法能得到均衡一致，必須拆下靠人工維護。故,實現(xiàn)電池組內(nèi)各單體電池串并聯(lián)轉(zhuǎn)換的裝置以及電路或成為重點。

現(xiàn)有串并聯(lián)轉(zhuǎn)換的技術(shù)方案還包括：通過電磁繼電器的常閉、常開觸點的吸合動作來改變電池組由串聯(lián)轉(zhuǎn)換成并聯(lián)。該方案對于小電流比較可行，對于大電流而言，其繼電器價格同樣也昂貴、體積大，重量重(線圈銜鐵重)線路連接繁瑣。如目前電動汽車比較常用的如電流200A的，運用該技術(shù)方案的成本會超過BMS均衡電路系統(tǒng)。另，當串聯(lián)電路轉(zhuǎn)換并聯(lián)電路時，繼電器觸點有常閉轉(zhuǎn)換斷開到常開為閉合后，繼電器線圈是始終處于工作狀態(tài)，是需要耗一定電能的，只要一直轉(zhuǎn)換在并聯(lián)狀態(tài)，線圈是一直處于工作狀態(tài)，除會增加能耗，而且還會產(chǎn)生一定的溫升。一輛電動汽車串聯(lián)電池組，常要用到上百個繼電器工作。主要不足：1、增加重量，平均單只繼電器重520g，100個繼電器重52KG，這會影響到電池組要求的能量密度，電池組的能量密度等于電池組的總電量與總重量的商。2、能耗大，平均單只繼電器能耗功率5W，100個繼電器能耗功率500W，在繼電器轉(zhuǎn)換到并聯(lián)狀態(tài)，繼電器將處于長時間耗能工作狀態(tài)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的一、針對現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種高效節(jié)能的電池組用串并聯(lián)轉(zhuǎn)換裝置。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用以下技術(shù)方案：

一種電池組用串并聯(lián)轉(zhuǎn)換裝置，其包括有固定觸點件、活動觸點件、絕緣螺桿、離合器、減速電機和絕緣支座，其特征在于：所述固定觸點件的數(shù)目是兩個，兩個固定觸點件固定在絕緣支座上；所述固定觸點件之間設(shè)有兩個活動觸點件，兩個活動觸點件固定在絕緣支座上；所述絕緣螺桿穿過固定觸點件和活動觸點件，所述螺桿上具有螺紋相反的螺桿區(qū)域，所述兩個活動觸點件分別處于螺紋相反的螺桿區(qū)域；所述減速電機固定在絕緣支座上，所述減速電機通過離合器與螺桿連接。

作為本實用新型的一種改進，所述固定觸點件包括有固定觸點導(dǎo)電支架、1#觸點座和通孔，所述固定觸點導(dǎo)電支架是“L”形截面金屬板，所述“L”形截面金屬板上部是插頭形狀，所述“L”形截面金屬板中部設(shè)有1#觸點座，所述1#觸點座上設(shè)有通孔。

作為本實用新型的進一步改進，所述固定觸點導(dǎo)電支架是銅座，所述1#觸點座是銅座，所述1#觸點座的接觸表面設(shè)有金屬銀觸點。

作為本實用新型的一種改進，所述活動觸點件包括有活動觸點連接帶、2#觸點座和螺紋孔，所述活動觸點連接帶是“L”形截面金屬帶，所述“L”形截面金屬帶上設(shè)有2#觸點座，所述2#觸點座穿過“L”形截面金屬帶，所述2#觸點座設(shè)有螺紋孔。

作為本實用新型的進一步改進，所述活動觸點連接帶是多層銅箔疊成的銅帶，所述2#觸點座是銅座，所述2#觸點座的接觸表面設(shè)有金屬銀觸點。

作為本實用新型的一種改進，所述離合器包括有離合器套和離合器內(nèi)件；所述離合器套內(nèi)有凹槽，所述離合器內(nèi)件中間設(shè)有直槽，所述直槽內(nèi)設(shè)有彈簧，所述彈簧兩端設(shè)有鋼球；所述離合器套套接在離合器內(nèi)件上。

作為本實用新型的一種改進，所述減速電機是機器人專用倒裝減速電機。

本實用新型的目的二、提供一種高效節(jié)能的電池組用串并聯(lián)轉(zhuǎn)換電路，該電路是實用新型一的具體應(yīng)用電路。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用以下技術(shù)方案：

一種電池組用串并聯(lián)轉(zhuǎn)換電路，其包括有若干單體電池和若干串并聯(lián)轉(zhuǎn)換裝置，所述若干單體電池串聯(lián)組成電池組；其特征在于：所述串并聯(lián)轉(zhuǎn)換裝置是權(quán)利要求1～7中任一所述的電池組用串并聯(lián)轉(zhuǎn)換裝置；所述串并聯(lián)轉(zhuǎn)換裝置中的兩個活動觸點件串聯(lián)在所述相鄰兩個單體電池的之間；所述串并聯(lián)轉(zhuǎn)換裝置中的同一側(cè)固定觸點件均與電池組正極并聯(lián)線路相接，所述串并聯(lián)轉(zhuǎn)換裝置中的另一側(cè)固定觸點件均與電池組負極并聯(lián)線路相接。

作為本實用新型的一種改進，當需要所述單體電池串聯(lián)工作時，所述串并聯(lián)轉(zhuǎn)換裝置中的兩個活動觸點件處于接觸狀態(tài)，所述串并聯(lián)轉(zhuǎn)換裝置中的固定觸點件和活動觸點件處于分離狀態(tài)；當需要所述單體電池并聯(lián)工作時，所述串并聯(lián)轉(zhuǎn)換裝置中的兩個活動觸點件處于分離狀態(tài)，所述串并聯(lián)轉(zhuǎn)換裝置中的固定觸點件和活動觸點件處于接觸狀態(tài)。

采用上述技術(shù)方案后的有益效果：

減速電機通過離合器和螺桿的旋轉(zhuǎn)改變活動觸點件和固定觸點件的相對位置，能實現(xiàn)改變電路連接關(guān)系，結(jié)構(gòu)簡單，控制方便，效率高。改變完成之后，轉(zhuǎn)換裝置不會消耗功率，節(jié)能效果好。固定觸點導(dǎo)電支架上部采用插頭形狀,方便采用插接方式與線路連接，使用方便。

串并聯(lián)轉(zhuǎn)換裝置，其結(jié)構(gòu)簡單、價格成本低、重量輕。以單個電流200A產(chǎn)品計，重量78g，100個產(chǎn)品僅重7.8KG。與單體電池連接方便、性能可靠。無論轉(zhuǎn)換成串聯(lián)還是并聯(lián)都不耗電，僅在轉(zhuǎn)換的瞬間消耗極少功耗，以單個產(chǎn)品計單個產(chǎn)品0.15W，100個產(chǎn)品才達到15W，且轉(zhuǎn)換工作時間小于1秒，能耗幾乎可以忽略不計。

安全性高。以電動汽車中的電池組為例，當打開電動汽車總開關(guān)時，電池組會自動轉(zhuǎn)換成串聯(lián)狀態(tài)，電池組輸出較高壓；當停車關(guān)斷總開關(guān)后，電池組能自動轉(zhuǎn)換為并聯(lián)狀態(tài)，這時電池組輸出僅3V左右的較低電壓，整體安全性好，遇水或直接泡在水里的危害性非常小，不會發(fā)生高壓線路電擊穿現(xiàn)象。

一旦遇到事故撞車或翻車，可以通過碰撞開關(guān)或水平開關(guān)迅速自動轉(zhuǎn)換成并聯(lián)電路低電壓，保證了電動汽車的安全。

充電時，電池組能自動轉(zhuǎn)換成串聯(lián)狀態(tài)。按設(shè)定要求，當某一單體電池電壓出現(xiàn)明顯高于其它單體電池壓差≥300mv異常時，電池組會請求充電機停止充電關(guān)斷總開關(guān)后，電池組將自動轉(zhuǎn)換成并聯(lián)狀態(tài)，所有單體電池之間電壓的差異由于并聯(lián)電路的作用，將會得到完全均衡一致的電壓。并聯(lián)幾分鐘后電池組又能自動轉(zhuǎn)換成串聯(lián)狀態(tài)繼續(xù)充電，直到單體電池的電壓達到最高設(shè)定充電截止電壓，充電即告完成結(jié)束。電池組又將自動轉(zhuǎn)換成并聯(lián)狀態(tài)，所有電池組內(nèi)的單體電池間的電壓將進一步得到均衡一致。

任何時間只要停車關(guān)斷總開關(guān)后，電池組都能自動轉(zhuǎn)換成并聯(lián)狀態(tài)，這時電動汽車無論停放多久，無論單體電池的自放電率不同的差異有多大，電池組內(nèi)的各單體電池電壓一定完全一致，已為下次無論充電或是放電都完成了前期的均衡準備。

當電池組無論需要串聯(lián)還是并聯(lián)，只要根據(jù)設(shè)定減速電機的正反旋轉(zhuǎn)方向來改變兩個活動觸點的分開與閉合即可。要改變減速電機的正反轉(zhuǎn)方向只要改變減速電機的輸入直流電源正負極的極性即可。

附圖說明

圖1為第一種狀態(tài)的電池組用串并聯(lián)轉(zhuǎn)換裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為第二種狀態(tài)的電池組用串并聯(lián)轉(zhuǎn)換裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為圖2的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為第一種狀態(tài)的電池組用串并聯(lián)轉(zhuǎn)換電路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為第二種狀態(tài)的電池組用串并聯(lián)轉(zhuǎn)換電路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為固定觸點部的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8為圖7的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9為活動觸點部的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖10為圖9的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖11為螺桿的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖12為圖11的側(cè)視結(jié)構(gòu)圖；

圖13為離合器套的主視圖；

圖14為圖13的側(cè)視結(jié)構(gòu)圖；

圖15為離合器套的斷面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖16為離合器斷面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖17為離合器軸的主視圖；

圖18為圖17的側(cè)視結(jié)構(gòu)圖；

圖19為離合器軸的斷面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖20為第一種工作狀態(tài)的離合器；

圖21為第二種工作狀態(tài)的離合器；

圖22為第三種工作狀態(tài)的離合器；

圖23為減速電機的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖24為減速支架的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：

1.固定觸點件，101.固定觸點導(dǎo)電支架，102.1#觸點座，103.1#銀觸點，104.插頭形狀，105.通孔，

2.活動觸點件，201.活動觸點連接帶，202.2#觸點座，203.2#銀觸點,204.3#銀觸點，205.螺紋孔，

3.絕緣螺桿，301.桿，302.1#螺紋，303.2#螺紋，304.動力連接部，

4.離合器，401.離合器套，402.離合器內(nèi)件，403.彈簧，404.鋼球，405.凹槽，406.直槽，

5.減速電機，6.絕緣支座，7.單體電池，8.安全保險裝置，

11、1#串并聯(lián)轉(zhuǎn)換裝置的左側(cè)固定觸點件，

12、2#串并聯(lián)轉(zhuǎn)換裝置的左側(cè)固定觸點件，

13、3#串并聯(lián)轉(zhuǎn)換裝置的左側(cè)固定觸點件，

21、1#串并聯(lián)轉(zhuǎn)換裝置的右側(cè)固定觸點件，

22、2#串并聯(lián)轉(zhuǎn)換裝置的右側(cè)固定觸點件，

23、3#串并聯(lián)轉(zhuǎn)換裝置的右側(cè)固定觸點件。

具體實施方式

為了加深對本實用新型的理解和認識，下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本實用新型做出進一步的說明和介紹。

實施例一，如圖1～4、7～24所示，

一種電池組用串并聯(lián)轉(zhuǎn)換裝置，其包括有固定觸點件1、活動觸點件2、絕緣螺桿3、離合器4、減速電機5和絕緣支座6，其中：

所述固定觸點件的數(shù)目是兩個，兩個固定觸點件固定在絕緣支座6上；

所述固定觸點件之間設(shè)有兩個活動觸點件2，兩個活動觸點件固定在絕緣支座6上；

所述絕緣螺桿3穿過固定觸點件和活動觸點件，所述絕緣螺桿的桿301上具有螺紋相反的螺桿區(qū)域，即：所述1#螺紋302和2#螺紋303螺紋相反；所述一個活動觸點件處于1#螺紋302區(qū)域，所述另一個活動觸點件處于2#螺紋303區(qū)域；

所述減速電機5固定在絕緣支座上，所述減速電機5通過離合器4與螺桿連接。

前述1#螺紋302和2#螺紋303優(yōu)先：1#螺紋302與2#螺紋303的螺紋長度對稱而螺紋旋轉(zhuǎn)方向相反。

實施例二，如圖1～4、7～8所示，

作為本實用新型的一種改進：所述固定觸點件包括有固定觸點導(dǎo)電支架101、1#觸點座102和通孔105，所述固定觸點導(dǎo)電支架是“L”形截面金屬板，所述“L”形截面金屬板上部是插頭形狀104，所述“L”形截面金屬板中部設(shè)有1#觸點座102，所述1#觸點座102上設(shè)有通孔105。

正常使用時，兩個固定觸點導(dǎo)電支架固接在絕緣支座上，“L”形截面金屬板上部能插入指定線路。

實施例三，如圖1～4、9～10所示，

作為本實用新型的一種改進：所述活動觸點件包括有活動觸點連接帶201、2#觸點座202和螺紋孔205，所述活動觸點連接帶是“L”形截面金屬帶，所述“L”形截面金屬帶上設(shè)有2#觸點座202，所述2#觸點座202穿過“L”形截面金屬帶，所述2#觸點座202設(shè)有螺紋孔205。

正常使用時，兩個活動觸點連接帶固接在絕緣支座上，。2#觸點座能通過螺桿做相向或相反運動。當2#觸點座相向運動，兩個2#觸點座接觸；當2#觸點座相反運動，2#觸點座與1#觸點座接觸。

實施例四，如圖7～10所示，

作為本實用新型的一種改進：所述固定觸點導(dǎo)電支架101是銅支架，所述1#觸點座102是銅座，所述1#觸點座的接觸表面設(shè)有金屬銀觸點，如此1#觸點座的接觸表面形成1#銀觸點103。所述活動觸點連接帶201是多層銅箔疊成的銅帶，所述2#觸點座202是銅座，所述2#觸點座的接觸表面設(shè)有金屬銀觸點，如此2#觸點座的接觸表面分別形成2#銀觸點203和3#銀觸點204。

前述觸點座能采用紫銅或黃銅，導(dǎo)電性能高。多層銅箔疊成的銅帶，柔韌性高。

實施例五，如圖13～22所示，

作為本實用新型的一種改進：所述離合器4包括有離合器套401和離合器內(nèi)件402；所述離合器套內(nèi)有凹槽405，所述離合器內(nèi)件中間設(shè)有直槽406，所述直槽內(nèi)設(shè)有彈簧403，所述彈簧403兩端設(shè)有鋼球404；所述離合器套401套接在離合器內(nèi)件402上。

正常使用時，減速電機的動力輸出軸與離合器內(nèi)件固接，絕緣螺桿的動力連接部304與離合器套固接。

第一種工作狀態(tài)，在彈簧作用下，兩粒鋼球進入凹槽內(nèi),離合器套和離合器內(nèi)件一起轉(zhuǎn)動。調(diào)整彈簧的壓力，可以改變減速電機與螺桿間的旋轉(zhuǎn)扭矩與觸點之間的接觸壓力。

第二種工作狀態(tài)，當減速電機逆時針反轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)到二個活動觸點完全閉合后，離合器套停止旋轉(zhuǎn)，在減速電機轉(zhuǎn)動的扭矩作用下，兩粒鋼珠被強行壓縮進入直槽內(nèi)，這時離合器內(nèi)件在離合器套內(nèi)打滑旋轉(zhuǎn)。

第三種工作狀態(tài)，當減速電機順時針正轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)到二個活動觸點分開分別與左、右二側(cè)固定觸點完全閉合后，離合器套停止旋轉(zhuǎn)，在減速電機轉(zhuǎn)動的扭矩作用下，兩粒鋼珠被外殼體強行壓縮彈簧進入內(nèi)體槽內(nèi)，這時內(nèi)體在外殼體圈內(nèi)打滑旋轉(zhuǎn)。

改變減速電機的正反轉(zhuǎn)方向只要改變減速電機的輸入直流電源正負極的極性即可。

實施例六，如圖23所示，

作為本實用新型的一種改進：所述減速電機是機器人專用倒裝減速電機，例如：JGA1024-N20。

實施例七，如圖1～10所示，

一種電池組用串并聯(lián)轉(zhuǎn)換電路，其包括有若干單體電池7和若干串并聯(lián)轉(zhuǎn)換裝置，所述串并聯(lián)轉(zhuǎn)換裝置是前述實施例一至五中任一所述的電池組用串并聯(lián)轉(zhuǎn)換裝置；其中：

所述單體電池串聯(lián)組成電池組，且所述串并聯(lián)轉(zhuǎn)換裝置中的兩個活動觸點件串聯(lián)在所述相鄰兩個單體電池的之間；

所述串并聯(lián)轉(zhuǎn)換裝置中的同一側(cè)固定觸點件均與電池組正極并聯(lián)線路相接；例如：1#串并聯(lián)轉(zhuǎn)換裝置的左側(cè)固定觸點件11、2#串并聯(lián)轉(zhuǎn)換裝置的左側(cè)固定觸點件12和3#串并聯(lián)轉(zhuǎn)換裝置的左側(cè)固定觸點件13與電池組正極并聯(lián)線路相接；

所述串并聯(lián)轉(zhuǎn)換裝置中的另一側(cè)固定觸點件均與電池組負極并聯(lián)線路相接；例如：1#串并聯(lián)轉(zhuǎn)換裝置的右側(cè)固定觸點件21、2#串并聯(lián)轉(zhuǎn)換裝置的右側(cè)固定觸點件22和3#串并聯(lián)轉(zhuǎn)換裝置的右側(cè)固定觸點件23與電池組負極并聯(lián)線路相接。

實際使用過程中，該電路能依據(jù)需要增設(shè)安全保險裝置8，如：保險絲、PTC。

具體的電路優(yōu)選方式如下：

當需要所述單體電池串聯(lián)工作時，所述串并聯(lián)轉(zhuǎn)換裝置中的兩個活動觸點件處于接觸狀態(tài)，所述串并聯(lián)轉(zhuǎn)換裝置中的固定觸點件和活動觸點件處于分離狀態(tài)。

當需要所述單體電池并聯(lián)工作時，所述串并聯(lián)轉(zhuǎn)換裝置中的兩個活動觸點件處于分離狀態(tài)，所述串并聯(lián)轉(zhuǎn)換裝置中的固定觸點件和活動觸點件處于接觸狀態(tài)。

需要說明的是上述實施例，并非用來限定本實用新型的保護范圍，在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上所作出的等同變換或替換均落入本實用新型權(quán)利要求所保護的范圍。