一种可切换串并联方式的动力电池电路的制作方法

1.本实用新型涉及电动汽车领域，具体涉及一种可切换串并联方式的动力电池电路。


背景技术：

2.电动汽车的动力电池在使用过程中，为了使动力电池电压与整车零部件匹配，通常以一种固定的连接方式(串联或并联方式)成组后再对外供电，这种电池在使用过程中串并联方式无法改变。配备大电量动力电池的电动车充电时，若要实现快速充电，充电功率通常较大，而并联的电池组因总压较低，所以充电电流很大，造成充电过程中的热损耗较大，且充电线缆线径增大，增加整车成本及布置时的走线难度。而如果为了减小充电电流，使电池组采用串联方式，由于串联后电压升高了，导至整车部分零件耐压不足，无法正常工作。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于克服现有技术中所存在的固定的串并联连接方式不能适用于不同的应用场景的不足，提供一种可切换串并联方式的动力电池电路，通过开关切换电池组的串并联连接状态，同时采用开关检测装置检测开关的闭合导通状态，提高电路安全性。
4.为了实现上述实用新型目的，本实用新型提供了以下技术方案：
5.一种可切换串并联方式的动力电池电路，包括第一电池组、第二电池组、第一开关、第二开关、第三开关以及用于检测开关闭合状态的开关状态检测装置；第一电池组的负极经第一开关与第二电池组的负极连接，第一电池组的正极经第三开关与第二电池组的负极连接，第二电池组的正极经第二开关与第一电池组的正极连接，第一电池组的负极作为动力电池的负极端，第二电池组的正极作为动力电池的正极端；第一开关、第二开关与第三开关的两端分别与开关状态检测装置连接。
6.优选地，所述可切换串并联方式的动力电池电路，还包括两个熔断器，两个熔断器分别设置于第一电池组与第二电池组的正极端。
7.优选地，所述开关状态检测装置为电压检测装置。
8.优选地，开关状态检测装置第一接口与第一开关靠近第一电池组负极的一端连接；开关状态检测装置第二接口与第三开关远离第二电池组负极的一端连接；开关状态检测装置第三接口与第三开关靠近第二电池组负极的一端连接；开关状态检测装置第四接口与第二开关靠近第二电池组正极的一端连接。
9.与现有技术相比，本实用新型的有益效果：本实用新型通过控制动力电池内的开关，实现动力电池内电池组的串并联在不同使用场景的切换，当动力电池非快速充电时，电池组采用并联方式；当动力电池需要快速充电时，将电池组切换成串联方式，提高充电电压，减小充电电流，从而减少充电过程中的能量损耗，同时还能选用线径更小的充电电缆，节省整车成本，方便线束走线布置。同时，电路中增加开关状态检测装置及熔断器，以防止
零部件故障导致电池包短路引发安全问题，提高电路安全性。
附图说明：
10.图1为本实用新型示例性实施例1的可切换串并联方式的动力电池电路的原理图；
11.图2为本实用新型示例性实施例1的可切换串并联方式的动力电池电路并联工作示意图；
12.图3为本实用新型示例性实施例1的可切换串并联方式的动力电池电路串联工作示意图；
13.图4为本实用新型示例性实施例1的电阻检测装置电路原理示意图；
14.图5为本实用新型示例性实施例1的应用电压检测装置的动力电池电路电路原理示意图；
15.图6为本实用新型示例性实施例1的单片机按键检测电路的原理图。
具体实施方式
16.下面结合试验例及具体实施方式对本实用新型作进一步的详细描述。但不应将此理解为本实用新型上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本

技术实现要素：
所实现的技术均属于本实用新型的范围。
17.实施例1
18.如图1所示，本实施例提供一种可切换串并联方式的动力电池电路，包括第一电池组、第二电池组、第一开关、第二开关、第三开关以及用于检测开关闭合状态的开关状态检测装置；第一电池的负极经第一开关与第二电池组的负极连接，第一电池组的正极经第三开关与第二电池组的负极连接，第二电池组的正极经第二开关与第一电池组的正极连接，第一电池组的负极作为动力电池的负极端，第二电池组的正极作为动力电池的正极端；第一开关、第二开关与第三开关的两端分别与开关状态检测装置连接。
19.本实施例通过三个开关切换电池组的串并联连接状态，同时采用开关检测装置检测开关的闭合导通状态，避免因开关故障或操作失误等原因导致三个开关同时闭合，致使电池组短路，引发安全风险。每次闭合开关前开关状态检测装置都需要检测各开关的状态，开关状态正常才能进行下一步操作。
20.具体的，当动力电池处于非快速充电状态时，开关状态检测装置首先检测第三开关k3状态，若k3处于断开状态，则闭合开关第一开关k1和第二开关k2。如图2所示，此时第一电池组和第二电池组处于并联状态，可正常对外放电或慢速充电。当动力电池需要快速充电时，开关状态检测装置首先检测开关第一开关k1和第二开关k2，若第一开关k1和第二开关k2处于断开状态，则闭合第三开关k3。如图3所示，此时第一电池组和第二电池组处于串联状态，可进行快速充电。
21.其中，可切换串并联方式的动力电池电路还包括两个熔断器，两个熔断器分别设置于第一电池组与第二电池组的正极端。为了防止开关及开关检测装置同时故障，致使电池组短路，引发安全风险，每组电池组都串联一个熔断器，在电池短路时能及时熔断，切断电路，提高电路安全性。
22.其中，所述开关状态检测装置为电阻检测装置。开关断开时阻值很大，通过检测开
关的电流判断开关的闭合状态。图4给出了示例性检测电路，检测装置的正极经ad电路与检测电阻r0的一端连接，第一电阻r1和第一开关k1、第二电阻r2和第二开关k2以及第三电阻r3和第三开关k3串联后分别并联于检测装置的负极和检测电阻的另一端两端；第一电阻r1、第二电阻r2以及第三电阻r3阻值不同，因此不同开关闭合时，阻值不同，通过检测此时的电流判断开关闭合状态。仅k1闭合时，电流大小为u/(r0+r1)；仅k2闭合时，电流大小为u/(r0+r2)；仅k3闭合时，电流大小为u/(r0+r3)；仅k1和k2闭合时，电流大小为仅k1和k3闭合时，电流大小为仅k2和k3闭合时，电流大小为k1、k2和k3闭合时，电流大小为此时第一电阻r1、第二电阻r2以及第三电阻r3阻值不同，即可根据电流大小判断此时电路阻值大小，进而判断出开关闭合状况。
23.其中，所述开关状态检测装置为电压检测装置。开关闭合前，前后端的电压不一样，通过检测开关前后端的电压判断开关的闭合状态。图5给出了示例性检测电路，图中第一开关k1的一端和第三开关k3的一端直接相连，第二开关k2的一端和第三开关k3的一端直接相连，由于相连的地方电压值相同，检测电压时，可以删除电压值相同的地方的检测线，开关状态检测装置仅用4个接口即可实现三个开关电压的检测，可以节约端口；
24.开关状态检测装置第一接口与第一开关k1靠近第一电池组负极的一端(图中第一开关k1的1端)连接；开关状态检测装置第二接口与第三开关k3远离第二电池组负极的一端(图中第三开关k3的1端)连接；开关状态检测装置第三接口与第三开关k3靠近第二电池组负极的一端(图中第三开关k3的2端)连接；开关状态检测装置第四接口与第二开关k1靠近第二电池组正极的一端(图中第二开关k2的1端)连接。即开关状态检测装置第一接口和第三接口与第一开关k1的两端连接；开关状态检测装置第二接口和第三接口与第三开关k3的两端连接；开关状态检测装置第四接口和第二接口与第二开关k2的两端连接。
25.记开关状态检测装置第一接口和第四接口之间的电压值为u14，第二接口和第四接口之间的电压值为u24，第二接口和第三接口之间的电压值为u23，第三接口和第四接口之间的电压值为u34。通过检测u14、u34的电压判断开关k1的闭合状态，通过检测u23、u34的电压判断开关k2的闭合状态，通过检测u24、u34的电压判断开关k3的闭合状态。k1断开时，u34的电压为第二电池组的电压，u14的电压为0；k1闭合时，u14的电压也是第二电池组的电压；通过比较u14和u34电压是否一样可判断k1的状态，即u14和u34电压一样，则第一开关k1闭合，电压不一样则第一开关k1断开。k2断开时，u34的电压为第二电池组的电压，u23的电压为0；k2闭合时，u23的电压也是第二电池组的电压；通过比较u23和u34电压是否一样可判断k2的状态，即u23和u34电压一样，则第二开关k2闭合，电压不一样则第二开关k2断开。k3断开时，u34的电压为第二电池组的电压，u24的电压为0；k3闭合时，u24的电压也是第二电池组的电压；通过比较u34和u24电压是否一样可判断k3的状态，即u24和u34电压一样，则第三开关k3闭合，电压不一样则第三开关k3断开。
26.其中，所述开关状态检测装置还可以为单片机按键检测电路。采用常规的单片机按键检测电路检测开关的闭合状态。图6给出了示例性检测电路，第一开关、第二开关以及
第三开关的一端经对应的上拉电阻后分别与检测装置的电压端vcc连接；第一开关、第二开关以及第三开关的一端分别和对应的单片机u1的输入端连接；第一开关、第二开关以及第三开关的另一端接地；当开关闭合时，单片机的相应输入接口信号被拉低，单片机采集的信号为低电平，通过单片机的高低电平信号反应开关的闭合状态。
27.动力电池在不需要快充充电时，电池组间以并联方式连接；动力电池在需要快速充电时，电池组切换成串联方式连接，提高动力电池总电压，以减小充电电流，降低充电过程中的能量损耗，减小充电线缆线径，节省整车成本，方便线束走线布置。同时，电路中增加开关状态检测装置及熔断器，以防止零部件故障导致电池包短路引发安全问题，提高电路安全性。
28.以上所述，仅为本实用新型具体实施方式的详细说明，而非对本实用新型的限制。相关技术领域的技术人员在不脱离本实用新型的原则和范围的情况下，做出的各种替换、变型以及改进均应包含在本实用新型的保护范围之内。