全文摘要
本实用新型涉及模块化电池组，包括：一个电控模块；至少一个电池模块；第一连接件；第二连接件，用于与第一连接件插接；作为电控模块和电池模块输入接口的第一连接器；作为电池模块输出接口的第二连接器，用于与第一连接器插拔连接。所述电控模块的外壳两个相对的侧面分别设有用于连接电池模块的第一连接件，顶部设有两个第一连接器作为输入接口。所述电池模块的外壳两个相对的侧面分别设有第一连接件和第二连接件，顶部设有第一连接器和第二连接器。电控模块可与一个或多个电池模块可拆卸地连接在一起，形成“1+N”的组合方式。
主设计要求
1.一种模块化电池组，其特征在于，包括：一个电控模块；至少一个电池模块；第一连接件(16)；第二连接件(31)，用于与第一连接件(16)插接；作为电控模块和电池模块输入接口的第一连接器(4)；作为电池模块输出接口的第二连接器(24)，用于与第一连接器(4)插拔连接；所述电控模块的外壳包括相互垂直的第一面和第二面，电控模块的第一面设有第一连接件(16)，电控模块的第二面设有至少一个第一连接器(4)，电控模块上的第一连接件(16)和第一连接器(4)朝向一致；所述电池模块的外壳包括相互垂直的第一面和第二面，电池模块的第一面设有第二连接件(31)，电池模块的第二面具有向外凸出的端座(22)，端座(22)上设有第二连接器(24)，电池模块上的第二连接件(31)和第二连接器(24)朝向一致。
设计方案
1.一种模块化电池组，其特征在于，包括：一个电控模块；至少一个电池模块；第一连接件(16)；第二连接件(31)，用于与第一连接件(16)插接；作为电控模块和电池模块输入接口的第一连接器(4)；作为电池模块输出接口的第二连接器(24)，用于与第一连接器(4)插拔连接；
所述电控模块的外壳包括相互垂直的第一面和第二面，电控模块的第一面设有第一连接件(16)，电控模块的第二面设有至少一个第一连接器(4)，电控模块上的第一连接件(16)和第一连接器(4)朝向一致；
所述电池模块的外壳包括相互垂直的第一面和第二面，电池模块的第一面设有第二连接件(31)，电池模块的第二面具有向外凸出的端座(22)，端座(22)上设有第二连接器(24)，电池模块上的第二连接件(31)和第二连接器(24)朝向一致。
2.根据权利要求1所述的模块化电池组，其特征在于，所述电控模块的外壳包括与其第一面平行的第三面，电控模块的第三面设有第一连接件(16)；电控模块的第二面设有两个第一连接器(4)，一个用于与插接在电控模块第一面上的电池模块的第二连接器(24)连接，另一个用于与插接在电控模块第三面上的电池模块的第二连接器(24)连接。
3.根据权利要求2所述的模块化电池组，其特征在于，所述电控模块的第一面和第三面上的第一连接件(16)朝向一致。
4.根据权利要求1～3任一项所述的模块化电池组，其特征在于，所述电池模块的第二面向安装第二连接件(31)的一侧延伸形成悬空的延伸部件(33)，在延伸部件(33)上安装有锁紧螺栓(19)，第一连接件(16)的顶部具有与锁紧螺栓(19)匹配的孔。
5.根据权利要求1或2所述的模块化电池组，其特征在于，所述电池模块至少有两个，电池模块的外壳包括与其第一面平行的第三面，电池模块的第三面设有电池模块级联时与其中一个电池模块的第二连接件(31)插接的第一连接件(16)，电池模块的第二面上设有电池模块级联时与其中一个电池模块的第二连接器(24)连接的第一连接器(4)。
6.根据权利要求5所述的模块化电池组，其特征在于，所述电池模块的第二面向安装第二连接件(31)的一侧延伸形成悬空的延伸部件(33)，在延伸部件(33)上安装有锁紧螺栓(19)，第一连接件(16)的顶部具有与锁紧螺栓(19)匹配的孔。
7.根据权利要求1所述的模块化电池组，其特征在于，第一连接件(16)为U形滑槽，第二连接件(31)为与所述滑槽匹配的滑块。
设计说明书
技术领域
本实用新型涉及模块化电池组。
背景技术
随着技术的发展，各种设备均朝着小型化、可移动化的方向发展，各种移动设备层出不穷，移动电源的重要性日益凸显，移动电源是一种集供电和充电功能为一体的便携式电池组。为了保证移动电子设备的正常工作，使用电池的场合越来越多,对电池的蓄电量的要求也在增长,一般为了增大蓄电量,会将电池组合起来使用,但是目前市面上的多个电池构成的移动式电池组普遍存在输出不稳定、重量大、体积大的缺憾，显然，这些缺憾在一定程度上降低了移动电子设备的工作效率，掣肘了移动设备的发展。
实用新型内容
为了实现电控模块与电池模块可拆卸地连接、电控模块的输入接口和电池模块的输出接口的对齐定位以及电池模块之间的级联，本实用新型提供一种模块化电池组。
一种模块化电池组，包括：一个电控模块；至少一个电池模块；第一连接件；第二连接件，用于与第一连接件插接；作为电控模块和电池模块输入接口的第一连接器；作为电池模块输出接口的第二连接器，用于与第一连接器插拔连接；
所述电控模块的外壳包括相互垂直的第一面和第二面，电控模块的第一面设有第一连接件，电控模块的第二面设有至少一个第一连接器，电控模块上的第一连接件和第一连接器朝向一致；
所述电池模块的外壳包括相互垂直的第一面和第二面，电池模块的第一面设有第二连接件，电池模块的第二面具有向外凸出的端座，端座上设有第二连接器，电池模块上的第二连接件和第二连接器朝向一致。
一个电控模块与一个电池模块通过第一连接件和第二连接件可拆卸地连接在一起，在电控模块的第一连接件和电池模块的第二连接件插接好后电控模块的第一连接器和电池模块的第一连接器也插接好，即电池模块的输出接口与电控模块的输入接口对接，形成“1+1”的组合方式。
在上述的模块化电池组，所述电控模块的外壳包括与其第一面平行的第三面，电控模块的第三面设有第一连接件；电控模块的第二面设有两个第一连接器，一个用于与插接在电控模块第一面上的电池模块的第二连接器连接，另一个用于与插接在电控模块第三面上的电池模块的第二连接器连接。一个电控模块两个相对平行的侧面可分别连接一个电池模块，形成“1+2”的组合方式。
在上述的模块化电池组，所述电控模块的第一面和第三面上的第一连接件朝向一致。
在上述的模块化电池组，所述电池模块的第二面向安装第二连接件的一侧延伸形成悬空的延伸部件，在所述延伸部件上安装有锁紧螺栓，第一连接件的顶部具有与锁紧螺栓匹配的孔。在电控模块和电池模块连接好后，电池模块上的锁紧螺栓插入电控模块第一连接件上的孔内，将二者锁紧。
在上述的模块化电池组，所述电池模块至少有两个，电池模块的外壳包括与其第一面平行的第三面，电池模块的第三面设有两电池模块级联时与其中一个电池模块的第二连接件插接的第一连接件，电池模块的第二面上设有两电池模块级联时与其中一个电池模块的第二连接器连接的第一连接器。多个电池模块可级联在电控模块的一侧或两侧，形成“1+N”的组合方式。
在上述的模块化电池组，所述电池模块的第二面向安装第二连接件的一侧延伸形成悬空的延伸部件，在所述延伸部件上安装有锁紧螺栓，第一连接件的顶部具有与锁紧螺栓匹配的孔。两电池模块连接好后，一电池模块上的锁紧螺栓插入另一电池模块第一连接件上的孔内，将二者锁紧。
在上述的模块化电池组，第一连接件为U形滑槽，第二连接件为与所述滑槽匹配的滑块。
本实用新型多个电池模块同时接入到电控模块上时，电控系统会优先选择电量充足的电池进行供电，避免电池模块的过放电，可延长电池模块的使用寿命。电控模块和电池模块之间以及两电池模块之间通过可插接在一起的第一连接件(可为U形滑槽)与第二连接件(可为能插进U形滑槽内的滑快)进行限位连接。滑块对准滑槽时，即可完成作为输入接口的第一连接器和作为输出接口的第二连接器的对准定位。滑块插入(滑入)滑槽中后，第一连接器和第二连接器完全连接，然后将锁紧螺栓锁紧，即可完成电池组的组合安装，电池模块可对称搭载于电控模块两侧，也可非对称搭载，组合形式灵活多变。电池组模块化，电控模块与电池模块的组合可以是“1+1”的模式，也可以是“1+N”的模式，可满足各种不同电量的需求，按需配量，方便携带运输。模块化电池组在工作过程中，可实现电池模块的热插拔，实现不间断供电，该电池系统在有外在稳定电源时(车载电源、充电器)，可在任意输入口接入，即可替换电池进行供电。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
图1示出了滑块和滑槽的立体视图。
图2示出了滑块和滑槽配合示意图。
图3示出了电控模块立体视图。
图4示出了图3所示的电控模块的俯视图。
图5示出了图3所示的电控模块的主视图。
图6示出了电池模块的立体视图。
图7示出了图6所示的电池模块的俯视图。
图8示出了图6所示的电池模块的主视图。
图9示出了图6所示的电池模块的后试图。
图10示出了电控模块和一个电池模块的组合示意图。
图11示出了电控模块和一个电池模块配合立体示意图。
图12示出了电控模块和两个电池模块的一种组合示意图。
图13示出了电控模块和两个电池模块的另一种组合示意图。
图14示出了电控模块和多个电池模块的组合示意图。
图15示出了电控模块的分解图。
图16示出了电池模块的分解图。
图17示出了电控模块和电池模块的电路系统框图。
图18示出了理想二极管单元的原理图。
具体实施方式
如图1～图14，一种模块化电池组，包括：一个电控模块；至少一个电池模块；第一连接件16；第二连接件31，用于与第一连接件16可拆卸连接；第一连接器4，用作电控模块和电池模块的输入接口；第二连接器24，用作电池模块的输出接口，可与第一连接器4插拔连接。
电控模块和电池模块电路的连接以及电池模块的级联通过第一连接器4和第二连接器24实现，第一连接器4和第二连接器24可采用航插，其中第一连接器4为插头，第二连接器24为插座。作为替代，也可以是第一连接器4为插座，第二连接器24为插头。
电控模块和电池模块之间以及两个电池模块之间通过第一连接件16和第二连接件31实现可拆卸连接。参见图1，第一连接件16为滑槽，大致为U形，第二连接件31为与所述滑槽匹配的滑块，如图2，所述滑块可插入所述滑槽内。作为替代，也可以是第二连接件31为滑槽，第一连接件16为与所述滑槽匹配的滑块。
电控模块具有由盖体5和箱体15构成的外壳，电池模块同样具有由盖体25和箱体32构成的外壳。电控模块和电池模块之间具有“1+1”、“1+2”、“1+N”等多种组合方式。
为了实现“1+1”的组合方式，电控模块的外壳的第一面(可以是箱体15的一个侧面)设有第一连接件16，作为对应，电池模块的外壳的第一面(可以是箱体32的一个侧面)设有第二连接件31，将该电控模块的第一连接件16和电池模块的第二连接件31相接合就可将一个电控模块和一个电池模块组装在一起。
电控模块的外壳的第二面(可以是盖体5的顶面)外侧设有一个作为输入接口的第一连接器4，该第一连接器4靠近电控模块的第一面，并与所述第一面上的第一连接件16的朝向一致，可都竖直向上。电控模块的外壳的第二面(可以是盖体5的顶面)设有输出接口2，该输出接口2可采用航插。
电池模块的外壳的第二面(可以是盖体25的顶面)具有向外凸出的端座22，端座22上设有一个作为输出接口的第二连接器24，该第二连接器24与电池模块第一面上的第二连接件31的朝向一致，可都竖直向下。当电控模块的第一连接件16和电池模块的第二连接件31完全配合后，电控模块的第一连接器4和电池模块的第二连接器24插接在一起。
为了实现“1+2”的组合方式，在上述“1+1”组合方案的基础上，电控模块的外壳的第三面(箱体15上与第一面平行的面)上也设有第一连接件16，即电控模块相对的两个侧面可分别连接一个电池模块。作为对应，电控模块的所述第二面上还需要再设置一个靠近电控模块第三面的第一连接器4，用于与一个连接在电控模块第三面上的电池模块的第二连接器24插接。
参考图10～图14，为了实现电池模块之间的级联，即实现“1+N”的组合方式，在上述“1+1”和\/或“1+2”方案的基础之上，电池模块的外壳的第三面(箱体32上与第一面平行的一个面)上设有第一连接件16。即电池模块外壳相平行的两个侧面上，一个设置第一连接件16，另一个设置第二连接件31。电池模块外壳的第二面(可以是盖体25的顶面)外侧上靠近电池模块第三面的位置设有作为输入接口的第一连接器4，用于级联其他电池模块。
图15示出了电控模块的分解图，提手1、电源开关3、保险丝8等设置在盖体5上。盖体5内部用螺丝固定有显示屏6，显示屏6与外壳上的屏幕视窗对齐。箱体15的底部设有防滑脚垫17。盖体5与箱体15通过四个侧面的螺钉锁紧固定。
电控模块的包括焊接在一起的电控主板7和电源转换模块10，电源转换模块10通过散热片12进行散热，散热片12与电源转换模块10之间设有防水搁板11，通过螺钉将电源转换模块10、防水搁板11、散热片12固定在一起。散热风扇14通风扇固定板13固定于散热片12上。
图16示出了电池模块的分解图，电池模块包括电池模块主板26，该电池模块主板26上插接有显示屏6，显示屏6与外壳上的屏幕视窗对齐。电池模块上的第一连接件16(可为滑槽)通过螺钉与箱体32的第一面连接，第二连接件31(可为滑快)通过螺钉与箱体32的第三面连接。箱体32内具有第一内衬件29和第一内衬件27，第一内衬件29通过螺丝穿过箱体32与第一连接件16连接，第二内衬件27通过螺丝穿过箱体32与第二连接件31连接。电池30置于箱体32内，限位板28紧压在电池30顶部，限位板28两端分别与第一内衬件29、第二内衬件27连接，实现对电池30的固定。
电池模块的提手1、保险丝8、开关18等设置在盖体25上。箱体32的底部设有防滑脚垫17。盖体25与箱体32通过四个侧面的螺钉连接固定。对于电池模块，盖体25向安装第二连接件(可为滑块)31的一侧延伸形成悬空的延伸部件33，即盖体25扣在箱体32上后，有一部分凸出在外。在所述延伸部件33上安装有锁紧螺栓19，作为对应，安装在电池模块和电控模块上的第一连接件(可为滑槽)16的顶部具有与锁紧螺栓19匹配的孔，锁紧螺栓19穿过位于盖体25内的压簧21通过螺纹卡扣与盖体25连接。在组装时，可为滑块的第二连接件31插入可为滑槽的第一连接件16，同时第一连接器4和第二连接器24插接将两模块的电路连接，最后手拎螺栓手柄20，将锁紧螺栓19拧紧到第一连接件16顶部的孔内，即可完成电池组的组合安装。
本实用新型中，电池模块和电控模块具有“1+1”或“N+1”等多种组合方式，各电池模块相互之间互不干扰，防止各电池之间异常短路。参考图17，电池模块包含保护单元，对电池过充、过载、过流、短接等进行保护。电池模块控制采集单元控制各单元运行，采集电池信息。电池模块理想二极管单元，减小电压线路压降和损耗，提高电池有效工作时间。电池模块可采用RS485通信，将数据信息传输到电控模块。电池模块输入接口可用作充电接口，也可用于传输级联电池模块的电压和数据信息。电池模块输出接口可用于输出电压和数据信息。电池模块在一套设备中可采用相同电压等级不同类型的电池。电池模块在充电时，可自动开启控制采集系统，显示充电电压及充电电流，记录充电电量，充电完成或拔下充电器后采集系统延时一段时间自动关机，以节省功耗。
参考图17，电控模块包含保护单元，对过载、过流、短接等进行保护。电控模块可采用RS485通信，将各电池模块的发送来的数据接收，并在显示单元上显示。电控模块接收各挂载的电池模块上传的数据，根据当前负载用电量计算当前所接电池模块的续航时间，电池模块挂载数量有增减时，实时计算更新续航时间，并将续航时间在显示器显示。电控模块将数据打包上传至上级设备或显示系统，达到远程监控电池模块信息的目的。电控模块可根据负载需求更换DC\/DC转换模块，满足不同等级的电压输出。
本实用新型模块化电池组根据电池模块实际电压的高低，优先使用电压高的电池模块给负载供电，避免电池模块的过放电，可延长电池模块的使用寿命，当挂载的电池模块电压接近时，电池模块同时给负载供电。参考图18，LM5050-1和mos管组成的电路相当于一个理想二极管单元，能正向导通，不能反向流通。对于其中一路来说，当正向电压为正(U1>U2)的时候，LM5050芯片GATE引脚高电平控制MOS管导通，电流走mos管，在正向电压为负(U1<U2)时，LM5050芯片GATE引脚低电平MOS管截至。对于整个系统电路来说，电路始终输出电压较高的一路电压。
本实用新型模块化电池组在工作过程中可实现热插拔，实现电池模块的无缝切换。该设备的各个输入口均可接外部电源输入，可加载相同电压等级的其他电源。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920289472.1
申请日:2019-03-07
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:83(武汉)
授权编号:CN209374529U
授权时间:20190910
主分类号:H01M 2/10
专利分类号:H01M2/10;H01M10/42
范畴分类:38G;
申请人:武汉珞珈新空科技有限公司;上海华测导航技术股份有限公司
第一申请人:武汉珞珈新空科技有限公司
申请人地址:430200 湖北省武汉市东湖新技术开发区大学园路13号-1华中科技大学科技园现代服务业基地1号研发楼7层
发明人:薛利荣;陈军;刘健龙;张衡阳;谢洪;杨锐宁
第一发明人:薛利荣
当前权利人:武汉珞珈新空科技有限公司;上海华测导航技术股份有限公司
代理人:郑勤振
代理机构:42222
代理机构编号:武汉科皓知识产权代理事务所（特殊普通合伙）
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计
标签：电池组论文;