一种改进型防反器及其电池簇和电池模块的制作方法

1.本实用新型涉及电气技术领域，具体涉及一种改进型防反器及其电池簇和电池模块。


背景技术：

2.锂电池是迄今为止能量密度最高的二次电源。有很多优势，但也存在隐患，其中最大的隐患就是电池的安全性管理及动态一致性寿命问题。现有的动力锂电池的成组技术绝大多数均采用单通道bms管理，为“单通道集中式”管理模式。目前的电动汽车和电力储能站，其都是先通过电芯进行多个并联形成并联模组，再把所有的并联模组进行串联，达到一定的目标电压，模块所有的采样信息通过通信方式传递到集中式bms单元，最后通过一套开关组件进行安全管理并单个通道输出形成系统应用需要的电池系统。在电池管理的过程中，bms对每个并联模组每路进行集中的数据采集，采集内容包括电压、电流、温度等，上传到一个集中的bms管理系统对控制单元中，通过bms对终端的保护开关实时控制。
3.这种传统的电池管理模式虽然表面上看结构简单，有一定的智能化，但存在以下问题：
4.1、由于每个并联模组电量过大，无法实施均衡，由此会引发电池在长期使用和反复充放电过程中的严重的一致性衰减问题。
5.2、单通道设计模式，在大功率工作的条件下，必然引发通道的负荷压力，以电动汽车为例，由于电动汽车的电池组设计电压普遍在300伏以上，对所有的管控开关器件提出了更高的要求，耐压等级的提高代表成本提高和可靠性的下降，另外通道上不仅有上百个焊接点，而汽车所有的驱动功率全部由该通道来实现，这个过程中，通道的工作电流普遍在200～300安培以上，峰值电流甚至上千导致通道过热，进而引发电池过热，造成热失控。
6.3、一般热失控的反应时间一般在5秒以内，且威力大，一旦发生热失控，无法对其控制或抑制。


技术实现要素：

7.为了解决上述问题，本实用新型每个单电池电芯串联连接，并与防反器串联形成电池簇，多个所述电池簇并联连接形成电池模块。
8.本实用新型提供一种改进型防反器，包括动力接线端、信号采集管理单元、限流单元、通信接口、二极管、管理电源输入和双触双桥开关，所述双触双桥开关包括触点一和触点二，触点一的连接端和触点二的连接端并联，所述动力接线端的连接端与触点一的连接端串联连接，二极管的连接端与触点二的连接端并联连接，所述限流单元的连接端与触点二的连接端串联连接，且与触点一的连接端并联，所述信号采集管理单元的连接端分别与双触双桥开关、触点一和二极管的连接端电性连接，所述信号采集管理单元的连接端分别与通信接口和管理电源输入的连接端电性连接；
9.根据本实用新型的一个具体实施例，其中，双触双桥开关包括第一开关、第二开关
和框架；
10.所述第一开关包括第一线圈、第一联动桥、第一触点和第一位置感测元件，所述第一线圈、第一联动桥、第一触点和第一位置感测元件的连接端之间电性连接；
11.所述第二开关包括第二线圈、第二联动桥、第二触点和第二位置感测元件，所述第二线圈、第二联动桥、第二触点和第二位置感测元件的连接端之间电性连接；
12.所述框架包括第一安装座和第二安装座，所述第一开关、第二开关分别安装在第一安装座和第二安装座的内部。
13.根据本实用新型的一个具体实施例，其中，所述第一位置感测元件包括第一微动开关，所述第一联动桥、第一微动开关和第一线圈的连接端之间相互连接；
14.所述第二位置感测元件包括第二微动开关，所述第二线圈、第二联动桥和第二微动开关的连接端之间相互连接。
15.根据本实用新型的一个具体实施例，其中，所述第一位置感测元件包括第一位置传感器，所述第一线圈、第一联动桥和第一位置传感器的连接端之间相互连接；
16.所述第二位置感测元件包括第二位置传感器，所述第二线圈、第二联动桥和第二位置传感器的连接端之间相互连接。
17.根据本实用新型的一个具体实施例，一种电池簇，包括防反器本体和电池电芯，多个电池电芯的连接端之间串联形成电池组，一个防反器本体的连接端与电池组的连接端串联连接形成电池簇。
18.根据本实用新型的一个具体实施例，一种电池模块，包括电池簇和消压电容，多个电池簇的连接端之间并联连接，且并联一个消压电容，形成电池模块。
19.相对于现有技术，本实用新型具有以下优势：
20.1、本实用新型所公开的电池模块由多个电池簇并联而成，电池簇由多个电池电芯串联而成，通过抑制、隔离的方式面对热失控，杜绝链式反应。
21.2、当采集单元判断主通道的工作电流超过设定值，即断开主通道开关，所有的充放电电流均通过旁路限流单元，解决电池预充电和预放电功能设定，在必要的情况下，电子开关通过采集管理单元进行关断，实现全通道脱离系统。
附图说明
22.通过结合附图对本技术实施例进行更详细的描述，本技术的上述以及其他目的、特征和优势将变得更加明显。附图用来提供对本技术实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本技术实施例一起用于解释本技术，并不构成对本技术的限制。在附图中，相同的参考标号通常代表相同或相似的部件。
23.图1所示为根据本实用新型一实施例的防反器结构示意图；
24.图2所示的为根据本实用新型一实施例的双触双桥开关结构图；
25.图3所示的为根据本实用新型一实施例的一种电池模块。
26.图中：1、消压电容；2、防反器本体；3、电池电芯；4、动力接线端；5、信号采集管理单元；6、限流单元；7、通信接口；8、管理电源输入；9、双触双桥开关；101、第一开关；111、第一线圈；121、第一联动桥；131、第一触点；141、第一位置感测元件；102、第二开关；112、第二线圈；122、第二联动桥；132、第二触点；142、第二位置感测元件；103、框架；113、第一安装座；
123、第二安装座。
具体实施方式
27.为了使本领域技术人员更加清楚地理解本实用新型的概念和思想，以下结合具体实施例详细描述本实用新型。应理解，本文给出的实施例都只是本实用新型可能具有的所有实施例的一部分。本领域技术人员在阅读本技术的说明书以后，有能力对下述实施例的部分或整体作出改进、改造、或替换，这些改进、改造、或替换也都包含在本实用新型要求保护的范围内。
28.在本文中，术语“实施例”、“对比例”并不表示有关描述仅仅适用于一个特定的实施例，而是表示这些描述还可能适用于另外一个或多个实施例中。本领域技术人员应理解，在本文中，任何针对某一个实施例所做的描述都可以与另外一个或多个实施例中的有关描述进行替代、组合、或者以其它方式结合，所述替代、组合、或者以其它方式结合所产生的新实施例是本领域技术人员能够容易想到的，属于本实用新型的保护范围。
29.实施例1：结合图1，根据本实施例的一种改进型防反器，包括动力接线端4、信号采集管理单元5、限流单元6、通信接口7、二极管、管理电源输入8和双触双桥开关9，双触双桥开关9包括触点一和触点二，触点一的连接端和触点二的连接端并联，动力接线端4的连接端与触点一的连接端串联连接，二极管的连接端与触点二的连接端并联连接，限流单元6的连接端与触点二的连接端串联连接，且与触点一的连接端并联，信号采集管理单元5的连接端分别与双触双桥开关9、触点一和二极管的连接端电性连接，信号采集管理单元5的连接端分别与通信接口7和管理电源输入8的连接端电性连接。
30.实施例2：结合图2，根据本实施例1的防反器，其中双触双桥开关9包括第一开关101、第二开关102和框架103；
31.第一开关101包括第一线圈111、第一联动桥121、第一触点131和第一位置感测元件141，第一线圈111、第一联动桥121、第一触点131和第一位置感测元件141的连接端之间电性连接，第一线圈111通电后驱动第一联动桥121，使得第一联动桥121带动第一触点131实现接触或脱开，并使得第一联动桥121触发第一位置感测元件141；
32.第二开关102包括第二线圈112、第二联动桥122、第二触点132和第二位置感测元件142，第二线圈112、第二联动桥122、第二触点132和第二位置感测元件142的连接端之间电性连接，第二线圈112通电后驱动第二联动桥122，使得第二联动桥122带动第二触点132实现接触或脱开，并使得第二联动桥122触发第二位置感测元件142；
33.框架103包括第一安装座113和第二安装座123，第一开关101、第二开关102分别安装在第一安装座113和第二安装座123的内部。
34.根据本实施例，通过第一联动桥121和第二联动桥122同时实现开关的通断和位置感测元件的触发，有利于增加双触双桥开关9的功能，另外，通过框架103将两个开关安装到一起形成双触双桥开关9，有利于增加需要两个开关的整个电路结构的紧凑性，并且方便整个电路的布线和安装。
35.在一实施例中，第一线圈111和第二线圈112可以是指互相绝缘的导线缠绕成的绕组，按导磁体性质分类，线圈可以分为空芯线圈、铁氧体线圈、铁芯线圈、铜芯线圈等，按照工作性质分类，线圈可以分为天线线圈、振荡线圈、扼流线圈、陷波线圈、偏转线圈等，按照
绕线结构分类，线圈可以分为单层线圈、多层线圈、蜂房式线圈、叠加线圈等，其中，叠加线圈可以是指由两根或两根以上的导线缠绕而成的线圈。
36.在一实施例中，第一触点131和第二触点132可以是指能够通过两个导电部件的接触和脱开分别实现电路的接通和断开的结构，根据触头的运动方式的不同，触点可以分为由一个动触头和一个静触头组成的触点(动触头运动至与静触头接触)、由两个动触头组成的触点(两个动触头相互靠近直到接触)、由一个动触头和两个静触头组成的触点(动触头在两个静触头之间运动)等，根据触点结构的不同，触点可以分为a型触点、b型触点、c型触点，其中，a型触点可以是指常开触点，即在正常状态下，构成触点的两个触头之间是分开的，按下开关按钮之后触点接触；b型触点可以是指常闭触点，即在正常状态下，构成触点的两个触头之间是接触的，按下开关按钮之间触点脱开；c型触点可以是指具有两个静触头和一个动触头，动触头在两个静触头之间运动，动触头与其中一个静触头接触时电路断开，与其中另一个静触头接触时电路接通。
37.在一实施例中，第一联动桥121和第二联动桥122可以是指能够驱动或实现两个以上部件的联动的中间传动件，例如能够实现触点和位置感测元件的联动(即同时触动触点和位置感测元件)的中间部件，在一实施例中，联动桥可以是指一细长杆状部件，一端连接触点，另一端连接位置感测元件，杆状部件平移运动同时导致触点的运动和位置感测元件的触发；也可以是指一可枢转部件，枢转点的一侧连接触点，另一侧连接位置感测元件，可枢转部件的枢转导致触点的运动，同时导致位置感测元件的触发；还可以是指一弹性部件，其可弹性运动的部分同时连接触点和位置感测元件，当该部分发生运动时，同时导致触点的运动和位置感测元件的触发。
38.在一实施例中，第一位置感测元件141和第二位置感测元件142可以是指具有位置感测功能，能够根据感测到的位置信息作出相应动作或响应的元件，在一实施例中，位置感测元件独立于触点，即触点对联动桥的运动的反应不属于位置感测元件的反应，在一实施例中，位置感测元件可以用于感测联动桥的位置或动作，并根据联动桥的位置变化或运动状态作出相应的反应或响应，在一实施例中，位置感测元件可以是指微动开关，在此情况下，联动桥的细微运动触发微动开关的反应，导致微动开关发生接通或断开动作；也可以是指接近开关，在此情况下，联动桥的靠近或远离接近开关的运动导致接近开关的反应，使得接近开关发生接通或断开电路的动作；也可以是指位置传感器，在此情况下，联动桥的运动被位置传感器感测到，位置传感器根据联动桥的不同运动发出不同信号至某控制电路；还可以是指摄像头，在此情况下，联动桥的运动被摄像头拍到，摄像头将联动桥的运动图像传输至控制中心，控制中心根据联动桥的不同动作发出不同指令。
39.在一实施例中，线圈通电后驱动联动桥，可以是指，线圈通电后产生的磁场作用于联动桥，使联动桥发生运动，在一实施例中，线圈通电后驱动联动桥，其实现方式可以是，线圈通电后产生的磁场直接作用于联动桥，使联动桥运动；也可以是，线圈通电后产生的磁场经过铁芯，使得铁芯被磁化，产生针对联动桥的磁吸力，使得联动桥运动；还可以是，线圈通电后产生的磁场经过铁芯，使得铁芯被磁化，产生针对一传动件的磁吸力，使得传动件发生运动，传动件的运动传导至联动桥，继而使联动桥发生运动。
40.在一实施例中，联动桥带动触点实现接触或脱开，可以是指，联动桥的运动导致触点的有关部件发生运动，触点部件的运动继而导致触点发生能够导致电路接通或断开的接
触或脱开动作，在一实施例中，联动桥带动触点实现接触或脱开，其实现方式可以是，联动桥与触点中的动触头操作性连接，联动桥的运动驱动触头运动，使得动触头与触点中的静触头发生接触或脱离；也可以是，联动桥的运动导致一传动部件运动，该传动部件的运动导致触点的动触头运动，使得动触头与静触头发生接触或脱离；还可以是，联动桥与触点的两个动触头操作性连接，联动桥的运动导致这两个动触头相互靠近或远离，从而导致触点发生接触或脱开。
41.在一实施例中，联动桥触发位置感测元件，可以是指，联动桥引起位置感测元件产生反应，在一实施例中，联动桥触发位置感测元件，其实现方式可以是，联动桥运动至位置感测元件的附近，位置感测元件感测到联动桥进入感测范围内，产生相应的反应动作；也可以是，联动桥运动至接触或推动位置感测元件的部件，该部件将联动桥的接触或推动转化为相应的信号传递至位置感测元件，位置感测元件作出相应的反应动作；还可以是，位置感测元件实时监控联动桥，一旦联动桥发生任何运动，位置感测元件即产生相应的反应动作。
42.在一实施例中，线圈通电后驱动联动桥，使得联动桥带动触点实现接触或脱开，并使得联动桥触发位置感测元件，可以是指，线圈通电后使联动桥发生运动，联动桥这样的运动导致触点的部件或动触头发生运动从而导致触点发生接触或脱开，并且联动桥的运动同时还导致位置感测元件产生一定的反应动作。
43.在一实施例中，框架103可以是指对双触双桥开关9整体起支撑和/或保护作用的结构，是专门属于双触双桥开关9的独立件，不是属于更加宏观的结构、例如整个电路、电池管理系统或电池模组的机架或壳体，在一实施例中，安装座可以是指能够允许被安装的物体安装在一定的位置上并实现相应的支撑和/或保护作用的结构，例如平台、凹口、支架、壳体等。
44.在一实施例中，框架103包括第一安装座113和第二安装座123，可以是指，框架103的整体结构中具有用于安装两个开关的部分，而不是两个开关的安装结构相互分离并被看作一个框架103，在一实施例中，框架103包括第一安装座113和第二安装座123，可以是指，两个安装座构成一个框架103的组成部分，并且两个安装座通过框架103的其它部分连接在一起，在一实施例中，框架103包括第一安装座113和第二安装座123，其实现方式可以是，框架103的刚性整体结构中具有用于安装两个开关的两个凹口，这两个凹口周围由框架103结构的主体部分包围，这两个凹口即形成两个安装座；也可以是，框架103的多个杆状支撑结构围成了一个空间，这个空间足以容纳两个开关，两个开关安装在这个空间中并在多个方向上与框架103的支撑结构固定连接，这个空间即形成两个安装座；还可以是，框架103是一个密封壳体，壳体底部具有两个底座，两个开关分别安装在这两个底座上并由密封壳体包围，两个底座及其上部的空间即形成两个安装座。
45.在一实施例中，开关安装在安装座中，可以是指，开关的各个组成部分均固定或连接在安装座为其预设的相应位置上，使得开关能够稳妥安置在安装座中并发挥预定的功能，在一实施例中，第一开关101和第二开关102分别安装在第一安装座113和第二安装座123中，可以是指，第一开关101安装在第一安装座113中，第二开关102安装在第二安装座123中。
46.以下描述根据本实用新型的另一实施例，本实施例是图1实施例的一个具体实例，可以包括上述所有实施例中的一个或多个实施例中的一个或多个特征。
47.根据本实施例，第一位置感测元件141包括第一微动开关，第一联动桥121、第一微动开关和第一线圈111的连接端之间相互连接，当第一线圈111驱动第一联动桥121运动至末端位置时，第一联动桥121触动第一微动开关，使得第一微动开关将第一线圈111的电路断开；第二位置感测元件142包括第二微动开关，第二线圈112、第二联动桥122和第二微动开关的连接端之间相互连接，当第二线圈112驱动第二联动桥122运动至末端位置时，第二联动桥122触动第二微动开关，使得第二微动开关将第二线圈112的电路断开。
48.根据本实施例的双触双桥开关9通过微动开关来感测联动桥的运动，有利于通过较低的成本来感测联动桥的位置，并且有利于提高位置检测的灵敏性，而且，根据在联动桥运动至末端位置时断开线圈的电路，有利于节省提供给线圈的电能。
49.在一实施例中，微动开关可以是指具有能够感测外部微小运动的按销，触点间距比较小并且灵敏度比较高的开关，又称灵敏开关、快动开关，按体积分，微动开关有普通型、小型、超小型，按分断形式分，微动开关有单联型、双联型、多连型，按防护性能分，微动开关有防水型、防尘型、防爆型，按分断能力分，微动开关有普通型、直流型、微电流型、大电流型，按使用环境分，微动开关有普通型、耐高温型、超耐高温陶瓷型，按按销形式分，微动开关有按钮式、簧片式、簧片滚轮式、杠杆滚轮式、短动臂式、长动臂式等。
50.在一实施例中，末端位置可以是指运动范围的终点位置或死点位置，例如，在汽缸中运动的活塞，其上死点和下死点所在的位置就是末端位置，物体可以具有一个末端位置，例如摆杆的末端所能摆动到的最高点；可以具有两个末端位置，例如沿长度方向来回运动的杆状结构，其一端所能运动到的最远点和最近点；可以具有三个末端位置，例如在三角形轨道上运动的小车，其所能运动到的轨道上的三个角的位置；可以具有多个末端位置，例如能够围绕中心点旋转三百六十度的旋钮，其每一个运动位置都有可能成为末端位置。
51.在一实施例中，联动桥运动至末端位置，可以是指，联动桥运动至其运动范围内的终点位置或其附近，在一实施例中，线圈驱动联动桥运动至末端位置，可以是指，线圈产生的磁场直接或间接作用于联动桥，使联动桥运动至其末端位置，在一实施例中，线圈驱动联动桥运动至末端位置，其实现方式可以是，线圈产生的磁场直接作用于联动桥，使联动桥运动至末端位置；也可以是，线圈产生的磁场经过铁芯，使得铁芯被磁化，产生针对联动桥的磁吸力，使得联动桥运动至末端位置；还可以是，线圈产生的磁场经过铁芯，使得铁芯被磁化，产生针对一传动件的磁吸力，使得传动件发生运动，传动件的运动传导至联动桥，继而使联动桥运动至末端位置。
52.在一实施例中，微动开关将线圈的电路断开，可以是指，微动开关与给线圈供电的电路连接，微动开关发生状态切换时引起线圈电路断开，在一实施例中，微动开关将线圈的电路断开，其实现方式可以是，微动开关直接连接至线圈的电路中，微动开关的操作状态从接通状态转变至断开状态，从而导致线圈的电路断开；也可以是，微动开关连接至与线圈电路相关联的另一电路中，微动开关的操作状态转变(从接通变为断开或者从断开变为接通)后，该另一电路的元件能够控制线圈电路发生断开。
53.在一实施例中，当线圈驱动联动桥运动至末端位置时，联动桥触动微动开关，使得微动开关将线圈的电路断开，可以是指，联动桥通过线圈产生的磁场被驱动从而发生朝向末端位置的运动，在到达末端位置时，联动桥能够使微动开关的敏感元件(如按销或簧片)发生运动，从而导致微动开关的状态切换，继而导致给线圈供电的电路发生断开。
54.以下描述根据本实用新型的另一实施例，本实施例是图2实施例的一个具体实例，可以包括上述所有实施例中的一个或多个实施例中的一个或多个特征。
55.根据本实施例，第一位置感测元件141包括第一位置传感器，第一线圈111、第一联动桥121和第一位置传感器的连接端之间相互连接，当第一线圈111驱动第一联动桥121运动至末端位置时，第一联动桥121触发第一位置传感器，使得第一位置传感器发送断开信号以使第一线圈111的电路断开；第二位置感测元件142包括第二位置传感器，第二线圈112、第二联动桥122和第二位置传感器的连接端之间相互连接，当第二线圈112驱动第二联动桥122运动至末端位置时，第二联动桥122触发第二位置传感器，使得第二位置传感器发送断开信号以使第二线圈112的电路断开。
56.根据本实施例的双触双桥开关9通过位置传感器来感测联动桥的运动，有利于提高对联动桥位置的判断的准确性，而且，根据在联动桥运动至末端位置时发送断开信号以断开线圈的电路，有利于节省提供给线圈的电能。
57.在一实施例中，位置传感器可以是指能够感测被测物的位置或位置变化，并将其转换成可输出信号的传感器，位置传感器总体上可以分为接触式传感器和接近式传感器两大类，其中，接触式传感器可以是指被测物需要接触该传感器的某部分才能使传感器发生反应的传感器，包括行程开关、二维矩阵式位置传感器等；接近式传感器可以是指被测物只要进入传感器的某个设定范围就能使传感器发生反应的传感器，包括电磁式、光电式、差动变压器式、电涡流式、电容式、干簧管、霍尔式等。
58.在一实施例中，联动桥触发位置传感器，可以是指，位置传感器感测到联动桥的在某处的存在或者联动桥的运动状态变化，从而导致位置传感器作出反应，在一实施例中，联动桥触发位置传感器，其实现方式可以是，联动桥进入位置传感器的感测范围内，导致位置传感器感测到联动桥，从而作出反应；也可以是，联动桥发生运动，导致位置传感器感测到联动桥的位置变化，从而作出反应；还可以是，联动桥进入位置传感器的感测范围并且在该范围内继续运动，位置传感器感测到联动桥的运动，从而作出反应。
59.在一实施例中，断开信号可以是指能够直接或间接使特定电路断开的信号，在一实施例中，位置传感器发送断开信号，可以是指，位置传感器根据感测到的位置或位置变化发送特定信号，该信号能够导致特定电路发生断开，在一实施例中，位置传感器发送断开信号以使线圈的电路断开，可以是指，位置传感器发送信号，该信号被直接或间接传输至能够控制线圈的电路通断的器件，该器件根据该信号或者收到的指令将线圈的电路断开，在一实施例中，位置传感器发送断开信号以使线圈的电路断开，其实现方式可以是，位置传感器发送信号，该信号传送至控制器，该控制器根据该信号发送电路断开指令至连接在线圈的电路中的开关，该开关根据指令执行断开动作；也可以是，位置传感器发送电流信号，该电流信号直接由连接在线圈电路中的开关接收，该开关接收到电流信号后发生断开动作。
60.在一实施例中，当线圈驱动联动桥运动至末端位置时，联动桥触发位置传感器，使得位置传感器发送断开信号以使线圈的电路断开，可以是指，联动桥通过线圈产生的磁场被驱动从而发生朝向末端位置的运动，在到达末端位置时，位置传感器感测到联动桥或者联动桥的位置变化，从而发出特定信号，该信号被直接或间接传输至能够控制线圈电路通断的器件，使得该器件发生状态切换，导致线圈的电路断开。
61.实施例3：结合图3，根据本实施例的一种电池簇，包括防反器本体2和电池电芯3，
多个电池电芯3的连接端之间串联形成电池组，一个防反器本体2的连接端与电池组的连接端串联连接形成电池簇。
62.实施例4：结合图3，根据本实施例的一种电池模块，包括电池簇和消压电容1，多个电池簇的连接端之间并联连接，且并联一个消压电容1，形成电池模块。
63.以上结合具体实施方式(包括实施例和实例)详细描述了本实用新型的概念、原理和思想。本领域技术人员应理解，本实用新型的实施方式不止上文给出的这几种形式，本领域技术人员在阅读本技术文件以后，可以对上述实施方式中的步骤、方法、装置、部件做出任何可能的改进、替换和等同形式，这些改进、替换和等同形式应视为落入本实用新型的范围内。本实用新型的保护范围仅以权利要求书为准。