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一种车载电池动力系统及具有其的车辆的制作方法

时间:2022-02-20 阅读: 作者:专利查询

一种车载电池动力系统及具有其的车辆的制作方法

1.本技术涉及车载电力设备技术领域,具体地,涉及一种车载电池动力系统及具有其的车辆。


背景技术:

2.动力电池是电动汽车最主要的组成部分,由于用户对于续航里程和超级快充的要求不断提高,而开发同时具备高能量密度和快充能力的电芯,在技术和成本方面都面临一定困难。运用固态电池技术有望通过材料革新达到高能量密度指标。但是由于固态电池自身低离子电导率和界面接触问题,当前固态电池无法满足快充要求且循环寿命跟传统锂电池有差距。具备超级快充能力的动力电池,通常在能量密度方面无法满足长续航里程要求。
3.鉴于上述理由,需要一种同时满足快充和高续航要求的电池动力系统,既可以满足电动车快充补电需求,又可以达到电动车长续航里程的需求,同时提高系统整体行驶寿命。


技术实现要素:

4.为解决上述问题的至少一个方面,本实用新型提供一种车载电池动力系统,包括:第一电池;第二电池,所述第二电池采用快充电池;直流充电接口,所述直流充电接口用于连接直流电源并为所述第二电池充电;交流充电接口,所述交流充电接口用于连接交流电源,并为所述第一电池和所述第二电池充电;充电机,所述充电机与所述交流充电接口电连接,使所述第一电池和所述第二电池分别通过所述充电机与所述交流充电接口电连接;耗能单元,所述耗能单元通过所述充电机分别与所述第一电池和所述第二电池电连接;切换单元,所述切换单元分别与所述第一电池和所述第二电池电连接,所述切换单元用于控制所述第一电池和所述第二电池与电路的连通和断开,以控制所述第一电池或第二电池向所述耗能单元供电,及控制所述交流充电接口为所述第一电池或第二电池充电。
5.优选地,所述切换单元包括电池管理系统和继电器,所述电池管理系统通过控制所述继电器切换所述第一电池和所述第二电池所在电路的连通和断开。
6.优选地,还包括dcdc转换器,所述第二电池通过所述dcdc转换器与电路连接。
7.优选地,所述耗能单元包括电机和电机控制器,所述电机控制器与所述充电机电连接,所述第一电池和所述第二电池通过所述电机控制器与所述充电机电连接,所述电机控制器与所述电机电连接。
8.优选地,还包括耗能单元,所述耗能单元与所述充电机电连接,所述耗能单元包括空调压缩机和/或高压加热器。
9.另一方面,本实用新型提供了一种车辆,包括前如前任一所述的车载电池动力系统。
10.本实用新型的车载电池动力系统及具有其的车辆具有以下有益效果:
11.(1)通过直流充电接口连接直流电源与第二电池,以实现对第二电池的快速充电;
通过交流充电接口连接交流电源以实现对第一电池和第二电池的交流充电;同时通过切换单元对第一电池和第二电池的电路的控制,以实现第二电池在充电过程中优先充电,以及优先向耗能单元供电。
12.(2)通过电池管理系统和继电器提高对第一电池和第二电池的电路控制的效率;通过dcdc转换器调整第一电池的输出电压,以实现第一电池和第二电池的输出电压的稳定;通过充电机提供第一电池和第二电池与多个耗能单元和交流充电接口连接的分线接口。
附图说明
13.为了更好地理解本实用新型的上述及其他目的、特征、优点和功能,可以参考附图中所示的实施方式。附图中相同的附图标记指代相同的部件。本领域技术人员应该理解,附图旨在示意性地阐明本实用新型的优选实施方式,对本实用新型的范围没有任何限制作用,图中各个部件并非按比例绘制。
14.图1示出了根据本实用新型实施例的车载电池动力系统的结构框图。
15.附图标记说明:
16.10、第一电池;20、第二电池;30、直流充电接口;40、交流充电接口;50、充电机;60、dcdc转换器;71、电机;72、电机控制器;73、空调压缩机;74、高压加热器。
具体实施方式
17.以下结合附图对本公开的示范性实施例做出说明,其中包括本公开实施例的各种细节以助于理解,应当将它们认为仅仅是示范性的。因此,本领域普通技术人员应当认识到,可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改,而不会背离本公开的范围和精神。同样,为了清楚和简明,以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。
18.在本文中使用的术语“包括”及其变形表示开放性包括,即“包括但不限于”。除非特别申明,术语“或”表示“和/或”。术语“基于”表示“至少部分地基于”。术语“一个示例实施例”和“一个实施例”表示“至少一个示例实施例”。术语“另一实施例”表示“至少一个另外的实施例”。术语“第一”、“第二”等等可以指代不同的或相同的对象。下文还可能包括其他明确的和隐含的定义。
19.为了至少部分地解决上述问题以及其他潜在问题中的一个或者多个,本公开的一个实施例提出了一种车载电池动力系统,包括:第一电池10、第二电池20、直流充电接口30、交流充电接口40、充电机50、耗能单元和切换单元,第二电池20采用快充电池;直流充电接口30用于连接直流电源并为第二电池20充电;交流充电接口40用于连接交流电源,并为第一电池10和第二电池20充电;充电机50与交流充电接口40电连接,使第一电池10和第二电池20分别通过充电机50与交流充电接口40电连接;耗能单元通过充电机50分别与第一电池10和第二电池20电连接;切换单元分别与第一电池10和第二电池20电连接,切换单元用于控制第一电池10和第二电池20与电路的连通和断开,以控制第一电池10或第二电池20向耗能单元供电,及控制交流充电接口40为第一电池10或第二电池20充电。
20.具体地,如图1所示,第一电池10采用普通锂电池,第二电池20采用快充锂离子电池。直流充电接口30包括用于直流电源电流输入的输入端和用于连接第二电池20。交流充
电接口40包括用于连接交流电源电流输入的输入端和用于连接第一电池10和第二电池20的输出端。充电机50与交流充电接口40电连接,使第一电池10和第二电池20通过充电机50与交流充电接口40连接,进一步地,耗能单元与充电机50电连接,使第一电池10和第二电池20通过充电机50向耗能单元供电,通过充电机50提供分线接口以连接交流充电接口40、第一电池10、第二电池20和耗能单元。通过切换单元对第一电池10和第二电池20的控制,以实现直流电源通过直流充电接口30仅为第二电池20充电,及交流电源通过交流充电接口40依次为第二电池20和第一电池10充电。
21.相比于传统的整车高压系统,把在电池系统部分改为第一电池10和快充电池第二电池20的双电池组合。两者均作为整车动力来源,每次只有第一电池10或第二电池20向耗能单元进行能量供应,二者通过切换单元实现切换。
22.在充电过程中,无论交流充电还是直流充电都会优先给第二电池20先进行充电。由于第二电池20支持快充特性,因此进行直流充电时将仅给第二电池20充电以达到快充功能,第一电池10仅进行交流充电。
23.在行驶放电过程中,将优先消耗第二电池20的电量,保证第一电池10的能量保持和寿命使用情况。
24.在一些实施例中,切换单元包括电池管理系统和继电器,电池管理系统通过控制继电器切换第一电池10和第二电池20所在电路的连通和断开。
25.具体地,电池管理系统可以包括电压检测模块和电池控制器,通过电压检测模块检测第一电池10和第二电池20,通过电池控制器基于电压检测模块的检测结果控制第一电池10和第二电池20的充电和放电。具体地,第一电池10和第二电池20分别通过继电器与电路连接,电池管理系统与继电器电连接,并通过控制继电器的状态实现对第一电池10和第二电池20的调节。
26.在一些实施例中,还包括dcdc转换器60,第二电池20通过dcdc转换器60与电路连接。
27.具体地,如图1所示,dcdc转换器60连接在第二电池20和电机控制器72之间,为满足第一电池10和第二电池20输出在同一电压平台,将通过一个dcdc转换器60使输出电压保持一致进行电机71及充电机50的匹配。
28.在一些实施例中,耗能单元包括电机71和电机控制器72,电机控制器72与充电机50电连接,第一电池10和第二电池20通过电机控制器72与充电机50电连接,电机控制器72与电机71电连接。
29.具体地,如图1所示,电机控制器72包括多个绝缘栅双极型晶体管将直流输出电流转换为交流供电机71工作,同时电机控制器72还包括控制电路板以控制电机71输出的转速扭矩等。
30.在一些实施例中,还包括耗能单元,耗能单元与充电机50电连接,耗能单元包括空调压缩机73和/或高压加热器74。
31.具体地,如图1所示,耗能单元包括空调压缩机73和高压加热器74,耗能单元通过充电机50分别与第一电池10和第二电池20电连接,以通过充电机50提供线路接口。
32.另一方面,本实用新型提供了一种车辆,包括如前任一所述的车载电池动力系统。
33.具有上述车载电池动力系统的车辆,通过该双电池模式能够灵活满足用户不同情
景下的驾驶需求:
34.短途出行,使用快充电池第一电池20即可,即使临时有出行安排而车又没电,由于第一电池10的高速充电能力,也能极快满足用车需求。
35.长途出行,两块电池连续使用,第一电池10确保即使中间没有充电机会,也能持续驾驶,而且驾驶员休息时,可以像加油一样短时间充满第二电池20,再增加续航能力。
36.其优点在于:灵活性强,车辆搭载同一套系统,可以适配不同需求的用户;覆盖性强,能够满足用户偶发的快速充电或是长途出行需求,缓解用电焦虑;减少损耗,有效规避长续航电池频繁充放电造成的寿命衰减过快等损耗问题。
37.以上已经描述了本公开的各实施例,上述说明是示例性的,并非穷尽性的,并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下,对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择,旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术改进,或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文。