CN106740158A - 电动汽车的动热分离供电方法 - Google Patents

电动汽车的动热分离供电方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种电动汽车的动热分离供电方法。该方法主要包括：在电动汽车中设置主控制器、主动力电池、备用电池和增程发电机，主控制器分别和所述主动力电池、备用电池和增程发电机电气连接；主动力电池在所述主控制器的控制下给所述电动汽车的电动机供电，备用电池在主控制器的控制下给所述电动汽车的车载辅助设备供电，增程发电机在主控制器的控制下给所述主动力电池、备用电池提供能量补给。本发明通过使用动热分离技术将车辆的不能功能需求进行区分，使用不同的能量源独立进行供能，从而避免了单一能量源存在的能量管理复杂，综合续航里程不达标等问题。

Description

电动汽车的动热分离供电方法
技术领域
本发明涉及电动汽车技术领域，尤其涉及一种电动汽车的动热分离供电方法。
背景技术
传统电动汽车的能源分配方案是动力电池组作为车辆的总能量来源，动力电池组既要驱动电动机工作，又要负责车辆的车载空调、电控管理等能量。同时因为锂电池的特性，在冬季低温情况下，需要进行加热才能正常使用，这部分加热能量也要来自于动力电池自身。这使得电动汽车在开启车载空调或者冬季低温情况下，需要耗费大量的能量，从而缩短车辆的续航里程，降低用户体验。
此外，因为锂电池的特性，低温性放电有发生自燃的风险，因此在只使用动力锂电池组的情况下，电动汽车就会有潜在的安全风险。
发明内容
本发明的实施例提供了一种电动汽车的动热分离方法，以实现对电动汽车进行有效的供电管理。
为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案。
一种电动汽车的动热分离供电方法，包括：
在电动汽车中设置主控制器、主动力电池、备用电池和增程发电机，所述主控制器分别和所述主动力电池、备用电池和增程发电机电气连接；
所述主动力电池在所述主控制器的控制下给所述电动汽车的电动机供电，所述备用电池在所述主控制器的控制下给所述电动汽车的车载辅助设备供电，所述增程发电机在所述主控制器的控制下给所述主动力电池、备用电池提供能量补给。
进一步地，在电动汽车中设置主控制器、主动力电池、备用电池和增程发电机，所述主控制器分别和所述主动力电池、备用电池和增程发电机电气连接，包括：
在所述主动力电池中设置供电开关、加热部件和制冷部件，在所述备用电池中设置有供电开关、加热开关和制冷开关，在所述增程发电机中设置有两个充电开关，一个给主动力电池充电，另一个给备用电池充电；
在电动汽车中还设置主动力电池充电器和备用电池充电器，在所述主动力电池充电器和备用电池充电器中设置有充电开关；
所述主动力电池通过主控制器连接电动机，所述备用电池通过主控制器连接车载空调和车载DC-DC，所述车载DC-DC输出的12V电源传输给车载低压部件，所述主动力电池充电器通过主控制器连接主动力电池，为所述主动力电池充电，所述备用电池充电器通过所述主控制器连接备用电池，为所述备用电池充电。
进一步地，在主控制器中设置有电压检测单元和温度检测单元，所述电压检测单元按照设定的时间间隔检测主动力电池和备用电池的电压，所述温度检测单元在主动力电池的加热过程中，按照设定的时间间隔检测主动力电池的温度；在电动汽车中还设置外界温度检测器，该外界温度检测器按照设定的时间间隔检测外界温度值，将得到的外界温度值传输给主控制器。
进一步地，所述的主动力电池在所述主控制器的控制下给所述电动汽车的电动机供电，所述备用电池在所述主控制器的控制下给所述电动汽车的车载辅助设备供电，包括：
当主控制器判断外界气温在预先设定的低温阈值和高温阈值之间，在电动汽车的驾驶过程中，所述主控制器打开所述主动力电池的供电开关，所述主动力电池给所述电动机供电，所述主控制器打开所述备用电池的供电开关，所述备用电池给车载辅助设备供电。
进一步地，所述的增程发电机在所述主控制器的控制下给所述主动力电池、备用电池提供能量补给，包括：
所述主控制器中的电压检测单元按照设定的时间间隔检测到所述主动力电池的电压，当检测到所述主动力电池的电压低于设定的第一电压阈值，所述主控制器打开所述增程发电机和主动力电池充电器的充电开关，所述增程发电机和所述主动力电池充电器分别为所述主动力电池补充电量；
所述主控制器中的电压检测单元检测到所述主动力电池的电压不低于设定的第一电压阈值，则所述主控制器关断所述增程发电机和主动力电池充电器的充电开关。
进一步地，所述的方法还包括：
所述主控制器中的电压检测单元按照设定的时间间隔检测到所述备用电池的电压，当检测到所述备用电池的电压低于设定的第二电压阈值，所述主控制器打开所述增程发电机和备用电池充电器的充电开关，所述增程发电机和所述备用电池充电器分别为所述备用电池补充电量；
所述主控制器中的电压检测单元检测到所述备用电池的电压不低于设定的第二电压阈值，则所述主控制器关断所述增程发电机和备用电池充电器的充电开关。
进一步地，所述的方法还包括：
当所述主控制器判断外界气温低于设定的低温阈值，所述主控制器中止所述主动力电池的充放，打开所述备用电源的加热开关，所述备用电源给所述主动力电池中的加热部件供电，所述加热部件加热所述主动力电池的温度，所述主控制器中的温度检测单元检测到所述主动力电池的温度不低于设定的低温阈值后，则所述主控制器关断所述备用电源的加热开关，所述主动力电池停止加热。
进一步地，所述的方法还包括：
当所述主控制器判断外界气温高于设定的高温阈值，所述主控制器中止所述主动力电池的充放，打开所述备用电源的制冷开关，所述备用电源给所述主动力电池中的制冷部件供电，所述制冷部件降低所述主动力电池的温度，所述主控制器中的温度检测单元检测到所述主动力电池的温度不高于设定的高温阈值后，则所述主控制器关断所述备用电源的制冷开关，所述主动力电池停止制冷。
进一步地，所述主动力电池包括72V以上的锂离子电池，所述备用电池包括72V以上的铅酸电池，所述主动力电池和所述备用电池同电压。
进一步地，所述的增程发电机包括汽油或柴油发电机。
由上述本发明的实施例提供的技术方案可以看出，本发明实施例通过使用动热分离技术将车辆的不能功能需求进行区分，使用不同的能量源独立进行供能，从而避免了单一能量源存在的能量管理复杂，综合续航里程不达标等问题。
在冬季低温情况下，车辆会使用备用铅酸电源先给锂电池组加热，将锂电池组温度提升到安全区间后再允许其放电，用铅酸电池保护锂电池，从而彻底解决动力锂电池低温自燃问题。在夏季高温情况下，车辆会使用备用铅酸电源先给锂电池组制冷，将锂电池组温度降低到安全区间后再允许其放电，从而降低锂电池的高温充放电有电池寿命缩短和电池高温热失控的安全风险。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种电动汽车的动热分离方案的实现装置的结构图，图中，主控制器1,主动力电池2,备用电池3,电动机4,增程发电机5,主动力电池充电器6,备用电池充电器7,车载空调8,电动汽车车灯、雨刷等12C辅助系统9,电动汽车仪表盘10、电动汽车直流变换器11。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。
本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
为便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图以几个具体实施例为例做进一步的解释说明，且各个实施例并不构成对本发明实施例的限定。
本发明实施例提供了一种电动汽车的动热分离供电方案，主要包括给每辆电动汽车配备3个能量源，动力锂电池组、备用铅酸电源、增程发电机，其中动力电池组只负责给车辆的电动机供电，采用驱动形式供电；备用铅酸电源则负责车载空调、车载弱电系统等的供电，以及动力电池组的加热或主动制冷；增程发电机负责在动力电池组和备用电源电力不足时，给动力电池组和备用电源。
本发明实施例提供了一种电动汽车的动热分离方案的实现装置的结构如图1所示,包括:主控制器1,主动力电池2(72V以上，锂离子电池),备用电池3(72V以上，与主动力电池同电压，铅酸电池),电动机4,增程发电机(汽油或柴油)5,主动力电池充电器6(AC-DC),备用电池充电器7(AC-DC),车载空调8,电动汽车车灯、雨刷等12C辅助系统9,电动汽车仪表盘10、中控锁等弱电系统,电动汽车直流变换器11(72V转12V直流DC-DC)。
本领域技术人员应能理解上述主动力电池2、备用电池3的电池类型仅为举例，其他现有的或今后可能出现的电池类型如可适用于本发明实施例，也应包含在本发明保护范围以内，并在此以引用方式包含于此。
在主控制器1中设置有电压检测单元和温度检测单元，电压检测单元按照设定的时间间隔(比如1分钟)检测主动力电池2和备用电池3的电压(即电量)。温度检测单元在主动力电池的加热过程中，按照设定的时间间隔(比如1分钟)检测主动力电池的温度。在电动汽车中还设置外界温度检测器，该外界温度检测器按照设定的时间间隔(比如1分钟)检测外界温度值，将得到的外界温度值传输给主控制器。
在主动力电池2中设置供电开关、加热部件和制冷部件，在备用电池3中设置有供电开关、加热开关和制冷开关，在增程发电机5中设置有两个充电开关，一个给主动力电池充电，另一个给备用电池充电。在主动力电池充电器6和备用电池充电器7中设置有充电开关。
本发明实施例提供的一种电动汽车的动热分离供电方法的具体处理过程包括：
首先，电动汽车所有功能部件(2-11)全部与主控制器1连接，主动力电池2通过主控制器1连接电动机4，电动汽车备用电池3通过主控制器1连接车载空调8和DC-DC11，DC-DC11输出12V电源通过主控制器1连接车灯雨刷9和仪表盘10中控锁等低压部件，主动力电池充电器6通过主控制器1连接主动力电池2，为主动力电池2充电，备用电池充电器7通过主控制器1连接备用电池3，为备用电池充电。
工作流程包括：
当主控制器根据外界温度检测器传输过来的外界温度值，判断外界气温在预先设定的低温阈值和高温阈值之间，即在正常室温情况下(比如25摄氏度)，驾驶过程中，驾驶员脚踩油门，主控制器1即打开主动力电池2给电动机4供电，车辆行驶。备用电池3通过主控制器1连接电动汽车车载空调8和DC-DC11等车载辅助设备，在驾驶员开启电动汽车时即处于供电工作状态，为车辆辅助设备提供电力，在驾驶员打开车载空调时，也需要给车载空调提供电力。
所述主控制器中的电压检测单元按照设定的时间间隔检测到主动力电池的电压，当检测到主动力电池的电压低于设定的第一电压阈值(比如60V)，所述主控制器打开所述增程发电机和主动力电池充电器的充电开关，所述增程发电机和所述主动力电池充电器分别为所述主动力电池补充电量；所述主控制器中的电压检测单元检测到所述主动力电池的电压不低于设定的第一电压阈值，则所述主控制器关断所述增程发电机和主动力电池充电器的充电开关。
所述主控制器中的电压检测单元按照设定的时间间隔检测到所述备用电池的电压，当检测到所述备用电池的电压低于设定的第二电压阈值(比如60V)，所述主控制器打开所述增程发电机和备用电池充电器的充电开关，所述增程发电机和所述备用电池充电器分别为所述备用电池补充电量；所述主控制器中的电压检测单元检测到所述备用电池的电压不低于设定的第二电压阈值，则所述主控制器关断所述增程发电机和备用电池充电器的充电开关。
当主控制器根据外界温度检测器传输过来的外界温度值，判断外界气温低于设定的低温阈值，比如，在冬季低温情况下(0摄氏度以下)，由于主动力电池2为锂离子电池，低温充放电有电池自燃的安全风险，因此在极低温度下，主控制器中止所述主动力电池的充放，打开所述备用电源的加热开关，所述备用电源给所述主动力电池中的加热部件供电，所述加热部件加热所述主动力电池的温度，所述主控制器检测到所述主动力电池的温度不低于设定的低温阈值后，关断所述备用电源的加热开关，所述主动力电池停止加热。
由于低温天气下，主动力电池2需要不断补充热量，导致备用电池3需要持续输出加热电流，备有电池3存在电量消耗过大导致电量不足的问题，主控制器1检测到备用电池3的电量不足时，即打开增程发电机5和备用电池充电器7为备用电池3补充电量。
当主控制器根据外界温度检测器传输过来的外界温度值，判断外界气温高于设定的高温阈值，比如，在夏季高温天气下(30摄氏度以上)，由于主动力电池为锂离子电池，高温充放电有电池寿命缩短和电池高温热失控的安全风险。于是，主控制器中止所述主动力电池的充放，打开所述备用电源的制冷开关，所述备用电源给所述主动力电池中的制冷部件供电，所述制冷部件降低所述主动力电池的温度，所述主控制器中的温度检测单元检测到所述主动力电池的温度不高于设定的高温阈值后，则所述主控制器关断所述备用电源的制冷开关，所述主动力电池停止制冷。
通过上述主动力电池中的加热部件和制冷部件始的联合操作，可以始终保持主动力电池处于合适的工作温度区间。
综上所述，本发明实施例通过使用动热分离技术将车辆的不能功能需求进行区分，使用不同的能量源独立进行供能，从而避免了单一能量源存在的能量管理复杂，综合续航里程不达标等问题。
在冬季低温情况下，车辆会使用备用铅酸电源先给锂电池组加热，将锂电池组温度提升到安全区间后再允许其放电，用铅酸电池保护锂电池，从而彻底解决动力锂电池低温自燃问题。在夏季高温情况下，车辆会使用备用铅酸电源先给锂电池组制冷，将锂电池组温度降低到安全区间后再允许其放电，从而降低锂电池的高温充放电有电池寿命缩短和电池高温热失控的安全风险。
本发明实施例通过使用增程发电机，可以完全解决备用铅酸电源能量不足导致无法开启动力电池组供电的问题。
本领域普通技术人员可以理解：附图只是一个实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。
本领域普通技术人员可以理解：实施例中的装置中的部件可以按照实施例描述分布于实施例的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个装置中。上述实施例的部件可以合并为一个部件，也可以进一步拆分成多个子部件。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种电动汽车的动热分离供电方法，其特征在于，包括：
在电动汽车中设置主控制器、主动力电池、备用电池和增程发电机，所述主控制器分别和所述主动力电池、备用电池和增程发电机电气连接；
所述主动力电池在所述主控制器的控制下给所述电动汽车的电动机供电，所述备用电池在所述主控制器的控制下给所述电动汽车的车载辅助设备供电，所述增程发电机在所述主控制器的控制下给所述主动力电池、备用电池提供能量补给。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在电动汽车中设置主控制器、主动力电池、备用电池和增程发电机，所述主控制器分别和所述主动力电池、备用电池和增程发电机电气连接，包括：
在所述主动力电池中设置供电开关、加热部件和制冷部件，在所述备用电池中设置有供电开关、加热开关和制冷开关，在所述增程发电机中设置有两个充电开关，一个给主动力电池充电，另一个给备用电池充电；
在电动汽车中还设置主动力电池充电器和备用电池充电器，在所述主动力电池充电器和备用电池充电器中设置有充电开关；
所述主动力电池通过主控制器连接电动机，所述备用电池通过主控制器连接车载空调和车载DC-DC，所述车载DC-DC输出的12V电源传输给车载低压部件，所述主动力电池充电器通过主控制器连接主动力电池，为所述主动力电池充电，所述备用电池充电器通过所述主控制器连接备用电池，为所述备用电池充电。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在主控制器中设置有电压检测单元和温度检测单元，所述电压检测单元按照设定的时间间隔检测主动力电池和备用电池的电压，所述温度检测单元在主动力电池的加热过程中，按照设定的时间间隔检测主动力电池的温度；在电动汽车中还设置外界温度检测器，该外界温度检测器按照设定的时间间隔检测外界温度值，将得到的外界温度值传输给主控制器。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的主动力电池在所述主控制器的控制下给所述电动汽车的电动机供电，所述备用电池在所述主控制器的控制下给所述电动汽车的车载辅助设备供电，包括：
当主控制器判断外界气温在预先设定的低温阈值和高温阈值之间，在电动汽车的驾驶过程中，所述主控制器打开所述主动力电池的供电开关，所述主动力电池给所述电动机供电，所述主控制器打开所述备用电池的供电开关，所述备用电池给车载辅助设备供电。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述的增程发电机在所述主控制器的控制下给所述主动力电池、备用电池提供能量补给，包括：
所述主控制器中的电压检测单元按照设定的时间间隔检测到所述主动力电池的电压，当检测到所述主动力电池的电压低于设定的第一电压阈值，所述主控制器打开所述增程发电机和主动力电池充电器的充电开关，所述增程发电机和所述主动力电池充电器分别为所述主动力电池补充电量；
所述主控制器中的电压检测单元检测到所述主动力电池的电压不低于设定的第一电压阈值，则所述主控制器关断所述增程发电机和主动力电池充电器的充电开关。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述的方法还包括：
所述主控制器中的电压检测单元按照设定的时间间隔检测到所述备用电池的电压，当检测到所述备用电池的电压低于设定的第二电压阈值，所述主控制器打开所述增程发电机和备用电池充电器的充电开关，所述增程发电机和所述备用电池充电器分别为所述备用电池补充电量；
所述主控制器中的电压检测单元检测到所述备用电池的电压不低于设定的第二电压阈值，则所述主控制器关断所述增程发电机和备用电池充电器的充电开关。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述的方法还包括：
当所述主控制器判断外界气温低于设定的低温阈值，所述主控制器中止所述主动力电池的充放，打开所述备用电源的加热开关，所述备用电源给所述主动力电池中的加热部件供电，所述加热部件加热所述主动力电池的温度，所述主控制器中的温度检测单元检测到所述主动力电池的温度不低于设定的低温阈值后，则所述主控制器关断所述备用电源的加热开关，所述主动力电池停止加热。
8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述的方法还包括：
当所述主控制器判断外界气温高于设定的高温阈值，所述主控制器中止所述主动力电池的充放，打开所述备用电源的制冷开关，所述备用电源给所述主动力电池中的制冷部件供电，所述制冷部件降低所述主动力电池的温度，所述主控制器中的温度检测单元检测到所述主动力电池的温度不高于设定的高温阈值后，则所述主控制器关断所述备用电源的制冷开关，所述主动力电池停止制冷。
9.根据权利要求1至8任一项所述的方法，其特征在于，所述主动力电池包括72V以上的锂离子电池，所述备用电池包括72V以上的铅酸电池，所述主动力电池和所述备用电池同电压。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述的增程发电机包括汽油或柴油发电机。
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