CN107472045A - 电池包及车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电池包及车辆，该电池包包括：多个电池模块，所述多个电池模块可插拔地布置在车辆上，所述电池模块包括多个单体电池、充电接口和模块控制器，所述多个单体电池和充电接口均与所述模块控制器相连，所述充电接口为所述电池模块充电，所述模块控制器用于对所述电池模块进行监控和管理；主控制器，所述主控制器分别与所述多个电池模块的模块控制器相连，用于向所述多个模块控制器发送离线充电指令，以便所述模块控制器控制所述电池模块完成离线充电准备。本发明降低电压到安全电压，保证了用电安全。

Description

电池包及车辆
技术领域
本发明涉及汽车技术领域，特别涉及一种电池包及车辆。
背景技术
随着新能源汽车技术的发展，新能源电动车迎来了产业化的契机，但目前充电技术设施及充电慢的问题，仍然制约电动车产业发展。充电桩数量不足，老旧小区建设充电桩困难，充电需自有车位等问题亟待解决。
在现阶段，电动车的动力电池一般是一整个电池包，特别是大型的电池包，电池包的重量不足以让车主或者工程人员从汽车中取出来进行充电，当电动汽车没有电时，就必须找到充电设施进行充电，然而，充电设备并不是公共设备，所以充电难是成为了电动车发展的一大问题。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决上述相关技术中的技术问题之一。
为此，本发明的一个目的在于提出一种电池包。该电池包降低电压到安全电压，保证了用电安全。
本发明的另一个目的在于提出一种车辆。
为了实现上述目的，本发明的第一方面公开了一种电池包，该电池包包括：多个电池模块，所述多个电池模块可插拔地布置在车辆上，所述电池模块包括多个单体电池、充电接口和模块控制器，所述多个单体电池和充电接口均与所述模块控制器相连，所述充电接口为所述电池模块充电，所述模块控制器用于对所述电池模块进行监控和管理；主控制器，所述主控制器分别与所述多个电池模块的模块控制器相连，用于向所述多个模块控制器发送离线充电指令，以便所述模块控制器控制所述电池模块完成离线充电准备。
根据本发明的电池包，通过将电池包分为多个相对独立的电池模块，电池模块可独立地从车辆中拆卸下，并且每个电池模块都具有充电的装置，从而可以方便地对每个电池模块进行单独充电，模块化后，电池模块电压下降到安全电压，保证了用电安全。
另外，根据本发明上述实施例的电池包还可以具有如下附加的技术特征：
进一步地，所述充电接口包括：交流充电接口，用于接入市电；电压转换模块，所述电压转换模块分别与所述交流充电接口和所述模块控制器相连，以在所述模块控制器的控制下为所述电池模块充电。
进一步地，所述电压转换模块为AC/DC转换器。
进一步地，所述充电接口包括：直流快充接口，所述直流快充接口与所述模块控制器相连，以在接入直流充电设备后，所述模块控制器对所述电池模块进行快充控制。
进一步地，所述电池模块包括滑轨，所述电池模块通过所述滑轨可插拔地布置在车辆的底盘或者后备箱。
进一步地，所述电池模块还包括：连接接口，所述模块控制器通过所述连接接口与所述主控制器通信。
进一步地，所述连接接口包括：高压接口，所述高压接口用于与高压供电回路相连；低压接口，所述低压接口用于与所述主控制器通信。
进一步地，所述连接接口为母口。
进一步地，所述电池模块还包括：指示灯，所述指示灯与所述模块控制器相连，以在所述电池模块完成离线充电准备后进行相应的指示。
本发明的第二方面公开了一种车辆，包括根据上述任意一个实施例所述的电池包。该车辆通过将电池包分为多个相对独立的电池模块，电池模块可独立地从车辆中拆卸下，并且每个电池模块都具有充电的装置，从而可以方便地对每个电池模块进行单独充电，模块化后，电池模块电压下降到安全电压，保证了用电安全。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分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
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据本发明一个实施例的电池包的结构示意图；
图2是根据本发明一个实施例的电池包中的电池模块的结构示意图；
图3是根据本发明提供的电池包内部充电各个接口结构图；
图4是根据本发明提供的电池包直流充电接口充电示意图；
图5是根据本发明提供的电池包充电结构三维图；
图6是根据本发明提供的电池包放置在电池箱框架结构图；
图7是根据本发明提供的电池包布置到车辆底盘示意图；
图8是根据本发明提供的电池模块与主控制器之间的连接结构图；以及
图9是根据本发明提供的电池包充电流程图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例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例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
以下结合附图描述根据本发明实施例的电池包及车辆。
图1是根据本发明一个实施例的电池包的结构示意图。
如图1所示，根据本发明一个实施例的电池包100，包括：多个电池模块110和主控制器120。
其中，结合图2所示，多个电池模块110可插拔地布置在车辆上，电池模块110包括多个单体电池111、充电接口112和模块控制器113，多个单体电池111和充电接口112均与模块控制器113相连，充电接口112为电池模块110充电，模块控制器113用于对电池模块110进行监控和管理。每个电池模块110的重量小于成年人可移动的最大重量，车主或工程人员可轻松将多个小型电池单元从汽车动力电池装置中取出，且电压低于安全电压，可脱离机械装置，方便人员进行操作。
主控制器120分别与多个电池模块110的模块控制器相连，用于向多个模块控制器113发送离线充电指令，以便模块控制器113控制电池模块110完成离线充电准备。
根据本发明的电池包，通过将电池包分为多个相对独立的电池模块，电池模块可独立地从车辆中拆卸下，并且每个电池模块都具有充电的装置，从而可以方便地对每个电池模块进行单独充电，模块化后，电池模块电压下降到安全电压，保证了用电安全。
在一些示例中，如图3所示，充电接口112包括：交流充电接口1121和电压转换模块1122。其中，交流充电接口1121用于接入市电。电压转换模块1122分别与交流充电接口1121和模块控制器113相连，以在模块控制器113的控制下为电池模块110充电，进一步地，电压转换模块1122为AC/DC转换器。安装交流充电接口1121，充电功率小，但无需其他充电设施配合充电，非常方便，即可以通过线缆连接到家用电网上，实现在家即可充电，有效的解决了电动车充电难的问题。
结合图3和4所示，充电接口112还可以包括：直流快充接口1123，与模块控制器113相连，以在接入直流充电设备后，模块控制器113对电池模块110进行快充控制，其中，直流快充接口1123另一端通过充电线与充电器200相连，充电器200可用时充电的通道数可以进行选择，家用的情况下，可以选择少量通道充电器200，可作为家庭备用电池，在维修站或者换电站，可以选择多数通道充电器200，使得充电器200能同时为多个电池模块110充电，这种安装直流快充接口1123具有快速充电的特点。
举例来说，如图5所示，电池包中的单体电池通过并联和串联组成，可以使用18650圆柱型电池。上方PCB电路板上包括直流快充接口1123、控制电路11和MCU控制器12，电池电芯13直接同电芯极柱10相连。主控制器120布置在PCB电路板上。PCB电路板可采集单体电池电压、温度，可控制进行充电。将电池模块110连接到整车系统中后，电池模块110中的模块控制器113可与主控制器120进行通讯，确认所有电池模块110都安装到位，并上报电量情况。
如图6所示，电池模块110还包括滑轨114，电池模块110通过滑轨114可以轻松将电池模块110取出或者安放，除了滑轨114，锁止机构可保证电池模块110可靠固定。
电池模块110还可以可插拔地布置在车辆的底盘或者后备箱，如图7所示，以安装在车辆的底盘为例，多个电池模块110、主控制器120、电池包高压继电器20通过线束30相连。
在一些实施例中，电池模块110还包括：连接接口115，模块控制器113通过连接接口115与主控制器120通信。进一步地，连接接口115包括：高压接口1151和低压接口1152。其中，高压接口1151用于与高压供电回路相连，低压接口1152用于与主控制器120通信。其中，连接接口115为母口。
举例来说，结合图8所示，电池模块110与电池系统通过连接接口115连接，当电池模块110插入后，高压接口1151和低压接口1152进行可靠连接。其中，高压接口1151为高压正端子1、高压负端子2，低压接口1152为低压正端子3、低压负端子4、CAN高通信端子5、CAN低通信端子6，连接确认端子7。其中高压正端子1和高压负端子2在电池模块侧为母口，在车辆侧为公口，保证高压安全，低压端子3至6在电池侧为母口，在车辆侧为公口，此种设置可保证人员不会接触到高压，最大限度的保证安全。
再结合图6所示，电池模块110还包括：指示灯116，与模块控制器120相连，以在电池模块110完成离线充电准备后进行相应的指示。例如：指示当前电池模块是否可从车辆移除、电池是否充满电，以及重新安装是否到位。
如图9所示，根据本发明提供的电池包100充电的工作原理为：当需取下电池模块110进行充电时，按下开关。主控制器120采集到开关信号，断开整个电池包100与整车的高压连接。主控制器120通过CAN总线向各个模块控制器113发送指令，请求离线充电。各个模块控制器113做好离线充电准备后。指示灯116亮起，表示可移除电池模块。此时，人员打开电池模块110机械锁止卡扣，通过拉手将电池模块110从电池包100框架中拉出。取出电池模块110后，将其带入室内。
使用交流充电，将充电线接口接入交流充电接口1121，模块控制器113控制AC/DC转换器进行充电，并在充满电量后，结束充电，此时指示灯被点亮。
使用直流充电，将充电器200的直流充电线接直流快充接口1123，并通过CAN总线与模块控制器113通信，进行充电，充电充满结束后，点亮指示灯。
人员将电池模块110插入电池包100框架中，高压接口1151和低压接口1152插入牢靠后。模块控制器113检测连接确认信号。确认连接后，点亮连接到位指示灯，人员可将机械锁止机构锁止。待所有电池模块110连接到位后，打开车辆钥匙开关。主控制器120为通过低压接口1152为模块控制器113供电，模块控制器113用电由电池模块110切换到使用车载低压供电。同时模块控制器113与主控制器120进行CAN通信，上报离线充电后的电池状态，如电量。主控制器120确认各个模块控制器113及单体电池111正常后，通过仪表显示车辆离线充电完成，模块控制器113控制熄灭指示灯116。
进一步地，本发明的实施例公开了一种车辆，该车辆设置有上述任意一个实施例所述的电池包。该车辆通过将电池包分为多个相对独立的电池模块，电池模块可独立地从车辆中拆卸下，并且每个电池模块都具有充电的装置，从而可以方便地对每个电池模块进行单独充电，模块化后，电池模块电压下降到安全电压，保证了用电安全。
另外，根据本发明实施例的车辆的其它构成以及作用对于本领域的普通技术人员而言都是已知的，为了减少冗余，不做赘述。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种电池包，其特征在于，包括：
多个电池模块，所述多个电池模块可插拔地布置在车辆上，所述电池模块包括多个单体电池、充电接口和模块控制器，所述多个单体电池和充电接口均与所述模块控制器相连，所述充电接口为所述电池模块充电，所述模块控制器用于对所述电池模块进行监控和管理；
主控制器，所述主控制器分别与所述多个电池模块的模块控制器相连，用于向所述多个模块控制器发送离线充电指令，以便所述模块控制器控制所述电池模块完成离线充电准备。
2.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述充电接口包括：
交流充电接口，用于接入市电；
电压转换模块，所述电压转换模块分别与所述交流充电接口和所述模块控制器相连，以在所述模块控制器的控制下为所述电池模块充电。
3.根据权利要求2所述的电池包，其特征在于，所述电压转换模块为AC/DC转换器。
4.根据权利要求1-3任一项所述的电池包，其特征在于，所述充电接口包括：
直流快充接口，所述直流快充接口与所述模块控制器相连，以在接入直流充电设备后，所述模块控制器对所述电池模块进行快充控制。
5.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述电池模块包括滑轨，所述电池模块通过所述滑轨可插拔地布置在车辆的底盘或者后备箱。
6.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述电池模块还包括：连接接口，所述模块控制器通过所述连接接口与所述主控制器通信。
7.根据权利要求6所述的电池包，其特征在于，所述连接接口包括：
高压接口，所述高压接口用于与高压供电回路相连；
低压接口，所述低压接口用于与所述主控制器通信。
8.根据权利要求6所述的电池包，其特征在于，所述连接接口为母口。
9.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述电池模块还包括：
指示灯，所述指示灯与所述模块控制器相连，以在所述电池模块完成离线充电准备后进行相应的指示。
10.一种车辆，其特征在于，包括：根据权利要求1-9任一项所述的电池包。
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