CN108749640A - 用于电动汽车的移动储能装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了用于电动汽车的移动储能装置，涉及电动汽车领域。移动储能装置包括：拖车系统、模块化电池系统和高、低压连接组件。拖车系统用于与电动汽车可拆卸连接并可随其移动，拖车系统包括灯光指示系统。模块化电池系统用于安装在拖车系统上为电动汽车增加能量。高压连接组件用于与模块化电池系统及电动汽车相连，以进行高压能量传输，低压连接组件用于与模块化电池系统、灯光指示系统及电动汽车连接，以进行电动汽车的电池系统低压电气连接及灯光指示系统连接。本申请由于模块化电池系统无需安装在电动汽车处，因此模块化电池系统的体积不受电动汽车的安装空间限制，可设计成较大能量的电池包，从而满足了电动汽车长距离行驶的要求。

Description

用于电动汽车的移动储能装置

技术领域

本发明涉及电动汽车的电池系统领域，特别是涉及用于电动汽车的移动储能装置。

背景技术

电动汽车(BEV)是指以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶，符合道路交通、安全法规各项要求的车辆。而电池系统是电动汽车的重要组成之一，发挥着极为重要的功能。

目前，电池系统成本一般占纯电动汽车成本的百分之四十至百分之六十。为了降低电动汽车客户一次性购置成本，需要减小用户购买车辆时所配置的电池包能量，满足日常通勤需求即可。当用户偶尔需要长距离出行时，可临时租用副电池包，以安装在电动汽车上增加能量；或采用双电池包的电动汽车以增加能量，其技术方案一般设计为两个包可独立使用，或直接并联使用。

不管采用上述何种使用方式，由于电动汽车可安装电池包的空间有限，导致副电池包的能量一般较小，难以满足长距离行驶要求。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种用于电动汽车的移动储能装置,以克服现有技术中由于电动汽车可安装电池包的空间有限，导致副电池包的能量一般较小，难以满足长距离行驶要求的问题。

为实现上述目的，本发明实施例的一种用于电动汽车的移动储能装置的具体技术方案为：

用于电动汽车的移动储能装置，用于为电动汽车补充能量，包括：

拖车系统，用于与所述电动汽车可拆卸连接，并可随所述电动汽车移动，所述拖车系统包括灯光指示系统，用于显示所述拖车系统的移动状态；

模块化电池系统，为模块化设计，用于安装在所述拖车系统上，为所述电动汽车增加能量；

高压连接组件和低压连接组件，所述高压连接组件用于与所述模块化电池系统及所述电动汽车相连，以进行高压能量传输，所述低压连接组件用于与所述模块化电池系统、所述灯光指示系统及所述电动汽车连接，以进行所述电动汽车的电池系统低压电气连接及所述灯光指示系统连接。

可选地，所述拖车系统包括：

车架，为承载体，用作所述拖车系统中其它部件的安装基础；

悬架系统，安装在所述车架下方；

车轮，通过所述悬架系统安装在所述车架上，用于带动所述车架及其上的其它部件移动；

连接架，安装在所述车架的上方，用于支撑和安装所述模块化电池系统，以将所述模块化电池系统安装在所述车架上；和

连接杆，固定连接在所述车架的前端，用于与所述电动汽车形成可拆卸连接。

可选地，所述悬架系统为非独立悬架、半独立悬架或独立悬架。

可选地，所述连接杆的前端具有轴向贯通的孔，所述孔用于容置止脱销或连接钩，以通过所述止脱销或所述连接钩与所述电动汽车形成可拆卸连接结构。

可选地，所述拖车系统还包括制动系统，用于制动所述拖车系统。

可选地，所述高压连接组件包括高压线束和高压接插件，所述高压线束的一端连接在所述模块化电池系统上，所述高压线束的另一端连接所述高压接插件，所述高压接插件用于与所述电动汽车连接，以进行高压能量传输；

所述低压连接组件包括低压线束及低压接插件，所述低压线束的一端对应连接在所述模块化电池系统及所述灯光指示系统上，所述低压线束的另一端连接所述低压接插件，所述低压接插件用于与所述电动汽车连接，以进行所述电动汽车的电池系统的低压电气连接及所述拖车系统的灯光指示系统连接。

可选地，所述模块化电池系统包括：

多个模块化分电池包，它们之间串联连接，每一模块化分电池包用于提供能量；

电池管理系统BMS，用于监控并管理所述模块化电池系统，以保障所述模块化电池系统使用安全、使用性能和使用寿命；

电池断开单元BDU，安装在所述多个模块化分电池包与所述高压连接电路之间，用于控制所述多个模块化分电池包到所述电动汽车的高压电路的通断、防止高压回路在钥匙起动瞬间出现大电流、以及保护所述电动汽车的电气安全；

高压连接电路，包括所述多个模块化分电池包之间的连接电路，所述多个模块化分电池包与所述电池断开单元BDU连接电路，以及所述电池断开单元BDU与所述高压连接组件的连接电路；

低压连接电路，其一端连接至所述电池管理系统BMS及所述灯光指示系统的连接电路，其另一个端连接至所述低压连接组件；和

壳体，安装在所述多个模块化分电池包的外部，以保护它们；

其中，所述多个模块化分电池包之间的连接电路，及所述多个模块化分电池包与所述电池断开单元BDU连接电路，均采用快速插接件，以便于快速拆装。

可选地，每一模块化分电池包均包括电芯、模组、高压连接接口和低压连接接口。

可选地，所述电池断开单元BDU包括：正极直流接触器、负极直流接触器、预充直流接触器、预充电阻及保险丝。

可选地，所述电池管理系统BMS采用分布式BMS，其包括主板、多个从板和采集线束，所述多个从板的数量与所述多个模块化分电池包的数量一一对应，每一从板安装在对应的模块化分电池包处。

本发明实施例的一种用于电动汽车的移动储能装置的优点在于：本发明的模块化电池系统安装在拖车系统上，拖车系统与电动汽车可拆卸连接并可随其移动，由于模块化电池系统无需安装在电动汽车处，因此模块化电池系统的体积不受电动汽车的安装空间限制，可设计成较大能量的电池包，从而满足了电动汽车长距离行驶的要求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1是根据本发明一个实施例的用于电动汽车的移动储能装置的示意性结构图；

图2是图1所示移动储能装置的示意性立体图；

图3是本发明一个实施例的所述模块化电动汽车移动储能装置的电路原理图。

图中各符号表示含义如下：

100移动储能装置，

10拖车系统，

11车架，12车轮，13连接架，14连接杆，15孔，16灯光指示系统，17制动灯，18转向灯，

20模块化电池系统，

30高压连接组件，

31高压线束，32高压接插件，

40低压连接组件，

41低压线束，42低压接插件，

B21第一模块化分电池包，B22第二模块化分电池包，B23第三模块化分电池包，B24第四模块化分电池包，

BMS电池管理系统，

BDU电池断开单元，C21正极直流接触器，C22负极直流接触器，C23预充直流接触器，R21预充电阻，F21保险丝。

具体实施方式

为了更好的了解本发明的目的、结构及功能，下面结合附图，对本发明的一种用于电动汽车的移动储能装置做进一步详细的描述。

图1是根据本发明一个实施例的用于电动汽车的移动储能装置的示意性结构图。图2是图1所示移动储能装置的示意性立体图。如图1所示，还可参见图2，本实施例以图1为主加以说明，一种用于电动汽车的移动储能装置100，用于为电动汽车补充能量，一般可包括：拖车系统、模块化电池系统20、高压连接组件30和低压连接组件40。其中，拖车系统用于与所述电动汽车可拆卸连接，并可随所述电动汽车移动，所述拖车系统包括灯光指示系统16，用于显示所述拖车系统的移动状态。模块化电池系统20为模块化设计，用于安装在所述拖车系统上，为所述电动汽车增加能量。高压连接组件30用于与所述模块化电池系统20及所述电动汽车相连，以进行高压能量传输。低压连接组件40用于与所述模块化电池系统20、所述灯光指示系统16及所述电动汽车连接，以进行所述电动汽车的电池系统低压电气连接及所述灯光指示系统16连接。

本发明所述移动储能装置100可作为纯电动汽车的副电池包使用。从而使得电动汽车配备的主电池包与本发明的副电池包，这两个包可独立使用，也可直接并联使用。由于电动汽车的主电池包长期固定在车上，除了维护更换，一般不拆卸，因此采用一体式设计。本发明即副电池包需要经常拆卸，故采用模块化设计，因此，使用本发明对电动汽车的改动很小，且可随车移动，拆卸方便。

本发明的模块化电池系统20安装在拖车系统上，拖车系统与电动汽车可拆卸连接并可随其移动，从而使得移动储能装置100可挂接在电动汽车上，随车移动的电动汽车移动。由于本发明中的模块化电池系统20无需安装在电动汽车处，因此模块化电池系统20的体积和重量不受电动汽车的安装空间限制，可设计成较大能量的电池包，从而满足了电动汽车长距离行驶的要求。

此外，本发明的模块化电池系统20安装在与电动汽车可拆卸连接的拖车系统上，使得本发明的移动储能装置100的形状和安装不受电动汽车的类型，车身形式等的影响，因此本发明便于标准化、通用化。

发明人在实现本发明的过程中发现，现有技术中电动汽车上的副电池包大多安装在汽车底板下面和后备箱处，不便于安装及拆下，导致不便于租用。现有技术中还存在一种可随车移动的储能装置，但当该移动储能装置100的电池包需要更换补充能量时，需要采用较为贵重的专业设备和专业人员更换，成本高，便利性稍差。

本发明的模块化电池系统20安装在拖车系统上，使得安装及拆卸方便。本发明的模块化电池系统20采用模块化设计，当移动储能装置100的电池包需要更换补充能量时，不需要采用较为贵重的专业设备和专业人员更换，能够快速拆卸，迅速补充电量，增加里程，从而降低成本，提升便利性，通用性，利于推广。

本实施例中，所述灯光指示系统16可以包括转向灯18、制动灯17及其连接线束。

本实施例中，所述拖车系统包括：车架11、悬架系统、车轮12、连接架13及连接杆14。其中，车架11为承载体，用作所述拖车系统中其它部件的安装基础。悬架系统安装在所述车架11下方。更进一步地，所述悬架系统为非独立悬架、半独立悬架或独立悬架。若悬架系统采用非独立悬架则可采用钢板弹簧或碳纤维板簧。悬架系统为为现有技术中常用的车辆的悬架系统，本实施例中针对悬架系统的结构不再赘述。车轮12通过所述悬架系统安装在所述车架11上，用于带动所述车架11及其上的其它部件移动。连接架13安装在所述车架11的上方，用于支撑和安装所述模块化电池系统20，以通过螺栓将所述模块化电池系统20安装在所述车架11上。连接杆14固定连接在所述车架11的前端，用于与所述电动汽车形成可拆卸连接。更具体地，连接杆14可以通过焊接或螺栓等连接在车架11上。更具体地，所述连接杆14的前端具有轴向贯通的孔15，所述孔15用于容置止脱销或连接钩，以通过所述止脱销或所述连接钩与所述电动汽车形成可拆卸连接结构。当然，在其他实施例中，所述连接杆14与前面的电动汽车还可以采用其他可拆卸的连接结构，只要该连接结构能够满足国家相应的车辆拖挂要求即可。本实施例中，拖车系统在满足法规的前提下可以不配备制动系统，通过前面的电动汽车进行制动。

当然，在其他实施例中，所述拖车系统还包括制动系统，用于制动所述拖车系统。所述制动系统为现有技术中常用的车辆的制动系统，本实施例针对制动系统的结构部分不再赘述。

本实施例中，所述高压连接组件30包括高压线束31和高压接插件32，所述高压线束31的一端连接在所述模块化电池系统20上，所述高压线束31的另一端连接所述高压接插件32，所述高压接插件32用于与所述电动汽车连接，以进行高压能量传输。

本实施例中，所述低压连接组件40包括低压线束41及低压接插件42，所述低压线束41的一端对应连接在所述模块化电池系统20及所述灯光指示系统16上，所述低压线束41的另一端连接所述低压接插件42，所述低压接插件42用于与所述电动汽车连接，以进行所述电动汽车的电池系统的低压电气连接及所述拖车系统的灯光指示系统16连接。

图3是本发明一个实施例的所述模块化电动汽车移动储能装置的电路原理图。本实施例中的电路由由三大部分组成，即移动储能装置100的高压连接电路和低压连接电路、灯光指示系统16和模块化电池系统20。本实施例中，所述模块化电池系统20包括：多个模块化分电池包、电池断开单元BDU(Battery Disconnection Unit)、电池管理系统BMS(Battery Management System)、高压连接电路、低压连接电路和壳体。

其中，多个模块化分电池包之间串联连接，每一模块化分电池包用于提供能量。本实施例中，所述模块化电池系统20包括四个模块化分电池包，即第一模块化分电池包B21、第二模块化分电池包B22、第三模块化分电池包B23及第四模块化分电池包B24。当然，在其他实施例中，模块化分电池包的数量还可以是两个、三个、五个、六个等其他数量。

本实施例中，移动储能装置100的模块化电池系统20包括有多个模块化分电池包组成，当移动储能装置100的模块化分电池包需要更换补充能量时，不需要采用较为贵重的专业设备和专业人员更换，普通人员即可实现其快速连接及拆卸，因此成本低，便利性好。此外，采用模块化分电池包结构更易于实现标准化，还可用于集中储能、家庭储能等场合。

本实施例中，每一模块化分电池包即第一模块化分电池包B21、第二模块化分电池包B22、第三模块化分电池包B23及第四模块化分电池包B24均包括电芯、模组、高压连接接口和低压连接接口。其中，模组采用标准化模组，本实施例中，针对标准化模组的结构部分不再赘述。

电池管理系统BMS用于监控并管理所述模块化电池系统20，以保障所述模块化电池系统20使用安全、使用性能和使用寿命。具体地，电池管理系统BMS的主要功能是监控模块化电池系统20的工作状态(模块化电池系统20的电压、电流和温度)、预测模块化电池系统20的电池容量(SOC)和相应的剩余行驶里程，进行模块化电池系统20管理以避免出现过放电、过充、过热和单体电池之间电压严重不平衡现象，最大限度地利用模块化电池系统20存储能力和循环寿命。

本实施例中，所述电池管理系统BMS采用分布式BMS，其包括主板、多个从板和采集线束，所述多个从板的数量与所述多个模块化分电池包的数量一一对应，每一从板安装在对应的模块化分电池包处。更具体地，从板为独立完整的从板，从板可以安装在模块化分电池包的内部或外部，优选地，从板安装在模块化分电池包的内部。

电池断开单元BDU安装在所述多个模块化分电池包与所述高压连接电路之间，用于控制所述多个模块化分电池包到所述电动汽车的高压电路的通断、防止高压回路在钥匙起动瞬间出现大电流、以及保护所述电动汽车的电气安全。

本实施例中，所述电池断开单元BDU包括：正极直流接触器C21、负极直流接触器C22、预充直流接触器C23、预充电阻R21和保险丝F21。其中，正极直流接触器C21、负极直流接触器C22控制所述多个模块化分电池包总成到电动汽车的高压电路的通断；预充直流接触器C23器防止高压回路在钥匙起动瞬间出现大电流。当系统发生故障时，电池管理系统BMS根据故障等级断开高压正极直流接触器C21、负极直流接触器C22，保护电动汽车电气安全。

高压连接电路包括所述多个模块化分电池包之间的连接电路，所述多个模块化分电池包与所述电池断开单元BDU连接电路，以及所述电池断开单元BDU与所述高压连接组件30的连接电路。其中，所述多个模块化分电池包之间的连接电路，及所述多个模块化分电池包与所述电池断开单元BDU连接电路，均采用快速插接件，以便于快速拆装。

更具体地，本实施例中，所述高压电路一端连接至所述电池包，另一个端连接所述高压连接组件30的高压接插件C2，用于连接需供电的电动汽车。

低压连接电路，其一端连接至所述电池管理系统BMS及所述灯光指示系统16的连接电路，其另一个端连接至所述低压连接组件40。

更具体地，本实施例中，所述低压电路一端连接至所述电池管理系统BMS及灯光指示系统电路，另一个端连接所述低压连接件的低压接插件C1，用于连接需供电的电动汽车。所述灯光指示系统的电路一端连接至灯光指示系统接插件L1，另一端连接低压接插件C1，用于连接需供电的电动汽车。

壳体安装在所述多个模块化分电池包的外部，以保护所述多个模块化分电池包。

需要注意的是，除非另有说明，本发明使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”“底”“内”、“外”、“轴向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，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。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个以上，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。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。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (10)

1.一种用于电动汽车的移动储能装置，用于为电动汽车补充能量，其特征在于，包括：

拖车系统，用于与所述电动汽车可拆卸连接，并可随所述电动汽车移动，所述拖车系统包括灯光指示系统，用于显示所述拖车系统的移动状态；

模块化电池系统，为模块化设计，用于安装在所述拖车系统上，为所述电动汽车增加能量；

高压连接组件和低压连接组件，所述高压连接组件用于与所述模块化电池系统及所述电动汽车相连，以进行高压能量传输，所述低压连接组件用于与所述模块化电池系统、所述灯光指示系统及所述电动汽车连接，以进行所述电动汽车的电池系统低压电气连接及所述灯光指示系统连接。

2.根据权利要求1所述的移动储能装置，其特征在于，所述拖车系统包括：

车架，为承载体，用作所述拖车系统中其它部件的安装基础；

悬架系统，安装在所述车架下方；

车轮，通过所述悬架系统安装在所述车架上，用于带动所述车架及其上的其它部件移动；

连接架，安装在所述车架的上方，用于支撑和安装所述模块化电池系统，以将所述模块化电池系统安装在所述车架上；和

连接杆，固定连接在所述车架的前端，用于与所述电动汽车形成可拆卸连接。

3.根据权利要求2所述的移动储能装置，其特征在于，所述悬架系统为非独立悬架、半独立悬架或独立悬架。

4.根据权利要求2所述的移动储能装置，其特征在于，所述连接杆的前端具有轴向贯通的孔，所述孔用于容置止脱销或连接钩，以通过所述止脱销或所述连接钩与所述电动汽车形成可拆卸连接结构。

5.根据权利要求1所述的移动储能装置，其特征在于，所述拖车系统还包括制动系统，用于制动所述拖车系统。

6.根据权利要求1所述的移动储能装置，其特征在于，所述高压连接组件包括高压线束和高压接插件，所述高压线束的一端连接在所述模块化电池系统上，所述高压线束的另一端连接所述高压接插件，所述高压接插件用于与所述电动汽车连接，以进行高压能量传输；

所述低压连接组件包括低压线束及低压接插件，所述低压线束的一端对应连接在所述模块化电池系统及所述灯光指示系统上，所述低压线束的另一端连接所述低压接插件，所述低压接插件用于与所述电动汽车连接，以进行所述电动汽车的电池系统的低压电气连接及所述拖车系统的灯光指示系统连接。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的移动储能装置，其特征在于，所述模块化电池系统包括：

多个模块化分电池包，它们之间串联连接，每一模块化分电池包用于提供能量；

电池管理系统BMS，用于监控并管理所述模块化电池系统，以保障所述模块化电池系统使用安全、使用性能和使用寿命；

电池断开单元BDU，安装在所述多个模块化分电池包与所述高压连接电路之间，用于控制所述多个模块化分电池包到所述电动汽车的高压电路的通断、防止高压回路在钥匙起动瞬间出现大电流、以及保护所述电动汽车的电气安全；

高压连接电路，包括所述多个模块化分电池包之间的连接电路，所述多个模块化分电池包与所述电池断开单元BDU连接电路，以及所述电池断开单元BDU与所述高压连接组件的连接电路；

低压连接电路，其一端连接至所述电池管理系统BMS及所述灯光指示系统的连接电路，其另一个端连接至所述低压连接组件；和

壳体，安装在所述多个模块化分电池包的外部，以保护它们；

其中，所述多个模块化分电池包之间的连接电路，及所述多个模块化分电池包与所述电池断开单元BDU连接电路，均采用快速插接件，以便于快速拆装。

8.根据权利要求7所述的移动储能装置，其特征在于，每一模块化分电池包均包括电芯、模组、高压连接接口和低压连接接口。

9.根据权利要求7所述的移动储能装置，其特征在于，所述电池断开单元BDU包括：正极直流接触器、负极直流接触器、预充直流接触器、预充电阻及保险丝。

10.根据权利要求1所述的移动储能装置，其特征在于，所述电池管理系统BMS采用分布式BMS，其包括主板、多个从板和采集线束，所述多个从板的数量与所述多个模块化分电池包的数量一一对应，每一从板安装在对应的模块化分电池包处。