CN109017402A - 电动车用双电池供电装置及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电动车用双电池供电装置及控制方法。其中，该装置包括：主电池包、副电池包、主接触器组以及副接触器组；其中，主电池包为整体式结构；副电池包包括相互连接的多个电池分包；主接触器组与主电池包连接，用于控制主电池包的供电状态；副接触器组与副电池包连接，用于控制副电池包的供电状态。采用本方案，可避免现有技术中副电池包安装及拆卸难度高的弊端，从而降低成本，并有利于电动车电池系统的标准化控制，适于大规模应用；此外，由于本方案中副电池包中的多个电池分包分别设置，从而便于根据不同的用户需求选择不同的电池分包的连接方式，进而进一步地提升用户体验，降低成本。

Description

电动车用双电池供电装置及控制方法

技术领域

本发明涉及电动车技术领域，具体涉及一种电动车用双电池供电装置及控制方法。

背景技术

电动车是一种以电池为能量来源，通过控制器、电机等部件将电能转换为机械动能的车辆。电池作为电动车中的主要部件之一，其性能及成本等因素将直接或间接影响电动车的整体性能及成本。

目前，由于电动车中电池成本占电动车总成本的比重较高，所以，为降低用户的一次性购置成本，通常将电动车中的电池分拆为主电池包及副电池包。在用户购车时可仅购买主电池包，若需长距离驾驶时则可根据需求自行购买或租用副电池包。

然而，在现有的电动车电池系统中，副电池包的安装位置通常为不规则区域，而现有的主电池包及副电池包均采用一体式结构，从而增加了副电池包的装配及拆卸难度，提高电池的安装成本，并且不利于电池系统的标准化控制，不适于大规模应用。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种电动车用双电池供电装置及控制方法。

根据本发明的一个方面，提供了一种电动车用双电池供电装置，包括：主电池包、副电池包、主接触器组以及副接触器组；其中，

所述主电池包为整体式结构；

所述副电池包包括相互连接的多个电池分包；

所述主接触器组与所述主电池包连接，用于控制所述主电池包的供电状态；

所述副接触器组与所述副电池包连接，用于控制所述副电池包的供电状态。

可选的，所述多个电池分包以串联方式连接。

可选的，所述多个电池分包均为相同的电池模块。

可选的，所述多个电池分包中每个电池分包均包含有至少一个高低压接插件；其中，所述至少一个高低压接插件为快插结构。

可选的，所述主电池包进一步包括：主电池包模组、主预充电路、及主电路保护模块；

所述主接触器组进一步包括：主正极直流接触器以及主负极直流接触器；

其中，所述主预充电路与所述主正极直流接触器并联，用于使所述主电池包为所述电动车高压部件进行预充电；所述主正极直流接触器与所述主电池包模组的正极输出端相连，所述主负极直流接触器与所述主电池包模组的负极输出端相连；

所述副电池包进一步包括：副预充电路、及第二电路保护模块；

所述副接触器组进一步包括：副正极直流接触器以及副负极直流接触器；

其中，所述副预充电路与所述副正极直流接触器并联，用于使所述副电池包为所述电动车高压部件进行预充电；所述副正极直流接触器与所述多个电池分包的正极输出端相连，所述副负极直流接触器与所述多个电池分包的负极输出端相连。

可选的，若所述主接触器组处于闭合状态，则所述主电池包处于供电状态；

若所述副接触器组处于闭合状态，则所述副电池包处于供电状态。

可选的，若所述主接触器组及所述副接触器组均处于闭合状态，则所述主电池包及副电池包处于并联状态，并且，所述主电池包模组中的电芯与所述多个电池分包的电芯相同。

根据本发明的另一方面，提供了一种用于上述电动车用双电池供电装置的控制方法，包括：

在主电池包上电过程中，监测电动车的运行状态，并根据所述电动车的运行状态触发电池包切换请求；

确定当前电动车的运行状态是否满足预设的电池包切换条件；

若当前电动车的运行状态满足预设的电池包切换条件，则对主电池包进行下电处理；以及

对副电池包进行上电处理。

可选的，所述根据所述电动车的运行状态触发电池包切换请求进一步包括：

若当前主电池包电量小于第一预设电量阈值，和/或，当前主电池包发生预设故障，和/或，当前监测到用户的主电池包电量保留触发操作时，则触发电池包切换请求。

可选的，所述若当前电动车的运行状态满足预设的电池包切换条件，则对主电池包进行下电处理进一步包括：

若当前副电池包的电量大于第二预设电量阈值，和/或，副电池包未发生预设故障，和/或，监测到用户的副电池包电量不保留触发操作时，则对主电池包进行下电处理。

可选的，若当前电动车的运行状态满足预设的电池包切换条件，则对主电池包进行下电处理进一步包括：

若当前电动车的运行状态满足预设的电池包切换条件，则进一步判断当前电动车是否处于加速状态；

若是，则待所述加速状态结束后对主电池包进行下电处理；或者，将当前驱动功率强制降至预设功率后对主电池包进行下电处理。

可选的，所述待所述加速状态结束后对主电池包进行下电处理；或者，将当前驱动功率强制降至预设功率后对主电池包进行下电处理进一步包括：

若当前主电池包电量大于第三预设电量阈值，则待所述加速状态结束后对主电池包进行下电处理；

若当前主电池包电量小于或等于第三预设电量阈值，则将当前驱动功率强制降至预设功率后对主电池包进行下电处理。

根据本发明的又一方面，提供了一种处理器，所述处理器用于执行上述电动车用双电池供电装置的控制方法对应的操作。

根据本发明的再一方面，提供了一种电动汽车，包括如上述的电动车用双电池供电装置，以及上述的处理器。

根据本发明提供的电动车用双电池供电装置及控制方法，其中，该装置包括：主电池包、副电池包、主接触器组、副接触器组以及连接电路；其中，主电池包为整体式结构；副电池包包括相互连接的多个电池分包；主接触器组与主电池包连接，用于控制主电池包的供电状态；副接触器组与副电池包连接，用于控制副电池包的供电状态。采用本方案，可避免现有技术中副电池包安装及拆卸难度高的弊端，从而降低成本，并有利于电动车电池系统的标准化控制，适于大规模应用；此外，由于本方案中副电池包中的多个电池分包分别设置，从而便于根据不同的用户需求选择不同的电池分包的连接方式，进而进一步地提升用户体验，降低成本。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1示出了根据本发明实施例一提供的一种电动车用双电池供电装置的整体结构示意图；

图2示出了根据本发明实施例一提供的一种电动车用双电池供电装置的一种具体结构示意图；

图3示出了根据本发明实施例一提供的一种电动车用双电池供电装置的另一种具体结构示意图；

图4示出了根据本发明实施例二提供的一种用于上述电动车用双电池供电装置的控制方法的流程示意图；

图5示出了根据本发明实施例四提供的一种电动汽车的结构示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

实施例一

图1示出了根据本发明实施例一提供的一种电动车用双电池供电装置。如图1所示，该装置10包括：主电池包B1、副电池包B2、主接触器组C1以及副接触器组C2。

其中，主电池包B1采用整体式结构，其可以设置于电动车的底盘、后备箱、和/或前机舱等位置处。本领域技术人员可根据实际的需求自行选取主电池包B1的设置位置等。具体地，主电池包B1可长期固定于电动车车身中，除维修更换等条件下，通常不对主电池包B1进行拆卸。

副电池包B2包括相互连接的多个电池分包B21。其中，各个电池分包B21的连接方式本领域技术人员可自行设置。例如，可将多个电池分包B21以串联、并联、或者串并联结合的方式进行连接，从而满足电动车的不同供电需求。采用此结构，可大幅降低副电池包的装配及拆卸难度，从而提升用户体验。

主接触器组C1与主电池包B1连接，用于控制主电池包B1的供电状态；副接触器组C2与副电池包B2连接，用于控制副电池包B2的供电状态。其中，本发明对主接触器组C1以及副接触器组C2的具体类型等不作限定，例如，主接触器组C1和/或副接触器组C2可以选用电磁式接触器，也可以选用永磁式接触器，或者采用两者的组合等。

在一种可选的实施方式中，如图2所示，副电池包B2中的各个电池分包B21以串联方式连接，则当副电池包B2处于供电状态时，副电池包B2输出的电压为各个电池分包B21输出电压的总和，而副电池包B2输出的电流与各个电池分包B21的输出电流一致。可选的，为进一步地提高电动车用双电池供电装置的标准化控制，本实施例中副电池包B2中的各个电池分包B21可以为电学性能、尺寸等相同的电池模块。并且，该电池模块可以选用标准化电池模块，以进一步地提升对电动车用双电池供电装置的标准化控制。具体地，在确定所选用的标准化电池模块之后，可根据电动车的供电需求或者电池成本等确定副电池包B2中电池分包B21的数量。例如，若设定副电池包B2的输出电压应为100V，若选用的电池分包B21的输出电压为20V，若各个电池分包B21以串联方式连接，则确定副电池包B2中电池分包B21的数量为5个。进一步可选的，为进一步地降低副电池包B2的安装及拆卸难度，提高副电池包B2的装配灵活度，副电池包B2中的各个电池分包B21可以以插接方式连接，即各个电池分包B21中均包含有至少一个高低压接插件，并且，该高低压接插件为快插结构。

仍如图2所示，主接触器组C1进一步包括主正极直流接触器C11以及主负极直流接触器C12，主电池包B1具体包含有主电池包模组B11。其中，主正极直流接触器C11与主电池包模组B11的正极输出端相连，主负极直流接触器C12与主电池包模组B11的负极输出端相连。则当主接触器组C1处于闭合状态时，即主正极直流接触器C11及主负极直流接触器C12均处于闭合状态时，主电池包B1处于供电状态。

同理，副接触器组C2进一步包括副正极直流接触器C21以及副负极直流接触器C22。其中，副正极直流接触器C21与多个电池分包B21的正极输出端相连，副负极直流接触器C22与多个电池分包B21的负极输出端相连。当副接触器组C2处于闭合状态时，即副正极直流接触器C21及副负极直流接触器C22均处于闭合状态时，副电池包B2处于供电状态。

而当主接触器组C1及副接触器组C2均处于闭合状态时，则主电池包B1及副电池包B2处于并联状态。并且，若在使用电动车用双电池供电装置过程中存在需主电池包B1及副电池包B2并联的情形时，则主电池包B1的输出电压应当与副电池包B2的输出电压相同或存在微小差别，从而避免因主电池包B1与副电池包B2的电压压差较大而引起的电压较高的电池包向电压较小的电池包进行电流充电的情形，进而可降低电池短路或直流接触器被烧毁的情形的产生。

进一步地，若在使用电动车用双电池供电装置过程中存在需主电池包B1及副电池包B2并联的情形，根据电池一致性要求，主电池包模组B11中的电芯与副电池包B2中的多个电池分包B21的电芯相同；若在使用电动车用双电池供电装置过程中不存在需主电池包B1及副电池包B2并联的情形，则主电池包模组B11中的电芯与副电池包B2中的多个电池分包B21的电芯可以不相同，从而降低电池成本。

在另一种可选的实施方式中，如图3所示，主电池包B1进一步包括主预充电路R1及主电路保护装置F11。其中，主预充电路R1与主正极直流接触器C11并联，用于使主电池包B1为电动车高压部件进行预充电，主预充电路R1进一步包括主预充直流接触器C13及主预充电阻R11；副电池包B2进一步包括副预充电路R2及副电路保护装置F21。其中，主预充电路R1与主正极直流接触器C11并联，用于使副电池包B2为电动车高压部件进行预充电，副预充电路R2进一步包括副预充直流接触器C23及副预充电阻R21。可选的，如图3所示，本装置还包括总电路保护装置F31，其中，本实施例中的主电路保护装置F11、副电路保护装置F21及总电路保护装置F31可以为保险丝等保护装置，本发明对电路保护装置的具体类型等做限定。

由此可见，本实施例提供的电动车用双电池供电装置，由于将副电池包设置为包含多个标准化的电池分包，从而避免现有技术中副电池包安装及拆卸难度高的弊端，降低成本，并有利于电动车电池系统的标准化控制，适于大规模应用；此外，由于本装置中副电池包中的多个电池分包分别设置，从而便于根据不同的用户需求选择不同的电池分包的连接方式，进而进一步地提升用户体验，降低成本。

实施例二

图4示出了根据本发明实施例二提供的一种用于上述实施例一中所述的电动车用双电池供电装置的控制方法的流程示意图。如图4所示，该方法包括：

步骤S410，在主电池包上电过程中，监测电动车的运行状态，并根据电动车的运行状态触发电池包切换请求。

具体地，在主电池包上电过程中，监测电动车中主电池包、副电池包的电量、故障情况、用户操作、和/或车速状态等。

若当前主电池包电量小于第一预设电量阈值，和/或，当前主电池包发生预设故障，和/或，当前监测到用户的主电池包电量保留触发操作时，则触发电池包切换请求。

例如，可根据维持电动车的正常行驶或者维持电动车在限定功率下行驶时所需的主电池包电量的最低电量，确定第一预设电量阈值，则当当前主电池包电量较低，且低于第一预设电量阈值，即当前主电池包电量无法维持电动车的正常行驶或者无法维持电动车在限定功率下行驶时，可触发电池包切换请求；和/或，若当前监测到主电池包发生严重故障时，可触发电池包切换请求；和/或，若用户欲保留主电池包电量时，通过预设的触发操作(如通过点击切换请求按钮、语音控制、肢体控制等触发操作中的一种或多种的结合)触发电池包切换请求。

步骤S420，确定当前电动车的运行状态是否满足预设的电池包切换条件，若是，则执行步骤S430。

具体地，判断当前是否满足：副电池包的电量大于第二预设电量阈值，和/或副电池包未发生预设故障，和/或监测到用户的副电池包电量不保留触发操作，若是，则执行步骤S430；否则，则继续保持主电池包的上电过程。

可选的，若确定当前电动车的运行状态满足预设的电池包切换条件，则可发送电源切换提示信号，其中，本发明对该提示信号的具体呈现形式等不作限定，例如，该提示信号可以以点亮仪表盘中“电源切换提示”信号灯来呈现，也可以在仪表显示屏中呈现相应的提示语句等。进一步地，在发送电源切换提示信号之后，执行步骤S430。

步骤S430，对主电池包进行下电处理，以及对副电池包进行上电处理。

确定当前电动车的运行状态满足预设的电池包切换条件，即当前副电池包的电量大于第二预设电量阈值，和/或，副电池包未发生预设故障，和/或，监测到用户的副电池包电量不保留触发操作时，则对主电池包进行下电处理，以及对副电池包进行上电处理。

可选的，若当前电动车的运行状态满足预设的电池包切换条件时，可进一步判断当前电动车是否处于加速状态；若是，则待加速状态结束后对主电池包进行下电处理；或者，将当前驱动功率强制降至预设功率后对主电池包进行下电处理。具体地，若当前主电池包电量大于第三预设电量阈值，则待加速状态结束后对主电池包进行下电处理，以及对副电池包进行上电处理；若当前主电池包电量小于或等于第三预设电量阈值，则将当前驱动功率强制降至预设功率后对主电池包进行下电处理，以及对副电池包进行上电处理。其中，预设功率为0。进一步可选的，在将当前驱动功率强制降至预设功率过程中，可采用顺滑降功率的方式，使驱动功率逐渐降为0，从而提升用户体验。

可选的，在对主电池包进行下电处理，以及对副电池包进行上电处理过程中，如图3所示，可在停车或车速较低的状态下，先断开主负极直流接触器C12，再断开主正极直流接触器C11，而无需控制车辆进行主动放电状态，从而区别于现有技术中在对主电池包进行下电过程时，需对车辆进行主动放电，进而本实施例可缩短电池包切换时间，降低电池包切换对电动车的影响，提升用户体验。

在对副电池包上电过程中，可首先闭合副预充直流接触器C23，再闭合负极直流接触器C22从而对电动车高压部件进行预充电，带预充电结束后，闭合副正极直流接触器C21，断开副预充直流接触器C23，从而实现副电池包的预充电及上电过程。

可选的，在副电池包成功上电之后，可通过预设方式提示用户当前电源已切换成功。如，可以向电动车仪表发送电源切换成功指示信号，进而点亮仪表显示盘中的电源切换成功指示灯，或者在仪表显示屏中呈现相应的提示语句等等。

由此可见，本实施例提供的控制方法可实现对上述实施例一中所述的电动车用双电池供电装置的控制。从而根据电动车的运行状态自动地切换电池包，并且，切换过程简单易行，切换效率高，实施过程简单易行，适于大规模应用。

实施例三

根据本发明实施例三提供了一种处理器，其中，该处理器可执行如实施例二中所述的电动车用双电池供电装置的控制方法对应的操作。

实施例四

图5示出了根据本发明实施例四提供的一种电动汽车的结构示意图。其中，该电动汽车1包括上述实施例一中所述的电动车用双电池供电装置10以及上述实施例三中所述的处理器11。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。

Claims (14)

1.一种电动车用双电池供电装置，其特征在于，包括：主电池包、副电池包、主接触器组、以及副接触器组；其中，

所述主电池包为整体式结构；

所述副电池包包括相互连接的多个电池分包；

所述主接触器组与所述主电池包连接，用于控制所述主电池包的供电状态；

所述副接触器组与所述副电池包连接，用于控制所述副电池包的供电状态。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述多个电池分包以串联方式连接。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述多个电池分包均为相同的电池模块。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述多个电池分包中每个电池分包均包含有至少一个高低压接插件；其中，所述至少一个高低压接插件为快插结构。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的装置，其特征在于，所述主电池包进一步包括：主电池包模组、主预充电路、及主电路保护模块；

所述主接触器组进一步包括：主正极直流接触器以及主负极直流接触器；

其中，所述主预充电路与所述主正极直流接触器并联，用于使所述主电池包为所述电动车高压部件进行预充电；所述主正极直流接触器与所述主电池包模组的正极输出端相连，所述主负极直流接触器与所述主电池包模组的负极输出端相连；

所述副电池包进一步包括：副预充电路、及第二电路保护模块；

所述副接触器组进一步包括：副正极直流接触器以及副负极直流接触器；

其中，所述副预充电路与所述副正极直流接触器并联，用于使所述副电池包为所述电动车高压部件进行预充电；所述副正极直流接触器与所述多个电池分包的正极输出端相连，所述副负极直流接触器与所述多个电池分包的负极输出端相连。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，

若所述主接触器组处于闭合状态，则所述主电池包处于供电状态；

若所述副接触器组处于闭合状态，则所述副电池包处于供电状态。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，若所述主接触器组及所述副接触器组均处于闭合状态，则所述主电池包及副电池包处于并联状态，并且，所述主电池包模组中的电芯与所述多个电池分包的电芯相同。

8.一种用于如权利要求1-7中任一项所述的电动车用双电池供电装置的控制方法，其特征在于，包括：

在主电池包上电过程中，监测电动车的运行状态，并根据所述电动车的运行状态触发电池包切换请求；

确定当前电动车的运行状态是否满足预设的电池包切换条件；

若当前电动车的运行状态满足预设的电池包切换条件，则对主电池包进行下电处理；以及

对副电池包进行上电处理。

9.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，所述根据所述电动车的运行状态触发电池包切换请求进一步包括：

若当前主电池包电量小于第一预设电量阈值，和/或，当前主电池包发生预设故障，和/或，当前监测到用户的主电池包电量保留触发操作时，则触发电池包切换请求。

10.根据权利要求9所述的控制方法，其特征在于，所述若当前电动车的运行状态满足预设的电池包切换条件，则对主电池包进行下电处理进一步包括：

若当前副电池包的电量大于第二预设电量阈值，和/或，副电池包未发生预设故障，和/或，监测到用户的副电池包电量不保留触发操作时，则对主电池包进行下电处理。

11.根据权利要求9所述的控制方法，其特征在于，若当前电动车的运行状态满足预设的电池包切换条件，则对主电池包进行下电处理进一步包括：

若当前电动车的运行状态满足预设的电池包切换条件，则进一步判断当前电动车是否处于加速状态；

若是，则待所述加速状态结束后对主电池包进行下电处理；或者，将当前驱动功率强制降至预设功率后对主电池包进行下电处理。

12.根据权利要求11所述的控制方法，其特征在于，所述待所述加速状态结束后对主电池包进行下电处理；或者，将当前驱动功率强制降至预设功率后对主电池包进行下电处理进一步包括：

若当前主电池包电量大于第三预设电量阈值，则待所述加速状态结束后对主电池包进行下电处理；

若当前主电池包电量小于或等于第三预设电量阈值，则将当前驱动功率强制降至预设功率后对主电池包进行下电处理。

13.一种处理器，其特征在于，所述处理器用于执行如权利要求8-12中中任一项所述用于如权利要求1-7中任一项所述的电动车用双电池供电装置的控制方法对应的操作。

14.一种电动汽车，其特征在于，包括如权利要求1-7中任一项所述的电动车用双电池供电装置，以及如权利要求13所述的处理器。