CN109066917A - 一种电池系统及充电方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电池系统及充电方法，该电池系统包括：依次连接的多个电池组，其中首部的电池组的正极与正极母线连接，尾部的电池组的负极与负极母线连接；相邻两个电池组之间设置有切换电路，切换电路包括有第一状态和第二状态，其中，工作在第一状态下的切换电路将相邻两个电池组串联连接，工作在第二状态下的切换电路将相邻两个电池组并联连接于正极母线和负极母线之间。本发明通过控制切换电路的工作状态，将电池系统中电池组之间的连接关系，在串联连接和并联连接之间进行切换，从而扩大了电池系统的充电电压范围，使得电池系统可以承受较高的充电电压，安装较低电压的电池系统的车辆也可以具备快充功能。

Description

一种电池系统及充电方法

技术领域

本发明涉及动力电池充电领域，特别涉及一种电池系统及充电方法。

背景技术

随着世界新能源汽车的发展，电动汽车开始进入到高速发展的阶段，随着电动汽车的使用越来越广泛，人们对电池的需求变得越来越多样化，成本要求也越来越低，而成本降低的同时，对性能的要求在逐步提高。

为了满足市场需求，基于成本考虑，众多汽车公司开发了电压范围为80-170V的电池系统来满足市场需求，但是由于成本方面考虑，电池系统采用了比绝缘栅双极型晶体管更便宜的金属-氧化物半导体场效应晶体管/碳化硅模块作为驱动单元，使得电池系统最大电压低于目前主流的快充桩允许的最低输出电压200V，导致了安装此电池系统的车辆无法具备快充功能，给用户造成了较差的用户体验以及较差的便利性。

发明内容

本发明提供了一种电池系统及充电方法，用以解决现有技术中安装较低电压的电池系统，使得车辆无法具备快充功能的问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

依据本发明的一个方面，提供了一种电池系统，包括：

依次连接的多个电池组，其中首部的所述电池组的正极与正极母线连接，尾部的所述电池组的负极与负极母线连接；

相邻两个电池组之间设置有切换电路，所述切换电路包括有第一状态和第二状态，其中，工作在所述第一状态下的所述切换电路将所述相邻两个电池组串联连接，工作在第二状态下的所述切换电路将所述相邻两个电池组并联连接于所述正极母线和所述负极母线之间。

进一步地，所述切换电路包括：一二极管、一第一切换模块以及一第二切换模块，所述相邻两个电池组中的第一电池组的负极与所述第一切换模块的输入端连接，所述第一切换模块的第一输出端与所述二极管的正极连接，所述第一切换模块的第二输出端与所述负极母线连接；所述二极管的负极与所述第二切换模块的第二输出端连接，所述第二切换模块的第一输出端与所述正极母线连接，所述第二切换模块的输入端与所述相邻两个电池组中的第二电池组的正极连接。

进一步地，所述电池组的数量为2。

进一步地，还包括：车载充电机，所述车载充电机分别与所述正极母线和所述负极母线连接。

进一步地，还包括：与所述车载充电机连接的慢充接口。

进一步地，还包括：高压盒，所述高压盒分别与所述正极母线和所述负极母线连接。

进一步地，还包括：与所述高压盒连接的快充接口。

依据本发明的又一个方面，提供了一种充电方法，应用于如上所述的电池系统，包括：

判断所述电池系统充电时的充电类型，所述充电类型包括：直流快充和交流慢充；

在所述电池系统的充电类型为直流快充时，控制切换电路工作于第一状态；

在所述电池系统的充电类型为交流慢充时，控制切换电路工作于第二状态。

进一步地，所述判断所述电池系统充电时的充电类型的步骤包括：

检测与电动汽车的充电口完全连接的充电枪的类型，所述充电口分别与正极母线和负极母线连接；

若所述充电枪为快充枪，则所述电池系统的充电类型为直流快充；

若所述充电枪为慢充枪，则所述电池系统的充电类型为交流慢充。

进一步地，所述判断所述电池系统充电时的充电类型的步骤包括：

检测电动汽车的充电口的充电电压；

若所述充电电压大于预设电压值时，则所述电池系统的充电类型为直流快充；

若所述充电电压小于或者等于预设电压值时，则所述电池系统的充电类型为交流慢充。

本发明的有益效果是：

上述技术方案，通过控制切换电路的工作状态，将电池系统中电池组之间的连接关系，在串联连接和并联连接之间进行切换；可以在快充充电时控制切换电路工作于第一状态，将电池组之间进行串联，在慢充充电时控制切换电路工作于第二状态，将电池组并联连接于正极母线和负极母线之间，从而扩大电池系统的充电电压范围，使得电池系统可以承受较高的充电电压，安装较低电压的电池系统的车辆也可以具备快充功能。

附图说明

图1表示本发明实施例提供的电池系统示意图之一；

图2表示本发明实施例提供的电池系统示意图之二；

图3表示本发明实施例提供的电池组串联示意图；

图4表示本发明实施例提供的电池组并联示意图；

图5表示本发明实施例提供的充电方法示意图。

附图标记说明：

11、电池组；111、第一电池组；112、第二电池组；12、正极母线；13、负极母线；14、切换电路；141、二极管；142、第一切换模块；143、第二切换模块；15、车载充电机；16、慢充接口；17、高压盒；18、快充接口。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明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发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。

如图1所示，本发明实施例提供了一种电池系统，该电池系统包括：

依次连接的多个电池组11，其中首部的电池组11的正极与正极母线12连接，尾部的电池组11的负极与负极母线13连接；

相邻两个电池组11之间设置有切换电路14，切换电路14包括有第一状态和第二状态，其中，工作在第一状态下的切换电路14将相邻两个电池组11串联连接，工作在第二状态下的切换电路14将相邻两个电池组11并联连接于正极母线12和负极母线13之间。

应当说明的是，电池组11的数量决定电池系统充电时充电电压的上限值，较佳的，电池组11的数量为2。相邻两个电池组11之间设置的切换电路14分别与该相邻两个电池组11连接，并且该切换电路14还与正极母线12和负极母线13连接，通过导通不同的线路，实现相邻两个电池组11之间串并联的转换。

本发明实施例中，通过控制切换电路14的工作状态，将电池系统中电池组11之间的连接关系，在串联连接和并联连接之间进行切换；可以在快充充电时控制切换电路14工作于第一状态，将电池组11之间进行串联，在慢充充电时控制切换电路14工作于第二状态，将电池组11并联连接于正极母线12和负极母线13之间，从而扩大电池系统的充电电压范围，使得电池系统可以承受较高的充电电压，安装较低电压的电池系统也可以具备快充功能。

如图2所示，在上述发明实施例的基础上，本发明实施例中，切换电路14包括：一二极管141、一第一切换模块142以及一第二切换模块143，相邻两个电池组11中的第一电池组111的负极与第一切换模块142的输入端连接，第一切换模块142的第一输出端与二极管141的正极连接，第一切换模块142的第二输出端与负极母线13连接；二极管141的负极与第二切换模块143的第二输出端连接，第二切换模块143的第一输出端与正极母线12连接，第二切换模块143的输入端与相邻两个电池组11中的第二电池组112的正极连接。

应当说明的是，第一切换模块142以及第二切换模块143可以选择导通不同的线路，并且只能同时导通一路线路，例如第一切换模块142以及第二切换模块143可以是多路选择开关，只能同时导通多路选择开关的输入端与多路输出中的其中一路，当然第一切换模块142以及第二切换模块143也可以为继电器，或者第一切换模块142以及第二切换模块143均为绝缘栅双极型晶体管。

继续参见图2，在上述各发明实施例的基础上，本发明实施例中，该电池系统还包括：车载充电机15，车载充电机15分别与正极母线12和负极母线13连接。

应当说明的是，该电池系统还包括：与车载充电机15连接的慢充接口16。

继续参见图2，在上述各发明实施例的基础上，本发明实施例中，该电池系统还包括：高压盒17，高压盒17分别与正极母线12和负极母线13连接。

应当说明的是，该电池系统还包括：与高压盒17连接的快充接口18。

如图3所示，为本发明实施例提供的电池系统进行快充时的示意图，其中第一切换模块142导通第一电池组111和二极管141，第二切换模块143导通二极管141和第二电池组112，从而使得第一电池组111与第二电池组112串联连接，电池系统可以承受较高的充电电压。

如图4所示，为本发明实施例提供的电池系统进行慢充时的示意图，其中第一切换模块142导通第一电池组111和负极母线13，第二切换模块143导通正极母线12和第二电池组112，从而使得第一电池组111与第二电池组112并联连接，电池系统可以通过较低的充电电压进行充电。

依据本发明的又一个方面，提供了一种电动汽车，包括上述各发明实施例提供的电池系统。

本发明实施例中，通过控制切换电路的工作状态，将电池系统中电池组之间的连接关系，在串联连接和并联连接之间进行切换；可以在快充充电时控制切换电路工作于第一状态，将电池组之间进行串联，在慢充充电时控制切换电路工作于第二状态，将电池组并联连接于正极母线和负极母线之间，从而扩大电池系统的充电电压范围，使得电池系统可以承受较高的充电电压，安装较低电压的电池系统也可以具备快充功能。

如图5所示，依据本发明的又一个方面，提供了一种充电方法，应用于上述发明实施例提供的电池系统，该充电方法包括：

S11：判断电池系统充电时的充电类型，充电类型包括：直流快充和交流慢充；

应当说明的是，电池系统进行直流快充时，采用较高电压的直流电对电池系统的电池组进行充电；电池系统进行直流慢充时，采用较低电压的交流电对电池系统的电池组进行充电。

S12：在电池系统的充电类型为直流快充时，控制切换电路工作于第一状态；

S13：在电池系统的充电类型为交流慢充时，控制切换电路工作于第二状态。

应当说明的是，步骤S12和步骤S13没有先后顺序。

本发明实施例中，通过控制切换电路的工作状态，将电池系统中电池组之间的连接关系，在串联连接和并联连接之间进行切换；可以在快充充电时控制切换电路工作于第一状态，将电池组之间进行串联，在慢充充电时控制切换电路工作于第二状态，将电池组并联连接于正极母线和负极母线之间，从而扩大电池系统的充电电压范围，使得电池系统可以承受较高的充电电压，安装较低电压的电池系统也可以具备快充功能。

在上述发明实施例的基础上，本发明实施例中，判断电池系统充电时的充电类型的步骤包括：

检测与电动汽车的充电口完全连接的充电枪的类型，充电口分别与正极母线和负极母线连接；

若充电枪为快充枪，则电池系统的充电类型为直流快充；

若充电枪为慢充枪，则电池系统的充电类型为交流慢充。

在上述各发明实施例的基础上，本发明实施例中，判断电池系统充电时的充电类型的步骤包括：

检测电动汽车的充电口的充电电压；

若充电电压大于预设电压值时，则电池系统的充电类型为直流快充；

若充电电压小于或者等于预设电压值时，则电池系统的充电类型为交流慢充。

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，也可以是电连接或可以互相通讯；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。

尽管已描述了本发明实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明实施例范围的所有变更和修改。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。

Claims (10)

1.一种电池系统，其特征在于，包括：

依次连接的多个电池组，其中首部的所述电池组的正极与正极母线连接，尾部的所述电池组的负极与负极母线连接；

相邻两个电池组之间设置有切换电路，所述切换电路包括有第一状态和第二状态，其中，工作在所述第一状态下的所述切换电路将所述相邻两个电池组串联连接，工作在第二状态下的所述切换电路将所述相邻两个电池组并联连接于所述正极母线和所述负极母线之间。

2.根据权利要求1所述的电池系统，其特征在于，所述切换电路包括：一二极管、一第一切换模块以及一第二切换模块，所述相邻两个电池组中的第一电池组的负极与所述第一切换模块的输入端连接，所述第一切换模块的第一输出端与所述二极管的正极连接，所述第一切换模块的第二输出端与所述负极母线连接；所述二极管的负极与所述第二切换模块的第二输出端连接，所述第二切换模块的第一输出端与所述正极母线连接，所述第二切换模块的输入端与所述相邻两个电池组中的第二电池组的正极连接。

3.根据权利要求1所述的电池系统，其特征在于，所述电池组的数量为2。

4.根据权利要求1所述的电池系统，其特征在于，还包括：车载充电机，所述车载充电机分别与所述正极母线和所述负极母线连接。

5.根据权利要求4所述的电池系统，其特征在于，还包括：与所述车载充电机连接的慢充接口。

6.根据权利要求1所述的电池系统，其特征在于，还包括：高压盒，所述高压盒分别与所述正极母线和所述负极母线连接。

7.根据权利要求6所述的电池系统，其特征在于，还包括：与所述高压盒连接的快充接口。

8.一种充电方法，其特征在于，应用于如权利要求1-7任一项所述的电池系统，包括：

判断所述电池系统充电时的充电类型，所述充电类型包括：直流快充和交流慢充；

在所述电池系统的充电类型为直流快充时，控制切换电路工作于第一状态；

在所述电池系统的充电类型为交流慢充时，控制切换电路工作于第二状态。

9.根据权利要求8所述的充电方法，其特征在于，所述判断所述电池系统充电时的充电类型的步骤包括：

检测与电动汽车的充电口完全连接的充电枪的类型，所述充电口分别与正极母线和负极母线连接；

若所述充电枪为快充枪，则所述电池系统的充电类型为直流快充；

若所述充电枪为慢充枪，则所述电池系统的充电类型为交流慢充。

10.根据权利要求8所述的充电方法，其特征在于，所述判断所述电池系统充电时的充电类型的步骤包括：

检测电动汽车的充电口的充电电压；

若所述充电电压大于预设电压值时，则所述电池系统的充电类型为直流快充；

若所述充电电压小于或者等于预设电压值时，则所述电池系统的充电类型为交流慢充。