CN109733212B - 一种电动汽车 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电动汽车驱动技术领域，具体涉及一种电动汽车，基于模块化的电芯组、电池管理系统、双向能量转换装置及母线系统，可以实现不同电池包的独立使用及联合使用，电池包的形式可以灵活设置，提高了电动汽车电池系统的可扩展性和灵活性，用户可以根据需求选择配置电池包的数量、型号，能够降低电动汽车电池系统的使用成本，避免电池资源的浪费，同时降低电动汽车充电或换电的难度，提高了电动汽车充电和换电的速度，电动汽车电池系统维护检修更为便捷，可以提高用户的使用体验。本发明提供的电动汽车架构中，每一个电池包都可以独立工作，即插即用，通过合理配置电池包的数量来减少电池资源的闲置浪费。

Description

一种电动汽车

技术领域

本发明涉及电动汽车技术领域，具体而言，涉及一种电动汽车。

背景技术

在当前的汽车工业中，电动汽车的电池系统通常有两种方案，一种是整块高压电池包方案；另一种是分块式低压电池包串并联成高压电池组方案。

目前常见的整块高压电池包，足以实现约400km的续航，但汽车平均行驶里程低于40km/天，意味着大部分时间整块高压电池包的大部分电池都处于相对空闲的状态，属于无效载重，且整块高压电池包充电耗时长，成本高，总体利用率低。此外，可换电的电动汽车的整块高压电池包必须整块替换，这意味着备用电池的最小单位也是整块高压电池，换电设备载重要求高，换电机械操作难度大。为了满足偶发的长续航里程需求，整块高压电池包的解决方案造成了电池资源的闲置，一定程度上是社会资源的浪费。

目前常见的分块式低压电池包串并联成高压电池组方案，从体积、质量上将整块高压电池包化整为零为多个分块式低压电池包，降低了换电设备载重要求，降低了换电设备的机械操作难度，但仍然需要一次替换所有分块式低压电池包，并且为了满足一致性要求，所有分块式低压电池包的电压、电量等性能指标必须极为接近，无法实现单个电池包级别的即插即用。随着充放电次数的增加，分块式电池包之间的差异性越来越大，导致分块式电池包的配组的难度越来越大。由于换电时仍然是整组替换，也不能从根本上减少备用电池包的数量，电池包的有效利用率仍然较低，一定程度上还是社会资源的浪费。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例的目的在于提供一种模块化电池系统、模块化分布式的电驱系统及电动汽车，以改善上述的问题。

本发明采用的技术方案如下：

本发明提供了一种电动汽车，所述电动汽车包括至少一个模块化电芯组、多个电池管理系统、多个双向能量转换装置、母线系统以及母线控制器，每一个所述模块化电芯组依次与一个电池管理系统、一个双向能量转换装置连接后与母线系统电连接，所述电池管理系统用于控制所述电芯组的工作状态，所述双向能量转换装置用于将所述模块化电芯组和所述母线系统之间的能量按照母线控制器预设的需求进行电压匹配和双向传递，所述母线系统还与汽车电气设备电连接，用于将所述电芯组提供的能量输送至所述汽车电气设备，或将汽车电气设备提供的能量传输至所述电芯组，通过灵活设置模块化电芯组、电池管理系统及双向能量转换装置，实现了电动汽车电池系统的可扩展性及灵活性，可以实现不同电池包的组合使用，降低了电动汽车的电池成本。

进一步地，所述电动汽车包括汽车本体，所述汽车本体设置有多个电池包接口，所述电池包接口依次通过所述电池管理系统、所述双向能量转换装置与所述母线系统电连接，所述模块化电芯组形成电池包，所述电池包可拆卸地与所述电池包接口连接。电芯组可以形成电池包，电池包通过电池包接口与电池管理系统、双向能量转换装置连接，可以实现不同电池包的灵活使用，提高了电动汽车电池系统的可扩展性及灵活性。

进一步地，所述电动汽车包括汽车本体，所述双向能量转换装置设置于所述汽车本体，所述汽车本体设置有多个电池包接口，所述双向能量转换装置的第一端与所述电池包接口电连接，所述双向能量转换装置的第二端与母线系统电连接，所述电池管理系统与所述模块化电芯组一体设置形成电池包，所述电池包可拆卸地与所述电池包接口连接。电芯组与电池管理系统可以形成电池包，电池包通过电池包接口和双向能量转换装置连接，可以实现不同电池包的灵活使用，提高了电动汽车电池系统的可扩展性及灵活性。

进一步地，所述电动汽车包括汽车本体，所述汽车本体设置有多个电池包接口，所述母线系统与所述电池接口电连接，所述双向能量转换装置及所述电池管理系统与所述模块化电芯组一体设置形成电池包，所述电池包可拆卸地与所述电池包接口连接。电芯组、电池管理系统及双向能量转换装置可以形成电池包，电池包通过电池包接口与母线系统电连接，可以实现不同电池包的灵活使用，提高了电动汽车电池系统的可扩展性及灵活性。

进一步地，每一个所述双向能量转换装置包括至少一个双向直流-直流变换器，所述双向直流-直流变换器包括第一端及第二端，所述双向直流-直流变换器的第一端与所述电池管理系统电连接，所述双向直流-直流变换器的第二端与所述母线系统电连接，或同另一个双向能量转换装置的第二端电连接后再与所述母线系统电连接，所述双向直流-直流变换器用于将所述模块化电芯组输出的能量按照预设的需求进行功率调节以及直流电压变换后输出至母线系统，或将母线系统的能量进行功率调节以及直流电压变换后经双向直流-直流变换器输出至所述模块化电芯组。所述双向能量转换装置设置有双向直流-直流变换器，能够实现能量的功率调整及直流电压变换，从而适配不同能量需求的直流设备。

进一步地，每一个所述双向能量转换装置包括至少一个双向直流-交流变换器，所述双向直流-交流变换器包括第一端及第二端，所述双向直流-交流变换器的第一端与所述电池管理系统电连接，所述双向直流-交流变换器的第二端与所述母线系统电连接，或同另一个双向能量转换装置的第二端电连接后再与所述母线系统电连接，所述双向直流-交流变换器用于将模块化电芯组输出的能量按照预设的需求进行功率调节以及直流-交流变换后输出至母线系统，或将母线系统的能量进行功率调节以及交流-直流电压变换后输出至所述模块化电芯组，所述双向能量转换装置设置有双向直流-交流变换器，能够实现能量的功率调整以及直流-交流变换，从而适配不同能量需求的交流设备。

进一步地，每一个所述双向能量转换装置包括双向直流-直流变换器和双向直流-交流变换器，用于将模块化电芯组输出的能量进行功率调节以及直流-直流变换和/或直流-交流变换后输出至所述母线系统，或将所述母线系统的能量进行功率变化及直流-直流电压变换和/或交流-直流电压变换后输出至所述模块化电芯组。所述双向能量转换装置可以同时对能量进行直流变换和交流变换，能够同时驱动直流设备和交流设备，提高了电动汽车电池系统的灵活性和通用性。

进一步地，所述电动汽车根据汽车电气设备的需求配置预设数量的电池包，以降低所述电动汽车充电或换电的难度，提高所述电动汽车充电和换电的速度。

进一步地，所述母线系统为直流母线系统、交流母线系统、交直流母线系统及链式多电平母线系统中的至少一种。

进一步地，所述电芯组包括至少一个电芯，不同的电芯组的电芯具有相同或不同的结构形态、相同或不同化学体系、相同或不同的串并联方式、相同或不同的使用历史、相同或不同的散热方式。

相对现有技术，本发明具有以下有益效果：

本发明提供了一种电动汽车，所述电动汽车包括至少一个模块化电芯组、多个电池管理系统、多个双向能量转换装置、母线系统以及母线控制器，每一个所述模块化电芯组依次与一个电池管理系统、一个双向能量转换装置连接后与母线系统电连接，所述电池管理系统用于控制所述电芯组的工作状态，所述双向能量转换装置用于将所述模块化电芯组和所述母线系统之间的能量按照母线控制器预设的需求进行电压匹配和双向传递，所述母线系统还与汽车电气设备电连接，用于将所述电芯组提供的能量输送至所述汽车电气设备，或将汽车电气设备提供的能量传输至所述电芯组，通过灵活设置模块化电芯组、电池管理系统及双向能量转换装置，实现了电动汽车电池系统的可扩展性及灵活性，可以实现不同电池包的组合使用，降低了电动汽车的电池成本，避免电池资源的浪费，同时降低电动汽车充电或换电的难度，提高了电动汽车充电和换电的速度，电动汽车电池系统维护检修更为便捷，可以提高用户的使用体验。

基于灵活设置的模块化电池包的热管理系统对电池一致性的管理优于传统整块电池包的热管理系统，模块化电池包管理的电芯数量较少，其一个模块化电池包内的局部温度分布一致性更强。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明提供的电动汽车的架构示意图。

图2为本发明提供的电池包的一种实施方式的示意图。

图3为本发明提供的电池包的另一种实施方式的示意图。

图4为本发明提供的电池包的另一种实施方式的示意图。

图5为本发明提供的双向能量转换装置的一种实施方式示意图。

图6为本发明提供的双向能量转换装置的另一种实施方式示意图。

图7为本发明提供的双向能量转换装置的另一种实施方式示意图。

图8为本发明提供的母线系统的一种实施方式的示意图。

图9为本发明提供的母线系统的另一种实施方式的示意图。

图10为电动汽车配置电池包的示意图。

图标：10-电动汽车；100-电池包；110-模块化电芯组；120-电池管理系统；130-双向能量转换装置；200-汽车本体；210-母线系统；220-母线控制器；230-电池包接口；240-汽车电气设备；241-电机驱动器；242-电机组件；243-其他电气设备。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。

在本发明的描述中，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。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、物品或者设备中还存在另外的相同要素。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例

本发明提供了一种电动汽车10，所述电动汽车10包括汽车电气设备240、母线系统210、母线控制器220、多个双向能量转换装置130、多个电池管理系统120以及至少一个模块化电芯组110。

每一个模块化电芯组110依次与电池管理系统120、双向能量转换装置130电连接后与母线系统210电连接，用于将所述模块化电芯组110储存的能量输出至母线系统210进行放电，或者将母线系统210中的能量反向储存至模块化电芯组110进行充电。所述电池管理系统120用于控制所述模块化电芯组110的工作状态，所述双向能量转换装置130用于将所述模块化电芯组110和所述母线系统210之间的能量按照母线控制器220预设的需求进行电压匹配和双向传递，汽车电气设备240均与母线系统210连接，所述汽车电气设备240用于实现车辆的控制、行驶、制动以及环境控制，所述汽车电气设备240包括驱动组件以及其他电气设备243，驱动组件包括电机驱动器241及电机组件242。母线控制器220用于在模块化电芯组110放电或充电的过程中，调控母线系统210的状态，根据母线系统210的电压波动情况及系统能量需求调节母线系统210的电压水平，同时协调各个模块化电芯组110的输出电压水平和功率，以满足系统稳定运行，

于本实施例中，所述电动汽车10包括汽车本体200及至少一个电池包100，汽车本体200上设置有电池包接口230，电池包100可拆卸地与所述电池包接口230连接。

请参阅图2，在本发明的一种实施方式中，模块化电芯组110可以独立地形成电池包100。可以理解地，所述汽车本体200设置有多个电池包接口230，一方面，电池包接口230用于连接可拆卸的电池包100，另一方面，电池包接口230依次通过所述电池管理系统120、所述双向能量转换装置130与所述母线系统210电连接。模块化电芯组110形成的电池包100与所述电池包接口230连接后即可正常工作，模块化电芯组110提供的能量经过电池管理系统120及所述双向能量转换装置130的变换，直接传输至母线系统210进行供电，母线系统210中富余的能量也可以通过双向能量转换装置130进行变换后输出至模块化电芯组110进行存储。

请参阅图3，在本发明的另一种实施方式中，所述电池管理系统120与所述模块化电芯组110一体设置形成电池包100。所述汽车本体200设置有多个电池包接口230，一方面，电池包接口230用于连接可拆卸的电池包100，另一方面，电池包接口230通过所述双向能量转换装置130与所述母线系统210电连接。例如，所述双向能量转换装置130设置于所述汽车本体200，所述双向能量转换装置130的第一端与所述电池包接口230电连接，所述双向能量转换装置130的第二端与母线系统210电连接。

可以理解地，当所述电池包100与所述电池包接口230连接时，模块化电芯组110提供的能量可以通过电池管理系统120及所述双向能量转换装置130的变换，直接传输至母线系统210进行供电，

请参阅图4，在本发明的另一种实施方式中，所述双向能量转换装置130及所述电池管理系统120与所述模块化电芯组110一体设置形成电池包100。所述汽车本体200设置有多个电池包接口230，一方面，电池包接口230与所述母线系统210电连接，另一方面，电池包接口230与电池包100可拆卸地连接。

当电池包100与所述电池包接口230连接后，模块化电芯组110提供的能量，经过电池管理系统120及所述双向能量转换装置130的变换后输出至母线系统210，带动汽车电气设备240进行工作。

于本实施例中，可以理解地，每一个电池包100均可以独立工作，通过双向能量转换装置130，不同的模块化电芯组110可以同时与母线系统210连接进行工作。即插即用，用户通过合理配置电池包100的数量来减少电池资源的闲置浪费，例如，在需要短途旅行时，减少电池包100的数量，减少电动汽车的无效载重，提高电池包100使用效率；在需要长途旅行时，增加电池包100的数量，以满足续航里程。最大程度减少了电池资源的无效使用，提高电池的综合有效利用率，有降低助于电动汽车10及其电池系统换电的成本，基于灵活设置的电池包100的热系统优于传统整块电池包100的一致性，局部的模块一致性更强。

电池管理系统120用于根据所述电池包100的温度信息、内部电路的电压降信号及使用环境控制所述电池包100的工作状态。电池管理系统120包括电芯电压采样线路、温度采样线路、线路压降采样线路、采样信号处理芯片、功率回路开关、热管理系统及微处理器及其控制程序等，电芯电压采样线路用于获取每一个电芯的电压信号，温度采样线路用于获取所述模块化电池包100的温度信息，线路压降采样线路用于获取所述模块化电池包100的内部线路电压降信号，所述采样信号处理芯片用于处理所有采样的电压温度等信号，判断所述模块化电池包100的工作状态，例如故障状态、正常工作状态等；功率回路开关用于在故障状态下切断电芯和电池包100其他组件之间(例如，双向能量转换装置130)的功率连接，热管理系统用于控制整个电池包100内的环境，使得所有设备在其允许的范围内工作，微处理器及其控制程序用于保证模块化电芯组110的稳定正常运行。

请参阅图5，于本实施例的一种实施方式中，每一个所述双向能量转换装置130包括至少一个双向直流-直流变换器，所述双向直流-直流变换器包括第一端及第二端，所述双向直流-直流变换器的第一端与所述电池管理系统120电连接，所述双向直流-直流变换器的第二端与所述母线系统210电连接，或同另一个双向能量转换装置130的第二端电连接后再与所述母线系统210电连接，所述双向直流-直流变换器用于将所述模块化电芯组110输出的能量按照预设的需求进行功率调节以及直流电压变换后输出至母线系统210，或将母线系统210的能量进行功率调节以及直流电压变换后经双向直流-直流变换器输出至所述模块化电芯组110。

需要说明的是，所述双向直流-直流变换器可以是cllc converter或是其他的直流变换器，本实施例对此不作限定，还可以是其他的可以实现相同或相似功能的器件。

所述预设的需求是指母线控制器220根据母线系统210的电压波动情况及系统能量需求调节母线系统210的电压水平，同时协调各个模块化电芯组110的输出电压水平和功率，以满足系统稳定运行，例如，电动汽车10配置了电池包A和电池包B，电池包A根据所述需求负担40％的能量输出，电池包B根据所述需求负担60％的能量输出。

于本实施例中，所述模块化电芯组110包括至少一个电芯，不同的模块化电芯组110的电芯具有相同或不同的结构形态、相同或不同化学体系、相同或不同的串并联方式、相同或不同的使用历史、相同或不同的散热方式。对于不同的电池包100而言，双向能量转换装置130根据不同的模块化电芯组110的实际状况进行能量转换，使不同的电池包100可以共同工作。

请参阅图6，作为另一种实施方式，每一个所述双向能量转换装置130包括至少一个双向直流-交流变换器，所述双向直流-交流变换器包括第一端及第二端，所述双向直流-交流变换器的第一端与所述电池管理系统120电连接，所述双向直流-交流变换器的第二端与所述母线系统210电连接，或同另一个双向能量转换装置130的第二端电连接后再与所述母线系统210电连接，所述双向直流-交流变换器用于将模块化电芯组110输出的能量按照预设的需求进行功率调节以及直流-交流变换后输出至母线系统210，或将母线系统210的能量进行功率调节以及交流-直流电压变换后输出至所述模块化电芯组110。

请参阅图7，作为另一种实施方式，每一个所述双向能量转换装置130包括双向直流-直流变换器和双向直流-交流变换器，用于将模块化电芯组110输出的能量进行功率调节以及直流变换和/或交流变换后输出至所述母线系统210，或将所述母线系统210的能量进行功率变化及直流-直流电压变换和/或交流-直流电压变换后输出至所述模块化电芯组110。

需要说明的是，每一个双向能量转换装置130所包含的双向直流-直流变换器和双向直流-交流变换器的数量并不是唯一的，可以是一个，也可以是多个。不同的双向直流-直流变换器和/或双向直流-交流变换器之间可以串联连接、可以并联连接，还可以串并联连接。

于本实施例中，电动汽车10可以设置有多个电池包100，不同的电池包100其电量状态可能不同，但不同的电池包100均连接至母线系统210，也即是说，不同的电池包100具有相同的母线需求，因此，不同的电池包100对应的双向能量转换装置130根据母线需求将各个电池包100的模块化电芯组110释放的能量进行转换，以适配母线需求为汽车电气设备240提供能源，从而实现不同能量状态、不同规格型号的电池包100的共同使用。电池包100根据母线系统210的电压变化剧烈程度，可以自行决定向母线系统210发出或是吸收功率的快慢，还可以在母线控制器220的控制下执行加快，或者减慢功率变化的指令。

对于不同形式的电池包100而言，电动汽车10根据汽车电气设备240负载的需求配置不同数量的电池包100，以降低所述电动汽车10充电或换电的难度，提高所述电动汽车10充电和换电的速度。

请参阅图10，在用户初期购买电动汽车10的时候，用户可选择配置任意数量的电池包100。例如，每个电池包100可提供约40km的续航，因此配置4个电池包100即可实现160km的续航里程。4个电池包100可提供80kW的峰值功率，可满足基本的加速需求。

在用户需要长途驾驶的时候，用户可选择购买或租赁6个或更多额外的电池包100，配置电池包100的上限根据电动汽车10预留的设置电池仓空间大小以及电池包接口230的数量决定，从而可以实现约400km或更多的续航里程，实现满续航能力，满足用户的长途出行需求。

于本实施例中，所述母线系统210为直流母线系统210、交流母线系统210、交直流母线系统210及链式多电平母线系统210中的至少一种。

例如，请参阅图8，图8示出了一个单母线系统210的基本结构，单母线系统210可以实现了多个电池包100的并联在一条母线上使用，单母线系统210由直流正母线(交流单相相母线)、直流负母线(交流单相零母线)、电池包100连接线、接插件、电气设备连接线、电机驱动器241连接线组成。

接插件作为电池包接口230的一种实施方式，可实现电池包100和母线系统210的接入和退出，在满足系统功率额定功率需求的情况下，退出1个或多个电池包100，只影响电动汽车10的续航，当退出的电池包100数量使得系统不满足电动汽车10额定功率需求时，电动汽车10进行降容运行。在一种优选实施方式中，当其他电气设备243、电机驱动器241和电机组件242为多相设备时，母线扩展为多相母线。

当其他电气设备243、电机驱动器241和电机组件242同时存在交流和直流负载时，母线系统210由交流母线和直流母线同时组成。

当其他电气设备243、电机驱动器241和电机组件242有双直流母线负载时，母线系统210为双直流母线。双直流母线可分别独立运行，也可以串联使用，由其他电气设备243、电机驱动器241和电机组件242决定。

请参阅图9，图9示出了一个单相链式多电平母线系统210的基本结构，链式多电平母线系统210实现了多个电池包100的多电平链式使用，常用于减小合成交流电压高频分量，提高母线电压等功能，合成交流电压其电平档位由电池包100的数量和电池包100的母线侧电压决定，N个电池包100时，链式多电平母线系统210的档位就是∑((+V1a，-V1a，0)，(+V2a，-V2a，0)，…，(+VNa，-VNa，0))，每一个电池包100的母线侧电压(V1a\V2a\VNa\V1b\V2b\VNb)可调，当一个电池包100退出后，接插件自动实现短接，电池包100的数量由N个变为N-1个，若电池包100母线侧电压不变，链式多电平母线的电压档位值就减少一个电平组合维度∑((+V1a，-V1a，0)，(+V2a，-V2a，0)，…，(+VN-1a，-VN-1a，0))，若要保持链式多电平母线系统210交流基本电压值不变，可以调整每一个电池包100的电压，使得∑((+V1b，-V1b，0)，(+V2b，-V2b，0)，…，(+VN-1b，-VN-1b，0))的波形的基波电压保持和∑((+V1a，-V1a，0)，(+V2a，-V2a，0)，…，(+VNa，-VNa，0))时一致。

图9所示仅为单相的母线系统210基本结构，当其他电气设备243、电机驱动器241和电机组件242为多相设备时，母线变为多相母线结构。

需要说明的是，前述的母线系统210结构仅仅是对本发明中母线系统210的解释说明，并非对本发明进行限制，母线系统210还可以是其他的结构。

综上所述，本发明提供了一种电动汽车，基于模块化的电芯组、电池管理系统、双向能量转换装置及母线系统，可以实现不同电池包的独立使用及联合使用，电池包的形式可以灵活设置；提高了电动汽车电池系统的可扩展性和灵活性，用户可以根据需求选择配置电池包的数量、型号，能够降低电动汽车电池系统的使用成本，避免电池资源的浪费，同时降低电动汽车充电或换电的难度，提高了电动汽车充电和换电的速度，电动汽车电池系统维护检修更为便捷，可以提高用户的使用体验。本发明提供的电动汽车架构中，每一个电池包都可以独立工作，即插即用，通过合理配置电池包的数量来减少电池资源的闲置浪费，在需要短途旅行时，减少电池包的数量，减少电动汽车无效载重，提高电池包使用效率；在需要长途旅行时，增加电池包的数量，以满足续航里程。最大程度减少了电池资源的无效使用，提高了电池的综合有效利用率，有助于电动汽车和换电系统的成本降低，有利于电动汽车的普及应用。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电动汽车，其特征在于，所述电动汽车包括至少一个模块化电芯组、多个电池管理系统、多个双向能量转换装置、母线系统以及母线控制器，每一个所述模块化电芯组依次与一个电池管理系统、一个双向能量转换装置连接后与母线系统电连接，所述电池管理系统用于控制所述电芯组的工作状态，所述双向能量转换装置用于将所述模块化电芯组和所述母线系统之间的能量按照母线控制器预设的需求进行电压匹配和双向传递，所述母线系统还与汽车电气设备电连接，用于将所述电芯组提供的能量输送至所述汽车电气设备，或将汽车电气设备提供的能量传输至所述电芯组。

2.根据权利要求1所述的电动汽车，其特征在于，所述电动汽车包括汽车本体，所述汽车本体设置有多个电池包接口，所述电池包接口依次通过所述电池管理系统、所述双向能量转换装置与所述母线系统电连接，所述模块化电芯组形成电池包，所述电池包可拆卸地与所述电池包接口连接。

3.根据权利要求1所述的电动汽车，其特征在于，所述电动汽车包括汽车本体，所述双向能量转换装置设置于所述汽车本体，所述汽车本体设置有多个电池包接口，所述双向能量转换装置的第一端与所述电池包接口电连接，所述双向能量转换装置的第二端与母线系统电连接，所述电池管理系统与所述模块化电芯组一体设置形成电池包，所述电池包可拆卸地与所述电池包接口连接。

4.根据权利要求1所述的电动汽车，其特征在于，所述电动汽车包括汽车本体，所述汽车本体设置有多个电池包接口，所述母线系统与所述电池包接口电连接，所述双向能量转换装置及所述电池管理系统与所述模块化电芯组一体设置形成电池包，所述电池包可拆卸地与所述电池包接口连接。

5.根据权利要求1～4任意一项所述的电动汽车，其特征在于，每一个所述双向能量转换装置包括至少一个双向直流-直流变换器，所述双向直流-直流变换器包括第一端及第二端，所述双向直流-直流变换器的第一端与所述电池管理系统电连接，所述双向直流-直流变换器的第二端与所述母线系统电连接，或同另一个双向能量转换装置的第二端电连接后再与所述母线系统电连接，所述双向直流-直流变换器用于将所述模块化电芯组输出的能量按照预设的需求进行功率调节以及直流电压变换后输出至母线系统，或将母线系统的能量进行功率调节以及直流电压变换后经双向直流-直流变换器输出至所述模块化电芯组。

6.根据权利要求1～4任意一项所述的电动汽车，其特征在于，每一个所述双向能量转换装置包括至少一个双向直流-交流变换器，所述双向直流-交流变换器包括第一端及第二端，所述双向直流-交流变换器的第一端与所述电池管理系统电连接，所述双向直流-交流变换器的第二端与所述母线系统电连接，或同另一个双向能量转换装置的第二端电连接后再与所述母线系统电连接，所述双向直流-交流变换器用于将模块化电芯组输出的能量按照预设的需求进行功率调节以及直流-交流变换后输出至母线系统，或将母线系统的能量进行功率调节以及交流-直流电压变换后输出至所述模块化电芯组。

7.根据权利要求1～4任意一项所述的电动汽车，其特征在于，每一个所述双向能量转换装置包括双向直流-直流变换器和双向直流-交流变换器，所述双向直流-直流变换器和所述双向直流-交流变换器并联，用于将模块化电芯组输出的能量进行功率调节以及直流变换和/或交流变换后输出至所述母线系统，或将所述母线系统的能量进行功率变化及交流-直流电压变换和/或直流-直流电压变换后输出至所述模块化电芯组。

8.根据权利要求2～4任意一项所述的电动汽车，其特征在于，所述电动汽车根据汽车电气设备的需求配置预设数量的模块化电池包，以降低所述电动汽车充电或换电的难度，提高所述电动汽车充电和换电的速度。

9.根据权利要求1所述的电动汽车，其特征在于，所述母线系统为直流母线系统、交流母线系统、交直流母线系统及链式多电平母线系统中的至少一种。

10.根据权利要求1所述的电动汽车，其特征在于，所述电芯组包括至少一个电芯，不同的电芯组的电芯具有相同或不同的结构形态、相同或不同化学体系、相同或不同的串并联方式、相同或不同的使用历史、相同或不同的散热方式。

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