CN109795370A - 一种新能源汽车的双源输出动力电池包 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种新能源汽车的双源输出动力电池包，包括动力电池模块、启动电源模块、双向DC/DC模块以及电池管理模块；所述动力电池模块、所述启动电源模块、所述双向DC/DC模块以及所述电池管理模块设置在同一动力电池包箱体内；所述动力电池模块电连接于所述双向DC/DC模块的高压端；所述启动电源模块电连接于所述双向DC/DC模块的低压端；所述电池管理模块用于检测所述动力电池模块和所述启动电源模块的存储电能，当所述动力电池模块的存储电能低于第一预设值而所述启动电源的存储电能高于第二预设值时，所述电池管理模块控制所述双向DC/DC模块使所述启动电源模块向所述动力电池模块放电，达到启动电源对所述动力电池模块进行充电。
Description
技术领域
本发明属于新能源汽车技术领域，更具体地说，是涉及一种新能源汽车的双源输出动力电池包。
背景技术
在新能源汽车整车设计制造中，由于整车由大量传感器、动力系统(动力电池、驱动电机、电机控制器)及整车附件(PTC、空调、油泵、气泵、T-BOX、VCU、BMS、BCM等)等电气元件组成，这些电气元件均需要额定12V、24V等低压电源作为启动和工作电源，所以整车需安装启动电源作为整车低压供电来源。市场上绝大部分采用铅酸蓄电池作为启动电源。启动电源需要DC/DC模块集成于配电箱内部或者单独布置于整车上，通过DC/DC模块将动力电池高压电转换为低压电储存于启动电源中。当动力电池的电能不足时，动力电池需要快速进行补充电能，以保证动力电池对整车进行高压供电。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新能源汽车的双源输出动力电池包，以解决现有技术中存在的当动力电池的电能不足时，动力电池需要快速进行补充电能，以保证动力电池对整车进行高压供电的技术问题。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种新能源汽车的双源输出动力电池包，包括动力电池模块、启动电源模块、双向DC/DC模块以及电池管理模块；
所述动力电池模块、所述启动电源模块、所述双向DC/DC模块以及所述电池管理模块设置在同一动力电池包箱体内；
所述动力电池模块电连接于所述双向DC/DC模块的高压端；
所述启动电源模块电连接于所述双向DC/DC模块的低压端；
所述电池管理模块用于检测所述动力电池模块和所述启动电源模块的存储电能，当所述动力电池模块的存储电能低于第一预设值而所述启动电源的存储电能高于第二预设值时，所述电池管理模块控制所述双向DC/DC模块使所述启动电源模块向所述动力电池模块放电。
进一步地，所述电池管理模块还用于检测所述动力电池模块的输出功率，当所述动力电池模块的输出功率低于第三预设值时，所述电池管理模块控制所述双向DC/DC模块使所述启动电源模块向所述动力电池模块放电。
进一步地，还包括高压接触器，所述高压接触器用于控制所述双向DC/DC模块与所述动力电池模块之间的导通或截止。
进一步地，还包括高压熔断器，所述高压熔断器用于串联在所述双向DC/DC模块的一高压端。
进一步地，所述动力电池包还包括低压接触器，所述低压接触器用于控制所述启动电源模块的输出端与用电器的连接或断开。
进一步地，所述动力电池包还包括低压熔断器，所述低压熔断器串联于所述启动电源模块的一输出端。
进一步地，所述双向DC/DC模块和所述动力电池模块固定在冷却板上。
进一步地，所述冷却板上固定有第一舱室和第二舱室，所述动力电池模块位于所述第一舱室内，所述双向DC/DC模块和所述启动电源模块位于所述第二舱室内。
进一步地，所述启动电源模块与所述双向DC/DC模块固定连接。
进一步地，所述电池管理模块还用于检测所述动力电池模块是否发生故障，当所述动力电池模块发生故障时，所述电池管理模块控制所述双向DC/DC模块将所述启动电源模块的低压转换为高压。
本发明提供的一种新能源汽车的双源输出动力电池包的有益效果在于：与现有技术相比，本发明的动力电池模块为电动汽车的主能量源，一般为大功率电池组。动力电池模块的存储电能在整车需要的时候释放电能。启动电源模块为电气元气件提供额定12V、24V等低压电源作为启动和工作电源。在启动电源模块的存储电能不足的时候将动力电池模块的存储电能通过双向DC/DC模块充进启动电源模块中；在启动电源模块的电量充足但是动力电池模块的电量不足的时候，电池管理模块控制双向DC/DC模块使启动电源模块的存储电能向动力电池模块进行补充，动力电池模块的电能得到了快速的补充，保证动力电池模块能够进行正常的高压供电，保证了整车的正常的运行。启动电源模块相当于动力电池模块组成的一部分，即启动电源模块的电量算在动力电池模块的电量中，动力电池模块的能量密度影响很小。动力电池包箱体防护等级较高，且具有良好的散热系统，动力电池包具有启动电源模块，使启动电源模块使用动力电池包的散热系统和防护结构，使启动电源模块不易发生短路现象。该动力电池包使新能源汽车得到升级和改善。该动力电池包提高了启动电源模块的寿命，提高了启动电源模块的靠性，提高整车安全性的目标。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种新能源汽车的双源输出动力电池包的内部电路示意图一；
图2为本发明实施例提供动力电池包的第一舱室和第二舱室的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的动力电池包的双向DC/DC模块和启动电源模块的集成示意图。
其中，图中各附图标记：
1、动力电池模块；11、正母线；12、负母线；2、启动电源模块；3、双向DC/DC模块；4、高压接触器；41、高压熔断器；5、低压接触器；51、低压熔断器；6、冷却板；61、第一舱室；62、第二舱室；71、第一壳体；72、第二壳体；8、动力电池包箱体；9、电池管理模块。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“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，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”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一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
请参阅图1，现对本发明提供的一种新能源汽车的双源输出动力电池包进行说明。一种新能源汽车的双源输出动力电池包，包括动力电池模块1、启动电源模块2、双向DC/DC模块3以及电池管理模块9；
所述动力电池模块1、所述启动电源模块2、所述双向DC/DC模块3以及所述电池管理模块9设置在同一动力电池包箱体8内；
动力电池模块1电连接于双向DC/DC模块3的高压端；
启动电源模块2电连接于双向DC/DC模块3的低压端；
电池管理模块9用于检测动力电池模块1和启动电源模块2的存储电能，当动力电池模块1的存储电能低于第一预设值而启动电源的存储电能高于第二预设值时，电池管理模块9控制双向DC/DC模块3使启动电源模块2向动力电池模块1放电。
本发明提供的一种新能源汽车的双源输出动力电池包，与现有技术相比，动力电池模块1为电动汽车的主能量源，一般为大功率电池组。动力电池模块1的存储电能在整车需要的时候释放电能。启动电源模块2为电气元气件提供额定12V、24V等低压电源作为启动和工作电源。在启动电源模块2的存储电能不足的时候将动力电池模块1的存储电能通过双向DC/DC模块3充进启动电源模块2中；在启动电源模块2的电量充足但是动力电池模块1的电量不足的时候，电池管理模块9控制双向DC/DC模块3使启动电源模块2的存储电能向动力电池模块1进行补充，动力电池模块1的电能得到了快速的补充，保证动力电池模块1能够进行正常的高压供电，保证了整车的正常的运行。启动电源模块2相当于动力电池模块1组成的一部分，即启动电源模块2的电量算在动力电池模块1的电量中，动力电池模块1的能量密度影响很小。动力电池包箱体8防护等级较高，且具有良好的散热系统，动力电池包具有启动电源模块2，使启动电源模块2使用动力电池包的散热系统和防护结构，使启动电源模块2不易发生短路现象。该动力电池包使新能源汽车得到升级和改善。该动力电池包提高了启动电源模块2的寿命，提高了启动电源模块2的靠性，提高整车安全性的目标。
具体的，动力电池模块1包括多个动力电池单体，多个动力电池单体串联在一起。
具体的，动力电池模块1、双向DC/DC模块3、启动电源模块2和电池管理模块9共用一个动力电池包箱体8。达到了优化整车布置空间，优化线束布置，减少整车制作成本。
具体的，双向DC/DC模块3与动力电池模块1通过线缆连接，双向DC/DC模块3与启动电源模块2通过线缆连接。
具体的，启动电源模块2通过CAN网络与启动电源模块2、动力电池模块1以及双向DC/DC模块3通信。
具体的，动力电池模块1的正极端连接有正母线11，动力电池模块1的负极端连接有负母线12。正母线11和负母线12用于连接用电设备。
具体的，双向DC/DC模块3的变压器采用隔离式变压器或非隔离式变压器。
具体的，启动电源模块2为铅酸蓄电池。
进一步地，请参阅图1，作为本发明提供的一种新能源汽车的双源输出动力电池包的一种具体实施方式，电池管理模块9还用于检测动力电池模块1的输出功率，当动力电池模块1的输出功率低于第三预设值时，电池管理模块9控制双向DC/DC模块3使启动电源向动力电池模块1放电。
在极端工况下动力电池模块1的输出功率不够时，可以通过电池管理模块9控制双向DC/DC模块3将启动电源模块2的存储电量转换为高压电，并输出到动力电池模块1中，即在动力电池模块1的输出功率不足时通过启动电源模块2进行功率补充，保障整车的功率需求能够满足。
进一步地，请参阅图1，作为本发明提供的一种新能源汽车的双源输出动力电池包的一种具体实施方式，还包括高压接触器4，高压接触器4用于控制双向DC/DC模块3与动力电池模块1之间的导通或截止。
具体的，高压接触器4串联在动力电池模块1的正极端和双向DC/DC模块3的高压端的正极之间。高压接触器4受控于电池管理模块9和整车控制器VCU(图中未示)进行吸合或断开，高压接触器4吸合时双向DC/DC模块3与动力电池模块1之间的导通，高压接触器4断开时，高压接触器4吸合时双向DC/DC模块3与动力电池模块1之间的截止。
进一步地，请参阅图1，作为本发明提供的一种新能源汽车的双源输出动力电池包的一种具体实施方式，还包括高压熔断器41，高压熔断器41用于串联在双向DC/DC模块3的一高压端。
具体的，动力电池模块1的正极端耦接于高压接触器4的一端，高压接触器4的另外一端耦接于高压熔断器41的一端，高压熔断器41的另外一端耦接于双向DC/DC模块3的高压端的正极。
进一步地，请参阅图1，作为本发明提供的一种新能源汽车的双源输出动力电池包的一种具体实施方式，还包括低压接触器5，低压接触器5用于控制启动电源模块2的输出端与用电器的连接或断开。
具体的，低压接触器5的一端耦接于启动电源模块2的输出端，低压接触器5的另一端连接于用电器的供电输入端。
优化的，低压接触器5可为手动开关。在长时间停车的情况下，可以手动关断低压接触器5，断掉整车低压，保证启动电源模块2的电量充足且不发生亏电现象。
进一步地，请参阅图1，作为本发明提供的一种新能源汽车的双源输出动力电池包的一种具体实施方式，动力电池包还包括低压熔断器51，低压熔断器51串联于启动电源模块2的一输出端。
低压熔断器51起到保护电路的作用。
具体的，启动电源模块2的正极端耦接于低压接触器5的一端，低压接触器5的另外一端耦接于低压熔断器51的一端，低压熔断器51的另外一端耦接于用电器的供电输入端。
进一步地，请参阅图2和图3，作为本发明提供的一种新能源汽车的双源输出动力电池包的一种具体实施方式，双向DC/DC模块3和动力电池模块1固定在冷却板6上。
冷却板6起到了散热的效果，保证了双向DC/DC模块3的散热效果，同时将双向DC/DC模块3和动力电池模块1集合在一起，减少了动力电池包在整车内占用的空间。
进一步地，请参阅图2和图3，作为本发明提供的一种新能源汽车的双源输出动力电池包的一种具体实施方式，冷却板6上固定有第一舱室61和第二舱室62，动力电池模块1位于第一舱室61内，双向DC/DC模块3和启动电源模块2位于第二舱室62内。
动力电池模块1设为高压模块。双向DC/DC模块3和启动电源模块2共同组成低压模块。该动力电池包采用第一舱室61和第二舱室62，将高压模块和低压模块进行隔离，充分保证安全的同时，便于高压模块和低压模块单独维修。第一舱室61和第二舱室62的分配不限定位置，可以根据不同设计需求进行布局。双向DC/DC模块3、启动电源模块2和动力电池模块1之间连接的线束布局更加合理。
进一步地，作为本发明提供的一种新能源汽车的双源输出动力电池包的一种具体实施方式，启动电源模块2与双向DC/DC模块3固定连接。
双向DC/DC模块3和启动电源模块2连接在一起，便于减少双向DC/DC模块3和启动电源模块2在整车上占用的空间，便于对双向DC/DC模块3和启动电源模块2进行安装和维护。
进一步地，请参阅图1，作为本发明提供的一种新能源汽车的双源输出动力电池包的一种具体实施方式，电池管理模块9还用于检测动力电池模块1是否发生故障，当动力电池模块1发生故障时，电池管理模块9控制双向DC/DC模块3将启动电源模块2的低压转换为高压。
在动力电池模块1故障无法工作时，将启动电源模块2的低压转换为高压输出给整车，保证行驶过程中能够为新能源车辆提供短时间的动力维持能力，为油泵电机进行高压供电，使油泵电机转向短时正常工作，让司机有反应时间对车辆进行控制。
具体的，电池管理模块9包括电压检测模块和判断模块。电压检测模块用于检测动力电池模块1的电池组的总电压和单体电池的电压并发送给判断模块；判断模块用于对接收到的电压值进行计算并对计算结构进行比较判断电池是否出现故障；检测系统还包括用于当电池出现故障时切断电池组放电回路的控制单元；判断模块包括计算单元和比较单元，比较单元与所述控制单元电连接；计算单元用于计算单体电池的电压总和，以及一定时间T内单体的电压变化量并发送给比较单元；比较单元用于比较电池组的总电压与单体电池的电压总和的关系，比较单体电池的电压是否等于0，比较电池组的总电压是否等于0，以及比较一定时间T内单体电池的电压变化是否大于设定值S。
优化的，电压检测模块包括用于检测电池组总电压的霍尔传感器以及用于检测单体电池电压的电压传感器，霍尔传感器与比较单元电连接，电压传感器与计算单元电连接。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种新能源汽车的双源输出动力电池包，其特征在于，包括动力电池模块、启动电源模块、双向DC/DC模块以及电池管理模块；
所述动力电池模块、所述启动电源模块、所述双向DC/DC模块以及所述电池管理模块设置在同一动力电池包箱体内；
所述动力电池模块电连接于所述双向DC/DC模块的高压端；
所述启动电源模块电连接于所述双向DC/DC模块的低压端；
所述电池管理模块用于检测所述动力电池模块和所述启动电源模块的存储电能，当所述动力电池模块的存储电能低于第一预设值而所述启动电源的存储电能高于第二预设值时，所述电池管理模块控制所述双向DC/DC模块使所述启动电源模块向所述动力电池模块放电。
2.如权利要求1所述的一种新能源汽车的双源输出动力电池包，其特征在于，所述电池管理模块还用于检测所述动力电池模块的输出功率，当所述动力电池模块的输出功率低于第三预设值时，所述电池管理模块控制所述双向DC/DC模块使所述启动电源模块向所述动力电池模块放电。
3.如权利要求1所述的一种新能源汽车的双源输出动力电池包，其特征在于，还包括高压接触器，所述高压接触器用于控制所述双向DC/DC模块与所述动力电池模块之间的导通或截止。
4.如权利要求3所述的一种新能源汽车的双源输出动力电池包，其特征在于，还包括高压熔断器，所述高压熔断器用于串联在所述双向DC/DC模块的一高压端。
5.如权利要求1所述的一种新能源汽车的双源输出动力电池包，其特征在于，所述动力电池包还包括低压接触器，所述低压接触器用于控制所述启动电源模块的输出端与用电器的连接或断开。
6.如权利要求4所述的一种新能源汽车的双源输出动力电池包，其特征在于，所述动力电池包还包括低压熔断器，所述低压熔断器串联于所述启动电源模块的一输出端。
7.如权利要求1所述的一种新能源汽车的双源输出动力电池包，其特征在于，所述双向DC/DC模块和所述动力电池模块固定在冷却板上。
8.如权利要求7所述的一种新能源汽车的双源输出动力电池包，其特征在于，所述冷却板上固定有第一舱室和第二舱室，所述动力电池模块位于所述第一舱室内，所述双向DC/DC模块和所述启动电源模块位于所述第二舱室内。
9.如权利要求1所述的一种新能源汽车的双源输出动力电池包，其特征在于，所述启动电源模块与所述双向DC/DC模块固定连接。
10.如权利要求1所述的一种新能源汽车的双源输出动力电池包，其特征在于，所述电池管理模块还用于检测所述动力电池模块是否发生故障，当所述动力电池模块发生故障时，所述电池管理模块控制所述双向DC/DC模块将所述启动电源模块的低压转换为高压。
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