CN110450675B - 一种动力电池系统、控制方法和电动汽车 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电动汽车领域，尤其涉及一种动力电池系统、控制方法和电动汽车。一种动力电池系统，包括：动力电池组；BMS：控制所述动力电池组与整车的连接；开关电源：与所述动力电池组连接，用于为整车及所述BMS低压供电。相较于现有技术，本发明提供的一种动力电池系统，使用开关电源代替车载低压电池组以及直流变压器，将同为能量储存功能的低压电源去除，使用所述开关电源为整车的低压元件以及BMS供电，在保证整车功能不受损的情况下，减轻整车质量。

Description

一种动力电池系统、控制方法和电动汽车

技术领域

本发明涉及电动汽车领域，尤其涉及一种动力电池系统、控制方法和电动汽车。

背景技术

随着能源问题日益恶化，新能源动力汽车开始被大力发展，而新能源汽车中，电动汽车领域十分关键，电动汽车最关键的是动力电池系统，现在市场上的电动车电池系统的基本架构都是动力电池系统+车载低压电源的模式，此方案有一定的优势，可以保证车辆低压设备及电池系统的低压部分可以有稳定的低压电源供应，保证整车的正常使用。但是，目前在电动汽车领域，对电动车的整车质量要求以及制作成本都控制的很严格，车企急需降低整车质量和制作成本的但是不能将相应的功能去除的技术。

申请号为201410724592.1的专利文献公开了一种电动汽车车载充电机及车载DC/DC(在直流电路中将一个电压值的电能变为另一个电压值的电能的装置)一体化集成系统，也要包括12V低压蓄电池，这是典型的动力电池+低压蓄电池的技术方案，这就造成了车载低压电源和动力电池系统同样作为能源储存单元，功能有所重复，不仅占用一定的空间，还造成整车质量增加。

因此现有技术还有待改进和提高。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种动力电池系统、控制方法和电动汽车，用低压开关电源代替车载低压电池以及直流变压器，极大的降低了整车质量，并且制作成本大大降低。

为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：

一种动力电池系统，包括：

动力电池组；

BMS：控制所述动力电池组与整车的连接；

开关电源：与所述动力电池组连接，用于为整车及所述BMS低压供电。

优选的所述的动力电池系统，还包括切断开关，与所述开关电源连接，用于控制所述开关电源与整车低压电路、所述BMS之间的连接。

优选的所述的动力电池系统，还包括供电继电模块：与所述动力电池组连接，用于为所述开关电源供电；所述BMS还用于控制所述供电继电模块的闭合与断开。

优选的所述的动力电池系统，还包括复位开关，所述复位开关与所述供电继电模块并联。

优选的所述的动力电池系统，还包括通讯连接器，用于所述开关电源与所述整车低压电路连接；

所述动力电池组通过充放电正极和充放电负极为整车高压电路连接；

所述动力电池的负极通过总负继电器与所述充放电负极连接，在所述动力电池与所述总负继电器之间装设分流器；

所述开关电源高压端负极连接在所述分流器所述和总负继电器之间；

所述开关电源的高压端正极通过所述供电继电模块与所述动力电池组的正极连接；

所述BMS还用与控制所述总负继电器的断开与闭合。

一种所述的系统的控制方法，包括步骤：

A、所述动力电池组的高压接入所述开关电源；

B、所述开关电源向整车低压元件和所述BMS低压供电；

C、所述BMS在第一预定时间内自检是否存在故障，若是，则上报故障；若否，则控制所述动力电池组向整车高压供电。

优选的所述的控制方法，在所述步骤A之前还包括：

A0、闭合所述切断开关。

优选的所述的控制方法，在所述步骤A之前还包括：

A1、闭合所述复位开关。

优选的所述的控制方法，所述步骤C具体包括：

C1、所述BMS在第一预定时间内自检是否存在故障，若是，则上报故障；若否，则执行步骤C2；

C2、控制所述供电继电模块闭合；

C3、在第二预定时间内，所述供电继电模块是否供电，若是，则执行步骤C4；若否，则上报故障；

C4、闭合所述总负继电器闭合；

C5、在第三预定时间内是否检测到所述动力电池组高压输出，若是，则上报仪表盘，完成上电，断开所述复位开关；若否，则上报故障。

一种电动汽车，包括所述的动力电池系统。

相较于现有技术，本发明提供的一种动力电池系统，使用开关电源代替车载低压电池组以及直流变压器，将同为能量储存功能的低压电源去除，使用所述开关电源为整车的低压元件以及BMS供电，在保证整车功能不受损的情况下，减轻整车质量。

附图说明

图1是本发明提供的动力电池系统的结构框图；

图2是本发明提供的控制方法的流程图；

图3是本发明提供的一种实施例的流程图。

BMS(BATTERY MANAGEMENT SYSTEM，电池管理系统)

附图标记说明

1、动力电池组；2、BMS；3、开关电源；4、切断开关；5、供电继电模块；6、复位开关；7、通讯连接器；8、总负继电器；9、分流器。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

本发明提供一种动力电池系统，包括：动力电池组1，用于控制所述动力电池组1与整车连接的BMS2，以及用于与所述动力电池组1连接，为整车和所述BMS2低压供电的开关电源3。

具体的，将通用方案中的车载低压电源以及直流变压器省去，取而代之是在电池系统内部加入所述开关电源3，所述开关电源3优选为12V开关电源3；所述开关电源3较车载低压电源以及直流变压器，价格大大降低，在一吨质量的整车设备车辆系统中，质量减轻约为4％，所述开关电源3的输入端电压平台的输入范围既适用于平台系统电压为72-108V的低速车动力电池系统，也适用于一些高电压平台的车辆系统，能够稳定的低压输出12V电压电源，进一步的，在不同的电动车低压元件的不同电压需求下，所述开关电源3的输出电源电压为9-36V。

本实施例中，还包括切断开关4，所述切断开关4与所述开关电源3连接，用于控制所述开关电源3与整车低压电路、所述BMS2之间的连接。在使用中，闭合所述切断开关4，则所述开关电源3向所述BMS2和整车低压电路接通供电，在所述BMS2检测到低压电路正常启动后，则控制所述动力电池组1与整车的高压电路接通。

本实施例中，还包括供电继电模块5，所述开关电源3通过所述供电继电模块5与所述动力电池组1连接，可以有效保障所述开关电源3的安全运行。此时，所述BMS2还用于控制所述供电继电模块5的闭合与断开。

作为优选方案，本系统还包括与所述供电继电模块5并联的复位开关6，所述复位开关6的功能是为所述开关电源3进行复位供电。

具体的，本实施例中的系统还包括：

还包括通讯连接器7，用于所述开关电源3与所述整车低压电路连接；

所述动力电池组1通过充放电正极和充放电负极为整车高压电路连接；

所述动力电池的负极通过总负继电器8与所述充放电负极连接，在所述动力电池与所述总负继电器8之间装设分流器9；

所述开关电源3高压端负极连接在所述分流器9所述和总负继电器8之间；

所述开关电源3的高压端正极通过所述供电继电模块5与所述动力电池组1的正极连接；

所述BMS2还用与控制所述总负继电器8的断开与闭合。

将所述动力电池组1的负极端区域，通过所述分流器9和所述总负继电器8与所述充放电负极连接，在所述分流器9与所述总负继电器8的中间位置取一点通过导线连接所述开关电源3高压输入端，取所述分流器9和所述总负继电器8的中间位置点的原因在于：1、可以采集到低压耗电的电流；2由于整车系统不设置低压电源，所以需要在所述总负继电器8前端取点进行低压转换，才可以驱动所述BMS2和整车的低压元件。

将所述动力电池组1的正极端取一点通过导线与所述供电继电模块5连接，所述供电继电模块5再经导线连接所述开关电源3的高压输入端，由所述供电继电模块5的两端分别引出导线通过所述通讯连接器7上的孔位、高压输出线和高压输入线将电池系统外部的按钮所述复位开关6与所述供电继电模块5并联，此方式连接的目的在于驾驶者可以通过电池系统外部的所述复位开关6控制电池系统转化低压并启动高压，并且在按下所述复位开关6低压启动后可以通过所述BMS2控制所述供电继电模块5闭合从而保持低压电的供应。

在具体实施中，整车需要运行启动时，首先闭合所述切断开关4，然后长按所述复位开关6，动力电池的高压接入所述开关电源3，所述开关电源3输出稳定低压电源，激活所述BMS2和整车低压元件部分，所述BMS2激活后闭合所述供电继电模块5、所述总负继电器8，整车检测到高压并上报高压上电成功，当整车显示高压上电成功后可以松开复位开关6，完成上电；所述切断开关4安装于电池系统外部整车驾驶人员操作位置，防止当所述供电继电器出现粘连情况时，动力电池系统一直供应低压系统电量而导致的动力电池系统过放电，损坏电池。

实施例2

本发明还提供一种动力电池系统的控制方法，包括步骤：

S100、所述动力电池组1的高压接入所述开关电源3；

S200、所述开关电源3向整车低压元件和所述BMS2低压供电；

S300、所述BMS2在第一预定时间内自检是否存在故障，若是，则上报故障；若否，则控制所述动力电池组1向整车高压供电。

作为优选方案，在所述步骤S100之前还包括：

S101、闭合所述切断开关4。

在具体实施中，所述步骤S100之前还包括：

S102、闭合所述复位开关6。

具体的，所述步骤S300包括步骤：

S301、所述BMS2在第一预定时间内自检是否存在故障，若是，则上报故障；若否，则执行步骤S302；

S302、控制所述供电继电模块5接通；

S303、在第二预定时间内，所述供电继电模块5是否供电，若是，则执行步骤S304；若否，则上报故障；

S304、闭合所述总负继电器8接通；

S305、在第三预定时间内是否检测到所述动力电池组1高压输出，若是，则上报仪表盘，完成上电，断开所述复位开关6；若否，则上报故障。

具体在实施中，首先控制所述切断开关4闭合，使所述开关电源3能够与整车低压电路连接，然后按下所述复位开关6，使所述动力电池组1向所述开关电源3高压供电，所述开关电源3将高压电转换成低压电向所述BMS2以及整车低压电路供电，所述BMS2在200ms内检测是否存在故障，若存在故障就上报故障警告信息，若是没有故障就闭合所述供电继电模块5，然后所述BMS2检测所述供电继电模块5在300ms内是否闭合，若没有闭合则上报故障警告信息，是闭合成功则控制所述总负继电器8闭合，所述动力电池组1想整车高压电路供电，然后，整车检测300ms内是否检测到所述动力电池组1的高压输出，若没有检测到就上报故障警告信息，若是检测到所述高压输出，则上报仪表盘，完成上电，断开所述复位开关6。

实施例3

本发明还提供一种电动汽车，所述电动汽车包括实施例中的动力电池系统，不需要另外装载低压电池，就可以实现低压控制整车高压启动，并且可以有效降低整车重量。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种动力电池系统，其特征在于，包括：

动力电池组：用于为整车供电；

BMS：控制所述动力电池组与整车的连接；

开关电源：与所述动力电池组连接，用于为整车及所述BMS低压供电

供电继电模块：与所述动力电池组连接，用于为所述开关电源供电；所述BMS还用于控制所述供电继电模块的闭合与断开；

复位开关，所述复位开关与所述供电继电模块并联。

2.根据权利要求1所述的动力电池系统，其特征在于，还包括切断开关，与所述开关电源连接，用于控制所述开关电源与整车低压电路、所述BMS之间的连接。

3.根据权利要求2所述的动力电池系统，其特征在于，还包括通讯连接器，用于所述开关电源与所述整车低压电路连接；

所述动力电池组通过充放电正极和充放电负极为整车高压电路连接；

所述动力电池的负极通过总负继电器与所述充放电负极连接，在所述动力电池与所述总负继电器之间装设分流器；

所述开关电源高压端负极连接在所述分流器和所述总负继电器之间；

所述开关电源的高压端正极通过所述供电继电模块与所述动力电池组的正极连接；

所述BMS还用与控制所述总负继电器的断开与闭合。

4.一种如权利要求1-3任一项所述的系统的控制方法，其特征在于，包括步骤：

A、所述动力电池组的高压接入所述开关电源；

B、所述开关电源向整车低压元件和所述BMS低压供电；

C、所述BMS在第一预定时间内自检是否存在故障，若是，则上报故障；若否，则控制所述动力电池组向整车高压供电。

5.根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于，在所述步骤A之前还包括：

A0、闭合切断开关。

6.根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于，在所述步骤A之前还包括：

A1、闭合所述复位开关。

7.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，所述步骤C具体包括：

C1、所述BMS在第一预定时间内自检是否存在故障，若是，则上报故障；若否，则执行步骤C2；

C2、控制所述供电继电模块闭合；

C3、在第二预定时间内，所述供电继电模块是否供电，若是，则执行步骤C4；若否，则上报故障；

C4、闭合总负继电器；

C5、在第三预定时间内是否检测到所述动力电池组高压输出，若是，则上报仪表盘，完成上电，断开所述复位开关；若否，则上报故障。

8.一种电动汽车，其特征在于，包括权利要求1-3任一项所述的动力电池系统。