CN112208390A - 新能源汽车用通用型附加电池包系统及新能源汽车 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了新能源汽车用通用型附加电池包系统及新能源汽车，涉及电动汽车技术领域。本发明提供新能源汽车用通用型附加电池包系统，包括电池管理系统、附加电池包模块，附加电池包模块包括DC/DC变换器和附加电池包单元，DC/DC变换器与电池管理系统通信连接；附加电池包单元与DC/DC变换器电连接，附加电池包单元由多个电池单体串联形成。本发明根据驾驶员需求自主选择增加相应附加的附加电池包模块，通过自主增加的附加电池包模块数量，提供额外的续航里程。在充电站所有充电桩均在使用时，可以由驾驶员选择使用该附加电池包模块为整车进行充电，可边行驶边充电节约充电等待时间，也可充满电再行驶。

Description

新能源汽车用通用型附加电池包系统及新能源汽车
技术领域
本发明涉及新能源汽车技术领域，具体是涉及一种新能源汽车用通用型附加电池包系统及新能源汽车。
背景技术
新能源汽车的发展方向是未来汽车技术的主流，这个观点已被大众说接收。当前国际社会均在大力发展及提倡新能源汽车的应用，我国在新能源汽车的研发上起步较晚，但是投入力度大，截至目前已经成为全球新能源汽车应用规模最大范围最广的国家。动力电池作为新能源汽车的核心部件，目前已经成为掣肘新能源汽车发展的关键点。受限于动力电池能量密度，当前新能源汽车向私人领域扩展普遍存在续航里程焦虑问题。众所周知，电池技术的发展受限于物理、化学等基础学科，基础学科的发展不是一蹴而就的，重大技术的突破需要时间的积累，所以电池能量密度在短期内无法获得较大幅度的提升，从而解决续航里程焦虑问题。
就目前而言，为了解决续航里程焦虑问题，一般采用3种方案：
方案1：采用堆电量的方案，尽可能在整车布置更多的电池，用更高的电量支持更长的续航里程。这种方案能显著提升新能源汽车的续航里程，但是同时存在几个缺点：A、车身重量显著增加，电耗也会相应增高:，无法呈现续航里程随电量成线性增加的效果；B、整车成本显著提高，整车厂及消费者难以接受。
方案2：提高充电的便利性，提高充电功率缩短充电时间及增加充电站的分布密度。对于这种方案，存在以下几个问题：A、提高充电功率的方法为提高电池包电压或者增大充电电流，而提高电池包电压会对其他高压部件的选型产生影响；增大充电电流受限于当前电池的充放电倍率，也会对于电池产生不良影响带来安全性隐患。充电功率过大，若同时多辆车以最大功率充电会对电网产生极大的负荷，不利于电网平衡，也对充电站的建设要求极高。B、增加充电站的分布密度，此方法能方便驾驶员快速方便的找到空闲充电桩进行充电，但是仍然无法改变充电等待时间长的问题，且当前充电站运营营利前途不明朗，这种高密度的充电站分布建设对于充电服务运营商的投入较大，难以保证盈利前景。
方案3：采用换电方案，电池包电量不足时在换电站将电池包进行更换，避免充电等待时间。对于这种方案，能够避免驾驶员等待充电的时间，带来便利性，但是存在以下几个问题：A、对于不同车型的电池包，形状大小及安装孔位不兼容，通常只能由整车厂运营，不适用于所有新能源汽车。B、采用换电方案，除整车配置的电池包外整车厂需要额外购买相同规格型号的电池包，运营成本高昂。
综上所述，若想在私人市场实现新能源汽车的大量普及使用，必须切实关注私人市场用户的关注点，解决新能源汽车当前痛点问题，为新能源汽车市场的再次爆发做好充足准备。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供一种新能源汽车用通用型附加电池包系统及新能源汽车，
第一方面，本申请提供新能源汽车用通用型附加电池包系统，包括：
电池管理系统；
附加电池包模块，所述附加电池包模块包括：
DC/DC变换器，与电池管理系统通信连接；
附加电池包单元，与DC/DC变换器电连接，所述附加电池包单元由多个电池单体串联形成。
根据第一方面的第一种可能的实现方式，还包括：
第一电压获取模块，用于获取所述附加电池包单元的电压值；
充电电流阈值获取模块；
所述第一电压获取模块和充电电流阈值获取模块均与电池管理系统通信连接。
根据第一方面的第二种可能的实现方式，还包括：
还包括第二电压获取模块和温度获取模块，所述第二电压获取模块多个所述电池单元连接，所述第二电压获取模块和所述温度获取模块均与所述电池管理系统通信连接。
根据第一方面的第三种可能的实现方式，还包括：
所述电池包的正负极均通过高压线束与DC/DC变换器的输入端连接，所述电池包的正负极均通过高压线束连接到电压输入正负极接插件。
根据第一方面的第四种可能的实现方式，还包括：
所述电池包的正负极均通过铜排与DC/DC变换器的输入端连接，所述电池包的正负极均通过连接铜排与连接到电压输入正负极接插件。
根据第一方面的第五种可能的实现方式，还包括：
所述所述DC/DC变换器的电连接输出端通过高压接插件接入预留接口，所述DC/DC变换器的通讯输出端通过电压接插件与CAN网络接口连接。
第二方面，本申请提供一种新能源汽车，包括如权利要求1-4任一项所述的新能源汽车用通用型附加电池包系统，整车端设置高压正负极接口，整车后备箱内设置CAN网络接口，所述高压正负极接口通过高压线束与高压正负极接口连接，所述附加电池包单元电连接于所述高压正负极接口。
根据第二方面的第一种可能的实现方式，当所述电池单体数量为多个时，其中一电池单体的高压输出端通过高压线束连接入另一电池单体的高压输入端，另一电池单体的高压输出端通过高压线束连接于所述高压正负极接口。
与现有技术相比，本发明的优点如下：
本发明根据驾驶员需求自主选择增加相应附加的附加电池包模块，通过自主增加的附加电池包模块数量，提供额外的续航里程。在充电站所有充电桩均在使用时，可以由驾驶员选择使用该附加电池包模块为整车进行充电，可边行驶边充电节约充电等待时间，也可充满电再行驶。所述的附加电池包模块能根据整车自身的电压平台进行动态调节，适应不同车型电池包电压范围，具备很强的适应性及实用性。
附图说明
图1是本发明实施例的功能模块框图。
图2是本发明另一实施例的功能模块框图；
图3是本发明另一实施例的功能模块框图。
图中：
100、电池管理系统；200、附加电池包模块；210、DC/DC变换器；220、附加电池包单元；221、电池单体；300、第一电压获取模块；400、充电电流阈值获取模块；500、第二电压获取模块；600、温度获取模块。
具体实施方式
现在将详细参照本发明的具体实施例，在附图中例示了本发明的例子。尽管将结合具体实施例描述本发明，但将理解，不是想要将本发明限于所述的实施例。相反，想要覆盖由所附权利要求限定的在本发明的精神和范围内包括的变更、修改和等价物。应注意，这里描述的方法步骤都可以由任何功能块或功能布置来实现，且任何功能块或功能布置可被实现为物理实体或逻辑实体、或者两者的组合。
为了使本领域技术人员更好地理解本发明，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
注意：接下来要介绍的示例仅是一个具体的例子，而不作为限制本发明的实施例必须为如下具体的步骤、数值、条件、数据、顺序等等。本领域技术人员可以通过阅读本说明书来运用本发明的构思来构造本说明书中未提到的更多实施例。
参见图1所示，本发明实施例提供一种新能源汽车用通用型附加电池包系统，包括：
电池管理系统；
附加电池包模块200，所述附加电池包模块200包括：
DC/DC变换器210，与电池管理系统通信连接，所述DC/DC变换器210用于根据电池管理系统获取的信息执行相关指令；
附加电池包单元220，与DC/DC变换器210电连接，所述附加电池包单元220由多个电池单体221串联形成，所述附加电池包单元220用于存储电能。
本发明根据驾驶员需求自主选择增加相应附加的附加电池包模块，通过自主增加的附加电池包模块数量，提供额外的续航里程。在充电站所有充电桩均在使用时，可以由驾驶员选择使用该附加电池包模块为整车进行充电，可边行驶边充电节约充电等待时间，也可充满电再行驶。所述的附加电池包模块能根据整车自身的电压平台进行动态调节，适应不同车型电池包电压范围，具备很强的适应性及实用性。
如上所述，根据本申请，附加电池包单元220的设计需要根据目标电量以及单体容量对单体的串并联数量进行排布，确定电池包体电压。再根据电池包体输出的目标电压范围以及功率进行DC/DC变换器210的设计。然后进行接插件、继电器、MSD等的选型。
请参考图2，在一实施例中，还包括：
第一电压获取模块300，用于获取所述附加电池包单元220的电压值，与附加电池包单元220的各所述电池单体221连接；
充电电流阈值获取模块400；
所述第一电压获取模块300和充电电流阈值获取模块400均与电池管理系统通信连接。DC/DC变换器210根据获取采集到的附加电池包单元220的电压值以及允许充电电流阈值，将根据增程需要增设的附加电池包单元220的电压值进行适应性调剂额，按照整车电池包允许的充电电流、充电电压以及自身的输出能力综合判断处理后控制输出电压值。本发明提供的新能源汽车用通用型附加电池包系统能根据整车自身的电压平台进行动态调节，适应不同车型电池包电压范围，具备很强的适应性及实用性。
请参考图3，在一实施例中，还包括：
还包括第二电压获取模块500和温度获取模块600，所述第二电压获取模块500多个所述电池单元连接，所述第二电压获取模块500用于获取各所述电池单体221的电压值，所述第二电压获取模块500和所述温度获取模块600均与所述电池管理系统通信连接。DC/DC变换器210根据采集获得的各电池单体221的电压值以及各电池单体221的温度值，得出整个附加单体包单元的电量值和电池单体221的温度情况，从而监管附加电池包单元220单体的健康状态。
附加电池包单元220的设计需要根据目标输出功率及电流进行热仿真设计，根据需求选择自然冷却或强制风冷或水冷的散热方案。
在一实施例中，还包括：
所述电池包的正负极均通过高压线束与DC/DC变换器210的输入端连接，所述电池包的正负极均通过高压线束连接到电压输入正负极接插件。
在一实施例中，还包括：
所述电池包的正负极均通过铜排与DC/DC变换器210的输入端连接，所述电池包的正负极均通过连接铜排与连接到电压输入正负极接插件。
在一实施例中，还包括：
所述所述DC/DC变换器210的电连接输出端通过高压接插件接入预留接口，所述DC/DC变换器210的通讯输出端通过电压接插件与CAN网络接口连接。
基于同一发明构思，本申请提供一种新能源汽车，包括如上所述的新能源汽车用通用型附加电池包系统，整车端设置高压正负极接口，整车后备箱内设置CAN网络接口，所述高压正负极接口通过高压线束与高压正负极接口连接，所述附加电池包单元220电连接于所述高压正负极接口。
一些实施例中，当所述电池单体221数量为多个时，其中一电池单体221的高压输出端通过高压线束连接入另一电池单体221的高压输入端，另一电池单体221的高压输出端通过高压线束连接于所述高压正负极接口。
在驾驶员需要使用附加电池包单元220时，首先根据需要增加的电量确定需要安装的附加电池包单元220的数量，如只需要1个附加电池包单元220，则将该附加电池包单元220的输出端高压接插件用高压连接线束连接至车身预留的高压接口，低压接插件用低压连接线束连接至车身预留的低压接口待DC/DC变换器210与BMS建立通讯，附加电池包单元220上电完成后即可。若需要2个及以上数量的附加电池包单元220，则将附加电池包单元220之间先采用线束进行连接后再将系统连接至整车即可。
基于同一发明构思，本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述方法的所有方法步骤或部分方法步骤。
本发明实现上述方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，计算机程序包括计算机程序代码，计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。计算机可读介质可以包括：能够携带计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，RandomAccess Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。
基于同一发明构思，本申请实施例还提供一种电子设备，包括存储器和处理器，存储器上储存有在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述方法中的所有方法步骤或部分方法步骤。
所称处理器可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，处理器是计算机装置的控制中心，利用各种接口和线路连接整个计算机装置的各个部分。
存储器可用于存储计算机程序和/或模块，处理器通过运行或执行存储在存储器内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，实现计算机装置的各种功能。存储器可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(例如声音播放功能、图像播放功能等)；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据(例如音频数据、视频数据等)。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡(SmartMedia Card，SMC)，安全数字(Secure Digital，SD)卡，闪存卡(Flash Card)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、服务器或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、服务器和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种新能源汽车用通用型附加电池包系统，其特征在于，包括：
电池管理系统；
附加电池包模块，所述附加电池包模块包括：
DC/DC变换器，与电池管理系统通信连接；
附加电池包单元，与DC/DC变换器电连接，所述附加电池包单元由多个电池单体串联形成。
2.如权利要求1所述的新能源汽车用通用型附加电池包系统，其特征在于，还包括：
第一电压获取模块，用于获取所述附加电池包单元的电压值；
充电电流阈值获取模块；
所述第一电压获取模块和所述充电电流阈值获取模块均与电池管理系统通信连接。
3.如权利要求1所述的新能源汽车用通用型附加电池包系统，其特征在于，还包括第二电压获取模块和温度获取模块，所述第二电压获取模块多个所述电池单元连接，所述第二电压获取模块和所述温度获取模块均与所述电池管理系统通信连接。
4.如权利要求1所述的新能源汽车用通用型附加电池包系统，其特征在于，所述电池包的正负极均通过高压线束与DC/DC变换器的输入端连接，所述电池包的正负极均通过高压线束连接到电压输入正负极接插件。
5.如权利要求1所述的新能源汽车用通用型附加电池包系统，其特征在于，所述电池包的正负极均通过铜排与DC/DC变换器的输入端连接，所述电池包的正负极均通过连接铜排与连接到电压输入正负极接插件。
6.如权利要求1所述的新能源汽车用通用型附加电池包系统，其特征在于，所述所述DC/DC变换器的电连接输出端通过高压接插件接入预留接口，所述DC/DC变换器的通讯输出端通过电压接插件与CAN网络接口连接。
7.一种新能源汽车，其特征在于，包括如权利要求1-6任一项所述的新能源汽车用通用型附加电池包系统，整车端设置高压正负极接口，整车后备箱内设置CAN网络接口，所述高压正负极接口通过高压线束与高压正负极接口连接，所述附加电池包单元电连接于所述高压正负极接口。
8.如权利要求7所述的新能源汽车，其特征在于，当所述电池单体数量为多个时，其中一电池单体的高压输出端通过高压线束连接入另一电池单体的高压输入端，另一电池单体的高压输出端通过高压线束连接于所述高压正负极接口。
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