CN112849304A - 电池拖车、车辆系统、运行车辆系统的方法和存储介质 - Google Patents

电池拖车、车辆系统、运行车辆系统的方法和存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种电池拖车，尤其是高压电池拖车，所述电池拖车能连接到车辆上，其中，所述车辆具有车载电池和车载电池热管理系统，所述电池拖车包括：拖车电池，尤其是高压电池，所述拖车电池布置在电池支架上；拖车电池管理系统，所述拖车电池管理系统用于对所述拖车电池进行管理并且包括拖车电池热管理系统。根据本发明，所述拖车电池热管理系统独立于所述车载电池热管理系统运行。本发明还涉及一种车辆系统，一种用于运行车辆系统的方法以及一种计算机程序产品。

Description

电池拖车、车辆系统、运行车辆系统的方法和存储介质
技术领域
本发明涉及一种电池拖车、尤其是高压电池拖车。本发明还涉及一种具有电池拖车、尤其是高压电池拖车的车辆系统。此外，本发明还涉及一种用于运行车辆系统的方法以及一种计算机程序产品。
背景技术
随着车辆的电气化和电动化的发展，市场上对电动车辆的需求持续提高。当前，由于动力电池容量的限制，导致车辆的续航里程受限，这是阻碍电动车辆发展和普及的重要问题之一。
“移动电源”的概念在数码消费品领域中已被广泛应用，例如用于手机、笔记本电脑等的移动电源，这种外接式“移动电源”将一组独立的电池附接在手机、笔记本电脑等的充电口上，用以延长手机、笔记本电脑等电子产品的电池续航时间。
然而对于电动车辆领域，出于安全考虑，一般在动力电池(车载电池)充电模式下不允许车辆行驶。因而数码消费品领域中“移动电源”概念不能直接应用于电动车辆领域。
目前，上述问题的主要解决方案之一是提高车载电池的电池容量，通过研发和使用能量密度更大的电池材料或者通过增加单体电池的数量实现电池容量的扩容。然而，该解决方案不仅提高了整车电池系统的成本，而且对电池管理系统以及充电基础设施提出了更高的要求。
另一解决方案是通过电池更换站(换电站)对同型号的车载电池进行快速更换，从而实现电池容量的扩容。然而，该解决方案不仅需要投入高成本的换电站，而且需要为不同车型提供与其车载电池型号相一致的更换用车载电池，而由于市场上的车型以及车载电池制造商所生产的车载电池相互不匹配，这也大大增加了换电站的成本投入。此外，由于用户需要在路途中寻找换电站并且车载电池更换需要一定时间，这也大大影响用户的体验和对该解决方案的接受度。
此外，当前还存在另一解决方案，该方案借助电池挂车实现车载电池的扩容。挂车电池布置在挂车支架上，通过将电池挂车附接到电动车辆上，挂车电池可以附加地或替代地为电动车辆提供电能。然而，挂车电池与车载电池在共用车载电池管理系统的情况下，由于电池容量、电池寿命、功率状态可能不一致，因而导致在使用时不兼容并且甚至导致电池管理系统出现故障。
基于上述问题，存在对提高电动车辆的行驶里程且同时不增加或不明显提高用户车辆成本的需求。此外，也存在对灵活匹配车辆行驶里程的同时不影响车辆可靠性和安全性的需求。
发明内容
在该背景下，根据本发明提出一种电池拖车和用于运行电池拖车的高效方案，所述方案不仅能够克服现有技术方案中的不足，而且能够在灵活匹配对电动车辆的电量需求或者说里程需求的同时提高用户对本发明方案的接受度。
根据本发明的一个方面，提供一种电池拖车，尤其是高压电池拖车，所述电池拖车能连接到车辆上，其中，所述车辆具有车载电池和车载电池管理系统(BMS：batterymanagement system)，所述电池拖车包括：拖车电池，尤其是高压电池；拖车电池管理系统，所述拖车电池管理系统用于对所述拖车电池进行管理并且包括拖车电池热管理系统。根据本发明，所述拖车电池热管理系统独立于所述车载电池热管理系统运行。
本发明的基本构思在于，通过附加地将具有独立的拖车电池热管理系统的电池拖车与车辆、尤其是电动车辆连接，实现电池容量的扩容。根据本发明，由于电池拖车自身具有独立于车载电池热管理系统的拖车电池热管理系统并且该拖车电池热管理系统独立于车载电池热管理系统运行，因而电动车辆能够匹配于不同型号的电池拖车。此外，电池拖车的拖车电池的热管理更高效，由此电池拖车并因此这个车辆系统的运行安全性和可靠性大大提高。此外，用户也可以根据行驶里程灵活地匹配不同型号和不同容量的电池拖车，由此也相应地提高了用户对该技术方案的接受度和满意度。
根据本发明的一个实施方式设置，在所述车辆的行驶状态下，所述拖车电池与所述车载电池不同时、尤其不并联地使用。由此，提高了拖车电池使用的灵活性。在此，车载电池与拖车电池的型号、容量、规格等可以不同。
根据本发明的另一可选的实施方式设置，所述拖车电池热管理系统包括冷却系统，所述冷却系统以风冷和/或水冷的方式设计，和/或所述拖车电池热管理系统包括加热系统，所述加热系统构造有电加热膜片用于对所述拖车电池进行加热。通过独立的拖车电池热管理系统，可以在不同的环境下和运行状态下，例如在寒冷地区运行拖车电池或者启动拖车电池时符合运行需求的对拖车电池进行加热或预热，使其更高效地运行。此外，由于避免了与车辆共用电池热管理系统，因而减少附加的热管理连接，从而不影响整车水泵，水循环，电加热泵，电制冷压缩机的现有设计。
根据本发明的另一可选的实施方式设置，所述电池拖车具有连接插头，尤其是高压连接插头，所述电池拖车借助所述连接插头与所述车辆电连接，用于为所述车辆提供电能。
根据本发明的另一可选的实施方式设置，所述拖车电池和所述车载电池分别包括切换装置，尤其是继电器，所述切换装置被配置成使所述拖车电池以能切换的方式与所述车载电池连接，其中，在停车状态下借助所述切换装置来实现切换，和/或所述拖车电池在所述车辆的停车状态下为车载电池充电。在此，当车载电池为车辆提供电能时，车载电池继电器是接通的，而拖车电池继电器是断开的。而当拖车电池为车辆提供电能时，拖车电池继电器是接通的，而车载电池继电器是断开的。通过使用继电器，使得在车辆行驶时车载电池和拖车电池不能同时为车辆提供电能。由此避免了车载电池与拖车运行同时运行出现的兼容性问题并且因此能够更准确地获知电池电量，从而更灵活地匹配行驶里程。
根据本发明的另一方面，提供一种车辆系统，所述车辆系统包括：车辆，尤其是电动车辆，所述车辆包括车载电池；根据本发明的电池拖车；其中，所述电池拖车连接到所述车辆上，用于为所述车辆提供电能。
根据本发明的又一方面，提供一种用于运行车辆系统的方法，所述方法包括以下步骤：
检测车载电池的状态；
在车载电池的状态满足预定运行条件的情况下，以车载电池为车辆系统提供电能；
在车载电池的状态不满足预定运行条件的情况下，将车载电池切换到拖车电池，其中，所述切换在停车状态下进行；
检测所述拖车电池的状态；
基于所述拖车电池的状态来运行车辆系统。
根据一个实施方式设置，所述车载电池的状态是车载电池的电量和/或车载电池温度，其中，所述预定运行条件为：所述车载电量大于等于30％和/或所述车载电池温度小于等于60℃。
根据另一实施方式设置，所述预定运行条件能够由用户来预先设置。
根据本发明的又一方面，提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时至少用于辅助实施本发明的方法。
本发明的更多的特征从权利要求、附图和附图的描述中变得显而易见的。在上述说明中提到的特征和特征组合以及在下文的附图描述中提到的和/或只在附图中示出的特征和特征组合不仅可以以相应指定的组合使用，而且可以在不脱离本发明的范围的情况下以其它组合使用。因此，下述内容也视作被本发明涵盖和公开：这些内容未在附图中明确示出并未被明确解释，而是源自由来自所解释的内容的分离的特征所组成的组合并由这些组合产生。下述内容和特征组合也被视作是被公开的：其不具有原始撰写的独立权利要求的所有特征。此外，下述内容和特征组合被视作尤其被上文内容所公开：其超出或偏离权利要求的引用关系中所限定的特征组合。
附图说明
下面，通过参看附图更详细地描述本发明，可以更好地理解本发明的原理、特点和优点。在附图中：
图1示出了根据本发明的一个示例性实施方式的示意性的电池拖车；
图2示出了根据本发明的一个示例性实施方式的车辆系统；
图3示出了根据本发明的一个示例性实施方式的拖车电池与车载电池的示意性电路连接图；
图4示出了根据本发明的一个示例性实施方式的用于运行车辆系统的方法。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案以及有益的技术效果更加清楚明白，以下将结合附图以及多个示例性实施方式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方式仅用于解释本发明，而不用于限定本发明的保护范围。
图1示出了根据本发明的一个示例性实施方式的示意性的电池拖车1。所述电池拖车1具有拖车电池4，该拖车电池布置在电池拖车1的电池支架上。所述电池拖车还具有独立的拖车电池管理系统6，该拖车电池管理系统可包括拖车电池热管理系统。根据本发明的一个示例性实施例，所述拖车电池热管理系统可以独立于车载电池热管理系统运行。此外，所述电池拖车1还具有与车辆2连接的连接插头，尤其是高压连接插头3。
图2示出了根据本发明的一个示例性实施方式的车辆系统。所述车辆系统包括电池拖车1和车辆2(在此是电动车辆)。电池拖车1与车辆2通过高压连接插头3电连接，从而电池拖车1的拖车电池4可以为车辆2提供电能。在此，车辆2也具有车载电池7(参见图3)，在车辆2处于停车状态下，电池拖车1的拖车电池4可以对车载电池7进行充电。
图3示出了根据本发明的一个示例性实施方式的拖车电池4与车载电池7的示意性电路连接图。在此，车载电池7具有自身的车载电池管理系统8并且与电驱动系统5电连接。具有自身的拖车电池管理系统6的拖车电池4通过高压连接插头3与车载电池7电连接。根据该示例性实施方式，设置有继电器9，所述继电器用于将通过车载电池7供电的模式切换到通过拖车电池4供电的模式。在此，拖车电池4与车载电池7不能同时对电驱动系统5提供电能。此外，在停车状态下，拖车电池4可以经由高压连接插头3对车载电池7进行充电。
图4示出了根据本发明的一个示例性实施方式的用于运行车辆系统的方法。在此，电池拖车1已连接到车辆2上构成一个车辆系统。在一个方法步骤中，车载电池管理系统8(BMS)实时地检测车载电池7的状态，例如温度、电量等。当检测得出车载电池7的状态满足预定运行条件时，例如车载电池的温度低于60℃或者附加地或替代地车载电池的电量高于30％(总电量)，则以车载电池7为车辆系统提供电能。而当检测得出车载电池7的状态不满足预定运行条件，例如车载电池7的温度高于60℃或者附加地或替代地车载电池7的电量低于30％，则在接下来的一个方法步骤中激活电池切换模式，在该电池切换模式中，通过在此实施为继电器9的切换装置进行切换。在此，车辆系统被带到停车状态，在该停车状态下，车载电池的继电器9与车辆供电系统断开，而拖车电池的继电器9被闭合以与车辆供电系统连通，从而实现从通过车载电池7提供电能的模式切换到通过拖车电池4提供电能的模式。在接下来的一个方法步骤中，类似地，拖车电池管理系统6检测所述拖车电池4的状态，当所述拖车电池4的状态满足预定运行条件时，例如拖车电池4的温度低于60℃或者附加地或替代地拖车电池4的电量高于30％(总电量)，则基于所述拖车电池4的状态来运行车辆系统。而当所述拖车电池4的状态不满足预定运行条件时，例如拖车电池4的温度高于60℃或者附加地或替代地拖车电池4的电量低于30％，则保持该停车状态。
在此，所述预定运行条件能够由用户预先设置。例如，车载电池的电量阈值可以由用户在车辆上通过手动输入界面进行的预先设置来确定。然而也可以想到，通过用户的移动终端设备，尤其是智能手机与车辆进行通信，从而实现上述设置。
本发明不限于电池拖车与电动车辆的结合使用。在此，也可以实现车电分离，即，不使用电动车辆而是利用传统燃油车辆与电池拖车的结合或者甚至利用无动力的车辆与电池拖车的结合来实现里程匹配和里程增加。替代地或附加地，还可以设想，将插电混合动力车辆与纯电动车辆结合在一起实现兼容应用。
对于本领域的技术人员而言，本发明的其它优点和替代性实施方式是显而易见的。因此，本发明就其更宽泛的意义而言并不局限于所示和所述的具体细节、代表性结构和示例性实施方式。相反，本领域的技术人员可以在不脱离本发明的基本精神和范围的情况下进行各种修改和替代。

Claims (10)

1.一种电池拖车(1)，尤其是高压电池拖车，所述电池拖车能连接到车辆(2)上，其中，所述车辆(2)具有车载电池(7)和车载电池管理系统(8)，所述车载电池管理系统包括车载电池热管理系统，所述电池拖车(1)包括：
拖车电池(4)，尤其是高压电池；以及
拖车电池管理系统(6)，所述拖车电池管理系统用于对所述拖车电池(4)进行管理并且包括拖车电池热管理系统；
其中，所述拖车电池热管理系统独立于所述车载电池热管理系统运行。
2.根据权利要求1所述的电池拖车(1)，其中，在所述车辆(2)的行驶状态下，所述拖车电池(4)与所述车载电池(7)不同时、尤其不并联地使用。
3.根据权利要求1或2所述的电池拖车(1)，其中，
所述拖车电池热管理系统包括冷却系统，所述冷却系统以风冷和/或水冷的方式设计；和/或
所述拖车电池热管理系统包括加热系统，所述加热系统构造有电加热膜片用于对所述拖车电池进行加热。
4.根据权利要求1或2所述的电池拖车(1)，其中，所述电池拖车(1)具有连接插头，尤其高压连接插头，所述电池拖车(1)借助所述连接插头与所述车辆(2)电连接，用于为所述车辆(2)提供电能。
5.根据权利要求4所述的电池拖车(1)，其中，
所述拖车电池(4)和所述车载电池(7)分别包括切换装置(9)，尤其是继电器，所述切换装置被配置成使所述拖车电池(4)以能切换的方式与所述车载电池(7)连接，其中，在停车状态下借助所述切换装置(9)来实现切换；和/或
所述拖车电池(4)被配置成仅能在所述车辆(2)的停车状态下为所述车载电池(7)充电。
6.一种车辆系统，所述车辆系统包括：
车辆(2)，尤其是电动车辆，所述车辆包括车载电池(7)；以及
根据权利要求1至5之一所述的电池拖车(1)；
其中，所述电池拖车(1)连接到所述车辆(2)上，用于为所述车辆(2)提供电能。
7.一种用于运行根据权利要求6所述的车辆系统的方法，所述方法包括以下步骤：
检测车载电池的状态；
在车载电池的状态满足预定运行条件的情况下，以车载电池为车辆系统提供电能；
在车载电池的状态不满足预定运行条件的情况下，从通过车载电池提供电能的模式切换到通过拖车电池提供电能的模式，其中，所述切换在停车状态下进行；
检测所述拖车电池的状态；以及
基于所述拖车电池的状态来运行所述车辆系统。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述车载电池的状态是车载电池的电量和/或车载电池温度，其中，所述预定运行条件为：所述车载电量大于等于30％和/或所述车载电池温度小于等于60℃。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述预定运行条件能够由用户来预先设置。
10.一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时至少用于辅助实施根据权利要求7至9之一所述的方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN115352556A (zh) * 2022-09-19 2022-11-18 梅赛德斯-奔驰集团股份公司 电池挂车、车辆系统、运行车辆系统的方法以及程序产品

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