CN113734077A - 用于电动汽车的供电系统及电动汽车 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于电动汽车的供电系统及电动汽车。所述供电系统包括：动力电池(1)，所述动力电池包括彼此串联和/或并联的多个电芯(5)；和分布于车身上的多个低压用电元件；在所述动力电池(1)上引出有多个独立的低压供电接口(6)，所述多个低压用电元件分别就近地电连接到对应的低压供电接口。根据本发明的上述分布式供电系统与现有的集中式供电系统相比可省略DC/DC转换器并大幅降低整车供电线束的长度，从而降低整车成本，并提升供电可靠性。

Description

用于电动汽车的供电系统及电动汽车
技术领域
本发明涉及电动汽车技术领域，更具体地涉及一种用于电动汽车的供电系统及电动汽车。
背景技术
目前，汽车已成为人们不可缺少的代步工具，而伴随着汽车向节能环保、智能高效等方向发展的趋势，近年来电动汽车(包括纯电动汽车和混合电动汽车)得到了日新月异的长足发展。电动汽车利用驱动电机来提供驱动车轮行驶的全部或部分动力，并且包括输出电压高达数百伏的动力电池作为驱动电机的电力来源。同时，电动汽车上还存在许多用电元件(例如，车灯、摄像头、天窗电机、车用水泵、各种车用传感器和控制器等)，它们需要诸如12伏或48伏的低压供电才能正常工作。
现有的电动汽车往往采用的是集中式供电系统，其中，车轮的驱动电机由高压的动力电池直接供电，而车上的各种低压用电元件则需要通过动力电池间接供电。更具体而言，如图1所示，具有例如600伏高压输出的动力电池1必须先连接到DC/DC转换器2以降压至12伏，然后再通过汇流排3将该低压经由不同的线束供电给分布于车身各处的低压用电元件，例如大灯、尾灯、轮速传感器、车门控制器(ECU)、扬声器、摄像头、天窗电机、水泵等等；并且/或者，经过DC/DC转换器2降压后的电压可以先给设置在车身上某处的低压电瓶(未示出)充电，然后再由该低压电瓶通过不同的线束给各种低压用电元件供电。上述集中式供电需要设置专门的DC/DC转换器，且所需的供电线束又多又长，既挤占了车上的有限空间，又导致高的硬件成本。
发明内容
本发明的目的是解决现有技术中存在的上述至少一个问题和/或其它缺陷。
本发明的第一方面提供了一种用于电动汽车的供电系统，包括：动力电池，所述动力电池包括彼此串联和/或并联的多个电芯；和分布于车身上的多个低压用电元件；在所述动力电池上引出有多个独立的低压供电接口，所述多个低压用电元件分别就近地电连接到对应的低压供电接口。
根据一种示例性实施例，每个低压供电接口可以从由相应选定数量的串联电芯构成的低压电芯组的两端引出以满足与该低压供电接口电连接的低压用电元件的电压需求。
根据一种示例性实施例，至少一个所述低压供电接口可以从彼此并联的多个低压电芯组的两端引出以满足与该低压供电接口电连接的低压用电元件的电流需求。
根据一种示例性实施例，所述动力电池的所述多个电芯可以平铺地安装在车身底部。
根据一种示例性实施例，所述低压供电接口的输出电压可以为12伏或48伏。
根据一种示例性实施例，所述低压供电接口可以通过引线端子从所述动力电池上引出。
根据一种示例性实施例，所述供电系统还可以包括与其中一个所述低压供电接口电连接的低压电瓶。
根据一种示例性实施例，所述动力电池可以选自锂电池、铅酸电池或镍氢电池。
本发明的第二方面提供了一种电动汽车，其可以包括如上所述的供电系统。
根据一种示例性实施例，所述电动汽车可以是纯电动汽车，或者混合电动汽车，如插电式混合电动汽车或增程式电动汽车。
根据本发明上述各种实施例的供电系统采用了分布式供电，即，考虑到高压动力电池往往平铺在车身底部，基本可以覆盖到分布于车身上的各种低压用电元件所在的位置，于是在高压动力电池上分别引出多个独立的低压供电接口，使得各低压用电元件能够分别就近地电连接到对应的低压供电接口以接受低压供电；其中，鉴于动力电池可由多个电芯串并联而成，故而各低压供电接口也可由相应选定数量的电芯串联和/或并联后引出，由此便能直接得到满足各低压供电元件的电压和电流需求的供电接口。与现有的集中式供电相比，上述分布式供电可省略DC/DC转换器并大幅降低整车供电线束的长度，降低整车成本，同时提升供电可靠性，即使部分电芯模组出现故障也不会导致全车供电网络瘫痪，提供了整车供电的鲁棒性。
附图说明
图1是根据现有技术的电动汽车集中式供电系统的示意图。
图2是根据本发明一个实施例的分布式供电系统所应用的电动汽车的示意图。
图3是根据本发明一个实施例的分布式供电系统的示意图。
附图仅是示意性的，且并不一定按比例绘制，此外它们仅示出为了阐明本发明所必需的那些部分，而其他部分可能被省略或仅仅简单提及。即，除附图中所示出的要素外，本发明还可以包括其他要素。
具体实施方式
虽然将参照含有本发明的较佳实施例的附图充分描述本发明，但在此描述之前应了解本领域的普通技术人员可修改本文中所描述的公开内容，同时获得本发明的技术效果。因此，以上的描述对本领域的普通技术人员而言仅为一广泛的揭示，且其内容不在于限制本发明所描述的示例性实施例。
另外，在下面的详细描述中，为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供对本发明实施例的全面理解。然而明显地，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。在其他情况下，公知的结构和装置以图示的方式体现以简化附图。
图1示意性地示出了根据现有技术的电动汽车中的集中式供电系统。在上文中已经描述了这种集中式供电系统利用动力电池给车上的低压用电元件供电的基本构造和弊端，而本发明旨在对这种供电方式进行改进。
图2是安装了动力电池1的一种示例性的电动汽车100的示意图。该电动汽车例如是纯电动汽车，其中，作为一种常规构型，动力电池1可由平铺在车身底部的多个电芯串联和/或并联而成。因此，整个动力电池1也平铺在车身底部，基本上占据了前后轮之间的空间。这样，动力电池1的范围基本可以覆盖到分布于车身上的各种低压用电元件所在的位置。
有鉴于此，如图3所示，在根据本发明一个实施例的分布式供电系统中，在动力电池1上分别引出多个独立的低压供电接口6。如上所述，动力电池1可由多个电芯5串并联而成，而每个电芯5都具有正负极两端，因此理论上可从单个电芯5的两端或多个电芯5的组合体的两端引出供电接口。单个电芯5的输出电压一般为3至5伏、例如4伏，为了满足常见的车载低压用电元件的12伏或48伏的电压需求，可将串联在一起的3个或12个电芯5形成一个低压电芯组，再从该低压电芯组的两端引出输出电压为12伏或48伏的低压供电接口6，这样便可以为相应的低压用电元件供电。如果低压用电元件对电流有更高的要求，那么还可以将多个低压电芯组并联起来并从并联体的两端引出低压供电接口6，以此满足特定的电流需求。总而言之，在实际应用中可根据特定车载用电元件的电压和电流需求将任意选定数量的电芯5串联和/或并联起来而引出低压供电接口6。低压供电接口6可例如通过引线端子从动力电池1上引出，然后再通过连接线束电连接到相应的低压用电元件。
在根据本发明的供电系统中，所引出的低压供电接口6在动力电池1上的位置根据具体的低压用电元件在车上的位置而定。基本原则是，各低压用电元件能分别“就近地”电连接到对应的低压供电接口，这样便能尽量缩短所需的连接线束的长度。例如，从图3可见，根据分布于车身上的不同的车载用电元件(例如大灯、车门控制器、天窗电机、尾灯、摄像头、轮速传感器、车用水泵和扬声器)相对于动力电池1的位置，在动力电池1上的不同位置相对于各用电元件分别就近地引出了多个独立的低压供电接口6。
采用了根据本发明的上述分布式供电后，与现有的集中式供电相比，可省略DC/DC转换器，并大幅降低整车供电线束的长度，降低整车成本，同时提升供电可靠性，即使部分电芯模组出现故障，也可以换用邻近的其它电芯模组，不会导致全车供电网络瘫痪，提供了整车供电的鲁棒性。
在上述分布式供电系统中，可选地，也可以利用其中一个低压供电接口6给车载的低压电瓶(未示出)充电。该低压电瓶可以用作冗余备份的低压电源，在低压供电接口6出故障时给有关的车载用电元件供电。
在根据本发明的分布式供电系统中，动力电池1可以是选自锂电池、铅酸电池或镍氢电池等的各种蓄电池。然而，本发明不限于此，动力电池1可以是包括彼此串联和/或并联的多个电芯的各种类型的电池，只要能从选定数量的串并联电芯的两端引出低压供电接口即可。另外，电动汽车100除了纯电动汽车以外，也可以是诸如插电式混合电动汽车或增程式电动汽车之类的各种混合电动汽车，只要其中安装有延及一定车身区域的车载动力电池即可。
本领域的技术人员可以理解，上面所描述的实施例都是示例性的，并且本领域的技术人员可以对其进行改进，各种实施例中所描述的结构在不发生结构或者原理方面的冲突的情况下可以进行自由组合。
在详细说明本发明的较佳实施例之后，熟悉本领域的技术人员可清楚地了解，在不脱离随附权利要求的保护范围与精神下可进行各种变化与更改，且本发明亦不受限于说明书中所例述的实施方式。

Claims (10)

1.一种用于电动汽车的供电系统，包括：动力电池(1)，所述动力电池包括彼此串联和/或并联的多个电芯(5)；和分布于车身上的多个低压用电元件，其特征在于，在所述动力电池(1)上引出有多个独立的低压供电接口(6)，所述多个低压用电元件分别就近地电连接到对应的低压供电接口。
2.根据权利要求1所述的供电系统，其特征在于，每个低压供电接口(6)从由相应选定数量的串联电芯(5)构成的低压电芯组的两端引出以满足与该低压供电接口电连接的低压用电元件的电压需求。
3.根据权利要求2所述的供电系统，其特征在于，至少一个所述低压供电接口(6)从彼此并联的多个低压电芯组的两端引出以满足与该低压供电接口电连接的低压用电元件的电流需求。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的供电系统，其特征在于，所述动力电池(1)的所述多个电芯(5)平铺地安装在车身底部。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的供电系统，其特征在于，所述低压供电接口(6)的输出电压为12伏或48伏。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的供电系统，其特征在于，所述低压供电接口(6)通过引线端子从所述动力电池(1)上引出。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的供电系统，其特征在于，还包括与其中一个所述低压供电接口(6)电连接的低压电瓶。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的供电系统，其特征在于，所述动力电池(1)选自锂电池、铅酸电池或镍氢电池。
9.一种电动汽车(100)，其特征在于包括根据权利要求1至8中任一项所述的供电系统。
10.根据权利要求9所述的电动汽车(100)，其特征在于，所述电动汽车是纯电动汽车或者混合电动汽车。
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