CN115675176B - 一种电动汽车蓄电池与动力电池集成系统及电动汽车 - Google Patents

一种电动汽车蓄电池与动力电池集成系统及电动汽车 Download PDF

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Abstract

本发明涉及电动汽车电池管理技术领域，尤其涉及一种电动汽车蓄电池与动力电池集成系统及电动汽车，集成系统包括动力电池组和蓄电池组，所述动力电池组电连接有动力电池监控分板，所述蓄电池组电连接有蓄电池监控分板，所述动力电池监控分板与蓄电池监控分板电连接，所述动力电池组包括若干个动力电池单体，所有所述动力电池单体串联，所述蓄电池监控分板包括输入端电压调制器、输入端DCAC、互感器、输出端DCAC、输出端电压调制器和若干个充电选择开关，所述蓄电池组包括若干个蓄电池单体，所有所述蓄电池单体串联。本发明将动力电池与蓄电池集成于一个产品中，提高电源系统的集成化水平和降低总成本，并提升蓄电池的可靠性，提高能量效率。

Description

一种电动汽车蓄电池与动力电池集成系统及电动汽车
技术领域
本发明涉及电动汽车电池管理技术领域，尤其涉及一种电动汽车蓄电池与动力电池集成系统及电动汽车。
背景技术
在传统燃油汽车中，蓄电池是汽车必不可少的一部分，其协助DCDC向低压用电设备供电。当低压用电设备需求突然变大，而DCDC无法及时供给时，蓄电池又向外放电保证车辆正常运行；当需求突然变小，而DCDC供大于求时，蓄电池能将多余电量进行存储，保证DCDC不过压。而对于新能源汽车和智能网联汽车，在车辆休眠状态还得保持一定的电量输出，以保持必要的设备正常工作。
因此，电动汽车的蓄电池应至少具有如下特点：1、大功率：因电动汽车、智能网联/驾驶汽车低压用电部件较传统燃油车要多得多，功率需求变化要更加剧烈，而单靠DCDC提供电量是无法及时响应的，故需要蓄电池“削峰填谷”进行功率补偿的。2、大容量：因为智能网联和智能驾驶的需求，需要车辆持久在线，其产生的休眠电流远远大于传统燃油车；如果要保证电动车辆具有燃油车等效的驻车时间，势必需要提升蓄电池的容量。3、高可靠性：要满足智能驾驶的功能安全要求，需要蓄电池提供持久稳定、足够的能量输出。4、低温性能好：当前车辆的蓄电池大部分使用铅酸电池，其低温性能差，在较低温情况下，蓄电池基本无法充电，冬天容易导致蓄电池亏电，进而导致车辆无法正常工作。5、长寿命要求：现有蓄电池的设计寿命一般为27个月，一般家庭用车电池能用3-4年，而出租车一般实际只能用8-10个月，远远无法满足整车使用寿命要求。
为满足上述要求，又不增加蓄电池的体积，目前最好的办法就是将电动汽车的动力电池与蓄电池进行集成设计，利用动力电池电量均衡时放出的电对蓄电池进行充电，提高能量效率。但目前的动力电池与蓄电池进行集成设计方案均为动力电池与蓄电池的分开设计，集成化水平不高，集成的成本比较高，且可靠性较差。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种电动汽车蓄电池与动力电池集成系统及电动汽车，将动力电池与蓄电池集成于一个产品中，提高电源系统的集成化水平和降低总成本，并提升蓄电池的可靠性，提高能量效率。
本发明通过以下技术手段解决上述技术问题：
一种电动汽车蓄电池与动力电池集成系统，包括动力电池组和蓄电池组，所述动力电池组电连接有动力电池监控分板，所述蓄电池组电连接有蓄电池监控分板，所述动力电池监控分板与蓄电池监控分板电连接。
进一步，所述动力电池组包括若干个动力电池单体，所有所述动力电池单体串联；所述动力电池监控分板包括若干个均衡开关，相邻两个均衡开关的其中一个均衡开关的一端与动力电池单体的正极电连接，另一端与蓄电池监控分板的一个输入端电连接；相邻两个均衡开关的另一个均衡开关与动力电池单体的负极电连接，另一端与蓄电池监控分板的另一输入端电连接。
进一步，所述蓄电池监控分板包括输入端电压调制器、输入端DCAC、互感器、输出端DCAC、输出端电压调制器和若干个充电选择开关；所述输入端电压调制器的输入端与均衡开关电连接，所述输入端电压调制器的输出端与输入端DCAC的输入端电连接，所述输入端DCAC的输出端与互感器的输入端电连接，所述互感器的输出端与输出端DCAC的输入端电连接，所述输出端DCAC的输出端与输出端电压调制器的输入端电连接，所述输出端电压调制器的输出端与充电选择开关电连接。本技术方案中，当某个动力电池单体的电压偏高，需要均衡放电时，闭合该动力电池单体两端的均衡开关，通过输入端电压调制器进行升压，然后通过输入端DCAC直流转交流，并通过互感器完成输入输出端的传递，并通过输出端DCAC完成交流转直流，最后经过输出端电压调制器调节输出电压后，依次闭合充电选择开关给蓄电池进行充电。
进一步，所述蓄电池监控分板还包括输入端整流桥和输出端整流桥，所述输入端电压调制器的输出端与输入端整流桥的输入端电连接，所述输入端整流桥的输出端与输入端DCAC的输入端电连接；所述输出端DCAC的输出端与输出端整流桥的输入端电连接，所述输出端整流桥的输出端与输出端电压调制器的输入端电连接。本技术方案中，通过输入端整流桥可以保证进入输入端DCAC的输入电流方向正确，通过输出端整流桥可以保证输出电流方向正确。
进一步，所述蓄电池组包括若干个蓄电池单体，所有所述蓄电池单体串联；相邻两个充电选择开关的其中一个充电选择开关的一端与蓄电池单体的正极电连接，另一端与输出端电压调制器的一端电连接；相邻两个充电选择开关的另一个充电选择开关与蓄电池单体的负极电连接，另一端与输出端电压调制器的另一端电连接。
进一步，所述动力电池监控分板还包括若干个电压采集器和若干个温度采集器，每个所述电压采集器和每个温度采集器安装于每个动力电池单体上。本技术方案中，电压采集器和温度采集器可以对动力电池单体上的电压和温度进行采集，可以与整车控制器，然后将信号传输给整车控制器，根据电压和温度情况判断均衡开关的开启与关闭。
进一步，所述蓄电池组为12V电压的蓄电池组。目前汽车常用的汽车电器使用的为12V的电压，因此12V电压的蓄电池组的蓄电池可以满足大多汽车的需求。
另外，本发明还公开了一种电动汽车，所述电动汽车包括了上述的电动汽车蓄电池与动力电池集成系统。
本发明的一种电动汽车蓄电池与动力电池集成系统及电动汽车，具有如下优点：
1、本发明在生产时，可以将动力电池和12V的蓄电池集成于一个产品中，从而提高电源系统的集成化水平和降低总成本，并提升12V蓄电池可的靠性。
2、本发明利用动力电池电量均衡时放出的电对12V蓄电池进行充电，提高了能量效率，当动力电池一致性较好时，动力电池电芯依次放电对12V蓄电池进行充电，保证12V蓄电池的持续供电能力，同时12V蓄电池组可以与外部的DCDC相连，在车辆上电状态与DCDC互为补充。
附图说明
图1为本发明一种电动汽车蓄电池与动力电池集成系统的框架结构图；
图2为本发明一种电动汽车蓄电池与动力电池集成系统的电路结构示意图。
主要元件符号说明如下：
动力电池组1、动力电池监控分板2、均衡开关3、蓄电池监控分板4、输入端电压调制器5、输入端整流桥6、输入端DCAC7、互感器8、输出端DCAC9、输出端整流桥10、输出端电压调制器11、充电选择开关12、蓄电池组13。
具体实施方式
以下将结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明：
以下通过特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容了解本发明的优点和功效。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本发明的限制，为了更好地说明本发明的实施例，图中某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
本发明实施例的图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件，在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于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，因此图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述用语的具体含义。
实施例1、
本实施例为一种电动汽车蓄电池与动力电池集成系统，如图1所示，包括动力电池组1和蓄电池组13，所述蓄电池组13为12V电压的蓄电池组13，所述动力电池组1电连接有动力电池监控分板2，所述蓄电池组13电连接有蓄电池监控分板4，所述动力电池监控分板2与蓄电池监控分板4电连接。
在本实施例中，如图2所示，所述动力电池组1包括六个动力电池单体，所有所述动力电池单体串联，每个动力电池单体上均安装有电压采集器和温度采集器，电压采集器和温度采集器均与整车控制器通讯连接；所述蓄电池组13包括四个蓄电池单体，所有所述蓄电池单体串联。
所述动力电池监控分板2包括七个均衡开关3，相邻两个均衡开关3的其中一个均衡开关3的一端与动力电池单体的正极电连接，另一端与蓄电池监控分板4上的输入端电压调制器5的一个输入端电连接；相邻两个均衡开关3的另一个均衡开关3与动力电池单体的负极电连接，另一端与蓄电池监控分板4上的输入端电压调制器5的另一输入端电连接。相邻两个充电选择开关12的其中一个充电选择开关12的一端与蓄电池单体的正极电连接，另一端与输出端电压调制器11的一端电连接；相邻两个充电选择开关12的另一个充电选择开关12与蓄电池单体的负极电连接，另一端与输出端电压调制器11的另一端电连接。
所述蓄电池监控分板4包括输入端电压调制器5、输入端整流桥6、输入端DCAC7、互感器8、输出端DCAC9、输出端整流桥10、输出端电压调制器11和五个充电选择开关12，所述输入端电压调制器5的输出端DCAC9与输入端整流桥6的输入端DCAC7电连接，所述输入端整流桥6的输出端DCAC9与输入端DCAC7的输入端DCAC7电连接，所述输入端DCAC7的输出端DCAC9与互感器8的输入端DCAC7电连接，所述互感器8的输出端DCAC9与输出端DCAC9的输入端DCAC7电连接，所述输出端DCAC9的输出端DCAC9与输出端整流桥10的输入端DCAC7电连接，所述输出端整流桥10的输出端DCAC9与输出端电压调制器11的输入端DCAC7电连接，所述输出端电压调制器11的输出端DCAC9与充电选择开关12电连接。
本实施例的电动汽车蓄电池与动力电池集成系统在使用时，当某个动力电池单体的电压偏高，需要均衡放电时，整车控制器控制闭合该动力电池单体正负极两端的均衡开关3，通过输入端电压调制器5进行升压，然后通过输入端整流桥6保证进入输入端DCAC7的输入电流方向正确；再通过输入端DCAC7直流转交流，并通过互感器8完成输入输出端DCAC9的传递，再通过输出端DCAC9完成交流转直流，通过输出端整流桥10保证输出电流方向正确，最后经过输出端电压调制器11调节输出电压后，依次闭合充电选择开关12给12V蓄电池组充电。
本发明在生产时，可以将动力电池和12V的蓄电池集成于一个产品中，从而提高电源系统的集成化水平和降低总成本，并提升12V蓄电池可的靠性；且利用动力电池电量均衡时放出的电对12V蓄电池进行充电，提高了能量效率，当动力电池一致性较好时，动力电池电芯依次放电对12V蓄电池进行充电，保证12V蓄电池的持续供电能力，同时12V蓄电池可以与外部的DCDC相连，在车辆上电状态与DCDC互为补充。
实施例2、
本实施例为一种电动汽车，所述电动汽车包括了上述实施例1的电动汽车蓄电池与动力电池集成系统。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。本发明未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。

Claims (4)

1.一种电动汽车蓄电池与动力电池集成系统，包括动力电池组和蓄电池组，其特征在于：所述动力电池组电连接有动力电池监控分板，所述蓄电池组电连接有蓄电池监控分板，所述动力电池监控分板与蓄电池监控分板电连接；所述动力电池组包括若干个动力电池单体，所有所述动力电池单体串联；所述动力电池监控分板包括若干个均衡开关，相邻两个均衡开关的其中一个均衡开关的一端与动力电池单体的正极电连接，另一端与蓄电池监控分板的一个输入端电连接；相邻两个均衡开关的另一个均衡开关与动力电池单体的负极电连接，另一端与蓄电池监控分板的另一输入端电连接；所述蓄电池监控分板包括输入端电压调制器、输入端DCAC、互感器、输出端DCAC、输出端电压调制器和若干个充电选择开关；所述输入端电压调制器的输入端与均衡开关电连接，所述输入端电压调制器的输出端与输入端DCAC的输入端电连接，所述输入端DCAC的输出端与互感器的输入端电连接，所述互感器的输出端与输出端DCAC的输入端电连接，所述输出端DCAC的输出端与输出端电压调制器的输入端电连接，所述输出端电压调制器的输出端与充电选择开关电连接；所述蓄电池监控分板还包括输入端整流桥和输出端整流桥，所述输入端电压调制器的输出端与输入端整流桥的输入端电连接，所述输入端整流桥的输出端与输入端DCAC的输入端电连接；所述输出端DCAC的输出端与输出端整流桥的输入端电连接，所述输出端整流桥的输出端与输出端电压调制器的输入端电连接；所述蓄电池组包括若干个蓄电池单体，所有所述蓄电池单体串联；相邻两个充电选择开关的其中一个充电选择开关的一端与蓄电池单体的正极电连接，另一端与输出端电压调制器的一端电连接；相邻两个充电选择开关的另一个充电选择开关与蓄电池单体的负极电连接，另一端与输出端电压调制器的另一端电连接；在使用时，当某个动力电池单体的电压偏高，需要均衡放电时，整车控制器控制闭合该动力电池单体正负极两端的均衡开关，通过输入端电压调制器进行升压，然后通过输入端整流桥保证进入输入端DCAC的输入电流方向正确；再通过输入端DCAC直流转交流，并通过互感器完成输入输出端DCAC的传递，再通过输出端DCAC完成交流转直流，通过输出端整流桥保证输出电流方向正确，最后经过输出端电压调制器调节输出电压后，依次闭合充电选择开关给蓄电池组充电。
2.根据权利要求1的一种电动汽车蓄电池与动力电池集成系统，其特征在于：所述动力电池监控分板还包括若干个电压采集器和若干个温度采集器，每个所述电压采集器和每个温度采集器安装于每个动力电池单体上。
3.根据权利要求1的一种电动汽车蓄电池与动力电池集成系统，其特征在于：所述蓄电池组为12V电压的蓄电池组。
4.一种电动汽车，其特征在于：所述电动汽车包括了权利要求1-3任一权利要求所述的电动汽车蓄电池与动力电池集成系统。
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