CN205632165U - 一种动力电池的增程系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种动力电池的增程系统，该系统包括：主电池组、增程电池组、正极接触器、负极接触器、充电接触器；该增程接口的正极接入端分别与增程电池组和所述主电池组的正极接入端相连，该增程接口的负极接入端分别与增程电池组和主电池组的负极接入端相连；负极接触器的输入端与该增程接口的负极接出端相连，负极接触器的输出端作为动力电池高压输出的负极输出端；正极接触器的输入端与该增程接口的正极接出端相连，正极接触器的输出端作为动力电池高压输出的正极输出端；充电接触器的输出端与该增程接口的正极接出端相连，充电接触器的输入端作为动力电池的充电输入端。本实用新型可提高电动汽车的安全性。

Description

一种动力电池的增程系统

技术领域

本实用新型涉及汽车电池供电的控制领域，尤其涉及一种动力电池的增程系统。

背景技术

动力电池作为电动汽车的核心部件之一，是电动汽车的能源供应中枢。受电池技术水平限制，目前行业内动力电池的循环寿命有限，基本在2000次以内。单体电池在组成电池组以后，基于短板原理，整个动力电池总成的循坏寿命比单体电池更低。按照行业经验，纯电动汽车在经过8年或者行驶20万公里以后，电池容量可能衰减到原有容量的80％左右，认为动力电池寿命终止，建议更换电池组或者车辆。如果更换容量已经衰减的电池组，需要耗费大量的时间进行线束的连接和检测，且也无法保证电池组快速供电及充电的安全性。

实用新型内容

本实用新型提供一种动力电池的增程系统，通过增程接口并联增程电池组，实现增程电池组和主电池组安全快速供电及充电，提高电动汽车的安全性和使用寿命。

为实现以上目的，本实用新型提供以下技术方案：

一种动力电池的增程系统，包括：主电池组、增程电池组、增程接口、正极接触器、负极接触器、充电接触器；

所述增程接口的正极接入端分别与所述增程电池组和所述主电池组的正极接入端相连，所述增程接口的负极接入端分别与所述增程电池组和所述主电池组的负极接入端相连；

所述负极接触器的输入端与所述增程接口的负极接出端相连，所述负极接触器的输出端作为动力电池高压输出的负极输出端；

所述正极接触器的输入端与所述增程接口的正极接出端相连，所述正极接触器的输出端作为动力电池高压输出的正极输出端；

所述充电接触器的输出端与所述增程接口的正极接出端相连，所述充电接触器的输入端作为动力电池的充电输入端；

所述增程接口用于使所述增程电池组与所述主电池组并联连接。

优选的，还包括：整车控制器和电流传感器；

所述整车控制器的输出端分别与所述负极接触器的控制端、所述正极接触器的控制端和所述充电接触器的控制端相连，所述整车控制器的输入端与所述电流传感器的输出端相连；

所述电流传感器用于检测动力电池的供电电流值和充电电流值；

供电时，所述整车控制器控制所述正极接触器和所述负极接触器导通所述增程接口与动力电池高压输出端之间的连接，在所述供电电流值大于第一阈值时，所述整车控制器控制所述负极接触器断开所述增程接口的负极接出端与所述动力电池高压输出的负极输出端之间的连接，并上报供电过流故障；

充电时，所述整车控制器控制所述负极接触器和所述充电接触器导通动力电池与所述充电输入端之间的连接，在所述充电电流值大于第二阈值时，所述整车控制器控制所述负极接触器断开所述增程接口的负极接出端与所述充电输入端之间的连接，并上报充电过流故障。

优选的，还包括：预充接触器和预充电阻；

所述预充接触器的输入端与主电池组的正极相连，所述预充接触器的控制端与所述整车控制器的输出端相连，所述预充电阻连接在所述预充接触器的输出端与所述正极输出端之间；

供电时，所述整车控制器控制所述预充接触器和所述负极接触器导通所述增程接口与动力电池高压输出端之间的连接，在所述供电电流值大于第三阈值时，所述整车控制器控制所述正极接触器连通所述增程接口的正极接出端与所述动力电池高压输出的正极输出端，并控制所述预充接触器断开所述增程接口的正极接出端与所述充电电阻之间的连接。

优选的，还包括：充电保险和车载充电机；

所述充电保险连接在所述充电接触器与所述车载充电机之间，所述车载充电机的负极输出端与所述动力电池高压输出的负极输出端相连。

优选的，所述增程接口还包括低压通讯端；

所述低压通讯端的接入端与所述增程电池组的电池控制器的输出端相连，所述低压通讯端的接出端与整车控制器的通讯端相连；

所述低压通讯端用于所述增程电池组的电池控制器与整车控制器的CAN通讯。

优选的，所述电流传感器为霍尔型电流传感器。

本实用新型提供一种动力电池的增程系统，通过增程接口并联增程电池组，利用预充接触器和充电接触器能快速实现安全充电和供电，提高汽车安全性和使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的具体实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1：是本实用新型提供的一种动力电池的增程系统结构示意图；

图2：是本实用新型实施例提供的一种动力电池的增程系统电路图。

附图标记

1 负极接触器

2 正极接触器

3 预充接触器

4 预充电阻

5 充电接触器

6 充电保险

7 电流传感器

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型的方案，下面结合附图和实施方式对本实用新型实施例作进一步的详细说明。

针对现有电动汽车的电池组的衰减到原有容量80％后，能够使增加的增程电池组安全快速供电及充电。本实用新型提供一种动力电池的增程系统，通过把增程电池组与主电池组并联，利用整车控制器对接触器的控制，实现电动汽车的安全供电和充电，提高电动汽车的安全性和使用寿命。

如图1所示，为本实用新型提供的一种动力电池的增程系统结构示意图，包括：主电池组、增程电池组、增程接口、正极接触器、负极接触器、充电接触器。所述增程接口的正极接入端分别与所述增程电池组和所述主电池组的正极接入端相连，所述增程接口的负极接入端分别与所述增程电池组和所述主电池组的负极接入端相连。所述负极接触器的输入端与所述增程接口的负极接出端相连，所述负极接触器的输出端作为动力电池高压输出的负极输出端。所述正极接触器的输入端与所述增程接口的正极接出端相连，所述正极接触器的输出端作为动力电池高压输出的正极输出端。所述充电接触器的输出端与所述增程接口的正极接出端相连，所述充电接触器的输入端作为动力电池的充电输入端。所述增程接口用于使所述增程电池组与所述主电池组并联连接。

进一步，该系统还包括：整车控制器和电流传感器。所述整车控制器的输出端分别与所述负极接触器的控制端、所述正极接触器的控制端和所述充电接触器的控制端相连，所述整车控制器的输入端与所述电流传感器的输出端相连。

具体地，所述电流传感器用于检测动力电池的供电电流值和充电电流值。供电时，所述整车控制器控制所述正极接触器和所述负极接触器导通所述增程接口与动力电池高压输出端之间的连接，在所述供电电流值大于第一阈值时，所述整车控制器控制所述负极接触器断开所述增程接口的负极接出端与所述动力电池高压输出的负极输出端之间的连接，并上报供电过流故障。充电时，所述整车控制器控制所述负极接触器和所述充电接触器的导通动力电池与所述充电输入端之间的连接，在所述充电电流值大于第二阈值时，所述整车控制器控制所述负极接触器断开所述增程接口的负极接出端与所述充电输入端之间的连接，并上报充电过流故障。

在实际应用中，所述整车控制器的输出端常与接触器控制端的接入端相连，其接触器控制端的接出端与车身搭铁相连。当所述整车控制器的输出端为高电平时，则接触器接通导电，反之，接触器处于断开状态。需要说明的是，电流传感器对电池组的动力母线进行电流检测后，可直接把电流值输出给整车控制器，也可以是由电流传感器输出给电池控制器，而后电池控制器由CAN总线传送给整车控制器。同时，由于高压供电回路中的电流较大，在选用时，需注意量程，本实施例采用1500A以上的量程。

如图2所示，为本实用新型实施例提供的一种动力电池的增程系统电路图。该系统包括：负极接触器1、正极接触器2、预充接触器3、预充电阻4、充电接触器5、电流传感器7。预充接触器3的输入端与主电池组的正极相连，预充接触器3的输出端与预充电阻4的输入端相连，预充接触器3的控制端与所述整车控制器(图上未示出)的输出端相连，预充电阻4的输出端与电池组高压输出的正极输出端相连。供电时，所述整车控制器控制预充接触器3和负极接触器1导通所述增程接口与动力电池高压输出端之间的连接，在供电电流值大于第三阈值时，所述整车控制器控制所述正极接触器连通所述增程接口的正极接出端与所述动力电池高压输出的正极输出端，并控制所述预充接触器断开所述增程接口的正极接出端与所述充电电阻4之间的连接。

具体地，在上电阶段，通过闭合负极接触器1、预充接触器3给电机控制器内部电容充电，由于预充回路中有预充电阻4，可以将电流降低。通过这种方式避免直接闭合正极接触器2、负极接触器1时出现峰值电流对接触器的损伤，当电容电压达到电池组输出电压的90％或者95％以上时，闭合正极接触器2，此时由于接触器两端电压差很小，基本不会产生明显的冲击电流，从而起到保护接触器的作用。在下电阶段，当高压回路电流小于设定值后，由整车控制器断开正极接触器2和负极接触器1，避免直接带载荷下电，使接触器触点的损伤。

进一步，该系统还包括：充电保险6和车载充电机，充电保险6的一端与充电接触器5的输入端相连，充电保险6的另一端与车载充电机的正极输出端相连，车载充电机的负极输出端与动力电池高压输出的负极输出端相连。

在实际应用中，对动力电池组进行充电时，通常采用快速充电桩或车载充电机进行充电，但由于现实条件中快速充电桩的数量并不够充足，采用车载充电机充电也成为电动汽车充电的一种重要方式。充电时，由整车控制器断开正极接触器2通电，使电池组高压输出断开，整车控制器根据电流传感器对供电母线进行电流检测，当供电电流值为0时，整车控制器控制充电接触器5导通，完成电池组充电回路的连通，外部的供电电源可利用该电路的充电输入端实现充电。

为了能够对增程电池组的电压、温度、放电及充电等信息传输，该增程接口还包括：低压通讯端，所述低压通讯端的接入端与所述增程电池组的电池控制器的输出端相连，所述低压通讯端的接出端与整车控制器的通讯端相连。所述低压通讯端用于所述增程电池组的电池控制器与整车控制器的CAN通讯。

在实际应用中，为了能够在并联增程电池组时，减少接线及检测工作，该增程接口可以采用高压线束插座和低压线束插座，高压线束插座通过高压连接线束与主电池组的接入端相连，低压线束插座通过低压连接线束与整车控制器的通讯端相连。同时，高压连接器插座可采用具有IP2X防护等级的插座，避免人员误触碰。

进一步，电流传感器采用霍尔型电流传感器。需要说明的是，通常地，将霍尔型电流传感器套接在动力母线，即可获得动力母线的电流信息，霍尔型电流传感器通常具有大、小两个量程，分别具有电流输出端以及模拟信号输出端，模拟信号输出端输出的为采样电流值相应的模拟电压值。

可见，本实用新型提供的一种动力电池的增程系统，通过并联增程电池组，利用整车控制器控制对接触器的通断控制，实现电动汽车的安全供电和充电，提高电动汽车的安全性和使用寿命。

以上依据图示所示的实施例详细说明了本实用新型的构造、特征及作用效果，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，但本实用新型不以图面所示限定实施范围，凡是依照本实用新型的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本实用新型的保护范围内。

Claims (6)

1.一种动力电池的增程系统，其特征在于，包括：主电池组、增程电池组、增程接口、正极接触器、负极接触器、充电接触器；

所述增程接口的正极接入端分别与所述增程电池组和所述主电池组的正极接入端相连，所述增程接口的负极接入端分别与所述增程电池组和所述主电池组的负极接入端相连；

所述负极接触器的输入端与所述增程接口的负极接出端相连，所述负极接触器的输出端作为动力电池高压输出的负极输出端；

所述正极接触器的输入端与所述增程接口的正极接出端相连，所述正极接触器的输出端作为动力电池高压输出的正极输出端；

所述充电接触器的输出端与所述增程接口的正极接出端相连，所述充电接触器的输入端作为动力电池的充电输入端；

所述增程接口用于使所述增程电池组与所述主电池组并联连接。

2.根据权利要求1所述动力电池的增程系统，其特征在于，还包括：整车控制器和电流传感器；

所述整车控制器的输出端分别与所述负极接触器的控制端、所述正极接触器的控制端和所述充电接触器的控制端相连，所述整车控制器的输入端与所述电流传感器的输出端相连；

所述电流传感器用于检测动力电池的供电电流值和充电电流值；

供电时，所述整车控制器控制所述正极接触器和所述负极接触器导通所述增程接口与动力电池高压输出端之间的连接，在所述供电电流值大于第一阈值时，所述整车控制器控制所述负极接触器断开所述增程接口的负极接出端与所述动力电池高压输出的负极输出端之间的连接，并上报供电过流故障；

充电时，所述整车控制器控制所述负极接触器和所述充电接触器导通动力电池与所述充电输入端之间的连接，在所述充电电流值大于第二阈值时，所述整车控制器控制所述负极接触器断开所述增程接口的负极接出端与所述充电输入端之间的连接，并上报充电过流故障。

3.根据权利要求2所述动力电池的增程系统，其特征在于，还包括：预充接触器和预充电阻；

所述预充接触器的输入端与主电池组的正极相连，所述预充接触器的控制端与所述整车控制器的输出端相连，所述预充电阻连接在所述预充接触器的输出端与所述正极输出端之间；

供电时，所述整车控制器控制所述预充接触器和所述负极接触器导通所述增程接口与动力电池高压输出端之间的连接，在所述供电电流值大于第三阈值时，所述整车控制器控制所述正极接触器连通所述增程接口的正极接出端与所述动力电池高压输出的正极输出端，并控制所述预充接触器断开所述增程接口的正极接出端与所述充电电阻之间的连接。

4.根据权利要求2所述动力电池的增程系统，其特征在于，还包括：充电保险和车载充电机；

所述充电保险连接在所述充电接触器与所述车载充电机之间，所述车载充电机的负极输出端与所述动力电池高压输出的负极输出端相连。

5.根据权利要求1至4任一项所述的动力电池的增程系统，其特征在于，所述增程接口还包括低压通讯端；

所述低压通讯端的接入端与所述增程电池组的电池控制器的输出端相连，所述低压通讯端的接出端与整车控制器的通讯端相连；

所述低压通讯端用于所述增程电池组的电池控制器与整车控制器的CAN通讯。

6.根据权利要求1至4任一项所述动力电池的增程系统，其特征在于，所述电流传感器为霍尔型电流传感器。