CN210040466U - 纯电动汽车电池预热系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种纯电动汽车电池预热系统，包括电池管理模组、逆变器模块及充电枪，所述电池管理模组与所述逆变器模块的电压输入端电连接，所述逆变器模块的电压输出端与所述充电枪电连接；所述逆变器模块包括双向逆变器、输出变压隔离器及供电控制器，所述双向逆变器的输入端与所述高压盒的输出端电连接，所述双向逆变器的输出端与所述输出变压隔离器的输入端电连接，所述输出变压隔离器的输出端与所述充电枪电连接，所述供电控制器还分别与所述输出变压隔离器和所述充电枪电连接。本实用新型能为电动车的电池加热系统进行供电，以使得电池加热系统可以对电池进行预热操作，从而实现电动汽车在低温的环境中也可以实现启动。

Description

纯电动汽车电池预热系统

技术领域

本实用新型涉及纯电动车启动系统领域，特别是涉及一种纯电动汽车电池预热系统。

背景技术

电动汽车的电动机本身的耐低温性能还是非常出色的，而且它自身工作的时候会产生热量，工程师更多地是需要考虑电机的散热问题，没有哪台电动车提及过需要给电机加温。最怕冷的部分，无疑是电池。温度影响着电池的放充电能力，极大的影响续航。不少厂家都设计了电池加热系统，有的是插枪加热，有的是利用电池自身的电量加热。

然而，即便是电动车自身有电池加热系统，若在低温的户外的时候，没有充电枪直接为电动汽车的电池加热系统供电，这样的话，也无法启动电动汽车的电池加热系统，因此，如何在没有充电枪的情况下，也可以为电动车的电池加热系统进行供电是本领域技术人员需要考虑的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种纯电动汽车电池预热系统，能为电动车的电池加热系统进行供电，以使得电池加热系统可以对电池进行预热操作，从而实现电动汽车在低温的环境中也可以实现启动。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种纯电动汽车电池预热系统，包括：电池管理模组、逆变器模块及充电枪，所述电池管理模组与所述逆变器模块的电压输入端电连接，所述逆变器模块的电压输出端与所述充电枪电连接；

所述电池管理模组包括电池包及高压盒，所述高压盒的采集端与所述电池包电连接，所述高压盒的输出端与所述逆变器模块电连接；

所述逆变器模块包括双向逆变器、输出变压隔离器及供电控制器，所述双向逆变器的输入端与所述高压盒的输出端电连接，所述双向逆变器的输出端与所述输出变压隔离器的输入端电连接，所述输出变压隔离器的输出端与所述充电枪电连接，所述供电控制器还分别与所述输出变压隔离器和所述充电枪电连接。

在其中一个实施例中，所述电池包包括电池组和电池采集板，所述电池采集板与所述电池组的两端电连接，所述电池采集板与所述高压盒电连接。

在其中一个实施例中，所述电池包还包括输出保险丝及插接端子，所述输出保险丝的一端与所述电池组的总正端电连接，所述插接端子分别与所述输出保险丝的另一端和所述电池组的总负端电连接。

在其中一个实施例中，所述高压盒包括电池控制板及预充电电路，所述电池控制板与所述电池采集板的输出端电连接，所述电池控制板还与所述预充电电路的控制端电连接，所述预充电电路与所述电池组的总正端电连接。

在其中一个实施例中，所述预充电电路包括电阻R1、第一开关K1和第二开关K2，所述第一开关K1的第一端与所述电池组的总正端电连接，所述第一开关K1的第二端作为高压盒的输出端，所述电阻R1的第一端与所述第一开关K1的第一端电连接，所述电阻R1的第二端与所述第二开关K2的一端电连接，所述第二开关K2的另一端与所述第一开关K1的第二端电连接。

在其中一个实施例中，所述双向逆变器包括逆变桥及电容C1，所述电容C1的两端分别与所述高压盒的两个输出端电连接，所述逆变桥的输入端与所述电容C1电连接，所述逆变桥的输出端与所述输出变压隔离器电连接。

在其中一个实施例中，所述输出变压隔离器包括变压器T1、电容C2、电容C3、第三开关K3及第四开关K4，所述变压器T1的初级与所述双向逆变器的输出端电连接，所述变压器T1的次级的一端与所述电容C2的第一端电连接，所述电容C2的第二端与所述电容C3的第一端电连接，所述电容C3的第二端与所述变压器T1的次级的另一端电连接，所述电容C2的第二端还与接地端电连接；

所述第三开关K3的一端与所述电容C2的第一端电连接，所述第三开关K3的另一端与所述充电枪电连接，所述第四开关K4的一端与所述电容C3的第二端电连接，所述第四开关K4的另一端与所述充电枪电连接。

在其中一个实施例中，所述充电枪包括继电器开关S2、电阻R2、交流电输入端口、信号输入端口及电流检测端口，所述交流电输入端口与所述输出变压隔离器的输出端电连接，所述信号输入端口与所述电阻R2的一端电连接，所述电阻R2的另一端经所述继电器开关S2后接地，所述电流检测端口与所述供电控制器电连接。

在其中一个实施例中，所述供电控制器包括供电控制装置、继电器开关S1及电阻R3，所述电阻R3的第一端与所述电流检测端口电连接，所述电阻R3的第二端经所述继电器开关S1后与所述供电控制装置电连接。

在其中一个实施例中，所述供电控制装置为电源模块。

本实用新型相比于现有技术的优点及有益效果如下：

本实用新型为一种纯电动汽车电池预热系统，通过设置电池管理模组、逆变器模块及充电枪，使得当充电枪插入电动汽车的时候，可以通过电池管理模组和逆变器模块为电动汽车中的电池加热系统进行供电，以使得电池加热系统可以对电池进行预热操作，从而实现电动汽车在低温的环境中也可以实现启动。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型一实施方式的纯电动汽车电池预热系统的功能模块图；

图2为图1所示的纯电动汽车电池预热系统的电路图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施方式。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本实用新型的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1，一种纯电动汽车电池预热系统，包括：电池管理模组、逆变器模块及充电枪，所述电池管理模组与所述逆变器模块的电压输入端电连接，所述逆变器模块的电压输出端与所述充电枪电连接。需要说明的是，所述电池管理模组用于提供电池加热系统的启动电源；所述逆变器模块用于将电池管理模组中的电能输出至充电枪并为电池加热系统进行供电；所述充电枪用于连接电动汽车。

请参阅图1，所述电池管理模组包括电池包100及高压盒200，所述高压盒的采集端与所述电池包电连接，所述高压盒的输出端与所述逆变器模块电连接。需要说明的是，所述电池包用于为电动汽车的电池加热系统进行供电；所述高压盒用于对电池包进行充放电、SOC值、电压、电流检测等等的采样。

请参阅图1，所述逆变器模块包括双向逆变器300、输出变压隔离器400及供电控制器500，所述双向逆变器的输入端与所述高压盒的输出端电连接，所述双向逆变器的输出端与所述输出变压隔离器的输入端电连接，所述输出变压隔离器的输出端与所述充电枪600电连接，所述供电控制器还分别与所述输出变压隔离器和所述充电枪电连接。需要说明的是，所述双向逆变器300用于将电池包中输出电压转换为交流电压；所述输出变压隔离器400用于起到隔离的作用，从而可以输出接近正弦波的220V电压；所述供电控制器500用于接收电动汽车上BMS的信号，进而控制逆变器模块的电压输出。

通过设置电池管理模组、逆变器模块及充电枪，使得当充电枪插入电动汽车的时候，电动汽车则会发送PWM信号到充电枪上的CP端口，而与CP端口连接的供电控制器接收到PWM信号后，则控制输出变压隔离器启动，此时，电池包通过高压盒输出直流电压，再经双向逆变器后变成交流电输入到变压器中，再通过变压器及周围的电感和电容的作用，输出正弦波的220的交流电压，最后通过充电枪为电动汽车上的电池加热系统进行供电，而电池加热系统可以为处于低温状态的电动汽车电池进行加热，当电动汽车电池加热到可以为电动汽车的启动提供电源的时候，则实现了该预热系统的功能。如此，使得电池加热系统可以对电池进行预热操作，从而实现电动汽车在低温的环境中也可以实现启动。并且，本实用新型的预热系统类似一个便携式的、可移动的充电桩，不受外部供电区域影响，方便在户外使用以及为电动汽车提供电池加热的电源，以解决电动汽车低温-20℃环境动力电池预热。

需要说明的是，请参阅图2，所述电池包包括电池组和电池采集板BMU，所述电池采集板BMU与所述电池组的两端电连接，所述电池采集板BMU与所述高压盒电连接。所述电池采集板BMU用于采集电池组的温度和电压。

需要说明的是，所述电池包还包括输出保险丝F及插接端子110，所述输出保险丝的一端与所述电池组的总正端电连接，所述插接端子分别与所述输出保险丝的另一端和所述电池组的总负端电连接。所述输出保险丝F用于保护电池，避免电池出现高压高电流的输出，提高电池的安全性。

需要说明的是，所述高压盒包括电池控制板BCU及预充电电路，所述电池控制板BCU与所述电池采集板BMU的输出端电连接，所述电池控制板BCU还与所述预充电电路的控制端电连接，所述预充电电路与所述电池组的总正端电连接。所述电池控制板BCU通过通讯端口与所述电池采集板BMU的输出端电连接。

具体地，所述预充电电路包括电阻R1、第一开关K1和第二开关K2，所述第一开关K1的第一端与所述电池组的总正端电连接，所述第一开关K1的第二端作为高压盒的输出端，所述电阻R1的第一端与所述第一开关K1的第一端电连接，所述电阻R1的第二端与所述第二开关K2的一端电连接，所述第二开关K2的另一端与所述第一开关K1的第二端电连接。

需要说明的是，所述双向逆变器包括逆变桥及电容C1，所述电容C1的两端分别与所述高压盒的两个输出端电连接，所述逆变桥的输入端与所述电容C1电连接，所述逆变桥的输出端与所述输出变压隔离器电连接。在本实施例中，逆变桥由四个MOS管电连接组成。

需要说明的是，请参阅图2，所述输出变压隔离器包括变压器T1、电容C2、电容C3、第三开关K3及第四开关K4，所述变压器T1的初级与所述双向逆变器的输出端电连接，所述变压器T1的次级的一端与所述电容C2的第一端电连接，所述电容C2的第二端与所述电容C3的第一端电连接，所述电容C3的第二端与所述变压器T1的次级的另一端电连接，所述电容C2的第二端还与接地端电连接；所述第三开关K3的一端与所述电容C2的第一端电连接，所述第三开关K3的另一端与所述充电枪电连接，所述第四开关K4的一端与所述电容C3的第二端电连接，所述第四开关K4的另一端与所述充电枪电连接。如此，通过设置变压器T1、电容C2及电容C3，可以将输出的交流电压滤波成接近正弦波的220V交流电压。

还需要说明的是，所述第三开关K3和所述第四开关K4由供电控制器控制，当供电控制器接收到电动汽车的BMS信号的时候，则控制第三开关K3和第四开关K4闭合，从而为电动汽车的电池加热系统进行供电。

需要说明的是，所述充电枪包括继电器开关S2、电阻R2、交流电输入端口、信号输入端口CC及电流检测端口CP，所述交流电输入端口与所述输出变压隔离器的输出端电连接，所述信号输入端口与所述电阻R2的一端电连接，所述电阻R2的另一端经所述继电器开关S2后接地，所述电流检测端口与所述供电控制器电连接。所述信号输入端口用于为电动汽车提供充电枪信号，当充电枪插入电动汽车的时候，则电动汽车的BMS上会有一个电阻和电阻R2组成分压电阻，形成接入信号，然后电动汽车的BMS则会发出PWM信号至电流检测端口CP处，之后供电控制器会检测到信号，再将第三开关K3和第四开关K4闭合，从而可以为电动汽车的电池加热系统提供电源。

需要说明的是，所述供电控制器包括供电控制装置、继电器开关S1及电阻R3，所述电阻R3的第一端与所述电流检测端口电连接，所述电阻R3的第二端经所述继电器开关S1后与所述供电控制装置电连接。在本实施例中，所述供电控制装置为电源模块。如此，通过设置继电器开关S1及电阻R3，可以控制第三开关K3和第四开关K4闭合或断开，从而可以为电动汽车的电池加热系统进行供电。

本实用新型相比于现有技术的优点及有益效果如下：

本实用新型为一种纯电动汽车电池预热系统，通过设置电池管理模组、逆变器模块及充电枪，使得当充电枪插入电动汽车的时候，可以通过电池管理模组和逆变器模块为电动汽车中的电池加热系统进行供电，以使得电池加热系统可以对电池进行预热操作，从而实现电动汽车在低温的环境中也可以实现启动。

以上所述实施方式仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种纯电动汽车电池预热系统，其特征在于，包括：电池管理模组、逆变器模块及充电枪，所述电池管理模组与所述逆变器模块的电压输入端电连接，所述逆变器模块的电压输出端与所述充电枪电连接；

所述电池管理模组包括电池包及高压盒，所述高压盒的采集端与所述电池包电连接，所述高压盒的输出端与所述逆变器模块电连接；

所述逆变器模块包括双向逆变器、输出变压隔离器及供电控制器，所述双向逆变器的输入端与所述高压盒的输出端电连接，所述双向逆变器的输出端与所述输出变压隔离器的输入端电连接，所述输出变压隔离器的输出端与所述充电枪电连接，所述供电控制器还分别与所述输出变压隔离器和所述充电枪电连接。

2.根据权利要求1所述的纯电动汽车电池预热系统，其特征在于，所述电池包包括电池组和电池采集板，所述电池采集板与所述电池组的两端电连接，所述电池采集板与所述高压盒电连接。

3.根据权利要求2所述的纯电动汽车电池预热系统，其特征在于，所述电池包还包括输出保险丝及插接端子，所述输出保险丝的一端与所述电池组的总正端电连接，所述插接端子分别与所述输出保险丝的另一端和所述电池组的总负端电连接。

4.根据权利要求2所述的纯电动汽车电池预热系统，其特征在于，所述高压盒包括电池控制板及预充电电路，所述电池控制板与所述电池采集板的输出端电连接，所述电池控制板还与所述预充电电路的控制端电连接，所述预充电电路与所述电池组的总正端电连接。

5.根据权利要求4所述的纯电动汽车电池预热系统，其特征在于，所述预充电电路包括电阻R1、第一开关K1和第二开关K2，所述第一开关K1的第一端与所述电池组的总正端电连接，所述第一开关K1的第二端作为高压盒的输出端，所述电阻R1的第一端与所述第一开关K1的第一端电连接，所述电阻R1的第二端与所述第二开关K2的一端电连接，所述第二开关K2的另一端与所述第一开关K1的第二端电连接。

6.根据权利要求1所述的纯电动汽车电池预热系统，其特征在于，所述双向逆变器包括逆变桥及电容C1，所述电容C1的两端分别与所述高压盒的两个输出端电连接，所述逆变桥的输入端与所述电容C1电连接，所述逆变桥的输出端与所述输出变压隔离器电连接。

7.根据权利要求1所述的纯电动汽车电池预热系统，其特征在于，所述输出变压隔离器包括变压器T1、电容C2、电容C3、第三开关K3及第四开关K4，所述变压器T1的初级与所述双向逆变器的输出端电连接，所述变压器T1的次级的一端与所述电容C2的第一端电连接，所述电容C2的第二端与所述电容C3的第一端电连接，所述电容C3的第二端与所述变压器T1的次级的另一端电连接，所述电容C2的第二端还与接地端电连接；

所述第三开关K3的一端与所述电容C2的第一端电连接，所述第三开关K3的另一端与所述充电枪电连接，所述第四开关K4的一端与所述电容C3的第二端电连接，所述第四开关K4的另一端与所述充电枪电连接。

8.根据权利要求1所述的纯电动汽车电池预热系统，其特征在于，所述充电枪包括继电器开关S2、电阻R2、交流电输入端口、信号输入端口及电流检测端口，所述交流电输入端口与所述输出变压隔离器的输出端电连接，所述信号输入端口与所述电阻R2的一端电连接，所述电阻R2的另一端经所述继电器开关S2后接地，所述电流检测端口与所述供电控制器电连接。

9.根据权利要求8所述的纯电动汽车电池预热系统，其特征在于，所述供电控制器包括供电控制装置、继电器开关S1及电阻R3，所述电阻R3的第一端与所述电流检测端口电连接，所述电阻R3的第二端经所述继电器开关S1后与所述供电控制装置电连接。

10.根据权利要求9所述的纯电动汽车电池预热系统，其特征在于，所述供电控制装置为电源模块。

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