CN212979897U - 一种新能源电动汽车动力电池系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新能源电动汽车动力电池系统，电池箱、电池模组、电池管理系统、电池充电单元、冷却系统以及辅助元器件；所述电池模组电连接于电池管理系统，所述电池箱内设置箱体隔板将电池箱内部分割成为两个电池仓和电气元件仓，所述的电池模组设置为两组，两组电池模组为独立电池模组，连接两电池模组的电路上设置电路转换开关，电路转换开关电连接于电池管理系统；所述电池充电单元设置为两组，分别通过高压线束连接于所对应的两组电池模组。本实用新型解决了目前新能源电动汽车充电时间长，充电时间慢，充电时热量集中的问题，缩短了充电时间，实现新能源电动汽车安全高效快速充电。

Description

一种新能源电动汽车动力电池系统

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，具体说是一种新能源电动汽车动力电池系统。

背景技术

随着我国经济持续快速发展，汽车需求量呈现快速增长态势，新能源汽车在缓解能源压力、降低环境污染方面发挥了巨大作用。在新能源汽车领域，纯电动汽车是未来汽车工业的主要发展方向，电动汽车是以动力电池和驱动电机代替传统能源动力汽车，其中动力电池是电动汽车的核心部件和主要动力来源。多个可充电电池通过串联、并联或混联的方式连接形成一个电池包，通过对电池包反复充电放电过程，为新能源电动汽车提供动力能源。目前新能源电动汽车充电包采用直流与交流两种充电模式进行充电，直流与交流两种充电模式因为充电时间不同也被称为快速充电与普通充电。

快速充电的使用受动力电池充电特性的影响，快速充电将直流电直接储存到动力电池内，快速充电要求的电流和功率比较大，会造成电池组温度升高过快，从而减少电池的使用寿命。普通充电是经过车载充电机将交流电转换成直流电再充入动力电池，采用普通充电方式对电池进行充电相对比较稳定安全。

目前多数新能源电动汽车通常情况下采用普通充电对新能源汽车进行充电，普通充电采用的是涓涓细流缓慢充电，要求的电流与功率不高，对电池本身的损害较小，对动力电池的衰减影响最低，但是对于多数新能源纯电动汽车来说一次性充满电需要7-8小时，其中充电时间长是制约新能源电动汽车发展关键因素之一，制约了新能源电动汽车未来广泛普及和推广应用。

综上，解决新能源电动汽车电池包的充电时间长，实现电动汽车的安全高效充电，缩短汽车的充电时间成为目前亟待解决的问题。

实用新型内容

本实用新型解决的技术问题是提供了一种新能源电动汽车动力电池系统，它解决了目前新能源电动汽车充电时间长，充电时间慢，充电时热量集中的问题，缩短了充电时间，实现新能源电动汽车安全高效快速充电。

为了解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：

一种新能源电动汽车动力电池系统，包括：电池箱、电池模组、电池管理系统、电池充电单元、冷却系统以及辅助元器件；所述电池模组电连接于电池管理系统，电池模组和电池管理系统安装在电池箱体的内部，电池充电单元设置于箱体外部；所述电池箱内设置箱体隔板，所述箱体隔板将电池箱内部分割成为两个电池仓和电气元件仓，所述的电池模组设置为两组，两组电池模组分别对应安装在箱体隔板分割成的两个电池仓内，两组电池模组为独立电池模组，两电池模组之间通过高压线束连接，连接两电池模组的电路上设置电路转换开关，所述电路转换开关电连接于电池管理系统；所述电池充电单元设置为两组，分别为第一充电单元和第二充电单元，第一充电单元和第二充电单元分别通过高压线束连接于所对应的两组电池模组。

作为进一步优化，本申请还在如下方面做了改进：

优选地，所述的电池箱包括上箱体和下箱体，所述上箱体扣合在下箱体上，上、下箱体之间设置密封圈，用于密封上下箱体；所述电池箱沿车体安装方向的前端部设置高低压接口，用于连接输出的高低压电路。

优选地，所述电池模组包括多个电池模块，所述电池模块阵列固定排布于所述电池箱中，所述多个电池模块之间均留有间隙，每一个电池模块均有多个电芯串联组成。

优选地，所述第一充电单元设有第一充电插口和第一充电机；所述的第二充电单元包括第二充电插口和第二充电机，第一充电单元通过高压控制盒连接电池左仓；第二充电单元通过高压控制盒连接电池右仓。

优选地，所述电池箱内设置有冷却回路，冷却回路设置于电池模组底部，用于传输流动介质对电池组的单体电池进行冷却；所述电池箱体上设置有进液口和出液口，所述进液口连通冷却回路的入流端，用于供来自外部的流动介质进入到冷却回路内；出液口连通冷却回路的出流端，用于供冷却回路内流动介质排出到电池箱外。

优选地，在每块电芯上设有用于采集该电芯电压大小的电压传感器、采集该电芯电流大小的电流传感器和采集该电芯温度的温度传感器，所有电芯的电压传感器、电流传感器和温度传感器分别通过通讯线连接电池管理系统，并将采集到的信号传输至车载控制器模块。

优选地，所述电池箱的上部设置检修电路开关，检修电路开关连接于电池管理系统，用于切断电池仓内部电源检修电池模组及电池包控制系统。

优选地，所述电池模组上分布有碰撞缓冲部，所述缓冲部为L形中空异形钢结构体，内充循环冷却液。

所述碰撞缓冲部横跨在所述电芯上，所述碰撞缓冲部位于所述电芯在长度方向的两端的端部；沿所述电芯的长度方向，所述碰撞缓冲部与所述电芯对应端部的端面平齐或者高出所述端面。

优选地，所述电气元件仓沿电池箱的长度方向分布在电池箱的中部，并将电池仓分割成左右两电池仓，左右两电池仓分布在电气元件仓的左右两侧。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型设置两组电池模组，两组电池模组为独立电池模组，将两组电池模组分别安装在两个电池仓内，连接两电池模组的电路上设置电路转换开关，电路转换开关实现了电路的闭合，使得两组电池模组作为一个整体同时对外供电；当对两组电池进行充电时，电路转换开关将两组电池模组之间的连接电路断开，两组电池充电单元分开同时对两组电池进行充电，实现了充电时间减半，解决了目前新能源电动汽车充电时间长，充电时间慢，充电时热量集中的问题，缩短了充电时间，实现新能源电动汽车安全高效快速充电。

附图说明

附图说明用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是目前现有新能源电动汽车动力电池系统与驱动系统分布图；

图2是安装有该动力电池系统的新能源汽车整体电气控制原理框图；

图3是本实用新型动力电池系统中电池箱的结构示意图；

图4是本实用新型动力电池系统内部结构示意图；

图5是本实用新型电池模组内部分布图；

图6是本实用新型电池管理系统结构框图；

图7是本实用新型电池充电单元电路结构示意图。

附图标记说明

图中：1-电池箱、101-上箱体、102-下箱体、103-密封圈、104-安装部、105-安装孔、106-上箱体翻边、107-下箱体翻边、108-电池仓、109-电气元件仓、2-电池模组、201-电池模块、202-电芯、21-左电池模组、22-右电池模组、3-电池管理系统、4-电池充电单元、41-第一充电单元、411-第一充电插口、412-第一充电机、42-第二充电单元、421-第二充电插口、422-第二充电机、5-辅助元器件、6-车体、7-高低压接口、8-箱体隔板、9-电路转换开关、10-冷却回路、110-进液口、112-出液口、11-检修电路开关、12-碰撞缓冲部。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

为了便于描述，在这里使用了空间相对术语，如“在...之上”、“在...上方”、“在...上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。基于此种方位定义，采用了“上”、“下”、“顶”、“底”，均相对于高度方向而言。

本发明中出现的“第一”、“第二”等用语仅是为了方便描述，以区分具有相同名称的不同组成部件，并不表示先后或主次关系。本发明中出现的“多个”指的是两个以上(含两个)，同理，“多组”指的是两组以上(含两组)。

需要说明的是：对于相关领域普通技术人员已知的技术不作详细描述，但在适当情况下，应当被视为授权说明书的一部分。

应注意到：附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，若某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步标注。

如图1-7所示，本实用新型一种新能源电动汽车动力电池系统，包括：电池箱1、电池模组2、电池管理系统3、电池充电单元4、辅助元器件5。所述电池模组2电连接于电池管理系统3，电池模组2和电池管理系统3安装在电池箱体1的内部，电池充电单元4设置于电池箱1外部。所述电池箱1沿车体6安装方向的前端部设置高低压接口7，用于连接输出的高低压电路。

电池箱1包括上箱体101和下箱体102，所述上箱体101扣合在下箱体102上，所述上箱体101和所述下箱体102内侧面为相互对称的框架结构；所述电池模组2固定设置于所述上箱体101和下箱体102内侧面的所述框架结构内，所述上箱体101和下箱体102的外侧面对称设置有安装部104；所述安装部104上设有安装孔105，所述上箱体101外侧边设有向外延伸的上箱体翻边106，所述下箱体外侧边设有向外延伸的下箱体翻边107；所述上箱体翻边106和所述下箱体翻边107之间设有密封圈103和隔震垫用于密封上下箱体。

电池箱1内设置箱体隔板8，所述箱体隔板8将电池箱1内部分割成为两个电池仓108和电气元件仓109，所述电气元件仓109沿电池箱的长度方向分布在电池箱1的中部，将两电池仓108分开，两电池仓108分别为电池左仓和电池右仓，电池左仓和电池右仓分布在电气元件仓的左右两侧。

所述的电池模组2设置为两组，每组电池模组均包括多个电池模块201，所述电池模块201阵列排布于所述两电池仓108内，所述多个电池模块201之间均留有间隙，每一个电池模块201均有多个电芯202串联组成。

两组电池模组2分别为左电池模组21和右电池模组22，两组电池模组2为独立电池模组，所述的左电池模组21和右电池模组22分别对应安装在所述的电池左仓和电池右仓内，左电池模组21和右电池模组22之间的连接电路通过高压线束连接，连接左电池模组21和右电池模组22的连接电路上设有电路转换开关9，所述电路转换开关9电连接于电池管理系统3。

所述电池管理系统3，以下简称BMS，包括硬件和软件，硬件包括主控板、从控板及高压盒，还包括采集电压、电流、温度等数据的电子器件，BMS的软件主要用于监测电池的电压、电流、SOC值、绝缘电阻值、温度值,通过与整车控制器(VCU)、充电机的通信,来控制动力电池系统的充放电。

BMS是电池保护和管理的核心部件,在动力电池系统中,它的作用就相当于人的大脑它不仅要保证电池安全可靠的使用,而且要充分发挥电池的能力和延长使用寿命。作为电池和整车控制器以及驾驶人沟通的桥梁,BMS通过控制接触器控制动力电池组的充放电,并CU上报动力电池系统的基本参数及故障信息。

BMS通过电压、电流及温度检测等功能实现对动力电池系统的过电压,欠电压、过电流、过高温和过低温保护,以及继电器控制、SOC算、充放电管理、均衡控制、故障报警及处理、与其他控制器通信等功能；此外，电池管理系统还具有高压回路绝缘检测功能，以及为动力电池系统加热。

所述电池充电单元4设置为两组，分别为第一充电单元41和第二充电单元42，第一充电单元41和第二充电单元42分别通过高压线束连接于所对应的两组电池模组2。所述第一充电单元41设有第一充电插口411和第一充电机412；所述的第二充电单元42包括第二充电插口421和第二充电机422，第一充电单元41通过高压控制盒连接电池左仓；第二充电单元通过高压控制盒连接电池右仓。第一充电单元和第二充电单元设置实现了对左电池模组21和右电池模组22独立充电。

所述电池箱1内设置有冷却回路10，冷却回路10设置于电池模组2底部，用于传输流动介质对电池模组的电芯进行冷却；所述冷却回路10设置有进液口110和出液口112，所述进液口连通冷却回路的入流端，用于供来自外部的流动介质进入到冷却回路内；出液口连通冷却回路的出流端，用于供冷却回路内流动介质排出到电池箱外。

在每块电芯上设有用于采集该电芯电压大小的电压传感器、采集该电芯电流大小的电流传感器和采集该电芯温度的温度传感器，所有电芯的电压传感器、电流传感器和温度传感器分别通过通讯线连接电池管理系统，并将采集到的信号传输至车载控制器模块。

所述电池箱1的上部设置检修电路开关11，检修电路开关11连接于电池管理系统3，用于切断电池仓内部电源检修电池模组及电池包控制系统。

所述电池模组2上分布有碰撞缓冲部12，所述碰撞缓冲部12为L形中空异形钢结构体，内充循环冷却液。

碰撞缓冲部12横跨在所述电芯上，所述碰撞缓冲部12位于所述电芯在长度方向的两端的端部；沿所述电芯的长度方向，所述碰撞缓冲部12与所述电芯202对应端部的端面平齐或者高出所述端面。

碰撞缓冲部的设置当发生碰撞时，如前所述，动力电池包还将受到沿车身水平方向的横向撞击力，该横向撞击力将经由碰撞缓冲部后传递至电芯。而由于碰撞缓冲部的吸收缓冲作用，可以减小动力电池模块受到的横向撞击力，进一步保护对动力电池模块。

综上所示，本实用新型设置两组电池模组，两组电池模组为独立电池模组，将两组电池模组分别安装在两个电池仓内，连接两电池模组的电路上设置电路转换开关，电路转换开关实现了电路的闭合，使得两组电池模组作为一个整体同时对外供电；当对两组电池进行充电时，电池管理系统控制电路转换开关将两组电池模组之间的连接电路断开，第一充电单元和第二充电单元分别独立对两组电池模组充电，缩短了充电时间，实现了充电时间减半，有效解决了目前新能源电动汽车充电时间长，充电时间慢的问题，同时通过分开充电，有效避免了充电时热量集中的问题，变相延长了电池的使用寿命实现新能源电动汽车安全高效快速充电。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。

Claims (10)

1.一种新能源电动汽车动力电池系统，其特征在于，包括：电池箱、电池模组、电池管理系统、电池充电单元、辅助元器件；

所述电池模组电连接于电池管理系统，电池模组和电池管理系统安装在电池箱体的内部，电池充电单元设置于箱体外部；

所述电池箱内设置箱体隔板，所述箱体隔板将电池箱内部分割成为两个电池仓和电气元件仓，所述的电池模组设置为两组，两组电池模组分别对应安装在箱体隔板分割成的两个电池仓内，两组电池模组为独立电池模组，两电池模组之间通过高压线束连接，连接两电池模组的电路上设置电路转换开关，所述电路转换开关电连接于电池管理系统；

所述电池充电单元设置为两组，分别为第一充电单元和第二充电单元，第一充电单元和第二充电单元分别通过高压线束连接于所对应的两组电池模组。

2.根据权利要求1所述的一种新能源电动汽车动力电池系统，其特征在于，所述的电池箱包括上箱体和下箱体，所述上箱体扣合在下箱体上，上、下箱体之间设置密封圈和减震垫，用于密封上下箱体；所述电池箱沿车体安装方向的前端部设置高低压接口，用于连接输出的高低压电路。

3.根据权利要求1所述的一种新能源电动汽车动力电池系统，其特征在于，所述电池模组包括多个电池模块，所述电池模块阵列固定排布于所述电池箱中，所述多个电池模块之间均留有间隙，每一个电池模块均有多个电芯串联组成。

4.根据权利要求1所述的一种新能源电动汽车动力电池系统，其特征在于，所述第一充电单元设有第一充电插口和第一充电机；所述的第二充电单元包括第二充电插口和第二充电机，第一充电单元通过高压控制盒连接电池左仓；第二充电单元通过高压控制盒连接电池右仓。

5.根据权利要求1所述的一种新能源电动汽车动力电池系统，其特征在于，所述电池箱内设置有冷却回路，冷却回路设置于电池模组底部，用于传输流动介质对电池组的单体电池进行冷却；所述电池箱体上设置有进液口和出液口，所述进液口连通冷却回路的入流端，用于供来自外部的流动介质进入到冷却回路内；出液口连通冷却回路的出流端，用于供冷却回路内流动介质排出到电池箱外。

6.根据权利要求3所述的一种新能源电动汽车动力电池系统，其特征在于，在每块电芯上设有用于采集该电芯电压大小的电压传感器、采集该电芯电流大小的电流传感器和采集该电芯温度的温度传感器，所有电芯的电压传感器、电流传感器和温度传感器分别通过通讯线连接电池管理系统，并将采集到的信号传输至车载控制器模块。

7.根据权利要求1所述的一种新能源电动汽车动力电池系统，其特征在于，所述电池箱的上部设置检修电路开关，检修电路开关连接于电池管理系统，用于切断电池仓内部电源检修电池模组。

8.根据权利要求3所述的一种新能源电动汽车动力电池系统，其特征在于，所述电池模组上分布有碰撞缓冲部，所述缓冲部为L形中空异形钢结构体，内充循环冷却液。

9.根据权利要求8所述的一种新能源电动汽车动力电池系统，其特征在于，所述碰撞缓冲部横跨在所述电芯上，所述碰撞缓冲部位于所述电芯在长度方向的两端的端部；沿所述电芯的长度方向，所述碰撞缓冲部与所述电芯对应端部的端面平齐或者高出所述端面。

10.根据权利要求1所述的一种新能源电动汽车动力电池系统，其特征在于，所述电气元件仓沿电池箱的长度方向分布在电池箱的中部，并将电池仓分割成左右两电池仓，左右两电池仓分布在电气元件仓的左右两侧。

Images