CN216424101U - 电池系统及电动汽车 - Google Patents

Abstract

本申请实施方式提供了一种电池系统及电动汽车，电池系统包括：控制器，包括多个控制模块；电池模块，与所述控制模块相应设置有多个，并与所述控制器电连接；其中，多个控制模块分别控制多个电池模块。通过多个控制模块对多个电池模块的分别控制，能够利用同一管理系统，如电池管理系统(Battery Management System，BMS)，操控多个电池模块，对不同类型的电池模块进行统一管理便于将电动汽车中的低压供电电池，替换至与驱动电池相似种类的电池，一同管理。

Description

电池系统及电动汽车

技术领域

本申请属于电动载具技术领域，尤其涉及一种电池系统及电动汽车。

背景技术

随着自然资源的消耗及环境的破坏日益加重，尤其是使造成较大大气污染的化石能源载具等。因此在载具领域中，以新能源做为驱动手段的需求增大，推动了新能源载具的快速发展。目前的新能源载具中，以电力做为驱动源，因其在使用中不排放污染大气的有害气体，有利于节约能源和减少二氧化碳的排量，故为目前发展的主流。

在电动载具领域中，与传统载具间存在较大不同的是电动载具上必不可少的一部分——动力电池系统，其为电动载具的核心技术。但动力电池系统主要用于控制驱动电池，为载具内低压用电设施供电的电池需要额外控制结构，导致载具内部架构较为拥挤。因此，如何增强电池系统的集成度，是一个亟待解决的技术问题。

实用新型内容

本申请实施方式提供了一种电池系统及电动汽车，能够优化电池系统的架构，减少电动汽车内组件。

本申请实施方式的第一方面，提供了一种电池系统，包括：

控制器，包括多个控制模块；

电池模块，与所述控制模块相应设置有多个，并与所述控制器电连接；

其中，所述电池模块至少包括低压模块及高压模块，多个所述控制模块分别控制所述低压模块及所述高压模块。

采用上述结构，通过多个控制模块对多个电池模块的分别控制，能够利用同一管理系统，如电池管理系统(Battery Management System，BMS)，操控多个电池模块，对不同类型的电池模块进行统一管理便于将电动汽车中的低压供电电池，替换至与驱动电池相似种类的电池，一同管理。

在一些可选实施方式中，所述低压模块用于为低压用电设备供电，所述高压模块用于为驱动机构供电。

采用上述结构，能够使低压电池模块与高压电池模块间有效集成，便于将相关技术中，电动汽车所用的低压蓄电池替换成与驱动电池相同的锂电池，并共用驱动电池所用的检测系统。

在一些可选实施方式中，所述电池模块还包括传感器，所述传感器设置有多个，多个所述控制模块分别至少与一个所述传感器电连接。

采用上述结构，能够使多个控制模块获取其控制位置电池模块的数据。

在一些可选实施方式中，所述传感器包括电流传感器、电压传感器及温度传感器，用于检测电池模块的电流、电压、温度。

采用上述结构，通过传感器的设置，能够对电池模块的工作状态进行实时监控。

在一些可选实施方式中，所述电池系统还包括换热模块，所述换热模块至少部分与所述电池模块相连接，用于与所述电池模块热交换，所述换热模块与所述控制器间电连接。

采用上述结构，能够对电池模块进行热控制，维持电池模块温度。

在一些可选实施方式中，所述换热模块包括换热器及换热控制器，所述换热控制器与所述控制器及换热器间电连接，所述换热器至少包括有高压换热器及低压换热器，所述高压换热器用于对高压模块换热，所述低压换热器用于对低压模块换热。

采用上述结构，能够对针对高压模块及低压模块进行分别散热，保证散热效率。

在一些可选实施方式中，所述电池系统还包括继电模块，所述继电模块与所述控制单元电连接，用于关断所述电池模块与外部电路。

采用上述结构，控制器能够控制电源模块与外部电路断开。

在一些可选实施方式中，所述电池模块包括：

壳体，其内设有容纳腔；

电池组，设置于所述容纳腔内，且所述电池组设置有多个，所述电池组与所述控制器间电连接。

采用上述结构，通过壳体的设置能够对电池组进行有效保护。

在一些可选实施方式中，多个所述电池模块设置于同一壳体内。

采用上述结构，能够使电池模块集成化。

在一些可选实施方式中，所述壳体上设置由多个连接口，所述容纳腔内包括多个安装区，多个所述连接口与多个所述安装区内设置的所述电池组分别电连接，所述控制器用于控制电池组。

采用上述结构，通过连接口的设置，能够使电池组与外部电连接，接收或者输出电能；其次，通过多个连接口分别与多个安装区电连接的设置，能够使电池模块分别向外输出多路电能，能够在同一壳体中集成多种不同电池组，实现多种电压的外输能力。

在一些可选实施方式中，多个所述安装区至少包括低压区及高压区，所述低压区及高压间隔设置，所述低压区用于安装低压模块的电池组，所述高压区用于安装高压模块的电池组。

采用上述结构，能够使低压模块与高压模块间有效集成，便于将相关技术中，电动汽车所用的低压蓄电池替换成与驱动电池相同的锂电池，并共用驱动电池所用的检测系统，如电池管理系统(Battery Management System，BMS)，优化了电动汽车内部的架构，使电动汽车内的电池结构得到有效集成及整合。

在一些可选实施方式中，所述容纳腔内还包括分隔栏，所述分隔栏与壳体相连接，所述低压区及所述高压区间由所述分隔栏间隔设置。

采用上述结构，通过分隔栏的设置，能够实现对容纳腔内的空间进行有效划分，使低压区及高压区间保持相对独立。

在一些可选实施方式中，所述分隔栏由多个子栏拼合。

采用上述结构，通过多个子栏的设置，能够便于分隔栏进行调整，划分低压区及高压区。

在一些可选实施方式中，所述分隔栏一端还设置有贯穿所述分隔栏厚度方向，并向所述壳体厚度方向延伸的顶槽。

采用上述结构，通过顶槽的设置，能够使安装与壳体与分隔栏间的电池组至少部分裸露，便于从壳体及分隔栏间取出电池组。

在一些可选实施方式中，所述壳体包括顶盖及下壳，所述容纳腔设于所述下壳内，所述顶盖能够覆盖所述下壳开口一端，所述连接口设置于所述下壳的外侧壁上。

采用上述结构，通过顶盖及下壳的设置，使容纳腔内呈较为密闭的结构，降低外部环境对电池组内的影响。

本申请实施方式的第二方面，提供了一种电动汽车，包括上述电池系统。

与现有技术相比，通过多个控制模块对多个电池模块的分别控制，能够利用同一管理系统，如电池管理系统(Battery Management System，BMS)，操控多个电池模块，对不同类型的电池模块进行统一管理便于将电动汽车中的低压供电电池，替换至与驱动电池相似种类的电池，一同管理。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施方式的技术方案，下面将对本申请实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施方式，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的附图。

图1为本申请一些实施例提供的车辆100的结构示意图。

图2是本申请一些实施例提供的电池系统的架构示意图。

图3是本申请另一些实施例提供的电池系统的架构示意图。

图4为本申请一些实施例提供的电池模块的结构示意图。

图5是本申请一些实施例提供的壳体的结构示意图。

图6是本申请一些实施例提供的分隔栏的结构示意图。

图7是本申请另一些实施例提供的电池模块的结构示意图。

附图中：

1、壳体；11、容纳腔；12、顶盖；13、下壳；14、换热器；2、电池组；3、连接口；4、分隔栏；41、子栏；42、顶槽；43、连接齿；

10、电池装置；20、控制器；30、马达；100、车辆。

具体实施方式

下面将结合附图对本申请技术方案的实施方式进行详细的描述。以下实施方式仅用于更加清楚地说明本申请的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本申请的保护范围。

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申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请；本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

在本申请实施方式的描述中，技术术语“第一”“第二”等仅用于区别不同对象，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量、特定顺序或主次关系。在本申请实施方式的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本文中提及“实施方式”意味着，结合实施方式描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施方式中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施方式，也不是与其它实施方式互斥的独立的或备选的实施方式。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施方式可以与其它实施方式相结合。

在本申请实施方式的描述中，术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

在本申请实施方式的描述中，术语“多个”指的是两个以上(包括两个)，同理，“多组”指的是两组以上(包括两组)，“多片”指的是两片以上(包括两片)。

在本申请实施方式的描述中，技术术语“中心”“纵向”“横向”“长度”“宽度”“厚度”“上”“下”“前”“后”“左”“右”“竖直”“水平”“顶”“底”“内”“外”“顺时针”“逆时针”“轴向”“径向”“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请实施方式和简化描述，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，因此不能理解为对本申请实施方式的限制。

在本申请实施方式的描述中，除非另有明确的规定和限定，技术术语“安装”“相连”“连接”“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；也可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。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术语在本申请实施方式中的具体含义。

目前，从市场形势的发展来看，由于环保要求的愈发重要，传统化石能源正逐步由新能源取代。由于电池具有能量密度高、功率密度高、循环使用次数多和存储时间长等优点，在移动载具领域中被广泛使用，尤其是以汽车为首的交通工具。在移动载具领域中，电池的使用根据应用场景可分为，为载具提供动能的驱动电池以及为载具中用电设备供电的电池，前述两者的主要区别通常是电池电压，驱动电池需要为移动载具移动提供动能，电压通常较高，而载具中的用电设备为了节省能源，一般被设计为低压设备，如常用的12V电压。二者间通常无法混用，相关技术中通常分设驱动电池及低压电池，再设置不同的控制器控制，导致车体内的结构众多，载具生产难度较大。

为了缓解现有电池中的架构缺陷，申请人研究发现，可以为通过对移动载具中电池装置的结构进行调整，将低压电池及驱动电池采用同种电池，使低压电池能够利用驱动电池的管理系统控制，显著的减少载具内部结构，降低载具生产难度。

基于以上考虑，为了解决现有电池系统架构的集成度底的问题，本申请发明人经过深入研究，设计了一种电池系统及电动汽车。

本申请的实施例所提到的电池模块是指包括一个或多个电池单体以提供更高的电压和容量的单一的物理模块。例如，本申请中所提到的电池模块可以包括电池组或电池包等。

本申请中，电池单体可以包括二次电池单体或者一次电池单体，也可以是锂离子电池单体、钠离子电池单体或镁离子电池单体等，本申请实施例对此并不限定。电池单体可呈圆柱体、扁平体、长方体或其它形状等。

本申请实施例公开的电池系统可以但不限用于车辆、船舶或飞行器等电动汽车中。其中，飞行器可以包括飞机、火箭、航天飞机和宇宙飞船等等。

以下实施例为了方便说明，以本申请一实施例的一种电动汽车为车辆100为例进行说明。

请参照图1，车辆100可以为燃油汽车、燃气汽车或新能源汽车，新能源汽车可以是纯电动汽车、混合动力汽车或增程式汽车等。车辆100的内部设置有电池装置10，电池装置10可以设置在车辆10的底部或头部或尾部。电池装置10可以用于车辆100的供电，例如，电池装置10可以作为车辆100的操作电源。车辆100还可以包括控制器20和马达30，控制器20用来控制电池装置10为马达30供电，例如，用于车辆100的启动、导航和行驶时的工作用电需求。

在本申请一些实施方式中，电池装置10不仅可以作为车辆100的操作电源，还可以作为车辆100的驱动电源，代替或部分地代替燃油或天然气为车辆100提供驱动动力。

在本申请一些实施方式中，如图2所示。本申请还提供了一种电池系统，包括控制器及电池模块。控制器包括多个控制模块。电池模块与控制模块相应设置有多个，并与控制器电连接。其中，电池模块至少包括低压模块及高压模块，多个控制模块分别控制低压模块及高压模块。

通过多个控制模块对多个电池模块的分别控制，能够利用同一管理系统，如电池管理系统(Battery Management System，BMS)，操控多个电池模块，对不同类型的电池模块进行统一管理便于将电动汽车中的低压供电电池，替换至与驱动电池相似种类的电池，一同管理。

在一些可选实施方式中，低压模块用于为低压用电设备供电，高压模块用于为驱动机构供电。

其中，低压用电设备可以是车载显示器、车内灯、点烟器等。不限地，低压用电设备电压可以为12V、36V、48V等。不限地，驱动机构可以是驱动电机等。

能够使低压电池模块与高压电池模块间有效集成，便于将相关技术中，电动汽车所用的低压蓄电池替换成与驱动电池相同的锂电池，并共用驱动电池所用的检测系统。

在一些可选实施方式中，如图3所示。电池模块还包括传感器，传感器设置有多个，多个控制模块分别至少与一个传感器电连接。

通过传感器的设置，能够使多个控制模块获取其控制位置电池模块的数据。

在一些可选实施方式中，传感器包括电流传感器、电压传感器及温度传感器，用于检测电池模块的电流、电压、温度。

通过传感器的设置，能够对电池模块的工作状态进行实时监控。

在一些可选实施方式中，电池系统还包括换热模块，换热模块至少部分与电池模块相连接，用于与电池模块热交换，换热模块与控制器间电连接。

通过换热模块的设置，能够对电池模块进行热控制，维持电池模块温度，防止电池模块温度异常。

在一些可选实施方式中，换热模块包括换热器及换热控制器，换热控制器与控制器及换热器间电连接，换热器至少包括有高压换热器及低压换热器，高压换热器用于对高压模块换热，低压换热器用于对低压模块换热。

通过多个换热器的设置，能够对针对高压模块及低压模块进行分别散热，保证散热效率。

在一些可选实施方式中，如图3所示。电池系统还包括继电模块继电模块与控制单元电连接，用于关断电池模块与外部电路。

控制器能够控制电源模块与外部电路断开。

在一些可选实施方式中，如图4所示。电池模块，包括控制器及壳体1。壳体1其内设有容纳腔11。电池组2设置于容纳腔11内，且电池组2设置有多个，电池组2与控制器间电连接。

通过壳体的设置能够对电池组进行有效保护。

在一些可选实施方式中，多个电池模块设置于同一壳体内。

通过多个电池模块集中设置，能够促进电池模块集成化。

其中，在一些可选实施方式中，壳体1上设置由多个连接口3，容纳腔11内包括多个安装区，多个连接口3与多个安装区内设置的电池组2分别电连接，控制器用于控制电池组2。

通过连接口3的设置，能够使电池组2与外部电连接，接收或者输出电能；其次，通过多个连接口3分别与多个安装区电连接的设置，能够使电池模块分别向外输出多路电能，能够在同一壳体中集成多种不同电池组2，实现多种电压的外输能力。

在一些可选实施方式中，多个安装区至少包括低压区及高压区，低压区及高压间隔设置，低压区用于安装低压模块的电池组，高压区用于安装高压模块的电池组。

能够使低压模块与高压模块间有效集成，便于将相关技术中，电动汽车所用的低压蓄电池替换成与驱动电池相同的锂电池，并共用驱动电池所用的检测系统，如电池管理系统(Battery Management System，BMS)，优化了电动汽车内部的架构，使电动汽车内的电池结构得到有效集成及整合。

在一些可选实施方式中，如图5所示。容纳腔11内还包括分隔栏4，分隔栏4与壳体1相连接，低压区及高压区间由分隔栏4间隔设置。

通过分隔栏4的设置，能够实现对容纳腔11内的空间进行有效划分，使低压区及高压区间保持相对独立。

在一些可选实施方式中，如图6所示。分隔栏4由多个子栏41拼合。

其中，子栏41延伸方向上的侧边上可设置有连接齿43，子栏41间通过连接齿43拼合。不限地，子栏41间还可通过卡槽拼合。

通过多个子栏41的设置，能够便于分隔栏4进行调整，划分低压区及高压区。

在一些可选实施方式中，如图6所示。分隔栏4一端还设置有贯穿分隔栏4厚度方向，并向壳体1厚度方向延伸的顶槽42。

通过顶槽42的设置，能够使安装与壳体1与分隔栏4间的电池组2至少部分裸露，便于从壳体1及分隔栏4间取出电池组2。

在一些可选实施方式中，如图7所示。壳体1包括顶盖12及下壳13，容纳腔11设于下壳13内，顶盖12能够覆盖下壳13开口一端，连接口3设置于下壳13的外侧壁上。

通过顶盖12及下壳13的设置，使容纳腔11内呈较为密闭的结构，降低外部环境对电池组内的影响。

在一些可选实施方式中，如图7所示。换热器14设置于容纳腔11底，电池组2置于换热器14上，换热器14内有换热液体，用于通过热传导方式与放置于其上的电池组2热交换。

通过换热器14的设置，能够对容纳腔11内的电池组2进行热交换，便于电池组2温度过高或者过低。

最后应说明的是：以上各实施方式仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施方式对本申请进行了详细的说明，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方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部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申请各实施方式技术方案的范围，其均应涵盖在本申请的权利要求和说明书的范围当中。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施方式中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本申请并不局限于文中公开的特定实施方式，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (10)

1.一种电池系统，其特征在于，包括：

控制器，包括多个控制模块；

电池模块，与所述控制模块相应设置有多个，并与所述控制器电连接；

其中，所述电池模块至少包括低压模块及高压模块，所述控制模块分别控制所述低压模块及所述高压模块。

2.根据权利要求1所述的电池系统，其特征在于，所述低压模块用于为低压用电设备供电，所述高压模块用于为驱动机构供电。

3.根据权利要求1所述的电池系统，其特征在于，所述电池模块还包括传感器，所述传感器设置有多个，多个所述控制模块分别至少与一个所述传感器电连接。

4.根据权利要求3所述的电池系统，其特征在于，所述传感器包括电流传感器、电压传感器及温度传感器，用于检测电池模块的电流、电压、温度。

5.根据权利要求1所述的电池系统，其特征在于，还包括换热模块，所述换热模块至少部分与所述电池模块相连接，用于与所述电池模块热交换，所述换热模块与所述控制器间电连接。

6.根据权利要求5所述的电池系统，其特征在于，所述换热模块包括换热器及换热控制器，所述换热控制器与所述控制器及换热器间电连接，所述换热器至少包括有高压换热器及低压换热器，所述高压换热器用于对高压模块换热，所述低压换热器用于对低压模块换热。

7.根据权利要求1-6任一项所述的电池系统，其特征在于，还包括继电模块，所述继电模块与控制单元电连接，用于关断所述电池模块与外部电路。

8.根据权利要求7所述的电池系统，其特征在于，所述电池模块包括：壳体(1)，其内设有容纳腔(11)；电池组(2)，设置于所述容纳腔(11)内，且所述电池组(2)设置有多个，所述电池组(2)与所述控制器间电连接。

9.根据权利要求8所述的电池系统，其特征在于，多个所述电池模块设置于同一壳体(1)内。

10.一种电动汽车，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的电池系统。

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