CN217607525U - 一种动力电池的供电系统及动力车辆 - Google Patents

一种动力电池的供电系统及动力车辆 Download PDF

Info

Publication number
CN217607525U
CN217607525U CN202221331789.5U CN202221331789U CN217607525U CN 217607525 U CN217607525 U CN 217607525U CN 202221331789 U CN202221331789 U CN 202221331789U CN 217607525 U CN217607525 U CN 217607525U
Authority
CN
China
Prior art keywords
power
voltage
power battery
coupled
low
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202221331789.5U
Other languages
English (en)
Inventor
鲁豪
万强
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BYD Co Ltd
Original Assignee
BYD Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BYD Co Ltd filed Critical BYD Co Ltd
Priority to CN202221331789.5U priority Critical patent/CN217607525U/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN217607525U publication Critical patent/CN217607525U/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Landscapes

  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

本实用新型公开了一种动力电池的供电系统及动力车辆，包括：动力电池，所述动力电池为低压负载和高压负载供电；电源母线，所述电源母线为所述动力电池供电；电压转换器，当所述动力电池充电时，所述电压转换器用于将所述电源母线的电压转换为高电压提供给所述动力电池；当所述动力电池放电时，所述电压转换器用于将所述动力电池的电压转为低电压提供给低压负载。通过调整现有中动力电池为低压负载供电的供电策略，复用为电源母线为动力电池充电支路上的电压转换器，优化混合动力总成系统，控制成本，提高安全性。

Description

一种动力电池的供电系统及动力车辆
技术领域
本实用新型一般涉及动力车辆技术领域，具体涉及一种动力电池的供电系统及动力车辆。
背景技术
电池模块为高压电为主驱动系统和副驱动系统等高压负载供电。整车中低压电器负载包括仪表、中控显示屏、所有控制器、照明设备等，而对于低压负载供电时，需要设置额外的低压负载供电回路，通过电压转换器将电池包的高电压转换为低电压，以给整车低压电器负载供电。
例如对车辆电机控制器的供电，传统做法是使用启动电池单独供电，但这样在启动电池欠压或发生故障时，无法实现对电机控制器的正常供电，从而导致电机失去控制造成危险。
为了达到优化混合动力总成系统的目的，需要进一步对于低压负载的供电策略进行进一步优化。
实用新型内容
鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种动力电池的供电系统及动力车辆，可以优化混合动力总成，控制成本，提高安全性。
第一方面，本申请提供了一种动力电池的供电系统，包括：
动力电池，所述动力电池为低压负载和高压负载供电；
电源母线，所述电源母线为所述动力电池供电；
电压转换器，当所述动力电池充电时，所述电压转换器用于将所述电源母线的电压转换为高电压提供给所述动力电池；当所述动力电池放电时，所述电压转换器用于将所述动力电池的电压转为低电压提供给低压负载。
可选地，所述电压转换器包括变压器，其中，
所述变压器的原边绕组经变流单元与所述电源母线耦接；
所述变压器的次边绕组包括第一端、第二端和位于所述第一端和所述第二端中间的公共端，所述次边绕组的第一端经第一二极管与动力电池的正极和低压负载的第一端耦接，所述次边绕组的第二端经第二二极管与动力电池的正极和低压负载的第一端耦接，所述次边绕组的公共端与所述动力电池的负极和低压负载的第二端耦接。
可选地，所述变流单元包括两个并联的有源开关组，每一有源开关组包括两个串联的有源开关，所述原边绕组的第一端经第一电感与其中一个有源开关组的串联中点耦接，所述原边绕组的第二端经第一电容与其中另一个有源开关组的串联中点耦接。
可选地，所述有源开关为N通道金属氧化半场效应晶体管、N通道结型场效应晶体管、P通道金属氧化半场效应晶体管、P通道结型场效应晶体管、绝缘栅双极晶体管IGBT中的一种或多种。
可选地，所述电压转换器包括第一谐振单元和第二谐振单元，所述第一谐振单元耦合在所述电源母线与所述变流单元之间，所述第二谐振单元耦合在所述次边绕组与所述动力电池之间、所述次边绕组与所述低压负载之间。
可选地，所述电压转换器与所述动力电池的正极之间耦合有第一接触器。
可选地，所述电压转换器与所述低压负载之间耦合有第二接触器。
可选地，所述第一接触器和所述第二接触器为反向联动开关。
可选地，所述动力电池的正极与所述高压负载的输入端之间耦合有第三接触器，所述动力电池的负极与所述高压负载的输出端之间耦合有第四接触器。
第二方面，本申请提供了一种动力车辆，包括如以上任一所述的动力电池的供电系统。
本实用新型的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
本实用新型实施例提供的动力电池的供电系统，通过调整现有中动力电池为低压负载供电的供电策略，复用电源母线为动力电池充电支路上的电压转换器，在为动力电池充电时转换为高电压，动力电池放电时转换为低电压为低压负载供电，优化混合动力总成系统，控制成本，提高安全性。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本实用新型的实施例提供的一种动力电池的供电系统的结构示意图；
图2为本实用新型的实施例提供的一种动力电池的供电系统的连接示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
请详见图1-2，本申请提供了一种动力电池10的供电系统，包括：
动力电池10，所述动力电池10为低压负载20和高压负载30供电；
电源母线SS，所述电源母线SS为所述动力电池10供电；
电压转换器40，当所述动力电池10充电时，所述电压转换器40用于将所述电源母线SS的电压转换为高电压提供给所述动力电池10；当所述动力电池10放电时，所述电压转换器40用于将所述动力电池10的电压转为低电压提供给低压负载20。
需要说明的是，在本申请实施例中，动力电池10是为车辆提供动力的高压电池，车辆的动力电池10为高压负载30电路供电的同时，还可以通过电压转换器40(DirectCurrent/Direct Current，DC/DC)将动力电池10的高压直流电压变换为低压直流电压为低压负载20供电。同时，电压转换器40还可以为电源母线SS的高压交流电压或者高压直流电压转换为高压直流电压为动力电池10供电。在不同的实施例中，电源母线SS上连接的外接充电电源可以是交流电源，也可以是直流电源、DC-AC、AC-DC电源等。
在本申请实施例中，所述电压转换器40包括变压器1，其中，所述变压器1的原边绕组LM1经变流单元2与所述电源母线SS耦接。
所述变压器1的次边绕组LM2包括第一端01、第二端02和位于所述第一端01和所述第二端02中间的公共端00，所述次边绕组LM2的第一端01经第一二极管VT1与动力电池10的正极和低压负载20的第一端耦接，所述次边绕组LM2的第二端02经第二二极管VT2与动力电池10的正极和低压负载20的第一端耦接，所述次边绕组LM2的公共端00与所述动力电池10的负极和低压负载20的第二端耦接。
其中，所述变流单元2包括两个并联的有源开关组，每一有源开关组包括两个串联的有源开关Q，每一有源开关组形成一个桥臂，四个有源开关Q1,Q2,Q3,Q4构成全桥结构。所述原边绕组LM1的第一端经第一电感L1与其中一个有源开关组的串联中点耦接，所述原边绕组LM1的第二端经第一电容C1与其中另一个有源开关组的串联中点耦接。
可选地，所述有源开关Q为N通道金属氧化半场效应晶体管、N通道结型场效应晶体管、P通道金属氧化半场效应晶体管、P通道结型场效应晶体管、绝缘栅双极晶体管IGBT中的一种或多种。
可选地，所述电压转换器40包括第一谐振单元3和第二谐振单元4，所述第一谐振单元3耦合在所述电源母线SS与所述变流单元2之间，所述第二谐振单元4耦合在所述次边绕组LM2与所述动力电池10之间、所述次边绕组LM2与所述低压负载20之间。
在本申请实施例中，所述第一谐振单元3包括第二电感L2和第二电容C2，所述第二电感L2位于所述电源母线SS输入端与所述变流单元2的第一端连接，所述第二电容C2位于所述电源母线SS输入端和输出端之间。
所述第二谐振单元4包括第三电感L3和第三电容C3，所述第三电感L3的第一端与所述次边绕组LM2的第一端01和第二端02耦接，所述第三电感L3的第二端与所述动力电池10的正极及所述低压负载20的输入端耦接。所述第三电容C3位于所述第三电感L3的第二端与所述次边绕组LM2的公共端00之间。
可以理解的是，本申请中通过变流单元2中有源开关Q可以使电压与电流在不同象限内根据需要调节。通过电压转换器40在对动力电池10充电或者对低压负载20供电时，可以根据原边绕组LM1的输入电压、次边绕组LM2的输出电压、变压器1的匝数比获得电压转换器40上变流单元2在额定电压工作时的有效占空比。
本申请实施例中，在为低压负载20供电时，控制原边绕组LM1上变流单元2中有源开关Q的通断频率、调节电压转换器40原边绕组LM1电压，控制次边绕组LM2的电路稳压输出，向所述低压负载20供电。
本申请实施例中，通过第二电感L2来输出电源母线SS上的感应电流，降低原边绕组LM1噪声，通过第二电容C2使得电源母线SS输入原边绕组LM1的直流电力更平滑。通过第三电感L3来输出次边绕组LM2上的上感应电流，降低次边绕组LM2的噪声，通过第三电容C3使得次边绕组LM2输入低压负载20或者动力电池10的直流电流更平滑。
需要说明的是，本申请实施例中，通过电压转换器40可以适应宽范围的直流电压，可以输出宽范围的不同电压等级的直流电压，也可以输入宽范围的不同电压等级的直流电源，还可以将宽范围变化的不恒压的直流能量回馈输入交流电网；具备直流升压、直流降压、直流稳压和直流恒流功能，适应于高直流电压、大直流电流和大容量等需求。
示例性地，本申请实施例中，电源母线SS上的直流电压可以为720V，动力电池10的电压为690V，低压负载20的电压为110V。在具体应用时，视应用场景或者车辆类型、电池型号的不同，其电压电流可以根据需要进行调整。本申请对此并不限制。
本申请实施例中原边绕组LM1和次边绕组LM2还可以包括其他均流、滤波、谐振、电抗、防护元件等，以实现其他辅助功能。例如，设置在所述电压转换器40的直流输出母线侧的保险丝。但本申请实施例中并不限于此，在不同的实施例中根据应用场景的不同，可以采用现有中其他电压转换器40以实现对于两个充电支路的充电电压变化需求。
所述电压转换器40与所述动力电池10的正极之间耦合有第一接触器KM1，第一接触器KM1用于控制电源母线SS经电压转换器40为动力电池10供电。所述电压转换器40与所述低压负载20之间耦合有第二接触器KM2，第二接触器KM2用于控制动力电池10经电压转换器40为低压负载20供电。
在具体工作时，车辆的动力电池10与电池管理系统BMS(Battery ManagementSystem，电池管理系统)连接，用于获取动力电池10的荷电状态SOC的值(State 0f Charge充电状态，又称剩余容量，表示电池继续工作的能力)，并在所获取的SOC的值小于设定SOC阈值时，控制第一接触器KM1闭合，以使电源母线SS经过电压转换器40为动力电池10供电。
车辆的动力电池10与电池管理系统BMS连接，在电源母线SS上的外接充电电源断开时，通过控制第二接触器KM2闭合，使得动力电池10可以经电源母线SS回流到电压转换器40上，经过电压转换器40为低压负载20供电。
可选地，所述第一接触器KM1和所述第二接触器KM2为反向联动开关。在第一接触器KM1闭合时，第二接触器KM2断开，反之同理。本申请实施例中，通过直流变换模块可以输出两种不同制式的电压，通过反向联动开关避免控制失效，防止外部高压直接输入至低压负载20，还可以避免电压转换器40在切换时对于低压负载20的冲击。同时，还可以有效避免控制失效导致部分电池被旁路，提高电池电量的有效利用。
可选地，所述动力电池10的正极与所述高压负载30的输入端之间耦合有第三接触器KM3，所述动力电池10的负极与所述高压负载30的输出端之间耦合有第四接触器KM4。第三接触器KM3和第四接触器KM4控制动力电池10的高压放电。
值得注意的是，在本申请实施例中，外接充电电源可以通过电源母线SS为高压负载30供电，外接充电电源还可以通过电源母线SS经电压转换器40为低压负载20供电(在动力电池10非充电状态时)，本申请实施例中，可以将第三接触器KM3设置在动力电池10的正极与电源母线SS的输入端之间，将第四接触器KM4设置在动力电池10的负极与电源母线SS的输出端之间。
在具体工作时，车辆的动力电池10与电池管理系统BMS连接，在电源母线SS上的外接充电电源断开时，通过控制第三接触器KM3和第四接触器KM4闭合，使得动力电池10与电源母线SS导通，通过电源母线SS为高压负载30供电，或者通过电源母线SS经过电压转换器40为低压负载20供电。
本申请还提供了一种动力车辆，包括如以上任一所述的动力电池的供电系统。示例性的，动力车辆可以为电动汽车(EV)、插电式混合动力汽车(PHV)，还可以城市铁路、市郊铁路、地下铁道、轻轨电车、独轨交通、磁悬浮等城轨车辆。
应当理解，尽管本文可能使用术语第一、第二等等来描述各种单元，但是这些单元不应当受到这些术语的限制。这些术语仅用于区分一个单元和另一个单元。例如可以将第一单元称作第二单元，并且类似地可以将第二单元称作第一单元，同时不脱离本申请的示例实施例的范围。
应当理解，对于本文中可能出现的术语“和/或”，其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，单独存在B，同时存在A和B三种情况；对于本文中可能出现的术语“/和”，其是描述另一种关联对象关系，表示可以存在两种关系，例如，A/和B，可以表示：单独存在A，单独存在A和B两种情况；另外，对于本文中可能出现的字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”关系。
应当理解，在本文中若将单元称作与另一个单元“连接”、“相连”或“耦合”时，它可以与另一个单元直相连接或耦合，或中间单元可以存在。相対地，在本文中若将单元称作与另一个单元“直接相连”或“直接耦合”时，表示不存在中间单元。另外，应当以类似方式来解释用于描述单元之间的关系的其他单词(例如，“在……之间”对“直接在……之间”，“相邻”对“直接相邻”等等)。
应当理解，本文使用的术语仅用于描述特定实施例，并不意在限制本申请的示例实施例。若本文所使用的，单数形式“一”、“一个”以及“该”意在包括复数形式，除非上下文明确指示相反意思。还应当理解，若术语“包括”、“包括了”、“包含”和/或“包含了”在本文中被使用时，指定所声明的特征、整数、步骤、操作、单元和/或组件的存在性，并且不排除一个或多个其他特征、数量、步骤、操作、单元、组件和/或他们的组合存在性或增加。
本实用新型已经通过上述实施方式进行了说明，但应当理解的是，上述实施方式只是用于举例和说明的目的，而非意在将本实用新型限制于所描述的实施方式范围内。本领域技术人员可以理解的是，根据本实用新型的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本实用新型所要求保护的范围以内。

Claims (10)

1.一种动力电池的供电系统，其特征在于，包括：
动力电池，所述动力电池为低压负载和高压负载供电；
电源母线，所述电源母线为所述动力电池供电；
电压转换器，当所述动力电池充电时，所述电压转换器用于将所述电源母线的电压转换为高电压提供给所述动力电池；当所述动力电池放电时，所述电压转换器用于将所述动力电池的电压转为低电压提供给低压负载。
2.根据权利要求1所述的动力电池的供电系统，其特征在于，所述电压转换器包括变压器，其中，
所述变压器的原边绕组经变流单元与所述电源母线耦接；
所述变压器的次边绕组包括第一端、第二端和位于所述第一端和所述第二端中间的公共端，所述次边绕组的第一端经第一二极管与动力电池的正极和低压负载的第一端耦接，所述次边绕组的第二端经第二二极管与动力电池的正极和低压负载的第一端耦接，所述次边绕组的公共端与所述动力电池的负极和低压负载的第二端耦接。
3.根据权利要求2所述的动力电池的供电系统，其特征在于，所述变流单元包括两个并联的有源开关组，每一有源开关组包括两个串联的有源开关，所述原边绕组的第一端经第一电感与其中一个有源开关组的串联中点耦接，所述原边绕组的第二端经第一电容与其中另一个有源开关组的串联中点耦接。
4.根据权利要求3所述的动力电池的供电系统，其特征在于，所述有源开关为N通道金属氧化半场效应晶体管、N通道结型场效应晶体管、P通道金属氧化半场效应晶体管、P通道结型场效应晶体管、绝缘栅双极晶体管IGBT中的一种或多种。
5.根据权利要求2所述的动力电池的供电系统，其特征在于，所述电压转换器包括第一谐振单元和第二谐振单元，所述第一谐振单元耦合在所述电源母线与所述变流单元之间，所述第二谐振单元耦合在所述次边绕组与所述动力电池之间、所述次边绕组与所述低压负载之间。
6.根据权利要求1所述的动力电池的供电系统，其特征在于，所述电压转换器与所述动力电池的正极之间耦合有第一接触器。
7.根据权利要求6所述的动力电池的供电系统，其特征在于，所述电压转换器与所述低压负载之间耦合有第二接触器。
8.根据权利要求7所述的动力电池的供电系统，其特征在于，所述第一接触器和所述第二接触器为反向联动开关。
9.根据权利要求1所述的动力电池的供电系统，其特征在于，所述动力电池的正极与所述高压负载的输入端之间耦合有第三接触器，所述动力电池的负极与所述高压负载的输出端之间耦合有第四接触器。
10.一种动力车辆，其特征在于，包括如权利要求1-9任一所述的动力电池的供电系统。
CN202221331789.5U 2022-05-31 2022-05-31 一种动力电池的供电系统及动力车辆 Active CN217607525U (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202221331789.5U CN217607525U (zh) 2022-05-31 2022-05-31 一种动力电池的供电系统及动力车辆

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202221331789.5U CN217607525U (zh) 2022-05-31 2022-05-31 一种动力电池的供电系统及动力车辆

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN217607525U true CN217607525U (zh) 2022-10-18

Family

ID=83587544

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202221331789.5U Active CN217607525U (zh) 2022-05-31 2022-05-31 一种动力电池的供电系统及动力车辆

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN217607525U (zh)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA3036905C (en) Electric vehicle power-hub and operating modes thereof
Kim et al. Idling port isolation control of three-port bidirectional converter for EVs
WO2022156387A1 (zh) 一种充电系统及电动汽车
CN117154907A (zh) 一种带逆变功能的三端口充电机
US11962248B2 (en) Energy conversion system, energy conversion method, and power system
Wang et al. Multifunction capability of SiC bidirectional portable chargers for electric vehicles
CN108312889B (zh) 用于地铁车辆的大功率高效率的双向充电机
CN112653165A (zh) 基于高压直流微网的灵活复用型光储充智慧充电站
CN109450285A (zh) 轨道交通车辆主辅一体化模式能量双向流动辅助供电系统
CN205141780U (zh) 电动汽车车载智能集成充电器
CN100440701C (zh) 一种用于超导磁体充放电的电流调节器
CN210881738U (zh) 一种大功率双向充电机
Geethanjali et al. Testing and implementation of dual way DC-DC converter for electric vehicle power train system
CN218161811U (zh) 具有高低压输出的单级变换拓扑结构充电机
CN217607525U (zh) 一种动力电池的供电系统及动力车辆
CN114290922B (zh) 一种充电模块及充电系统
CN213937521U (zh) 具有高低压输出的三级拓扑结构充电机
KR102376932B1 (ko) 전기자동차 통합형 전력변환 시스템
CN209313744U (zh) 轨道交通车辆主辅一体化模式能量双向流动辅助供电系统
CN112918290A (zh) 具备电气隔离特性的硬件复用型车载充电机及其应用
Salari et al. A new multiple input bidirectional HEV battery charger
Shah et al. An integrated charger with high efficiency over wide range of input voltage with g2v, v2g, and direct v2v capabilities for srm drive
CN103825349A (zh) 集成式功率变换器
CN217170465U (zh) 集成式电驱动系统和包括该系统的车辆
CN115693634B (zh) 带有智能母线失压补偿功能的自愈式直流系统及补偿方法

Legal Events

Date Code Title Description
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant