CN220615492U - 一种车辆能量管理系统和车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种车辆能量管理系统和车辆，包括电池组件、高压盒、发电设备以及负载；电池组件包括：并联的第一电池组和第二电池组；负载包括：第一负载和第二负载；电池组件和高压盒连接，第一负载和第二负载分别和高压盒连接，第一电池组通过高压盒向第一负载放电，第二电池组通过高压盒向第二负载放电；发电设备和高压盒连接，发电设备通过高压盒为第一电池组和/或第二电池组充电。本实用新型提供的车辆能量管理系统可以对车辆能量进行可靠管理。

Description

一种车辆能量管理系统和车辆

技术领域

本实用新型涉及新能源汽车技术领域，尤其涉及一种车辆能量管理系统和车辆。

背景技术

在能源和环境危机的双重压力之下，汽车行业渐渐从传统的燃油慢慢向新能源汽车转型，其中混合动力汽车在新能源汽车中占有重要的地位。

混合动力技术一般可分为串联式混动、并联式混动和混联式混动，增程式混动是串联式混动的一种方式，相较于其他混动方式，增程式混动方案因为其架构简单而被广泛采用。但是，现有增程式混动技术的车辆能量管理系统存在可靠性差的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种车辆能量管理系统和车辆，提高了车辆能量管理的可靠性。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

根据本实用新型的一个方面，提供了一种车辆能量管理系统，包括：电池组件、高压盒、发电设备以及负载；所述电池组件包括：并联的第一电池组和第二电池组；所述负载包括：第一负载和第二负载；所述电池组件和所述高压盒连接，所述第一负载和所述第二负载分别和所述高压盒连接，所述第一电池组通过所述高压盒向所述第一负载放电，所述第二电池组通过所述高压盒向所述第二负载放电；所述发电设备和所述高压盒连接，所述发电设备通过所述高压盒为所述第一电池组和/或所述第二电池组充电。

根据本实用新型的另一个方面，还提供了一种车辆，包括上述的车辆能量管理系统。

与现有技术相比，本实用新型提供的车辆能量管理系统，通过高压盒将发电设备所产生的电能存储至并联的第一电池组和第二电池组，在第一负载和第二负载需要用电时，通过高压盒向第一负载和第二负载供电，并且第一电池组给第一负载供电，第二电池组给第二负载供电，可以有效保证第一负载和第二负载同功率运转，特别是针对无人驾驶矿用车，可以保证车辆在高负载情况下正常工作，提高了车辆能量管理的可靠性。另外，本实用新型提供的车辆能量管理系统结构设计紧凑，降低了故障率，提升了系统稳定性。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本实用新型的一部分，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为本实用新型中一个实施例中车辆能量管理系统的结构示意图；

图2为本实用新型中另一个实施例中车辆能量管理系统的结构示意图；

图3为本实用新型中另一个实施例中车辆能量管理系统的结构示意图；

图4为本实用新型中另一个实施例中车辆能量管理系统的结构示意图；

图5为本实用新型中另一个实施例中车辆能量管理系统的结构示意图。

附图标记说明：

第一电池组：102；第二电池组：101；高压盒：103；第一负载104；第二负载105；发电设备：106；主控单元：201；从控单元：202；主多合一控制器：301；从多合一控制器：302；主驱动电机：401；转向电机：402；制动电机：403；空气压缩机：404；转向电机控制器：406；制动电机控制器：405；从驱动电机：407；电动空调压缩机控制器：408；预充电控箱：409；电动空调压缩机：410；增程器电机控制器：501；增程器电机：502。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，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。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。“若干”的含义是一个或一个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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实用新型中的具体含义。

增程式混动技术结合了燃油车和纯电动车的优点，同时相比于其他混动技术，具有架构简单、可靠性高的优势，采用发动机与发电机组成增程器进行发电，牵引电机及变速箱实现整车驱动，下坡进行制动能量回收，对电池进行充电，保证驱动系统高效率运行，可大幅降低油耗，节约运营成本，目前，对于增程式混动车辆能量管理系统的设计越来越多。但是，现有增程式混动车辆能量管理系统存在可靠性差的问题。

针对上述问题，本实用新型实施例提供一种车辆，其包括车辆能量管理系统，该车辆能量管理系统结构紧凑，且可靠性高。应理解，该车辆可以为无人车辆，也可以为有人车辆，从用途来说，其可以为矿车、轿车、货车或者客车，在此不做限制。

本实用新型实施例提供一种车辆能量管理系统。图1为本实用新型中一个实施例中车辆能量管理系统的结构示意图。如图1所示，本实用新型实施例的车辆能量管理系统包括第一电池组102、第二电池组101、高压盒103、发电设备106以及第一负载104和第二负载105。

如图1所示，电池组件包括：并联的第一电池组102和第二电池组101，负载包括：第一负载104和第二负载105，电池组件和高压盒103连接，第一负载104和第二负载105分别和高压盒103连接，第一电池组102通过高压盒103向第一负载104放电，第二电池组101通过高压盒103向第二负载105放电，发电设备106和高压盒103连接，发电设备106通过高压盒103为第一电池组101和/或第二电池组102充电。

示例性的，上述高压盒103的第一正极(图中示为电池总+1)和第一负极(图中示为电池总-1)分别与第一电池组102的正极(图中示为电池+)和负极(图中示为电池-)连接，高压盒103的第二正极(图中示为电池总+2)和第二负极(图中示为电池总-2)分别与第二电池组101的正极(图中示为电池+)和负极(图中示为电池-)连接。高压盒103的第一输出端正极(图中示为输出1+)和第一输出端负极(图中示为输出1-)分别和第一负载104的正极(图中示为HV+)和负极(图中示为HV-)连接，高压盒103的第二输出端正极(图中示为输出2+)和第二输出端负极(图中示为输出2-)分别和第二负载105的正极(图中示为HV+)和负极(图中示为HV-)连接，高压盒103的第一充电端正极(图中示为充电1+)和第二充电端正极(图中示为充电2+)与发电设备106的正极(图中示为HV+)连接，高压盒103的第一充电端负极(图中示为充电1-)和第二充电端(图中示为充电2-)与发电设备106的负极HV-连接。

具体实施时，如图1所示，可以通过高压盒103将发电设备106所产生的电能存储至第一电池组102和第二电池组101，发电设备106产生的电能经过发电设备106的HV+和HV-输送到高压盒103的充电接口充电1+、充电2+、充电1-和充电2-，然后电能再由高压盒103电池总接口对第一电池组102和第二电池组101进行充电：高压盒103的电池总+2和电池总-2对第二电池组101进行充电，高压盒103的电池总+1和电池总-1对第1电池组102进行充电。在第一负载104需要用电时，第一电池组102通过高压盒103的电池总+1和电池总-1将电能输送至高压盒103的输出1+和输出1-对第一负载104进行供电，使其正常运行；在第二负载105需要用电时，第二电池组101通过高压盒103的电池总+2和电池总-2将电能输送至高压盒103的输出2+和输出2-对第二负载105进行供电，使其正常运行。

上述实施例的车辆能量管理系统，通过高压盒将发电设备所产生的电能存储至并联的第一电池组和第二电池组，在第一负载和第二负载需要用电时，通过高压盒向第一负载和第二负载供电，并且第一电池组给第一负载供电，第二电池组给第二负载供电，可以有效保证第一负载和第二负载同功率运转，特别是针对无人驾驶矿用车，可以保证车辆在高负载情况下正常工作，提高了车辆能量管理系统的可靠性。另外，该车辆能量管理系统结构设计紧凑，降低了故障率，提升了系统稳定性。

在一种可选方式中，图2为本实用新型中另一个实施例中车辆能量管理系统的结构示意图。如图2所示，本实用新型实施例的车辆能量管理系统包括电池温度调节组件，电池温度调节组件集成在第一电池组102和第二电池组101内，高压盒103控制电池温度调节组件来调节第一电池组102和第二电池组101的温度。可选的，车辆能量管理系统还包括电池管理系统BMS，BMS用于检测第一电池组102和第二电池组101的温度。可选的，BMS还可以包括主控单元201和从控单元202，主控单元201设置在高压盒内，从控单元203设置在第一电池组102和第二电池组101的电池箱内。可选的，主控单元202和从控单元203之间通过低压通信线连接。

示例性的，第一电池组102包括两个电池包，第二电池组101包括两个电池包，需要说明的是，电池包可以为两个也可以为多个，在此不做限制。

应理解，本公开示例性实施例的从控单元202可以为一个传感器或者多个传感器进行任意组合，在此不作限定。

示例性的，如图2所示，当从控单元202用于检测第一电池组102和第二电池组101的温度参数时，该从控单元202可以包括温度传感器，温度传感器可以将第一电池组102和第二电池组101的温度参数通过低压通信线发送给高压盒103中的主控单元201，高压盒103根据第一电池组102和第二电池组101的温度参数控制温度调节组件，通过高压盒103的加热输出1、加热输入1对第一电池组102的电池包进行加热，通过高压盒103的加热输出2、加热输入2对第二电池组101的电池包进行加热。具体地，当第一电池组102和第二电池组101的温度参数大于预设阈值时，高压盒103不对第一电池组102和第二电池组101进行加热，当第一电池组102和第二电池组101的温度参数小于预设阈值时，高压盒103通过加热输出1、加热输入1、加热输出2以及加热输入2提高第一电池组102和第二电池组101的温度，使车辆在运行中有较宽的温度适应性，发挥电池的最大性能，提高车辆能量管理系统的可靠性。

示例性地，如图2所示，当从控单元202用于检测第一电池组102和第二电池组101的电学参数时，从控单元202可以包括电流电压传感器或荷电状态传感器，电流电压传感器可以获取一电池组101和第二电池组101的实时电流电压信息，荷电状态传感器获取一电池组101和第二电池组101的实时荷电状态信息，并将信息通过低压通信线发送给高压盒103中的主控单元201。

在一种可选方式中，图3为本实用新型中另一个实施例中车辆能量管理系统的结构示意图，如图3所示，本实用新型实施例的车辆能量管理系统还包括主多合一控制器301和从多合一控制器302，主多合一控制器301分别与高压盒103和第一负载104连接，用于将高压盒103输出的高压电输出给第一负载104。从多合一控制器302分别与高压盒104和第二负载105连接，用于将高压盒103输出的高压电输出给第二负载105。

具体实施时，当第一负载104需要用电时，电能经高压盒103的输出1+和输出1-输送至主多合一控制器301的HV+和HV-，然后电能再由主多合一控制器301输送至第一负载104，当第二负载105需要用电时，电能经高压盒103的输出2+和输出2-输送至从多合一控制器302的HV+和HV-，然后电能再由从多合一控制器302输送至第二负载105，本实施例中，主多合一控制器和从多合一控制器分别控制对应的负载，使各个负载的运行更加稳定，提高了车辆能量管理系统的可控性。

在一种可选方式中，所述第一负载包括主驱动电机、转向电机、制动电机、空气压缩机中至少之一。所述第二负载包括从驱动电机、电动空调压缩机中至少之一。可选的，任一负载还可以搭配连接其配套设备/器件。

在一种可选方式中，图4为本实用新型中另一个实施例中车辆能量管理系统的结构示意图，如图4所示，第一负载104包括主驱动电机401，转向电机402，制动电机403，空气压缩机404，制动电机控制器405和转向电机控制器406，制动电机控制器405和转向电机控制器406分别与制动电机403和转向电机402连接，制动电机控制器405和转向电机控制器406与主多合一控制器301连接，第二负载105包括从驱动电机407、电动空调压缩机控制器408、预充电控箱409、电动空调压缩机410，预充电控箱409和多合一控制器302连接，电动空调压缩机控制器408和预充电控箱409连接，电动空调压缩机410和电动空调压缩机控制器408连接。可选的，主驱动电机401和从驱动电机407的电机参数相同，且二者同轴。

具体实施时，当第一负载104中的电机需要用电时，由第一电池组102对其供电，主多合一控制器301通过高压盒103从HV+和HV-获取高压，然后转向电机控制器406通过HV0+和HV0-获取高压来控制转向电机402的正常运转，U、V、W代表电机的三相接线，同理可得，制动电机控制器405控制制动电机403，主多合一控制器301分别控制主驱动电机401和空气压缩机404正常运作。当第二负载105中的电机需要用电时，由第二电池组101对其供电，从多合一控制器302通过高压盒103从HV+和HV-获取高压，然后从多合一控制器302通过U、V、W三相接线控制从驱动电机407，预充电控箱409通过HV0+和HV0-从从多合一控制器302获取高压，然后将高压输送至电动空调压缩机控制器408，电动空调压缩机控制器408通过U、V、W三相接线控制电动空调压缩机410正常运行。在本实施例中，主多合一控制器和从多合一控制器分别控制对应的电机，使各个电机的运行更加稳定，提高了车辆能量管理系统的可靠性，且第一电池组和第二电池组分别对第一负载和第二负载供电可以有效保证第一负载和第二负载同功率运转，从而保证车辆正常工作，进一步提高了车辆能量管理系统的可靠性。

在一种可选方式中，图5为本实用新型中另一个实施例中车辆能量管理系统的结构示意图，如图5所示，本实用新型实施例的发电设备106包括增程器电机控制器501以及增程器电机502，增程器电机控制器501的HV+与高压盒103的充电1+和充电2+连接，增程器电机控制器501的HV-与高压盒103的充电1-和充电2-连接，增程器电机控制器501的两组U、V、W三相接线与增程器电机502的两组U、V、W三相接线连接。应理解，增程器电机502采用但不限于大功率ISG电机(380kW)，此电机控制高效，进一步提高了车辆能量管理系统的可靠性。

具体实施时，增程器电机502运转并产生电能，并将电能通过两组U、V、W三相接线输送至增程器电机控制器501，增程器电机控制器501通过HV+和HV-将电能输送至高压盒103的充电接口充电1+、充电1-、充电2+和充电2-，高压盒103再将电能通过电池总接口对第一电池组102和第二电池组101进行充电：高压盒103的电池总+2和电池总-2对第二电池组101进行充电，高压盒103的电池总+1和电池总-1对第1电池组102进行充电。可见，本实用新型提供的车辆能量管理系统可以通过高压盒将发电设备所产生的电能存储至第一电池组和第二电池组。在第一负载和第二负载需要用电时，通过高压盒向第一负载和第二负载供电：第一电池组给第一负载供电，第二电池组给第二负载供电，第一电池组和第二电池组分别对第一负载和第二负载供电可以有效保证第一负载和第二负载同功率运转，从而保证车辆正常工作，提高了车辆能量管理系统的可靠性。

根据本实用新型的另一个方面，还提供了一种车辆，包括上述任一所述的车辆能量管理系统。该车辆能量管理系统在上述实施例中已经做了详细介绍，在此不再赘述。该车辆优选为无人驾驶矿用车。

以上所述实用新型实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，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，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (15)

1.一种车辆能量管理系统，其特征在于，包括：电池组件、高压盒、发电设备以及负载；

所述电池组件包括：并联的第一电池组和第二电池组；

所述负载包括：第一负载和第二负载；

所述电池组件和所述高压盒连接，所述第一负载和所述第二负载分别和所述高压盒连接，所述第一电池组通过所述高压盒向所述第一负载放电，所述第二电池组通过所述高压盒向所述第二负载放电；

所述发电设备和所述高压盒连接，所述发电设备通过所述高压盒为所述第一电池组和/或所述第二电池组充电。

2.根据权利要求1所述的车辆能量管理系统，其特征在于，所述车辆能量管理系统还包括：主多合一控制器和从多合一控制器；

所述主多合一控制器分别与所述高压盒和所述第一负载连接，用于将所述高压盒输出的高压电输出给所述第一负载；

所述从多合一控制器分别与所述高压盒和所述第二负载连接，用于将所述高压盒输出的高压电输出给所述第二负载。

3.根据权利要求1或2所述的车辆能量管理系统，其特征在于，所述第一负载包括主驱动电机，所述第二负载包括从驱动电机。

4.根据权利要求3所述的车辆能量管理系统，其特征在于，所述主驱动电机和所述从驱动电机的电机参数相同，且二者同轴。

5.根据权利要求1所述的车辆能量管理系统，其特征在于，所述车辆能量管理系统还包括电池温度调节组件，所述高压盒还用于控制所述电池温度调节组件来调节所述第一电池组和/或所述第二电池组的温度。

6.根据权利要求5所述的车辆能量管理系统，其特征在于，所述车辆能量管理系统还包括电池管理系统BMS，所述BMS用于检测所述第一电池组和/或所述第二电池组的温度。

7.根据权利要求6所述的车辆能量管理系统，其特征在于，所述BMS包括主控单元和从控单元，所述主控单元设置在所述高压盒内，所述从控单元设置在所述第一电池组的电池箱和/或所述第二电池组的电池箱内。

8.根据权利要求7所述的车辆能量管理系统，其特征在于，所述主控单元和所述从控单元之间通过低压通信线束连接。

9.根据权利要求1或2所述的车辆能量管理系统，其特征在于，

所述第一负载包括以下至少之一：转向电机，制动电机，空气压缩机；和/或，

所述第二负载包括以下至少之一：电动空调压缩机。

10.根据权利要求9所述的车辆能量管理系统，其特征在于，

所述车辆能量管理系统还包括转向电机控制器和/或制动电机控制器，所述转向电机控制器分别与主多合一控制器和所述转向电机连接，所述制动电机控制器分别与主多合一控制器和所述制动电机连接；和/或，

所述车辆能量管理系统还包括电动空调压缩机控制器，所述电动空调压缩机控制器分别与从多合一控制器和所述电动空调压缩机连接。

11.根据权利要求10所述的车辆能量管理系统，其特征在于，所述车辆能量管理系统还包括预充电控箱，所述预充电控箱分别与所述从多合一控制器和所述电动空调压缩机控制器连接。

12.根据权利要求1所述的车辆能量管理系统，其特征在于，所述发电设备包括增程器电机控制器以及增程器电机，所述增程器电机控制器分别与所述高压盒和所述增程器电机连接。

13.根据权利要求1所述的车辆能量管理系统，其特征在于，所述第一电池组包括至少两个电池包；和/或，所述第二电池组包括至少两个电池包。

14.一种车辆，其特征在于，包括权利要求1-13中任一项所述的车辆能量管理系统。

15.根据权利要求14所述的车辆，其特征在于，所述车辆为无人驾驶矿用车。