拓展电源静态和动态切换系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种拓展电源静态和动态切换系统及方法，它的开关K1的一端连接固定电池包B1的一端，开关K1的另一端连接电机控制器的供电接头一端，开关K2的一端连接开关K1的一端，开关K2的另一端通过预充电阻R1连接开关K1的另一端，固定电池包B1的另一端连接电机控制器的供电接头另一端；开关K3的一端连接拓展电池包B2的一端，开关K3的另一端连接电机控制器的供电接头一端，开关K4的一端通过预充电阻R2连接开关K3的一端，开关K4的另一端连接开关K3的另一端，拓展电池包B2的另一端通过开关K5连接电机控制器的供电接头另一端。本发明专利技术能保证动力电池的使用寿命。

Expanding Static and Dynamic Switching System and Method of Power Supply

【技术实现步骤摘要】
拓展电源静态和动态切换系统及方法
本专利技术涉及纯电动汽车电源
，具体地指一种拓展电源静态和动态切换系统及方法。
技术介绍
拓展电源系统电动汽车是根据用户不同续航里程需求而开发的一款高性价比的电动汽车。相比于传统电动汽车，这种电动汽车具有整车成本低、能耗低、使用灵活等优点。然而，在拓展电源系统电动汽车开发过程中，其关键技术在于固定电池包与拓展电池包之间的有效、安全、可靠的切换策略。拓展电源切换控制系统是指汽车在使用过程中，当某个电池包的荷电状态(SOC，StateofCharge)较低时，可进行低SOC电池包与高SOC电池包之间快速切换。然而，在快速切换过程中，拓展电源控制系统主要存在以下风险：1、两个电池包的荷电状态不同会产生压差，存在着高电压电池向低电压电池充电可能，此时充电电流过大，会对低电压电池造成损害；2、由于电动汽车部分高压负载仍保持正常工作，因此切换时存在着因工作电流过大引起拉弧带来继电器粘连的风险，从而影响动力电池的使用寿命。
技术实现思路
本专利技术提供一种拓展电源静态和动态切换系统及方法，本专利技术能保证动力电池的使用寿命。为实现此目的，本专利技术所设计的拓展电源静态切换系统，其特征在于：它包括固定电池包B1、拓展电池包B2、开关K1～开关K5，其中，开关K1用于进行固定电池包B1与电机控制器之间供电回路的开关控制，开关K2用于进行固定电池包B1与电机控制器之间预充电回路的开关控制，开关K3用于进行拓展电池包B2与电机控制器之间供电回路的开关控制，开关K4用于进行拓展电池包B2与电机控制器之间预充电回路的开关控制；开关K5用于进行控制拓展电池包B2与电机控制器之间供电回路，以及控制拓展电池包B2与电机控制器之间预充电回路的通断总控制。一种拓展电源动态切换系统，其特征在于：它包括固定电池包B11、拓展电池包B12、开关K11～开关K17，其中，开关K11用于进行固定电池包B11与电机控制器之间供电回路的开关控制，开关K12用于进行固定电池包B11与电机控制器之间防电流回流回路的开关控制，开关K13用于进行固定电池包B11与电机控制器之间预充电回路的开关控制，开关K14用于进行拓展电池包B12与电机控制器之间供电回路的开关控制，开关K15用于进行拓展电池包B12与电机控制器之间防电流回流回路的开关控制，开关K16用于进行拓展电池包B12与电机控制器之间预充电回路的开关控制；开关K17用于进行拓展电池包B12与电机控制器供电回路，拓展电池包B12与电机控制器防电流回流回路，以及拓展电池包B12与电机控制器预充电回路的通断总控制。一种上述系统的拓展电源静态切换方法，其特征在于，它包括如下步骤：步骤1：车辆下电后，固定电池包B1的电池管理系统控制开关K1断开，此时，开关K2也处于断开状态，固定电池包B1直接断开向电机控制器的电能输入；步骤2：整车控制器控制开关K5闭合，拓展电池包B2的电池管理系统控制开关K4闭合，使拓展电池包B2完成对电机控制器的预充电；步骤3：拓展电池包B2的电池管理系统控制开关K3闭合，同时开关K4断开，拓展电池包B2对电机控制器充电，实现拓展电源静态切换。一种上述系统的拓展电源动态切换方法，其特征在于，它包括如下步骤：步骤11：当固定电池包B11的荷电状态低于预设荷电状态值时，固定电池包B11的电池管理系统发送固定电池包B11的当前最大允许放电功率给整车控制器，当固定电池包B11的电池管理系统检测到固定电池包B11的输出电流小于预设电流值时，固定电池包B11的电池管理系统控制开关K11断开，开关K12闭合，此时，开关K13处于断开状态；步骤12：整车控制器控制开关K17闭合，拓展电池包B12的电池管理系统控制开关K15和开关K16闭合，使拓展电池包B12切入，断开开关K12，使拓展电池包B12完成对电机控制器预充电；步骤13：拓展电池包B12的电池管理系统控制开关K15和开关K16断开，并控制开关K14闭合，实现拓展电源动态切换。本专利通过增加R11、R12预充电阻，可在切换的过程中，由于预充电组与母线电阻形成串联关系，因此可降低切换时的母线电流。此外，通过增加D1、D2二极管，可实现在切换过程中，高SOC电池包电流无法流向低SOC电池包，如当B11的SOC达到切换设定值时，可在闭合K14前闭合K12，这样即可使得母线电流无法流向B11，从而达到保护B11的目的。由此可见，本专利的设计能够在切换过程中有效的保护低SOC电池包。附图说明图1为本专利技术中拓展电源静态切换系统的结构示意图；图2为本专利技术中拓展电源动态动换系统的结构示意图。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步的详细说明：本专利技术所设计的一种拓展电源静态切换系统，如图1所示，它包括固定电池包B1、拓展电池包B2、预充电阻R1、预充电阻R2、开关K1～开关K5，其中，开关K1的一端连接固定电池包B1的一端(负极)，开关K1的另一端连接电机控制器的供电接头一端(正极)，开关K2的一端连接开关K1的一端，开关K2的另一端通过预充电阻R1连接开关K1的另一端，固定电池包B1的另一端(正极)连接电机控制器的供电接头另一端(负极)；开关K3的一端连接拓展电池包B2的一端(负极)，开关K3的另一端连接电机控制器的供电接头一端(正极)，开关K4的一端通过预充电阻R2连接开关K3的一端，开关K4的另一端连接开关K3的另一端，拓展电池包B2的另一端(正极)通过开关K5连接电机控制器的供电接头另一端(负极)。上述技术方案中，所述开关K1和开关K2由固定电池包B1的电池管理系统(BMS，BATTERYMANAGEMENTSYSTEM)进行开关控制，所述开关K3和开关K4由拓展电池包B2的电池管理系统进行开关控制。上述技术方案中，所述开关K5由整车控制器(VCU，Vehiclecontrolunit)进行开关控制。上述技术方案中，所述开关K1、开关K2、开关K3、开关K4和开关K5均为常开开关。一种拓展电源动态切换系统，如图2所示，它包括固定电池包B11、拓展电池包B12、预充电阻R11、预充电阻R12、二极管D1、二极管D2、开关K11～开关K17，其中，开关K11的一端连接固定电池包B11的一端(负极)，开关K11的另一端连接电机控制器的供电接头一端(正极)，开关K12的一端连接开关K11的一端，开关K12的另一端通过二极管D1连接开关K11的另一端(二极管D1的正极连接开关K12的另一端，二极管D1的负极连接开关K11的另一端)，开关K13的一端连接开关K11的一端，开关K13的另一端连接预充电阻R11的一端，预充电阻R11的另一端连接开关K11的另一端，电机控制器的供电接头另一端(负极)连接固定电池包B11的另一端(正极)；开关K14的一端连接拓展电池包B12的一端(负极)，开关K14的另一端连接电机控制器的供电接头一端(正极)，开关K15的一端连接开关K14的一端，开关K15的另一端通过二极管D2连接开关K14的另一端(二极管D2的正极连接开关K15的另一端，二极管D2的负极连接开关K14的另一端)，开关K16的一端连接开关K14的一端，开关K16的另一端连接预充电阻R12的一端，预充电阻R12的另一端连接开关K14本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种拓展电源静态切换系统，其特征在于：它包括固定电池包B1、拓展电池包B2、开关K1～开关K5，其中，开关K1用于进行固定电池包B1与电机控制器之间供电回路的开关控制，开关K2用于进行固定电池包B1与电机控制器之间预充电回路的开关控制，开关K3用于进行拓展电池包B2与电机控制器之间供电回路的开关控制，开关K4用于进行拓展电池包B2与电机控制器之间预充电回路的开关控制；开关K5用于进行控制拓展电池包B2与电机控制器之间供电回路，以及控制拓展电池包B2与电机控制器之间预充电回路的通断总控制。

【技术特征摘要】
1.一种拓展电源静态切换系统，其特征在于：它包括固定电池包B1、拓展电池包B2、开关K1～开关K5，其中，开关K1用于进行固定电池包B1与电机控制器之间供电回路的开关控制，开关K2用于进行固定电池包B1与电机控制器之间预充电回路的开关控制，开关K3用于进行拓展电池包B2与电机控制器之间供电回路的开关控制，开关K4用于进行拓展电池包B2与电机控制器之间预充电回路的开关控制；开关K5用于进行控制拓展电池包B2与电机控制器之间供电回路，以及控制拓展电池包B2与电机控制器之间预充电回路的通断总控制。2.根据权利要求1所述的拓展电源静态切换系统，其特征在于：它还包括预充电阻R1和预充电阻R2，其中，开关K1的一端连接固定电池包B1的一端，开关K1的另一端连接电机控制器的供电接头一端，开关K2的一端连接开关K1的一端，开关K2的另一端通过预充电阻R1连接开关K1的另一端，固定电池包B1的另一端连接电机控制器的供电接头另一端；开关K3的一端连接拓展电池包B2的一端，开关K3的另一端连接电机控制器的供电接头一端，开关K4的一端通过预充电阻R2连接开关K3的一端，开关K4的另一端连接开关K3的另一端，拓展电池包B2的另一端通过开关K5连接电机控制器的供电接头另一端。3.根据权利要求2所述的拓展电源静态切换系统，其特征在于：所述开关K1和开关K2由固定电池包B1的电池管理系统进行开关控制，所述开关K3和开关K4由拓展电池包B2的电池管理系统进行开关控制；所述开关K5由整车控制器进行开关控制。4.根据权利要求1所述的拓展电源静态切换系统，其特征在于：所述开关K1、开关K2、开关K3、开关K4和开关K5均为常开开关。5.一种拓展电源动态切换系统，其特征在于：它包括固定电池包B11、拓展电池包B12、开关K11～开关K17，其中，开关K11用于进行固定电池包B11与电机控制器之间供电回路的开关控制，开关K12用于进行固定电池包B11与电机控制器之间防电流回流回路的开关控制，开关K13用于进行固定电池包B11与电机控制器之间预充电回路的开关控制，开关K14用于进行拓展电池包B12与电机控制器之间供电回路的开关控制，开关K15用于进行拓展电池包B12与电机控制器之间防电流回流回路的开关控制，开关K16用于进行拓展电池包B12与电机控制器之间预充电回路的开关控制；开关K17用于进行拓展电池包B12与电机控制器供电回路，拓展电池包B12与电机控制器防电流回流回路，以及拓展电池包B12与电机控制器预充电回路的通断总控制。6.根据权利要求5所述的拓展电源动态切换系统，其特征在于：它还包括预充电阻R11、预充电阻R12、二极管D1、二极管D2，其中，开关K11的一端连接固定电池包B11的一端，开关K...

【专利技术属性】
技术研发人员：谈民强，史建鹏，刘敏，李洪涛，田磊，余辰将，胡远森，
申请(专利权)人：东风汽车集团有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42