用于车辆的高压电池系统及其控制方法和车辆技术方案

本公开涉及一种用于车辆的高压电池系统，该高压电池系统包括：具有相同额定电压的至少两个高压电池(110、120)，所述至少两个高压电池安装在车辆内并且被配置为向车辆的驱动单元供电；开关单元(200)，所述开关单元能够将所述至少两个高压电池(110、120)并联电连接或串联电连接；和控制器(300)，所述控制器被配置为：在车辆被联接到外部充电装置以向所述至少两个高压电池(110、120)充电时，将所述至少两个高压电池(110、120)串联电连接。另外，本公开涉及相应的用于控制用于车辆的高压电池系统的方法和相应的车辆。的方法和相应的车辆。的方法和相应的车辆。

【技术实现步骤摘要】
用于车辆的高压电池系统及其控制方法和车辆


[0001]本公开涉及一种用于车辆的高压电池系统及其控制方法以及一种车辆。

技术介绍

[0002]如今，如何大幅缩短电动车辆的快速充电时间一直是一个挑战。尤其是在存在不同的车辆电压水平(例如400V、800V)和不同的充电基础设施(例如500V、750V、950V/1000V)的背景下，这尤其迫切。
[0003]当前主流的电动车辆的电压水平为400V，而部分高档品牌车辆开始达到800V的水平。另一方面，2017年之前的大多数充电基础设施为500V，之后新的充电基础设施主要为750V，还有较少比例的新的快速充电基础设施为950V/1000V。当通过750V(或950V/1000V)的充电基础设施为400V的电动车辆充电时，充电基础设施将无法充分使用。当500V或750V的充电基础设施为800V的电动车辆充电时，车辆将无法充满电。
[0004]因此，对于现有技术，车辆和充电基础设施不能有效地匹配，这导致充电源的使用受限并且充电时间长。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本公开提供用于车辆的高压电池系统及其控制方法，通过其可以显著缩短充电时间。进一步地，通过根据本公开的高压电池系统及其控制方法，可以有效地利用充电源。
[0006]根据本公开的第一方面，提供一种用于车辆的高压电池系统，该高压电池系统可包括：具有相同额定电压的至少两个高压电池，所述至少两个高压电池能够安装在车辆内并且被配置为向车辆的驱动单元供电；开关单元，所述开关单元能够将所述至少两个高压电池并联电连接或串联电连接；和控制器，所述控制器被配置为：在车辆被联接到外部充电装置以向所述至少两个高压电池充电时，将所述至少两个高压电池串联电连接。
[0007]因此，根据本公开的高压电池系统能够匹配于具有不同输出电压的充电装置。而且，无论外部充电装置的输出电压是高于高压电池的额定电压还是低于高压电池的额定电压，都首先将各个高压电池串联电连接，以对该高压电池系统进行充电。由此可以对该高压电池系统快速充电，从而显著缩短充电时间。这是因为针对单体电芯而言，串联连接时的充电电流比在并联连接时的充电电流更大，所以充电速度会更大；从而对于整个高压电池系统，充电速度也会更大。尤其是当外部充电装置的输出电压约为车辆的额定驱动电压的两倍或更高时，通过将至少两个高压电池串联电连接，可以显著提高充电速度，从而缩短充电时间。
[0008]优选地，所述控制器还可被配置为：在车辆被联接到外部充电装置以向所述至少两个高压电池充电时，在将所述至少两个高压电池串联电连接之后，如果所述外部充电装置的输出电压大于所述至少两个高压电池的串联电压，则保持所述至少两个高压电池串联电连接，直到所述至少两个高压电池的荷电状态达到100％；如果所述外部充电装置的输出
电压小于等于所述至少两个高压电池的串联电压，则在满足预设条件之后将所述至少两个高压电池并联电连接，直到所述至少两个高压电池的荷电状态达到100％。
[0009]就此而言，优选地，所述预设条件可以是：所述至少两个高压电池的荷电状态保持不变一段时间；和/或如果所述外部充电装置的输出电压接近所述高压电池的额定电压的p倍，p≥1，则所述至少两个高压电池的荷电状态达到40p％；和/或所述至少两个高压电池的已充电的电压为所述外部充电装置的输出电压的90％以上。
[0010]因此，不仅可以提高充电速度，而且可以充分利用外部充电装置的输出电压。尤其是当外部充电装置的输出电压仅约为车辆的额定驱动电压的一半或更高时，通过将至少两个高压电池并联电连接，可以完全充满高压电池。
[0011]优选地，所述控制器还可被配置为：在车辆既不充电又未被驱动时，将所述开关单元的所有开关断开。由此可以提高该高压电池系统的安全性。
[0012]优选地，所述开关单元可包括2
×
(n－1)个并联开关和n－1个串联开关，n等于所述高压电池的数量，其中，一个并联开关在第一侧处连接至一个高压电池的正输出端子并在第二侧处连接至下一个高压电池的正输出端子，另一个并联开关在第一侧处连接至所述一个高压电池的负输出端子并在第二侧处连接至所述下一个高压电池的负输出端子，而一个串联开关在第一侧处连接至所述一个高压电池的负输出端子并在第二侧处连接至所述下一个高压电池的正输出端子。由此以简单的方式实现该高压电池系统的各个高压电池的串联电连接和并联电连接。
[0013]优选地，所述控制器还可被配置为：当串联开关闭合时，禁止并联开关闭合，而当并联开关闭合时，禁止串联开关闭合。由此实现串联连接与并联连接的互锁功能，从而可以提高该高压电池系统的安全性。
[0014]优选地，该高压电池系统还包括预充电单元。由此在各高压电池的电压之间存在差异时，可以防止较高电压的高压电池对较低电压的高压电池造成过大的冲击电流。因此，可实现所谓的软启动，从而也可以提高该高压电池系统的安全性。
[0015]根据本公开的第二方面，提供了一种用于控制用于车辆的高压电池系统的方法。根据本公开，该方法包括以下步骤：确定是否需要对该高压电池系统的至少两个高压电池进行充电；当需要对所述至少两个高压电池充电时，将所述至少两个高压电池串联电连接；如果所述外部充电装置的输出电压大于所述至少两个高压电池的串联电压，则保持所述至少两个高压电池串联电连接，直到所述至少两个高压电池的荷电状态达到100％；如果所述外部充电装置的输出电压小于等于所述至少两个高压电池的串联电压，则在满足预设条件之后将所述至少两个高压电池并联电连接，直到所述至少两个高压电池的荷电状态达到100％。
[0016]优选地，所述预设条件是：所述至少两个高压电池的荷电状态保持不变一段时间；和/或如果所述外部充电装置的输出电压接近所述高压电池的额定电压的p倍，p≥1，则所述至少两个高压电池的荷电状态达到40p％；和/或所述至少两个高压电池的已充电的电压为所述外部充电装置的输出电压的90％以上。
[0017]根据本公开的第三方面，提供了一种车辆，该车辆具有根据本公开的高压电池系统和/或被配置成用于实施根据本公开的方法。优选地，该车辆为纯电动车辆。
[0018]根据本公开的第二和第三方面的用于控制高压电池系统的方法和车辆也相应地
带来与根据本公开的第一方面的用于车辆的高压电池系统相同的优点，在此不再赘述。
附图说明
[0019]为使本公开的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本公开的具体实施方式做详细的说明。
[0020]图1示出根据本公开的示例性实施例的用于车辆的高压电池系统的配置图；
[0021]图2示出根据本公开的示例性实施例的用于车辆的高压电池系统在串联状态中的配置图；
[0022]图3示出根据本公开的示例性实施例的用于车辆的高压电池系统在并联状态中的配置图；
[0023]图4示出根据本公开的示例性实施例的用于车辆的高压电池系统的控制方法的流程图。
具体实施方式<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于车辆的高压电池系统，该高压电池系统包括：具有相同额定电压的至少两个高压电池(110、120)，所述至少两个高压电池能够安装在车辆内并且被配置为向车辆的驱动单元供电；开关单元(200)，所述开关单元能够将所述至少两个高压电池(110、120)并联电连接或串联电连接；和控制器(300)，所述控制器被配置为：在车辆被联接到外部充电装置以向所述至少两个高压电池(110、120)充电时，将所述至少两个高压电池(110、120)串联电连接。2.根据权利要求1所述的高压电池系统，其特征在于，所述控制器(300)还被配置为：在车辆被联接到外部充电装置以向所述至少两个高压电池(110、120)充电时，在将所述至少两个高压电池(110、120)串联电连接之后，如果所述外部充电装置的输出电压大于所述至少两个高压电池(110、120)的串联电压，则保持所述至少两个高压电池(110、120)串联电连接，直到所述至少两个高压电池(110、120)的荷电状态达到100％，如果所述外部充电装置的输出电压小于等于所述至少两个高压电池(110、120)的串联电压，则在满足预设条件之后将所述至少两个高压电池(110、120)并联电连接，直到所述至少两个高压电池(110、120)的荷电状态达到100％。3.根据权利要求2所述的高压电池系统，其特征在于，所述预设条件是：所述至少两个高压电池(110、120)的荷电状态保持不变一段时间；和/或如果所述外部充电装置的输出电压接近所述高压电池(110、120)的额定电压的p倍，p≥1，则所述至少两个高压电池(110、120)的荷电状态达到40p％；和/或所述至少两个高压电池(110、120)的已充电的电压为所述外部充电装置的输出电压的90％以上。4.根据权利要求1至3中任一项所述的高压电池系统，其特征在于，所述控制器(300)还被配置为：在车辆既不充电又未被驱动时，将所述开关单元的所有开关断开。5.根据权利要求1至4中任一项所述的高压电池系统，其特征在于，所述开关单元(200)包括2
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(n－1)个并联开关和n－1个串联开关...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈玉库，仲亮，武鹏，
申请(专利权)人：宝马股份公司，
类型：发明
国别省市：