电动汽车用混合电源系统及其控制方法、电动汽车技术方案

本发明专利技术提供一种电动汽车用混合电源系统及其控制方法、电动汽车。本发明专利技术中的电动汽车用混合电源系统，包括：主电池包，固定安装在电动汽车上，主电池包的输出端与负载的输入端电连接；换电电池包，可拆卸地安装在电动汽车上；电源变换器，该电源变换器的输入端与换电电池包的输出端电连接，电源变换器的输出端与主电池包的输出端并联连接；以及能源管理器，与换电电池包和电源变换器分别通信连接。单向电源变换器能够防止刹车回馈电流反充入换电电池包内，回馈电流只能充入主电池包内。当检测到主电池包未充满电或处在放电状态，能源管理器就控制电源变换器满负荷恒功率输出，为负载供电或给主电池包充电，从而让换电电池包优先放电。电。电。

【技术实现步骤摘要】
电动汽车用混合电源系统及其控制方法、电动汽车


[0001]本专利技术属于电动汽车电源系统
，具体涉及一种电动汽车用混合电源系统及其控制方法、电动汽车。

技术介绍

[0002]为了给电动汽车的车载电池应急补充电来增加电动汽车的行驶里程，中国专利CN103419675A采用发动机与发电机一体机作为增程器，通过燃油发动机和电机为电动汽车增加行驶距离，明显不符合新能源汽车的宗旨。
[0003]在中国专利CN110293865A、CN109849717A、CN106208249A、CN109927569A、CN111731126A以及CN111746322A中，通过充电组件将移动电源的电量对车载电池进行补充电，从而提高电动汽车的行驶里程。在中国专利CN105978076B中，通过移动电源内的能源管理系统(BMS)与电动汽车内的电池系统通讯，控制逆变电源对车载电池进行交流充电或直流充电，或向电动汽车控制系统发出边充电边行驶的请求。上述专利基本都是采用充电端口将移动电源的电量通过逆变电源给整车补充电的方法，对车载电池补充电方法简便，但存在补电速度慢、转换效率低等缺点。
[0004]在中国专利CN104103865A中，让增程电池组与车载主电池通过高压开关实现并联，由采集板将增程电池组电压、温度等数据上传到车载主电池系统的BMS，并由主电池系统BMS控制高压并联开关，管理增程电池组的投入与切出。在中国专利CN205632165U中，将增程电池组的正负极通过接触器分别与车载主电池组的正负极相连，并由整车控制器依据并联电流大小通断接触器。上述两个专利将增程电池和车载主电池直接并联使用，提高的电池的能量转换效率。然而，只有增程电池组与车载主电池组电压接近时才能并联，电压差过大时，将两组电池并联会产生很大的环流电流，控制不当时，会同时导致这两组电池过充电或过放电，损伤两组电池，甚至可能出现安全事故。同时，增程电池组和整车主电池需进行通讯才能进行并联使用，对于主电池组是否接受并处理增程电池组的上传信息，对后期的增程改进存在不确定因素。
[0005]在中国专利CN112572234A和CN112677906A中，通过电压控制器控制直流变换器的输出电压，将电池模组输出电压通过直流变换器变换为目标电压输出，从而使电池系统能够适配不同电压需求的车辆，为不同电压等级的车辆补充电量。但是，该专利中也未体现将换电池包优先放电的理念，不适合快换电补电增程。
[0006]在中国专利CN108749617A中，通过一个充电模块，由可拆卸电池包对固定式电池包进行充电，确保固定式电池包的电量，通过电子开关模块切换放电端口，让可拆卸电池的电量优先使用，能够实现快速换电和快速续航。但需两个电子开关模块分别控制两个电池包放电端口的通断，需在新车设计时完成，不利于对存量车的改造升级。另外，优先供电方式是断开整车上固定式电池包，由可拆卸电池包单独供电，会明显提高可拆卸电池包的技术要求和设计成本。

技术实现思路

[0007]本专利技术是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种电动汽车用混合电源系统及其控制方法、电动汽车，能够在不断开主电池包的放电端口的情况下实现换电电池包的自动优先放电，从而让换电池电池被优先使用。
[0008]为了实现上述目的，本专利技术采用了如下的技术方案：
[0009]<方案一>
[0010]本专利技术提供了一种电动汽车用混合电源系统，用于对电动汽车的负载进行供电，具有这样的特征，包括：主电池包，固定安装在电动汽车上，主电池包的输出端与负载的输入端电连接；换电电池包，可拆卸地安装在电动汽车上；电源变换器，该电源变换器的输入端与换电电池包的输出端电连接，电源变换器的输出端与主电池包的输出端并联连接；以及能源管理器，与换电电池包和电源变换器分别通信连接，其中，电源变换器具有运行控制部以及电源变换器侧通信部；能源管理器具有预设参数存储部、能源管理器侧运行信息采集部、信息识别部、电压判断部、电流判断部、指令生成部以及能源管理器侧通信部。预设参数存储部至少存储有电源变换器的预设开路输出电压，能源管理器侧运行信息采集部对主电池包的运行信息进行实时采集，该运行信息至少包含主电池包的输出电压和输出电流；信息识别部从主电池包的运行信息中识别出当前时刻的输出电压和输出电流；电压判断部判断当前时刻主电池包的输出电压是否小于电源变换器的预设开路输出电压，一旦电压判断部判断当前时刻主电池包的输出电压小于电源变换器的预设开路输出电压，电流判断部接着就判断当前时刻主电池包的输出电流是否大于零，一旦电流判断部判断当前时刻主电池包的输出电流大于零，指令生成部就生成第一运行指令。能源管理器侧通信部将第一运行指令发送给电源变换器，一旦电源变换器侧通信部接收到第一运行指令，运行控制部就控制电源变换器满负荷恒功率输出，从而让换电电池包优先放电。
[0011]在本专利技术提供的电动汽车用混合电源系统中，还可以具有这样的特征：其中，预设参数存储部还存储有电源变换器的预设输出功率，一旦电流判断部判断当前时刻主电池包的输出电流为零，指令生成部就生成第二运行指令；能源管理器侧通信部将第二运行指令发送给电源变换器，一旦电源变换器侧通信部接收到第二运行指令，运行控制部就控制电源变换器以预设输出功率输出，从而让换电电池包为主电池包补充电。
[0012]在本专利技术提供的电动汽车用混合电源系统中，还可以具有这样的特征：其中，换电电池包具有换电电池包侧运行信息采集部和换电电池包侧通信部，预设参数存储部还存储有换电电池包的预设最低输出电压，换电电池包侧运行信息采集部对换电电池包的运行信息进行实时采集，并通过换电电池包侧通信部发送给能源管理器，该运行信息至少包含换电电池包的输出电压；一旦电源变换器以预设输出功率输出，信息识别部就从换电电池包的运行信息中识别出当前时刻的输出电压，电压判断部判断换电电池包的当前时刻的输出电压是否小于换电电池包的预设最低输出电压，一旦电压判断部判断换电电池包的当前时刻的输出电压小于换电电池包的预设最低输出电压，指令生成部就生成停机指令，能源管理器侧通信部将停机指令发送电源变换器，一旦电源变换器侧通信部接收到停机指令，运行控制部就控制电源变换器停机。
[0013]在本专利技术提供的电动汽车用混合电源系统中，还可以具有这样的特征：其中，电源变换器为单向直流变换器，能够防止刹车回馈电流反充入换电电池包内。
[0014]在本专利技术提供的电动汽车用混合电源系统中，还可以具有这样的特征：其中，电源变换器的预设开路输出电压为主电池包处于80
‑
100％SOC状态下的开路电压。
[0015]在本专利技术提供的电动汽车用混合电源系统中，还可以具有这样的特征：其中，换电电池包中的电池组所采用的电池为镍氢电池、锰酸锂电池、磷酸铁锂电池、三元锂电池或钛酸锂电池中的任意一种。
[0016]在本专利技术提供的电动汽车用混合电源系统中，还可以具有这样的特征：其中，电源变换器输入电压范围与换电电池包的工作电压范围相匹配，电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电动汽车用混合电源系统，用于对电动汽车的负载进行供电，其特征在于，包括：主电池包，固定安装在所述电动汽车上，所述主电池包的输出端与所述负载的输入端电连接；换电电池包，可拆卸地安装在所述电动汽车上；电源变换器，该电源变换器的输入端与所述换电电池包的输出端电连接，所述电源变换器的输出端与所述主电池包的输出端并联连接；以及能源管理器，与所述换电电池包和所述电源变换器分别通信连接，其中，所述电源变换器具有运行控制部以及电源变换器侧通信部，所述能源管理器具有预设参数存储部、能源管理器侧运行信息采集部、信息识别部、电压判断部、电流判断部、指令生成部以及能源管理器侧通信部，所述预设参数存储部至少存储有所述电源变换器的预设开路输出电压，所述能源管理器侧运行信息采集部对所述主电池包的运行信息进行实时采集，该运行信息至少包含所述主电池包的输出电压和输出电流，所述信息识别部从所述主电池包的运行信息中识别出当前时刻的输出电压和输出电流，所述电压判断部判断当前时刻主电池包的输出电压是否小于所述电源变换器的预设开路输出电压，一旦所述电压判断部判断当前时刻主电池包的输出电压小于所述电源变换器的预设开路输出电压，所述电流判断部接着就判断当前时刻主电池包的输出电流是否大于零，一旦所述电流判断部判断当前时刻主电池包的输出电流大于零，所述指令生成部就生成第一运行指令，所述能源管理器侧通信部将所述第一运行指令发送给所述电源变换器，一旦所述电源变换器侧通信部接收到所述第一运行指令，所述运行控制部就控制所述电源变换器满负荷恒功率输出，从而让所述换电电池包优先放电。2.根据权利要求1所述的电动汽车用混合电源系统，其特征在于：其中，所述预设参数存储部还存储有所述电源变换器的预设输出功率，一旦所述电流判断部判断当前时刻主电池包的输出电流为零，所述指令生成部就生成第二运行指令，所述能源管理器侧通信部将所述第二运行指令发送给所述电源变换器，一旦所述电源变换器侧通信部接收到所述第二运行指令，所述运行控制部就控制所述电源变换器以所述预设输出功率输出，从而让所述换电电池包为所述主电池包补充电。3.根据权利要求2所述的电动汽车用混合电源系统，其特征在于：其中，所述换电电池包具有换电电池包侧运行信息采集部和换电电池包侧通信部，所述预设参数存储部还存储有所述换电电池包的预设最低输出电压，所述换电电池包侧运行信息采集部对所述换电电池包的运行信息进行实时采集，并通过所述换电电池包侧通信部发送给所述能源管理器，该运行信息至少包含所述换电电池包的输出电压，一旦所述电源变换器以所述预设输出功率输出，所述信息识别...

【专利技术属性】
技术研发人员：许祎凡，黄伟东，邱凯，李冬梅，
申请(专利权)人：郑州比耐新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：