电动重型卡车用电源系统及电动重型卡车技术方案

本发明专利技术提供一种电动重型卡车用电源系统及电动重型卡车。本发明专利技术的电动重型卡车用电源系统，包括：主电池包，固定安装在电动重型卡车上；换电电池包，可拆卸地安装在电动重型卡车上；以及能量变换器，与主电池包和换电电池包分别通信连接，输入端与换电电池包的输出端电连接，输出端与主电池包的输出端并联连接，主电池包和换电电池包分别具有各自的BMS系统，能量变换器包含通信模块、ADC模块、微处理器、PWM模块以及IGBT模块。本发明专利技术将大容量电池包拆分为主电池包和换电电池包，主电池包降低了充电电流和充电接插件的要求，换电电池包体积减小、重量减轻，降低了换电难度；能量变换器输出电压比主电池包电压略高，实现换电电池包优先放电而被优先使用。先放电而被优先使用。先放电而被优先使用。

【技术实现步骤摘要】
电动重型卡车用电源系统及电动重型卡车


[0001]本专利技术属于新能源汽车
，具体涉及一种电动重型卡车用电源系统及电动重型卡车。

技术介绍

[0002]近年来，随着电池技术的发展，新能源汽车因绿色环保，符合国家可持续发展战略，近年来得到了迅猛发展；但在重型卡车领域，由于其用电量大，电池充时间长，充电电流大，充电插口易损坏，制约了电动重型卡车普及及经济性。为此，换电型重型卡车就应运而生。
[0003]在中国专利CN111717062A中，应用换电堆垛机，在车辆换电停靠区域车辆穿梭方向的侧方，将待换电车辆上的亏电电池取下，将充满电的电池运载并安装在车辆上；电池存储区域设置在车辆换电停靠区域的侧方和/或上方，用于承载电池并为其充电，缩小了换电站的占地面积，加快了换电效率。
[0004]为了提升换电站的灵活转移性能，在中国专利CN113400993A中，提出了一种移动式重卡换电站，在可移动式半挂承载架上设置有电池仓，重卡换电电池包安放在缓存电池仓中，换电站主仓体上设有用于移入移出换电电池包的换电仓门，以及用于移转换电电池包的换电机器人机构。然而，当前的重卡换电电池包重量重，换电操作复杂，需用专用设备才能完成，相比电动乘用车的充、换电都难度更大。如在中国专利CN112248877A中，需在换电电池包底部使用滑轨组件，配合轴承滑轨支架，来解决重卡沉重换电电池包安装难题。在中国专利CN113103910A中也采用了滑动轨道和换电机器人来进行电池包的更换。在中国专利CN113400994A专利中，通过对现有的换电电池包以及换电电池包底座结构进行改进，使得换电过程能够更加快速灵活。
[0005]综上，现有的电动重卡用电池包电量多、重量重、充电时间长、换电过程复杂，导致现有电动重卡运营效率低、购置成本高、充换电困难，无法很好地满足实际的使用需求。

技术实现思路

[0006]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重型卡车用电源系统及电动重型卡车。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术采用了如下的技术方案：
[0008]<方案一>
[0009]本专利技术提供一种电动重型卡车用电源系统，用于为电动重型卡车供电，具有这样的特征，包括：主电池包，固定安装在电动重型卡车上；换电电池包，可拆卸地安装在电动重型卡车上；以及能量变换器，与主电池包和换电电池包分别通信连接，能量变换器的输入端与换电电池包的输出端电连接，能量变换器的输出端与主电池包的输出端并联连接，其中，主电池包和换电电池包分别具有各自的BMS系统，能量变换器包含通信模块、ADC模块、微处理器、PWM模块以及IGBT模块，通信模块用于从主电池包的BMS系统实时获取主电池包运行
信息、以及从换电电池包的BMS系统实时获取换电电池包运行信息，ADC模块用于实时获取能量变换器运行信息，该能量变换器运行信息至少包含能量变换器的输入端电压、输出端电压以及输出端电流，微处理器根据能量变换器运行信息判断能量变换器是否处于工作正常状态，一旦判断能量变换器处于工作正常状态，微处理器就会进一步根据主电池包运行信息判断主电池包是否符合预设允充条件，并根据换电电池包运行信息判断换电电池包是否符合预设允放条件，一旦判断主电池包符合预设允充条件且换电电池包符合预设允放条件，PWM模块就根据ADC模块实时获取到的能量变换器的输出端电压和输出端电流动态调节IGBT模块的占空比，使能量变换器满负荷恒功率输出且IGBT模块的输出电压略高于主电池包的电压，从而让换电电池包优先放电。
[0010]在本专利技术提供的电动重型卡车用电源系统中，还可以具有这样的特征：其中，微处理器根据能量变换器运行信息判断能量变换器是否处于工作正常状态的过程为：微处理器判断能量变换器的输入端电压和输出端电压是否分别大于第一预设电压值和第二预设电压值，一旦判断输入端电压大于第一预设电压值且输出端电压大于第二预设电压值，就判定能量变换器处于工作正常状态。
[0011]在本专利技术提供的电动重型卡车用电源系统中，还可以具有这样的特征：其中，主电池包运行信息至少包含主电池包的输出电压、输出电流、SOC、温度、单体电池电压差以及绝缘阻值，预设允充条件为：输出电压小于预设充电最高电压、输出电流小于预设充电最大电流、SOC小于100％、温度在第一预设温度范围内、单体电池电压差小于第一预设电压差、且绝缘阻值不小于第一预设绝缘阻值。
[0012]在本专利技术提供的电动重型卡车用电源系统中，还可以具有这样的特征：其中，一旦能量变换器满负荷恒功率输出，微处理器就判断主电池包的输出电压是否不小于预设充电最高电压、输出电流是否不小于预设充电最大电流、SOC是否等于100％、温度是否不在第一预设温度范围内、单体电池电压差是否不小于第一预设电压差、以及绝缘阻值是否小于第一预设绝缘阻值，一旦判断输出电压不小于预设充电最高电压、输出电流不小于预设充电最大电流、SOC等于100％、温度不在第一预设温度范围内、单体电池电压差不小于第一预设电压差、以及绝缘阻值小于第一预设绝缘阻值中的任意一者成立，PWM模块就控制能量变换器进入待机状态。
[0013]在本专利技术提供的电动重型卡车用电源系统中，还可以具有这样的特征：其中，换电电池包运行信息至少包含换电电池包的输出电压、输出电流、SOC、温度、单体电池电压差以及绝缘阻值，预设允放条件为：输出电压大于预设放电最低电压、输出电流小于预设放电最大电流、SOC大于0％、温度在第二预设温度范围内、单体电池电压差小于第二预设电压差、且绝缘阻值不小于第二预设绝缘阻值。
[0014]在本专利技术提供的电动重型卡车用电源系统中，还可以具有这样的特征：其中，一旦能量变换器满负荷恒功率输出，微处理器就判断换电电池包的输出电压是否不大于预设放电最低电压、输出电流是否不小于预设放电最大电流、SOC是否等于0％、温度是否不在第二预设温度范围内、单体电池电压差是否不小于第二预设电压差、以及绝缘阻值是否小于第二预设绝缘阻值，一旦判断换电电池包的输出电压不大于预设放电最低电压、输出电流不小于预设放电最大电流、SOC等于0％、温度不在第二预设温度范围、单体电池电压差不小于第二预设电压差、以及绝缘阻值小于第二预设绝缘阻值中的任意一者成立，PWM模块就控制
能量变换器进入待机状态。
[0015]在本专利技术提供的电动重型卡车用电源系统中，还可以具有这样的特征：其中，换电电池包还具有继电器，一旦能量变换器进入待机状态，换电电池包的BMS系统就控制继电器断开，并将断电信息发送给能量变换器，一旦通信模块接收到断电信息，微处理器就生成更换电池包警示信息，通信模块将更换电池包警示信息发送给电动重型卡车的整车控制器。
[0016]在本专利技术提供的电动重型卡车用电源系统中，还可以具有这样的特征：其中，换电电池包选用长寿命、功率能量兼顾型电池组。
[0017]<方案二>
[0018]本专利技术还提供了一种电动重型卡车，具有这样的特征，包括：车本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电动重型卡车用电源系统，用于为电动重型卡车供电，其特征在于，包括：主电池包，固定安装在所述电动重型卡车上；换电电池包，可拆卸地安装在所述电动重型卡车上；以及能量变换器，与所述主电池包和所述换电电池包分别通信连接，所述能量变换器的输入端与所述换电电池包的输出端电连接，所述能量变换器的输出端与所述主电池包的输出端并联连接，其中，所述主电池包和所述换电电池包分别具有各自的BMS系统，所述能量变换器包含通信模块、ADC模块、微处理器、PWM模块以及IGBT模块，所述通信模块用于从所述主电池包的BMS系统实时获取主电池包运行信息、以及从所述换电电池包的BMS系统实时获取换电电池包运行信息，所述ADC模块用于实时获取能量变换器运行信息，该能量变换器运行信息至少包含所述能量变换器的输入端电压、输出端电压以及输出端电流，所述微处理器根据所述能量变换器运行信息判断所述能量变换器是否处于工作正常状态，一旦判断所述能量变换器处于工作正常状态，所述微处理器就会进一步根据所述主电池包运行信息判断所述主电池包是否符合预设允充条件，并根据所述换电电池包运行信息判断所述换电电池包是否符合预设允放条件，一旦判断所述主电池包符合所述预设允充条件且所述换电电池包符合所述预设允放条件，所述PWM模块就根据所述ADC模块实时获取到的所述能量变换器的输出端电压和输出端电流动态调节所述IGBT模块的占空比，使所述能量变换器满负荷恒功率输出且所述IGBT模块的输出电压略高于所述主电池包的电压，从而让所述换电电池包优先放电。2.根据权利要求1所述的电动重型卡车用电源系统，其特征在于：其中，所述微处理器根据所述能量变换器运行信息判断所述能量变换器是否处于工作正常状态的过程为：所述微处理器判断所述能量变换器的输入端电压和输出端电压是否分别大于第一预设电压值和第二预设电压值，一旦判断所述输入端电压大于所述第一预设电压值且所述输出端电压大于所述第二预设电压值，就判定所述能量变换器处于工作正常状态。3.根据权利要求1所述的电动重型卡车用电源系统，其特征在于：其中，所述主电池包运行信息至少包含所述主电池包的输出电压、输出电流、SOC、温度、单体电池电压差以及绝缘阻值，所述预设允充条件为：输出电压小于预设充电最高电压、输出电流小于预设充电最大电流、SOC小于100％、温度在第一预设温度范围内、单体电池电压差小于第一预设电压差、且绝缘阻值不小于第一预设绝缘阻值。4.根据权利要求3所述的电动重型卡车用电源系统，其特征在于：其中，一旦所述能量变换器满负荷恒功率输出，所述微处理器就判断所述主电池包的所述输出电压是否不小于所述预...

【专利技术属性】
技术研发人员：许祎凡，李冬梅，邱凯，黄伟东，
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：