一种换电电动汽车用电源系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种换电电动汽车用电源系统及其控制方法，包括：车载电池包、换电电池包、电源变换器、总控模块、电源分配器和连接线；总控模块能与整车控制器、车载电池包、换电电池包、电源分配器PDU和电源变换器进行通讯，协调车载电池包、换电电池包单独或者联合为整车电机供电，或通过电源变换器由换电电池包为车载电池包补充电；本发明专利技术提供的电动汽车电源系统改变了车载电池包为主供电源的模式，将车载电池包设计成小电量，初步实现车电分离；采用大容量快换电电池包作为主供电源，不但能够直接为整车电机供电，还能为车载电池包补充电，快速增加电动汽车的行驶里程，消除驾驶员的里程焦虑。的里程焦虑。

A power supply system for electric vehicle and its control method

【技术实现步骤摘要】
一种换电电动汽车用电源系统及其控制方法


[0001]本专利技术涉及电池系统，具体是一种换电电动汽车用电源系统及其控制方法。

技术介绍

[0002]电动汽车省去了油箱、发动机、变速器、冷却系统和排气系统，相比传统汽车的内燃油发动机动力系统，电机和控制器的成本更低，且电动汽车能量转换效率更高。但电动汽车的缺点是续航里程短，充电频次高。对此，现有技术中，有很多针对电动汽车充电桩成本和充电效率改进的技术。比如：公开号CN 113022367A《一种纯电动汽车的副电池标准装置及快换系统》 提供了一种纯电动汽车的副电池标准装置、副电池简易快换系统以及副电池自动快换系统，方便电动汽车快速更换电池。但是该技术重点解决了副电池快速更换的问题，对于车载电池仍是按传统方式充电，副电池不能够对车载主电池进行充电。对此，申请人在公开号CN 114132222 A 《电动汽车用混合电源系统及其控制方法、电动汽车》专利中，公开了一种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的技术，同时，换电电池包在负载不工作时还为主电池包补充电。但是，该技术仍旧是以车载电池为主电池包，换电电池包为补充这一思路出发，更多的是依靠车载电池包工作，没有跳出传统的思维模式。

技术实现思路

[0003]本专利技术要解决的技术问题是针对上述缺陷提供一种换电电动汽车用电源系统及其控制方法，该电源系统以换电电池包为主要能量来源，车载电池包以满足整车启动和基本的行驶里程要求的思路设计。
[0004]本专利技术的技术方案：一种换电电动汽车用电源系统，包括：车载电池包、换电电池包、电源变换器、总控模块、电源分配器（PDU）和连接线；总控模块能与整车控制器（ECU）、车载电池包、换电电池包、电源分配器（PDU）和电源变换器进行通讯，协调车载电池包、换电电池包单独或者联合为整车电机供，或通过电源变换器，由换电电池包为车载电池包补充电。
[0005]所述车载电池包包括电池模组、车载电池管理系统（BMS1）、车载电池包继电器、车载电池包数据采集模块、车载电池包通讯模块和连接线；通过车载电池管理系统（BMS1）和总控模块联合控制车载电池包继电器与整车电机或电源变换器的通断连接。
[0006]所述换电电池包包括电池、换电电池管理系统（BMS2）、继电器、数据采集模块、通讯模块和连接线；通过换电电池管理系统（BMS2）和总控模块联合控制换电电池包内继电器与整车电机和电源变换器的通断连接。
[0007]所述总控模块能够与整车控制器（ECU）、车载电池包、换电电池包、电源分配器（PDU）和电源变换器之间进行通讯；与车载电池包或换电电池包内BMS联合控制各自包内继电器的通断，实现换电电池包和车载电池包单独或者联合给整车电机供电；当两个电池包一同为整车电机供电时，由总控模块和PDU联合协调两个电池包的输出功率；通过优化总控模块的控制策略，让换电电池包优先单独为整车电机供电。
[0008]所述电源变换器包括DC/DC、继电器、数据采集模块、通讯模块和连接线；通过所述电源变换器，由换电电池包为车载电池包补充电。
[0009]上述换电电动汽车用电源系统中，所述车载电池包可以满足满足整车启动和基本的行驶里程要求。
[0010]进一步的，所述车载电池包仅能提供有限车速和不超过40km行驶里程的功率和能量。
[0011]上述换电电动汽车用电源系统中，所述大容量快换电电池包可以直接为整车电机供电、或与车载电池包联合给车或为车载电池包补充电。通过优化总控模块的控制参数，让换电电池包优先单独为整车电机供电。
[0012]一种换电电动汽车用电源系统的控制方法，步骤如下：步骤1，将换电电池包更换到位，总控模块上电并与换电电池包和车载电池包通讯正常后，发出换电电池包和车载电池包内继电器闭合指令，通过通讯模块将指令发送给各自电池包内的BMS。
[0013]步骤2，换电电池包和车载电池包BMS依据数据采集模块采集到各自包内电压、温度和电流数据，测算出电池包当前SOC和SOH等数据，判断是否闭合包内继电器，并将相关信息上报给总控模块。
[0014]步骤3，总控模块依据换电电池包和车载电池包BMS上传的SOH、SOC数据和继电器开闭信息，判定由换电电池包和车载电池包单独或者联合给整车电机供电，并发出相关信息给整车控制器（ECU），并判断换电电池包是否满足给车载电池包补充电条件，并发出相关指令给电源变换器、换电电池包和车载电池包。当两个电池包一同为整车电机供电时，由总控模块和PDU联合协调两个电池包的输出功率。
[0015]步骤4，电源变换器接收到总控模块发过来的充电指令后，在确认换电电池包和车载电池包内继电器闭合、换电电池包负载不大、换电电池包满足放电要求、车载电池包满足充电要求时，由换电电池包对车载电池包补充电。
[0016]步骤5，当车载电池包内BMS判断包内电池充满电后，向电源变换器发送满充电指令，并断开包内充电继电器。
[0017]步骤6，当换电电池包或车载电包内BMS判断本包内SOH和SOC等参数不满足放电要求时，各BMS断开各自包内继电器，由换电电池包或车载电包单独为整车电机供电，或两个电池包都停止供电，并向总控模块发送断电信息，总控模块向整车ECU发送断电请求，并上报两个电池包的SOC和SOH等信息。
[0018]其中：本专利技术中未明确指出的电源变换器、能源管理器、车载电池包以及换电电池包的相关工作原理或者实现方式与公开号CN 114132222 A《电动汽车用混合电源系统及其控制方法、电动汽车》中的一致，不再重复描述。
[0019]本专利技术的优点1、本专利技术提供了一种新的电动汽车电源系统设计思路，改变了车载电池包为主供电源的模式，将车载电池包设计成小电量，初步实现车电分离；采用大容量快换电电池包作为主供电源，不但能够直接为整车电机供电，还能为车载电池包补充电，快速增加电动汽车的行驶里程，消除驾驶员的里程焦虑证。
[0020]2、本专利技术采用小容量车载池包，只需满足整车启动和基本的行驶里程要求，降低
了整车采购成本，减缓了电动汽车的折旧。
附图说明
[0021]图1是本专利技术的电气控制原理图；图2是电源系统的控制动作流程图。
[0022]图中：1
‑
电池模组；2
‑
车载电池包数据采集模块；3
‑
负接线柱；4
‑
正接线柱；5
‑
车载电池包继电器；6
‑
车载电池包通讯模块；7
‑
总控模块；8
‑
电源变换器；9
‑
电机控制器；10
‑
车载电池包；11
‑
换电电池包；BMS1
‑
车载电池管理系统；BMS2
‑
换电电池管理系统；ECU
‑
整车控制器；PDU
‑
电源分配器。
具体实施方式
[0023]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种换电电动汽车用电源系统，其特征在于，包括：车载电池包（10）、换电电池包（11）、电源变换器（8）、总控模块（7）、电源分配器（PDU）和连接线；总控模块（7）能与整车控制器（ECU）、车载电池包（10）、换电电池包（11）、电源分配器（PDU）和电源变换器（8）进行通讯，协调车载电池包（10）、换电电池包（11）单独或者联合为整车电机供电，或通过电源变换器（8）让换电电池包（11）为车载电池包（10）补充电；所述车载电池包（10）包括电池模组（1）、车载电池管理系统（BMS1）、车载电池包继电器（5）、车载电池包数据采集模块（2）、车载电池包通讯模块（6）和连接线；通过车载电池管理系统（BMS1）和总控模块（7）联合控制车载电池包继电器与整车电机或电源变换器的通断连接；所述换电电池包（11）包括电池、换电电池管理系统（BMS2）、继电器、数据采集模块、通讯模块和连接线；通过换电电池管理系统（BMS2）和总控模块联合控制换电电池包内继电器与整车电机和电源变换器的通断连接；所述总控模块（7）能够与整车控制器（ECU）、车载电池包（10）、换电电池包（11）、电源分配器（PDU）和电源变换器（8）之间进行通讯；与车载电池包或换电电池包内BMS联合控制各自包内继电器的通断，实现换电电池包和车载电池包单独或者联合给整车电机供电；当两个电池包一同为整车电机供电时，由总控模块（7）和电源分配器（PDU）联合协调两个电池包的输出功率；通过优化总控模块的控制策略，让换电电池包优先单独为整车电机供电。2.根据权利要求1所述的换电电动汽车用电源系统，其特征在于，所述电源变换器包括DC/DC、继电器、数据采集模块、通讯模块和连接线；通过所述电源变换器，将换电电池包为整车电机供电或车载电池包补充电。3.根据权利要求1所述的换电电动汽车用电源系统，其特征在于，所述车载电池包仅满足整车启动功率和基本的行驶里程要求。4.根据权利要求3所述的换电电动汽车用电源系统，其特征在于，所述车载电池...

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