本发明专利技术提供了一种用于电动车辆的电池模块(1)，包括：箱体(11)，所述箱体(11)内包括多个具有开口(1111)的容纳腔室(111)；多个电池(12)，每个电池(12)都能够单独地通过所述开口(1111)进入和/或离开相应的容纳腔室(111)；和级联架构(13)，所述级联架构(13)能够基于所述多个电池(12)输出的直流电而产生驱动所述电动车辆的电机(21)的三相交流电。本发明专利技术通过多个低压电池的合理分布式布局，使得每个电池能够单独地供电至级联架构，从而降低了电动车辆系统对电池一致性的要求，并可电隔离故障电池而不影响其它电池的正常供电，增加了系统鲁棒性。此外，还可实现电动车辆的多种充电方式。还可实现电动车辆的多种充电方式。还可实现电动车辆的多种充电方式。
【技术实现步骤摘要】
基于级联架构的电池模块及电动车辆
[0001]本专利技术涉及汽车领域，具体地涉及一种基于级联架构的电池模块、一种包括该电池模块的电动车辆以及一种用于电隔离故障电池的方法。
技术介绍
[0002]当前，电动车辆常用的驱动架构是利用高压动力电池将高压电传送至前桥和/或后桥，通过电机驱动器将高压动力电池输出的直流电逆变为交流电来驱动高压电机。然而，由于电动车辆用由多个电芯串并联形成的高压动力电池作为驱动汽车行驶的能量存储与释放的工具，该技术方案对单体电芯的一致性要求极高，且由于高压对电池及整车绝缘要求带来挑战。当单个电芯出现故障时，只能停止运行，无法隔离故障电芯；在维修时只能更换整个动力电池，极大增加了用户的维修成本。当单个电芯出现热失控时，会连锁传导至全部电芯，造成极大安全隐患。
技术实现思路
[0003]本专利技术旨在提出一种改进的用于电动车辆的电池模块以及一种包括该电池模块的电动车辆，其中，该电池模块利用级联架构设计将电动车辆内的多个电池进行分布式布局以基于该多个电池的直流电而产生驱动电动车辆的高压交流电。
[0004]根据本专利技术的第一方面，提供了一种用于电动车辆的电池模块，包括：箱体，所述箱体内包括多个具有开口的容纳腔室；多个电池，每个电池都能够单独地通过所述开口进入和/或离开相应的容纳腔室；和级联架构，所述级联架构能够基于所述多个电池输出的直流电而产生驱动所述电动车辆的电机的三相交流电。
[0005]根据本专利技术的一个可选实施例，所述电池模块还包括电池管理系统或者与所述电池管理系统通信连接，所述电池管理系统被配置为能够在识别到所述电池模块中的故障电池后将所述故障电池从级联架构中电隔离。
[0006]根据本专利技术的一个可选实施例，所述级联架构包括A相电路、B相电路和C相电路，各相电路包括相同数量的H桥逆变器，在每相电路中，每个H桥逆变器的输入端连接一个电池，且每个H桥逆变器的输出端级联以输出三相交流电中的一相。
[0007]根据本专利技术的一个可选实施例，所述级联架构还包括与所述H桥逆变器的输入端连接的电容器。根据本专利技术的一个可选实施例，所述级联架构还包括滤波元件，用于将由所述H桥逆变器逆变的交流电进行滤波。
[0008]根据本专利技术的一个可选实施例，所述容纳腔室包括成对的接口电极，用于与所述电池的正负极配对以使所述电池接入所述级联架构。
[0009]根据本专利技术的一个优选实施例，所述成对的接口电极位于所述容纳腔室的与所述开口相对的侧面上。
[0010]根据本专利技术的一个可选实施例，所述容纳腔室包括引导结构，所述引导结构被配置为能够便于所述电池通过所述开口进入和离开所述容纳腔室。
[0011]根据本专利技术的一个可选实施例，所述容纳腔室包括止动结构，所述止动结构被配置为能够使所述电池在插入所述容纳腔室后固定在所述容纳腔室内。
[0012]根据本专利技术的一个可选实施例，所述电池是可充电电池。
[0013]根据本专利技术的一个可选实施例，所述电池还设置有便于用户抓握的把手。
[0014]根据本专利技术的一个优选实施例，所述把手被布置成与所述电池的正负极位于相反的两个侧面上，使得当所述电池进入所述容纳腔室时，所述把手朝向所述容纳腔室的外部。
[0015]根据本专利技术的一个可选实施例，所述电池的状态参量能够以声学和/或光学的方式通知给用户。
[0016]根据本专利技术的第二方面，提供了一种电动车辆，所述电动车辆包括电机，所述电机能够驱动所述电动车辆的传动部件；和根据本专利技术的第一方面的电池模块，所述电池模块操作性地连接到所述电机。
[0017]根据本专利技术的一个可选实施例，所述电池模块以所述容纳腔室的开口朝上的方式和/或可拆卸地安装在所述电动车辆的前机舱中。
[0018]根据本专利技术的第三方面，提供了一种用于电隔离根据本专利技术第一方面的电池模块中的故障电池的方法，所述方法包括：步骤S1：监测所述电池模块中的电池的状态参量；步骤S2：判断所述电池的状态参量是否正常；步骤S3：若所述电池的状态参量正常，则返回到步骤S2；步骤S4：若所述电池的状态参量不正常，则将所述电池识别为故障电池；和步骤S5：将所述故障电池从所述电池模块的级联架构中电隔离。
[0019]根据本专利技术的一个优选实施例，步骤S5包括：将与所述故障电池连接的H桥逆变器的上臂开关器件闭合，同时将该H桥逆变器的下臂开关器件断开。
[0020]根据本专利技术的一个可选实施例，所述方法还包括步骤S6：适配性地将所述级联架构的所述故障电池所在相电路之外的相电路中的与所述故障电池数量相同的SoC值较低的电池电隔离。
[0021]根据本专利技术，可以通过多个低压电池单独供电至级联架构，通过级联架构进行电能变换，从而将多个低压直流电变换为三相高压交流电来驱动电动车辆的电机。通过本专利技术，降低了电动车辆的电池电压等级及容量等级，降低了电池一致性要求，并可在检测到电压异常时切掉某一电池持续工作，增加系统鲁棒性。由于电池采用小容量低电压多个分布，可实现电池多种充电方式例如手提充电，或建立“共享充电宝”式共享充电。
[0022]值得说明的是，本专利技术的优点和有益效果不限于上面提到的优点和有益效果，本领域技术人员能够通过下面的具体实施方式和权利要求理解本专利技术其他未提及的优点和有益效果。
附图说明
[0023]下面，通过参看附图更详细地描述本专利技术，可以更好地理解本专利技术的原理、特点和优点。在附图中，
[0024]图1示意性地示出了本专利技术的总体技术构思，
[0025]图2为示意性地示出了根据本专利技术的一个示例性实施例的电池模块的分解立体图，
[0026]图3为示意性地示出了根据本专利技术的一个示例性实施例的电池模块的容纳腔室
(a)和电池(b)的透视图，
[0027]图4为示意性地示出了根据本专利技术的一个示例性实施例的电池模块的级联架构的功率拓扑结构，
[0028]图5为图4的功率拓扑结构的局部放大图，
[0029]图6为根据本专利技术的一个示例性实施例的用于电隔离故障电池的方法的流程图，以及
[0030]图7为示出了根据本专利技术的一个示例性实施例的电动车辆的示意图。
具体实施方式
[0031]为了使本专利技术所要解决的技术问题、技术方案以及有益的技术效果更加清楚明白，以下将结合附图以及示例性实施例对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本专利技术的原理，而不是用于限定本专利技术的保护范围。
[0032]图1示意性地示出了本专利技术的总体技术构思。如图1所示，本专利技术的总体技术构思是：通过级联架构13的设计，基于多个电池12的直流电来产生三相交流电以输出到电动车辆2的电机21，从而驱动电机21工作。在本专利技术中，电池12特别是低压电池，例如汽车行业验证的12V或28V电池。电机21特别是高压电机。这样，可以单纯使用低压电池来驱动电动车辆的高压电机。
[0033]图2为示意性地示出了根据本专利技术的一个示例性实施例的电池模本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于电动车辆的电池模块(1)，包括：箱体(11)，所述箱体(11)内包括多个具有开口(1111)的容纳腔室(111)；多个电池(12)，每个电池(12)都能够单独地通过所述开口(1111)进入和/或离开相应的容纳腔室(111)；和级联架构(13)，所述级联架构(13)能够基于所述多个电池(12)输出的直流电而产生驱动所述电动车辆的电机(21)的三相交流电。2.根据权利要求1所述的电池模块(1)，其中，所述电池模块(1)还包括电池管理系统或者与所述电池管理系统通信连接，所述电池管理系统被配置为能够在识别到所述电池模块(1)中的故障电池后将所述故障电池从级联架构(13)中电隔离。3.根据权利要求1或2所述的电池模块(1)，其中，所述级联架构(13)包括A相电路、B相电路和C相电路，各相电路包括相同数量的H桥逆变器(131)，在每相电路中，每个H桥逆变器(131)的输入端连接一个电池(12)，且每个H桥逆变器(131)的输出端级联以输出三相交流电中的一相。4.根据权利要求3所述的电池模块(1)，其中，所述级联架构(13)还包括：与所述H桥逆变器(131)的输入端连接的电容器；和/或滤波元件(132)，用于将由所述H桥逆变器(131)逆变的交流电进行滤波。5.根据权利要求1
‑
4中任一项所述的电池模块(1)，其中，所述容纳腔室(111)包括：成对的接口电极(1112)，用于与所述电池(12)的正负极(122)配对以使所述电池(12)接入所述级联架构(13)，优选地，所述成对的接口电极(1112)位于所述容纳腔室(111)的与所述开口(1111)相对的侧面上；和/或引导结构(1113)，所述引导结构(1113)被配置为能够便于所述电池(12)通过所述开口(1111)进入和离开所述容纳腔室(111)；和/或止动结构，所述止动结构被配置为能够使所述电池(12)在插入所述容纳腔室(111)后固定在所述容纳腔室(...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙昊成，胡涛，肖星辰，
申请(专利权)人：梅赛德斯奔驰集团股份公司，
类型：发明
国别省市：
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