一种动力电池系统、电动汽车及控制方法技术方案

本发明专利技术公开一种动力电池系统、电动汽车及控制方法，系统包括至少两个动力电池、切换模块和控制模块，动力电池与切换模块连接，切换模块与控制模块连接，切换模块在控制模块的控制下动作，使得动力电池系统可进入以下模式：串联充电模式，在串联充电模式下，至少两个动力电池串联至充电端，且目标动力电池向整车负载供电，目标动力电池为至少两个动力电池中的至少一个；部分放电模式，在部分放电模式下，至少两个动力电池并联至整车负载端，且目标动力电池以外的动力电池对整车负载供电；并联放电模式，在并联放电模式下，至少两个动力电池并联至整车负载端，且至少两个动力电池同时对整车负载供电。车负载供电。车负载供电。

【技术实现步骤摘要】
一种动力电池系统、电动汽车及控制方法


[0001]本专利技术涉及动力电池
，尤其涉及一种动力电池系统、电动汽车及控制方法。

技术介绍

[0002]随着新能源电动汽车保有量的增加，电动汽车充电时间长(快充约需1小时左右)的缺点日益突显，成为电动汽车推广普及须解决的关键挑战之一。因此，“让充电像加油一样快”的大倍率极速充电(超充)电池成为了新能源行业的一个重要发展方向。
[0003]电动汽车实现超充不仅需要配置超充电池，还需要更大充电功率的充电桩。在限定充电电流以限制电机、电控等负载及电缆的尺寸约束条件下，一些汽车厂家及充电桩厂家采用了高电压(约550V～930V)的整车电气系统架构配以高压充电桩的超充解决方案。然而目前大部分电动车辆仍在沿用低电压(约230V～450V)电气系统架构，为使这类车辆实现超充，一种理论上可行的做法是整车基本上沿用原有低压系统架构，同时配以新的高压电池充电方案，充电后用DCDC直流电压转换器将电池系统的900V高压转换成450V低压供整车负载使用，以提高电动汽车在充电输入和放电输出方面的兼容性。但是，DCDC直流电压转换器占用空间大、成本高，还需借助水冷板散热，而且由于DCDC转换器中的感性元件会产生较强的电磁干扰，导致整车电控系统的电磁兼容性差，易出现故障，因此这种做法的实际可行性不高。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供了一种动力电池系统、电动汽车及控制方法，其不仅能够实现整车电气系统架构高、低电压的自如切换，还能够降低整车成本、提高整车电控系统的电磁兼容性，具有很高的实用可行性。
[0005]第一方面，本专利技术提供了一种动力电池系统，包括：至少两个动力电池、切换模块和控制模块；
[0006]所述动力电池与所述切换模块连接，所述切换模块与所述控制模块连接；
[0007]所述切换模块在所述控制模块的控制下动作，使得所述动力电池系统进入：
[0008]串联充电模式，在所述串联充电模式下，所述至少两个动力电池串联至充电端，且目标动力电池向整车负载供电，所述目标动力电池为所述至少两个动力电池中的至少一个；或，
[0009]部分放电模式，在所述部分放电模式下，所述至少两个动力电池并联至所述整车负载端，且所述目标动力电池以外的动力电池对所述整车负载供电；或，
[0010]并联放电模式，在所述并联放电模式下，所述至少两个动力电池并联至所述整车负载端，且所述至少两个动力电池同时对所述整车负载供电。
[0011]可选的，所述切换模块在所述控制模块的控制下动作，还使得所述动力电池系统进入：
[0012]并联充电模式，在所述并联充电模式下，所述至少两个动力电池并联至所述充电端。
[0013]可选的，所述至少两个动力电池为两个动力电池，分别为第一动力电池和第二动力电池；
[0014]所述切换模块包括第一切换开关、第二切换开关、第三切换开关、第四切换开关、第五切换开关和单向二极管；
[0015]所述第一切换开关的第一端用于连接所述充电端的正极，所述第一切换开关的第二端与所述第一动力电池的正极连接；
[0016]所述第一动力电池的负极与所述第二切换开关的第一端连接，所述第二切换开关的第二端与所述第二动力电池的正极连接；
[0017]所述第二动力电池的负极用于连接所述整车负载端的负极和/或所述充电端的负极；
[0018]所述第三切换开关的第一端与所述第一切换开关的第二端连接，所述第三切换开关的第二端与所述第四切换开关的第一端连接，所述第四切换开关的第二端与所述第二动力电池的正极连接，所述第四切换开关的第一端与所述整车负载端的正极连接；
[0019]所述第五切换开关的第一端与所述第一动力电池的负极连接，所述第五切换开关的第二端与所述整车负载端的负极连接；
[0020]所述单向二极管的阳极与所述第二动力电池的正极连接，所述单向二极管的阴极与所述第三切换开关的第二端连接。
[0021]节选的，所述切换模块还包括第六切换开关、第七切换开关和预充电阻；
[0022]所述第六切换开关的第一端与所述第三切换开关的第二端连接，所述第六切换开关的第二端与所述整车负载端的正极连接；
[0023]所述预充电阻和所述第七切换开关串联连接在所述第三切换开关的第二端和所述整车负载端的正极之间。
[0024]可选的，所述切换模块还包括第八切换开关，所述第八切换开关的第一端与所述第五切换开关的第二端连接，所述第八切换开关的第二端与所述整车负载端的负极连接。
[0025]可选的，动力电池系统还包括熔断器，所述熔断器串接在连接所述动力电池的正极的导线上。
[0026]可选的，所述控制模块包括：
[0027]充电类别单元，用于在电动汽车与充电桩交互时，识别所述充电桩的充电类别；
[0028]电压值获取单元，用于响应于整车控制器的上高压请求指令，获取各所述动力电池的电压值；
[0029]电压差计算单元，用于计算其他动力电池的电压值与目标动力电池的电压值的差值；
[0030]判断单元，用于判断是否存在大于预设值的差值；
[0031]模式切换控制单元，用于在所述充电类别为快速充电时，控制所述切换模块动作，将所述动力电池系统切换至串联充电模式，在所述充电类别为普通充电时，控制所述切换模块动作，将所述动力电池系统切换至并联充电模式，在存在大于预设值的差值时，控制所述切换模块动作，将所述动力电池系统切换至部分放电模式，以及，在不存在大于预设值的
差值时，控制所述切换模块动作，将所述动力电池系统切换至并联放电模式。
[0032]第二方面，本专利技术还提供了一种电动汽车，包括本专利技术第一方面提供的动力电池系统。
[0033]第三方面，本专利技术还提供了一种动力电池系统的控制方法，所述动力电池系统包括至少两个动力电池、切换模块和控制模块，所述方法包括：
[0034]在电动汽车与充电桩交互时，控制模块识别所述充电桩的充电类别；
[0035]在所述充电类别为快速充电时，所述控制模块控制所述切换模块动作，将所述动力电池系统切换至串联充电模式，在所述串联充电模式下，所述至少两个动力电池串联至充电端，且目标动力电池向整车负载供电，所述目标动力电池为所述至少两个动力电池中的至少一个；
[0036]响应于整车控制器的上高压请求指令，所述控制模块控制所述切换模块动作，将所述动力电池系统切换至部分放电模式或并联放电模式，在所述部分放电模式下，所述至少两个动力电池并联至所述整车负载端，且所述目标动力电池以外的动力电池对所述整车负载供电；在所述并联放电模式下，所述至少两个动力电池并联至所述整车负载端，且所述至少两个动力电池同时对所述整车负载供电。
[0037]可选的，响应于整车控制器的上高压请求指令，所述控制模块控制所述切换模块动作，将所述动力电池系统切换至部分放电模式或并联放电模式，包括：
[0038]响应于整车控制器的上高压请求指令本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种动力电池系统，其特征在于，包括：至少两个动力电池、切换模块和控制模块；所述动力电池与所述切换模块连接，所述切换模块与所述控制模块连接；所述切换模块在所述控制模块的控制下动作，使得所述动力电池系统进入：串联充电模式，在所述串联充电模式下，所述至少两个动力电池串联至充电端，且目标动力电池向整车负载供电，所述目标动力电池为所述至少两个动力电池中的至少一个；或，部分放电模式，在所述部分放电模式下，所述至少两个动力电池并联至所述整车负载端，且所述目标动力电池以外的动力电池对所述整车负载供电；或，并联放电模式，在所述并联放电模式下，所述至少两个动力电池并联至所述整车负载端，且所述至少两个动力电池同时对所述整车负载供电。2.根据权利要求1所述的动力电池系统，其特征在于，所述切换模块在所述控制模块的控制下动作，还使得所述动力电池系统进入：并联充电模式，在所述并联充电模式下，所述至少两个动力电池并联至所述充电端。3.根据权利要求2所述的动力电池系统，其特征在于，所述至少两个动力电池为两个动力电池，分别为第一动力电池和第二动力电池；所述切换模块包括第一切换开关、第二切换开关、第三切换开关、第四切换开关、第五切换开关和单向二极管；所述第一切换开关的第一端用于连接所述充电端的正极，所述第一切换开关的第二端与所述第一动力电池的正极连接；所述第一动力电池的负极与所述第二切换开关的第一端连接，所述第二切换开关的第二端与所述第二动力电池的正极连接；所述第二动力电池的负极用于连接所述整车负载端的负极和/或所述充电端的负极；所述第三切换开关的第一端与所述第一切换开关的第二端连接，所述第三切换开关的第二端与所述第四切换开关的第一端连接，所述第四切换开关的第二端与所述第二动力电池的正极连接，所述第四切换开关的第一端与所述整车负载端的正极连接；所述第五切换开关的第一端与所述第一动力电池的负极连接，所述第五切换开关的第二端与所述整车负载端的负极连接；所述单向二极管的阳极与所述第二动力电池的正极连接，所述单向二极管的阴极与所述第三切换开关的第二端连接。4.根据权利要求3所述的动力电池系统，其特征在于，所述切换模块还包括第六切换开关、第七切换开关和预充电阻；所述第六切换开关的第一端与所述第三切换开关的第二端连接，所述第六切换开关的第二端与所述整车负载端的正极连接；所述预充电阻和所述第七切换开关串联连接在所述第三切换开关的第二端和所述整车负载端的正极之间。5.根据权利要求3或4所述的动力电池系统，其特征在于，所述切换模块还包括第八切换开关，所述第八切换开关的第一端与所述第五切换开关的第二端连接，所述第八切换开关的第二端与所述整车负载端的负极连接。6.根据权利要求1
‑
3任一所述的动力电池系统，其特征在于，还包括熔断器，所述熔断器串接在连接所述动力电池的正极的导线上。
7.根据权利要求1
‑
3任一所述的动力电池系统，其特征在于，所述控制模块包括：充电类别单元，用于在电动汽车与充电桩交互时，识别所述充电桩的充电类别；电压值获取单元，用于响应于整车控制器的上高压请求指令，获取各所述动力电池的电压值；电压差计算单元，用于计算其他动力电池的电压值与目标动力电池的电压值的差值；判断单元，用于判断是否存在大于预设值的差值；模式切换控制单元，用于在所述充电类别为快速充电时，控制所述切换模块动作，将所述动力电池系统切换至串联充电模式，在所述充电类别为普通充电时，控制所述切换模块动作，将所述动力电池系统切换至并联充电模式，在存在大于预设值的差值时，控制所述切换模块动作，将所述动力电池系统切换至部分放电模式，以及，在不存在大于预设值的差值时，控制所述切换模块动作，将所述动力电池系统切换至并联放电模式。8.一种电动汽车，其特征在于，包括权利要求1
‑
7任一所述的动力电池系统。9.一种动力电池系统的控制方法，其特征在于，所述动力电池系统包括至少两个动力电池、切换模块和控制模块，所述方法包括：在电动汽车与充电桩交互时，控制模块识别所述充电桩的充电类别；在所述充电类别为快速充电时，所述控制模块控制所述切换模块动作，将所述动力电池系统切换至串联充电模式，在所述串联充电模式下，所述至少两个动力电池串联至充电端，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李毅崑，黄向东，唐湘波，曹智敏，朱文伟，韩岭，
申请(专利权)人：广州巨湾技研有限公司，
类型：发明
国别省市：