本發(fā)明主要涉及電動(dòng)汽車動(dòng)力技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及電動(dòng)汽車的自循環(huán)充放電裝置和動(dòng)力總成系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前由于內(nèi)燃機(jī)汽車嚴(yán)重污染環(huán)境的現(xiàn)狀，電動(dòng)汽車作為綠色新能源技術(shù)，以其零排放、噪聲低，逐漸為人們所關(guān)注。

電動(dòng)汽車有幾種類型，混合動(dòng)力汽車(hybridelectricvehicle,hev)，插電式混合動(dòng)力汽車(plug-inhybridvehicle,phv)和純電動(dòng)汽車(batteryelectricalvehicle,bev)?；旌蟿?dòng)力汽車是傳統(tǒng)汽車與純電動(dòng)汽車的折衷，它同時(shí)利用傳統(tǒng)汽車的內(nèi)燃機(jī)與純電動(dòng)汽車的電機(jī)進(jìn)行混合驅(qū)動(dòng)。插電式混合動(dòng)力汽車與普通混合動(dòng)力汽車的區(qū)別是電池可以使用外部電源充電，而電池容量大于普通混合動(dòng)力汽車。純電動(dòng)車以蓄電池把能量存于車上，為車輛提供電力給電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)把電能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，推動(dòng)車輛。

增程式電動(dòng)汽車是在純電動(dòng)汽車基礎(chǔ)上，裝備一個(gè)小型的輔助發(fā)電機(jī)。電池作為動(dòng)力源，輔助發(fā)電機(jī)在電池電量不足時(shí)為電池充電。本申請(qǐng)的發(fā)明人在試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，增程式電動(dòng)汽車在實(shí)際使用中，電池的正端和負(fù)端既是放電輸出端，又是充電輸入端。在汽車行駛過(guò)程中動(dòng)態(tài)放電時(shí)加入充電電壓和電流，會(huì)干擾電池管理系統(tǒng)對(duì)電池的檢測(cè)和計(jì)算。由于電池動(dòng)態(tài)放電條件下，其電壓和車輛工況的動(dòng)態(tài)變化，所輸出的電流是波動(dòng)的。然而輔助發(fā)電機(jī)所輸出的電壓和電流無(wú)法保證與電池放電特性相匹配，這容易造成電池故障，繼而引發(fā)汽車的安全風(fēng)險(xiǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種電動(dòng)汽車的自循環(huán)充放電裝置和動(dòng)力總成系統(tǒng)，可以降低電池故障概率和汽車安全風(fēng)險(xiǎn)。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出一種電動(dòng)汽車的自循環(huán)充放電裝置，包括發(fā)電機(jī)、充放電切換配電模塊、第一電池組、第二電池組和電機(jī)驅(qū)動(dòng)器和充放電管理單元，其中：所述充放電切換配電模塊具有第一充電路徑、第二充電路徑、第一放電路徑和第二放電路徑，所述第一充電路徑連接所述發(fā)電機(jī)和所述第一電池組，所述第二充電路徑連接所述發(fā)電機(jī)和所述第二電池組，所述第一放電路徑連接所述第一電池組和所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，所述第二放電路徑連接所述第二電池組和所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)器；所述充放電管理單元輸出第一放電管理指令和第二放電管理指令，選擇所述第一電池組或所述第二電池組放電，且輸出第一充電管理指令和第二充電管理指令，決定是否對(duì)所述第一電池組和所述第二電池組充電；所述第一電池組具有第一電池管理單元，所述第二電池組具有第二電池管理單元，所述第一電池管理單元根據(jù)第一充電管理指令控制所述第一充電路徑導(dǎo)通和關(guān)閉，且根據(jù)第一放電管理指令控制所述第一放電路徑導(dǎo)通和關(guān)閉，所述第二電池管理單元根據(jù)第二充電管理指令控制所述第二充電路徑導(dǎo)通和關(guān)閉，且根據(jù)第二放電管理指令控制所述第二放電路徑導(dǎo)通和關(guān)閉。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述充放電管理單元結(jié)合在汽車的整車控制單元中。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述第一充電路徑、第二充電路徑、第一放電路徑和第二放電路徑上分別設(shè)有用于控制路徑導(dǎo)通和關(guān)閉的開(kāi)關(guān)。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，在放電過(guò)程中所述第一電池管理單元檢測(cè)所述第一電池組的電量，并在所述第一電池組的電量低于第一閾值時(shí)發(fā)出第一報(bào)警信號(hào)給所述充放電管理單元，所述充放電管理單元根據(jù)所述第一報(bào)警信號(hào)決定停止所述第一電池組放電而對(duì)所述第一電池組充電，切換到所述第二電池組放電；以及/或者在放電過(guò)程中所述第二電池管理單元檢測(cè)所述第二電池組的電量，并在所述第二電池組的電量低于第二閾值時(shí)發(fā)出第二報(bào)警信號(hào)給所述充放電管理單元，所述充放電管理單元根據(jù)所述第二報(bào)警信號(hào)決定停止所述第二電池組放電而對(duì)所述第二電池組充電，切換到所述第一電池組放電。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，在充電過(guò)程中所述第一電池管理單元檢測(cè)所述第一電池組的電量，并在所述第一電池組的電量高于第三閾值時(shí)發(fā)出第三報(bào)警信號(hào)給所述充放電管理單元，所述充放電管理單元根據(jù)所述第四報(bào)警信號(hào)決定停止所述第一電池組充電；以及/或者在充電過(guò)程中所述第二電池管理單元檢測(cè)所述第二電池組的電量，并在所述第二電池組的電量高于第四閾值時(shí)發(fā)出第四報(bào)警信號(hào)給所述充放電管理單元，所述充放電管理單元根據(jù)所述第四報(bào)警信號(hào)決定停止所述第二電池組充電。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，自循環(huán)充放電裝置還包括電力管理模塊和配電盒，所述電力管理模塊連接所述發(fā)電機(jī)，所述配電盒連接所述電力管理模塊，所述電力管理模塊將所述發(fā)電機(jī)的電壓和電流進(jìn)行調(diào)整處理后，經(jīng)所述配電盒輸出給所述充放電切換配電模塊。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述電力管理模塊連接所述第一電池管理單元和第二電池管理單元，用于調(diào)節(jié)充電過(guò)程中的電壓和電流值，使充電過(guò)程符合所述第一電池組和所述第二電池組的充電特性范圍。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，自循環(huán)充放電裝置還包括通信總線，所述充放電管理單元、第一電池管理單元和第二電池管理單元通過(guò)通信總線連接。

本發(fā)明還提出一種電動(dòng)汽車的動(dòng)力總成系統(tǒng)，包括如上所述的自循環(huán)充放電裝置。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明由于電動(dòng)汽車行駛過(guò)程中切換交替兩個(gè)電池組工作，這樣每個(gè)電池組不必在充電的過(guò)程中同時(shí)放電，從而降低電池故障概率和汽車安全風(fēng)險(xiǎn)。另外，切換交替兩個(gè)電池組充電，提高了續(xù)駛里程，克服了里程焦慮。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明一實(shí)施例的電動(dòng)汽車的電動(dòng)汽車的自循環(huán)充放電裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明一實(shí)施例的電動(dòng)汽車的電動(dòng)汽車的動(dòng)力總成系統(tǒng)的示意圖。

具體實(shí)施方式

為讓本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作詳細(xì)說(shuō)明。

在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是本發(fā)明還可以采用其它不同于在此描述的其它方式來(lái)實(shí)施，因此本發(fā)明不受下面公開(kāi)的具體實(shí)施例的限制。

如本申請(qǐng)和權(quán)利要求書(shū)中所示，除非上下文明確提示例外情形，“一”、“一個(gè)”、“一種”和/或“該”等詞并非特指單數(shù)，也可包括復(fù)數(shù)。一般說(shuō)來(lái)，術(shù)語(yǔ)“包括”與“包含”僅提示包括已明確標(biāo)識(shí)的步驟和元素，而這些步驟和元素不構(gòu)成一個(gè)排它性的羅列，方法或者設(shè)備也可能包含其他的步驟或元素。

本發(fā)明的實(shí)施例描述電動(dòng)汽車的主驅(qū)電機(jī)的自循環(huán)充放電裝置和動(dòng)力總成。在本發(fā)明的上下文中，電動(dòng)汽車主要是指增程式電動(dòng)汽車，即以電池作為動(dòng)力源，通過(guò)輔助發(fā)電機(jī)向電池充電的電動(dòng)汽車。當(dāng)然，本發(fā)明可以擴(kuò)展到應(yīng)用在需要電池在工作中進(jìn)行充電的場(chǎng)合。

圖1是本發(fā)明一實(shí)施例的電動(dòng)汽車的電動(dòng)汽車的自循環(huán)充放電裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。參考圖1所示，本實(shí)施例的電動(dòng)汽車的自循環(huán)充放電裝置100包括發(fā)電機(jī)110、充放電切換配電模塊120、第一電池組130、第二電池組140和電機(jī)驅(qū)動(dòng)器150和充放電管理單元160。

發(fā)電機(jī)110通常是使用燃料供電，因此自循環(huán)充放電裝置100還包括內(nèi)燃機(jī)111。內(nèi)燃機(jī)111所使用的燃料可以是汽油、柴油、酒精等。

充放電切換配電模塊120具有第一充電路徑121、第二充電路徑122、第一放電路徑123和第二放電路徑124。第一充電路徑121連接發(fā)電機(jī)110和第一電池組130。第二充電路徑122連接發(fā)電機(jī)110和第二電池組140。第一放電路徑123連接第一電池組130和電機(jī)驅(qū)動(dòng)器150。第二放電路徑124連接第二電池組140和電機(jī)驅(qū)動(dòng)器150。

充放電管理單元160輸出第一放電管理指令和第二放電管理指令，選擇第一電池組130或第二電池組140放電，且輸出第一充電管理指令和第二充電管理指令，決定是否對(duì)第一電池組130和第二電池組140充電。由于本裝置中有第一電池組130第二電池組140，因此充放電管理單元160可以先選擇第一電池組130和第二電池組140其中之一供電。例如充放電管理單元160可以輸出第一放電管理指令，讓第一電池組130放電，而輸出第二放電管理指令，讓第二電池組140不放電，反之亦可。又如，充放電管理單元160可以輸出第一充電管理指令，讓第一電池組130充電或者停止充電；輸出第二充電管理指令，讓第二電池組140充電或者停止充電。第一放電管理指令、第二放電管理指令可以分別具有放電、停止放電兩種狀態(tài)。第一充電管理指令和第二充電管理指令也可以具有充電、停止充電兩種狀態(tài)。

第一電池組130可具有第一電池管理單元131。第二電池組140可具有第二電池管理單元141。第一電池管理單元131是第一電池組130的管理單元，可以完成諸如檢測(cè)、控制等常規(guī)功能。在本實(shí)施例中，第一電池管理單元131可以根據(jù)第一充電管理指令控制第一充電路徑121導(dǎo)通和關(guān)閉，且根據(jù)第一放電管理指令控制第一放電路徑123導(dǎo)通和關(guān)閉。這樣，可以控制第一電池組130是否充電，或者是否放電。類似地，第二電池管理單元141可以根據(jù)第二充電管理指令控制第二充電路徑122導(dǎo)通和關(guān)閉，且根據(jù)第二放電管理指令控制第二放電路徑124導(dǎo)通和關(guān)閉。這樣，可以控制第二電池組140是否充電，或者是否放電。

在一實(shí)施例中，充放電管理單元160可以結(jié)合在汽車的整車控制單元(vcu)中，作為其一部分功能。由于汽車的整車控制單元與第一電池管理單元131和第二電池管理單元141具有已知的交互路徑，因此將充放電管理功能結(jié)合在整車控制單元中，有助于簡(jiǎn)化電路結(jié)構(gòu)。在另一實(shí)施例中，充放電管理單元160也可以是一個(gè)獨(dú)立的單元。

如圖1所示，第一充電路徑121、第二充電路徑122、第一放電路徑123和第二放電路徑124上可分別設(shè)有用于控制路徑導(dǎo)通和關(guān)閉的開(kāi)關(guān)，例如第一充電路徑121上具有開(kāi)關(guān)ack1和ack2，第一放電路徑123上具有開(kāi)關(guān)afk1和afk2，第二充電路徑122上具有開(kāi)關(guān)bck1和bck2，第二放電路徑124上具有開(kāi)關(guān)bfk1和bfk2。這些開(kāi)關(guān)可以是繼電器。

下面簡(jiǎn)述圖1所示裝置的工作過(guò)程，假設(shè)初始時(shí)，由第一電池組130給電機(jī)驅(qū)動(dòng)器150供電。在放電過(guò)程中第一電池管理單元131檢測(cè)第一電池組130的電量，并在第一電池組130的電量低于第一閾值時(shí)發(fā)出第一報(bào)警信號(hào)給充放電管理單元160。充放電管理單元160根據(jù)第一報(bào)警信號(hào)決定停止第一電池組130放電而對(duì)第一電池組130充電，切換到第二電池組140放電。充放電管理單元160會(huì)分別輸出第一放電管理指令、第一充電管理指令、第二放電管理指令和第二充電管理指令給第一電池管理單元131和第二電池管理單元141，讓其執(zhí)行相應(yīng)路徑的導(dǎo)通和斷開(kāi)。

在一實(shí)施例中，第一閾值、第二閾值可以是soc的10-15％。

在第二電池組140放電過(guò)程中，第二電池管理單元141檢測(cè)第二電池組140的電量，并在第二電池組140的電量低于第二閾值時(shí)發(fā)出第二報(bào)警信號(hào)給充放電管理單元160。充放電管理單元160根據(jù)第二報(bào)警信號(hào)決定停止第二電池組140放電而對(duì)第二電池組140充電，切換到第一電池組130放電。充放電管理單元160也會(huì)分別輸出第一放電管理指令、第一充電管理指令、第二放電管理指令和第二充電管理指令給第一電池管理單元131和第二電池管理單元141，讓其執(zhí)行相應(yīng)路徑的導(dǎo)通和斷開(kāi)。

在第一電池組130充電過(guò)程中，第一電池管理單元131也會(huì)檢測(cè)第一電池組130的電量，并在第一電池組130的電量高于第三閾值時(shí)發(fā)出第三報(bào)警信號(hào)給充放電管理單元160。充放電管理單元160根據(jù)第四報(bào)警信號(hào)決定停止第一電池組130充電。停止充電的同時(shí)，可令發(fā)電機(jī)110和內(nèi)燃機(jī)111停止工作。

在第二電池組140充電過(guò)程中，第二電池管理單元141檢測(cè)第二電池組140的電量，并在第二電池組140的電量高于第四閾值時(shí)發(fā)出第四報(bào)警信號(hào)給充放電管理單元160。充放電管理單元160根據(jù)第四報(bào)警信號(hào)決定停止第二電池組140充電。停止充電的同時(shí)，可令發(fā)電機(jī)110和內(nèi)燃機(jī)111停止工作。

在一實(shí)施例中，第三閾值、第四閾值可以是soc的80-90％。

在本發(fā)明一實(shí)施例中所涉及的充放電管理單元160、第一電池管理單元131和第二電池管理單元141的功能可分別通過(guò)邏輯電路實(shí)現(xiàn)。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以容易地根據(jù)上述的邏輯操作實(shí)現(xiàn)所需的邏輯電路。

另外，第一電池組130和第二電池組140可分別配置有充電樁插座，用外部電源進(jìn)行補(bǔ)充電。充電電流例如是直流。補(bǔ)充電時(shí)，放電路徑全部斷開(kāi)。充電樁的正端和負(fù)端與充放電切換配電模塊120的正端和負(fù)端連接。第一電池管理單元131和第二電池管理單元141經(jīng)與充電樁進(jìn)行通信，請(qǐng)求標(biāo)準(zhǔn)充電協(xié)議程序，控制充電路徑中的開(kāi)關(guān)吸合或斷開(kāi)，完成充電過(guò)程。充電樁可以對(duì)兩個(gè)電池組同時(shí)補(bǔ)充電，也可以對(duì)一個(gè)電池組補(bǔ)充電。

回到圖1所示，在一實(shí)施例中，電動(dòng)汽車的自循環(huán)充放電裝置100還包括電力管理模塊112和配電盒113。電力管理模塊112連接發(fā)電機(jī)110，配電盒113連接電力管理模塊112。電力管理模塊112將發(fā)電機(jī)的電壓和電流進(jìn)行調(diào)整處理后，經(jīng)配電盒113輸出給充放電切換配電模塊120。

較佳地，電力管理模塊112連接第一電池管理單元131和第二電池管理單元141，用于調(diào)節(jié)充電過(guò)程中的電壓和電流值，使充電過(guò)程符合第一電池組和第二電池組的充電特性范圍。

自循環(huán)充放電裝置100可包括通信總線170。充放電管理單元160、第一電池管理單元131、第二電池管理單元141和電力管理模塊112可通過(guò)通信總線連接。在一實(shí)施例中，通信總線可以是can總線。

圖2是本發(fā)明一實(shí)施例的電動(dòng)汽車的電動(dòng)汽車的動(dòng)力總成系統(tǒng)的示意圖。參考圖2所示，實(shí)施例的動(dòng)力總成裝置，包含圖1所示的自循環(huán)充放電裝置100。此外，包含汽車的電子控制單元(ecu)210、電機(jī)控制單元(mcu)220、驅(qū)動(dòng)電機(jī)230和變速器240等。電機(jī)驅(qū)動(dòng)器150輸出的電力供驅(qū)動(dòng)電機(jī)230使用，輸出動(dòng)力給變速器240。本實(shí)施例的其他細(xì)節(jié)可參考圖1所示實(shí)施例，在此不再展開(kāi)。

本發(fā)明的上述實(shí)施例中，由于電動(dòng)汽車行駛過(guò)程中切換交替兩個(gè)電池組工作，這樣每個(gè)電池組不必在充電的過(guò)程中同時(shí)放電，從而降低電池故障概率和汽車安全風(fēng)險(xiǎn)。另外，切換交替兩個(gè)電池組充電，提高了續(xù)駛里程，克服了里程焦慮。

雖然本發(fā)明已參照當(dāng)前的具體實(shí)施例來(lái)描述，但是本技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，以上的實(shí)施例僅是用來(lái)說(shuō)明本發(fā)明，在沒(méi)有脫離本發(fā)明精神的情況下還可作出各種等效的變化或替換，因此，只要在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)精神范圍內(nèi)對(duì)上述實(shí)施例的變化、變型都將落在本申請(qǐng)的權(quán)利要求書(shū)的范圍內(nèi)。