一種動力電池的增程系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種動力電池的增程系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：主電池組、增程電池組、正極接觸器、負(fù)極接觸器、充電接觸器；該增程接口的正極接入端分別與增程電池組和所述主電池組的正極接入端相連，該增程接口的負(fù)極接入端分別與增程電池組和主電池組的負(fù)極接入端相連；負(fù)極接觸器的輸入端與該增程接口的負(fù)極接出端相連，負(fù)極接觸器的輸出端作為動力電池高壓輸出的負(fù)極輸出端；正極接觸器的輸入端與該增程接口的正極接出端相連，正極接觸器的輸出端作為動力電池高壓輸出的正極輸出端；充電接觸器的輸出端與該增程接口的正極接出端相連，充電接觸器的輸入端作為動力電池的充電輸入端。本實用新型可提高電動汽車的安全性。
【專利說明】
一種動力電池的増程系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及汽車電池供電的控制領(lǐng)域，尤其涉及一種動力電池的增程系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]動力電池作為電動汽車的核心部件之一，是電動汽車的能源供應(yīng)中樞。受電池技術(shù)水平限制，目前行業(yè)內(nèi)動力電池的循環(huán)壽命有限，基本在2000次以內(nèi)。單體電池在組成電池組以后，基于短板原理，整個動力電池總成的循壞壽命比單體電池更低。按照行業(yè)經(jīng)驗，純電動汽車在經(jīng)過8年或者行駛20萬公里以后，電池容量可能衰減到原有容量的80%左右，認(rèn)為動力電池壽命終止，建議更換電池組或者車輛。如果更換容量已經(jīng)衰減的電池組，需要耗費大量的時間進行線束的連接和檢測，且也無法保證電池組快速供電及充電的安全性。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型提供一種動力電池的增程系統(tǒng)，通過增程接口并聯(lián)增程電池組，實現(xiàn)增程電池組和主電池組安全快速供電及充電，提高電動汽車的安全性和使用壽命。
[0004]為實現(xiàn)以上目的，本實用新型提供以下技術(shù)方案:
[0005]—種動力電池的增程系統(tǒng)，包括:主電池組、增程電池組、增程接口、正極接觸器、負(fù)極接觸器、充電接觸器；
[0006]所述增程接口的正極接入端分別與所述增程電池組和所述主電池組的正極接入端相連，所述增程接口的負(fù)極接入端分別與所述增程電池組和所述主電池組的負(fù)極接入端相連；
[0007]所述負(fù)極接觸器的輸入端與所述增程接口的負(fù)極接出端相連，所述負(fù)極接觸器的輸出端作為動力電池高壓輸出的負(fù)極輸出端；
[0008]所述正極接觸器的輸入端與所述增程接口的正極接出端相連，所述正極接觸器的輸出端作為動力電池高壓輸出的正極輸出端；
[0009]所述充電接觸器的輸出端與所述增程接口的正極接出端相連，所述充電接觸器的輸入端作為動力電池的充電輸入端；
[0010]所述增程接口用于使所述增程電池組與所述主電池組并聯(lián)連接。
[0011]優(yōu)選的，還包括:整車控制器和電流傳感器；
[0012]所述整車控制器的輸出端分別與所述負(fù)極接觸器的控制端、所述正極接觸器的控制端和所述充電接觸器的控制端相連，所述整車控制器的輸入端與所述電流傳感器的輸出端相連；
[0013]所述電流傳感器用于檢測動力電池的供電電流值和充電電流值；
[0014]供電時，所述整車控制器控制所述正極接觸器和所述負(fù)極接觸器導(dǎo)通所述增程接口與動力電池高壓輸出端之間的連接，在所述供電電流值大于第一閾值時，所述整車控制器控制所述負(fù)極接觸器斷開所述增程接口的負(fù)極接出端與所述動力電池高壓輸出的負(fù)極輸出端之間的連接，并上報供電過流故障；
[0015]充電時，所述整車控制器控制所述負(fù)極接觸器和所述充電接觸器導(dǎo)通動力電池與所述充電輸入端之間的連接，在所述充電電流值大于第二閾值時，所述整車控制器控制所述負(fù)極接觸器斷開所述增程接口的負(fù)極接出端與所述充電輸入端之間的連接，并上報充電過流故障。
[0016]優(yōu)選的，還包括:預(yù)充接觸器和預(yù)充電阻；
[0017]所述預(yù)充接觸器的輸入端與主電池組的正極相連，所述預(yù)充接觸器的控制端與所述整車控制器的輸出端相連，所述預(yù)充電阻連接在所述預(yù)充接觸器的輸出端與所述正極輸出端之間；
[0018]供電時，所述整車控制器控制所述預(yù)充接觸器和所述負(fù)極接觸器導(dǎo)通所述增程接口與動力電池高壓輸出端之間的連接，在所述供電電流值大于第三閾值時，所述整車控制器控制所述正極接觸器連通所述增程接口的正極接出端與所述動力電池高壓輸出的正極輸出端，并控制所述預(yù)充接觸器斷開所述增程接口的正極接出端與所述充電電阻之間的連接。
[0019]優(yōu)選的，還包括:充電保險和車載充電機；
[0020]所述充電保險連接在所述充電接觸器與所述車載充電機之間，所述車載充電機的負(fù)極輸出端與所述動力電池高壓輸出的負(fù)極輸出端相連。
[0021 ]優(yōu)選的，所述增程接口還包括低壓通訊端；
[0022]所述低壓通訊端的接入端與所述增程電池組的電池控制器的輸出端相連，所述低壓通訊端的接出端與整車控制器的通訊端相連；
[0023]所述低壓通訊端用于所述增程電池組的電池控制器與整車控制器的CAN通訊。
[0024]優(yōu)選的，所述電流傳感器為霍爾型電流傳感器。
[0025]本實用新型提供一種動力電池的增程系統(tǒng)，通過增程接口并聯(lián)增程電池組，利用預(yù)充接觸器和充電接觸器能快速實現(xiàn)安全充電和供電，提高汽車安全性和使用壽命。
【附圖說明】
[0026]為了更清楚地說明本發(fā)明的具體實施例，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹。
[0027]圖1:是本實用新型提供的一種動力電池的增程系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖2:是本實用新型實施例提供的一種動力電池的增程系統(tǒng)電路圖。
[0029]附圖標(biāo)記
[0030]I負(fù)極接觸器[0031 ]2正極接觸器
[0032]3預(yù)充接觸器
[0033]4預(yù)充電阻
[0034]5充電接觸器
[0035]6充電保險
[0036]7電流傳感器
【具體實施方式】
[0037]為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本實用新型的方案，下面結(jié)合附圖和實施方式對本實用新型實施例作進一步的詳細(xì)說明。
[0038]針對現(xiàn)有電動汽車的電池組的衰減到原有容量80%后，能夠使增加的增程電池組安全快速供電及充電。本實用新型提供一種動力電池的增程系統(tǒng)，通過把增程電池組與主電池組并聯(lián)，利用整車控制器對接觸器的控制，實現(xiàn)電動汽車的安全供電和充電，提高電動汽車的安全性和使用壽命。
[0039]如圖1所示，為本實用新型提供的一種動力電池的增程系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，包括:主電池組、增程電池組、增程接口、正極接觸器、負(fù)極接觸器、充電接觸器。所述增程接口的正極接入端分別與所述增程電池組和所述主電池組的正極接入端相連，所述增程接口的負(fù)極接入端分別與所述增程電池組和所述主電池組的負(fù)極接入端相連。所述負(fù)極接觸器的輸入端與所述增程接口的負(fù)極接出端相連，所述負(fù)極接觸器的輸出端作為動力電池高壓輸出的負(fù)極輸出端。所述正極接觸器的輸入端與所述增程接口的正極接出端相連，所述正極接觸器的輸出端作為動力電池高壓輸出的正極輸出端。所述充電接觸器的輸出端與所述增程接口的正極接出端相連，所述充電接觸器的輸入端作為動力電池的充電輸入端。所述增程接口用于使所述增程電池組與所述主電池組并聯(lián)連接。
[0040]進一步，該系統(tǒng)還包括:整車控制器和電流傳感器。所述整車控制器的輸出端分別與所述負(fù)極接觸器的控制端、所述正極接觸器的控制端和所述充電接觸器的控制端相連，所述整車控制器的輸入端與所述電流傳感器的輸出端相連。
[0041 ]具體地，所述電流傳感器用于檢測動力電池的供電電流值和充電電流值。供電時，所述整車控制器控制所述正極接觸器和所述負(fù)極接觸器導(dǎo)通所述增程接口與動力電池高壓輸出端之間的連接，在所述供電電流值大于第一閾值時，所述整車控制器控制所述負(fù)極接觸器斷開所述增程接口的負(fù)極接出端與所述動力電池高壓輸出的負(fù)極輸出端之間的連接，并上報供電過流故障。充電時，所述整車控制器控制所述負(fù)極接觸器和所述充電接觸器的導(dǎo)通動力電池與所述充電輸入端之間的連接，在所述充電電流值大于第二閾值時，所述整車控制器控制所述負(fù)極接觸器斷開所述增程接口的負(fù)極接出端與所述充電輸入端之間的連接，并上報充電過流故障。
[0042]在實際應(yīng)用中，所述整車控制器的輸出端常與接觸器控制端的接入端相連，其接觸器控制端的接出端與車身搭鐵相連。當(dāng)所述整車控制器的輸出端為高電平時，則接觸器接通導(dǎo)電，反之，接觸器處于斷開狀態(tài)。需要說明的是，電流傳感器對電池組的動力母線進行電流檢測后，可直接把電流值輸出給整車控制器，也可以是由電流傳感器輸出給電池控制器，而后電池控制器由CAN總線傳送給整車控制器。同時，由于高壓供電回路中的電流較大，在選用時，需注意量程，本實施例采用1500A以上的量程。
[0043]如圖2所示，為本實用新型實施例提供的一種動力電池的增程系統(tǒng)電路圖。該系統(tǒng)包括:負(fù)極接觸器1、正極接觸器2、預(yù)充接觸器3、預(yù)充電阻4、充電接觸器5、電流傳感器7。預(yù)充接觸器3的輸入端與主電池組的正極相連，預(yù)充接觸器3的輸出端與預(yù)充電阻4的輸入端相連，預(yù)充接觸器3的控制端與所述整車控制器(圖上未示出)的輸出端相連，預(yù)充電阻4的輸出端與電池組高壓輸出的正極輸出端相連。供電時，所述整車控制器控制預(yù)充接觸器3和負(fù)極接觸器I導(dǎo)通所述增程接口與動力電池高壓輸出端之間的連接，在供電電流值大于第三閾值時，所述整車控制器控制所述正極接觸器連通所述增程接口的正極接出端與所述動力電池高壓輸出的正極輸出端，并控制所述預(yù)充接觸器斷開所述增程接口的正極接出端與所述充電電阻4之間的連接。
[0044]具體地，在上電階段，通過閉合負(fù)極接觸器1、預(yù)充接觸器3給電機控制器內(nèi)部電容充電，由于預(yù)充回路中有預(yù)充電阻4，可以將電流降低。通過這種方式避免直接閉合正極接觸器2、負(fù)極接觸器I時出現(xiàn)峰值電流對接觸器的損傷，當(dāng)電容電壓達(dá)到電池組輸出電壓的90%或者95%以上時，閉合正極接觸器2，此時由于接觸器兩端電壓差很小，基本不會產(chǎn)生明顯的沖擊電流，從而起到保護接觸器的作用。在下電階段，當(dāng)高壓回路電流小于設(shè)定值后，由整車控制器斷開正極接觸器2和負(fù)極接觸器I，避免直接帶載荷下電，使接觸器觸點的損傷。
[0045]進一步，該系統(tǒng)還包括:充電保險6和車載充電機，充電保險6的一端與充電接觸器5的輸入端相連，充電保險6的另一端與車載充電機的正極輸出端相連，車載充電機的負(fù)極輸出端與動力電池高壓輸出的負(fù)極輸出端相連。
[0046]在實際應(yīng)用中，對動力電池組進行充電時，通常采用快速充電粧或車載充電機進行充電，但由于現(xiàn)實條件中快速充電粧的數(shù)量并不夠充足，采用車載充電機充電也成為電動汽車充電的一種重要方式。充電時，由整車控制器斷開正極接觸器2通電，使電池組高壓輸出斷開，整車控制器根據(jù)電流傳感器對供電母線進行電流檢測，當(dāng)供電電流值為O時，整車控制器控制充電接觸器5導(dǎo)通，完成電池組充電回路的連通，外部的供電電源可利用該電路的充電輸入端實現(xiàn)充電。
[0047]為了能夠?qū)υ龀屉姵亟M的電壓、溫度、放電及充電等信息傳輸，該增程接口還包括:低壓通訊端，所述低壓通訊端的接入端與所述增程電池組的電池控制器的輸出端相連，所述低壓通訊端的接出端與整車控制器的通訊端相連。所述低壓通訊端用于所述增程電池組的電池控制器與整車控制器的CAN通訊。
[0048]在實際應(yīng)用中，為了能夠在并聯(lián)增程電池組時，減少接線及檢測工作，該增程接口可以采用高壓線束插座和低壓線束插座，高壓線束插座通過高壓連接線束與主電池組的接入端相連，低壓線束插座通過低壓連接線束與整車控制器的通訊端相連。同時，高壓連接器插座可采用具有IP2X防護等級的插座，避免人員誤觸碰。
[0049]進一步，電流傳感器采用霍爾型電流傳感器。需要說明的是，通常地，將霍爾型電流傳感器套接在動力母線，即可獲得動力母線的電流信息，霍爾型電流傳感器通常具有大、小兩個量程，分別具有電流輸出端以及模擬信號輸出端，模擬信號輸出端輸出的為采樣電流值相應(yīng)的模擬電壓值。
[0050]可見，本實用新型提供的一種動力電池的增程系統(tǒng)，通過并聯(lián)增程電池組，利用整車控制器控制對接觸器的通斷控制，實現(xiàn)電動汽車的安全供電和充電，提高電動汽車的安全性和使用壽命。
[0051]以上依據(jù)圖示所示的實施例詳細(xì)說明了本實用新型的構(gòu)造、特征及作用效果，以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，但本實用新型不以圖面所示限定實施范圍，凡是依照本實用新型的構(gòu)想所作的改變，或修改為等同變化的等效實施例，仍未超出說明書與圖示所涵蓋的精神時，均應(yīng)在本實用新型的保護范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種動力電池的增程系統(tǒng)，其特征在于，包括:主電池組、增程電池組、增程接口、正極接觸器、負(fù)極接觸器、充電接觸器； 所述增程接口的正極接入端分別與所述增程電池組和所述主電池組的正極接入端相連，所述增程接口的負(fù)極接入端分別與所述增程電池組和所述主電池組的負(fù)極接入端相連； 所述負(fù)極接觸器的輸入端與所述增程接口的負(fù)極接出端相連，所述負(fù)極接觸器的輸出端作為動力電池高壓輸出的負(fù)極輸出端； 所述正極接觸器的輸入端與所述增程接口的正極接出端相連，所述正極接觸器的輸出端作為動力電池高壓輸出的正極輸出端； 所述充電接觸器的輸出端與所述增程接口的正極接出端相連，所述充電接觸器的輸入端作為動力電池的充電輸入端； 所述增程接口用于使所述增程電池組與所述主電池組并聯(lián)連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述動力電池的增程系統(tǒng)，其特征在于，還包括:整車控制器和電流傳感器； 所述整車控制器的輸出端分別與所述負(fù)極接觸器的控制端、所述正極接觸器的控制端和所述充電接觸器的控制端相連，所述整車控制器的輸入端與所述電流傳感器的輸出端相連； 所述電流傳感器用于檢測動力電池的供電電流值和充電電流值； 供電時，所述整車控制器控制所述正極接觸器和所述負(fù)極接觸器導(dǎo)通所述增程接口與動力電池高壓輸出端之間的連接，在所述供電電流值大于第一閾值時，所述整車控制器控制所述負(fù)極接觸器斷開所述增程接口的負(fù)極接出端與所述動力電池高壓輸出的負(fù)極輸出端之間的連接，并上報供電過流故障； 充電時，所述整車控制器控制所述負(fù)極接觸器和所述充電接觸器導(dǎo)通動力電池與所述充電輸入端之間的連接，在所述充電電流值大于第二閾值時，所述整車控制器控制所述負(fù)極接觸器斷開所述增程接口的負(fù)極接出端與所述充電輸入端之間的連接，并上報充電過流故障。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述動力電池的增程系統(tǒng)，其特征在于，還包括:預(yù)充接觸器和預(yù)充電阻； 所述預(yù)充接觸器的輸入端與主電池組的正極相連，所述預(yù)充接觸器的控制端與所述整車控制器的輸出端相連，所述預(yù)充電阻連接在所述預(yù)充接觸器的輸出端與所述正極輸出端之間； 供電時，所述整車控制器控制所述預(yù)充接觸器和所述負(fù)極接觸器導(dǎo)通所述增程接口與動力電池高壓輸出端之間的連接，在所述供電電流值大于第三閾值時，所述整車控制器控制所述正極接觸器連通所述增程接口的正極接出端與所述動力電池高壓輸出的正極輸出端，并控制所述預(yù)充接觸器斷開所述增程接口的正極接出端與所述充電電阻之間的連接。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述動力電池的增程系統(tǒng)，其特征在于，還包括:充電保險和車載充電機； 所述充電保險連接在所述充電接觸器與所述車載充電機之間，所述車載充電機的負(fù)極輸出端與所述動力電池高壓輸出的負(fù)極輸出端相連。5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項所述的動力電池的增程系統(tǒng)，其特征在于，所述增程接口還包括低壓通訊端； 所述低壓通訊端的接入端與所述增程電池組的電池控制器的輸出端相連，所述低壓通訊端的接出端與整車控制器的通訊端相連； 所述低壓通訊端用于所述增程電池組的電池控制器與整車控制器的CAN通訊。6.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項所述動力電池的增程系統(tǒng)，其特征在于，所述電流傳感器為霍爾型電流傳感器。
【文檔編號】B60L11/18GK205632165SQ201620508638
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年5月25日
【發(fā)明人】趙久志, 張寶鑫, 劉濤, 王春, 吳睿龍, 陽斌
【申請人】安徽江淮汽車股份有限公司