[發(fā)明專利]充換電一體的動力電池系統(tǒng)和工作方法和應用

有效

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• 申請日: 2017-08-31
• 公開（公告）號: CN107539151B
• 公開（公告）日: 2021-01-29
• 發(fā)明（設計）人: 趙春雷;黃炎;李建華;薛少妍
• 申請（專利權）人: 西安特銳德智能充電科技有限公司
• 主分類號: B60L58/10
• 分類號: B60L58/10;B60L58/14;B60L58/20
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

本發(fā)明公開了一種充換電一體的動力電池系統(tǒng)和工作方法和應用，包括固定動力電池組和至少一個換電動力電池組，固定動力電池組和換電動力電池組的功率輸出端均連接至驅動電機的功率輸入端，同時通過DCDC模塊連接至輔源電源的功率輸入端，輔源電源的功率輸出端分別連接至固定動力電池管理系統(tǒng)、換電動力電池管理系統(tǒng)以及主控制器的功率輸入端，主控制器分別與固定動力電池管理系統(tǒng)、換電動力電池管理系統(tǒng)以及DCDC模塊信息交互，固定動力電池管理系統(tǒng)與固定動力電池組信息交互，換電動力電池管理系統(tǒng)與換電動力電池組信息交互，實現電動汽車的快速補電或者動力電池組的擴容，提升電動汽車行駛里程，緩解里程焦慮，提升駕乘體驗。

技術領域

本發(fā)明屬于電動汽車技術領域，具體涉及一種充換電一體的動力電池系統(tǒng)及工作方法及其應用。

背景技術

SOC(state of charge)是指電池的荷電狀態(tài)，用于表明電池電量的數值，一般用百分比的方式來進行表示；電動汽車由于采用與傳統(tǒng)燃油車不同的動力裝置，使得電動汽車的內部空間相較于傳統(tǒng)汽車具有優(yōu)勢，例如特斯拉等汽車具備很大的儲物空間。

現有純電動汽車通常在底盤位置固定安裝一塊動力電池，在電池能量即將用盡時，用戶只能選擇去充電站對動力電池進行充電，在充電速率較低的情況下，會影響電動汽車的駕乘體驗。在特殊情況下需要長途旅行時，多達數十分鐘的充電時間便無法滿足緊急的長途行駛需求。

因此現有技術存在如下問題：

1.電動汽車內部只有一個動力電池組，用戶無法對動力電池進行擴容；

2.在電動汽車剩余電量較低時，用戶無法快速完成補電。

發(fā)明內容

為了解決上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種充換電一體的動力電池系統(tǒng)及具有其的電動汽車，在現有純電動汽車中，增加可換電的動力電池包，實現電動汽車的能量增程。。

為了實現上述目的，本發(fā)明采用的技術方案是，充換電一體的動力電池系統(tǒng)，包括固定動力電池組和至少一個換電動力電池組，固定動力電池組和換電動力電池組的功率輸出端均連接至驅動電機的功率輸入端，固定動力電池組和換電動力電池組的功率輸出端還通過DCDC模塊連接至輔源電源的功率輸入端，輔源電源的功率輸出端分別連接至固定動力電池管理系統(tǒng)、換電動力電池管理系統(tǒng)以及主控制器的功率輸入端，主控制器分別與固定動力電池管理系統(tǒng)、換電動力電池管理系統(tǒng)以及DCDC模塊信息交互，固定動力電池管理系統(tǒng)與固定動力電池組信息交互，換電動力電池管理系統(tǒng)與換電動力電池組信息交互。

主控制器用于監(jiān)控固定動力電池組和換電動力電池組的放電功率，判斷動力電池放電狀態(tài)、 SOC值與閾值的比對。

固定動力電池組固定安裝在電動汽車上，換電動力電池組可拆卸地安裝在電動汽車內。

固定動力電池組和換電動力電池組的放電電路中至少安裝有一個防反二極管。

固定動力電池管理系統(tǒng)與固定動力電池組通信連接，用于控制固定動力電池組的充電模式選擇，獲取固定動力電池組在充、放電過程中的SOC信息，識別固定動力電池組的故障狀態(tài)；

換電動力電池管理系統(tǒng)與換電動力電池組通信連接，用于控制換電動力電池組的充電模式選擇，獲取換電動力電池組在充、放電過程中的電池參數，識別換電動力電池組的故障狀態(tài)。

本發(fā)明還提供了一種充換電一體的動力電池系統(tǒng)的工作方法，包括以下步驟：

S1 車輛啟動；

S2 主控制器識別正常在線的BMS數量，判斷可用的動力電池組數量；

S3 當可用動力電池組數量大于等于2時，主控制器下發(fā)放電指令，并優(yōu)先使用固定動力電池組進行放電；

S4 開始放電；