[發明專利]能切換多電壓等級輸出的電池箱系統及輸出電壓切換方法

在審

• 申請號: 202110858600.1
• 申請日: 2021-07-28
• 公開（公告）號: CN113525173A
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發明（設計）人: 楊昌富;劉鵬飛;李許鵬;柳建學
• 申請（專利權）人: 上海優續新能源科技有限公司
• 主分類號: B60L58/19
• 分類號: B60L58/19;B60L58/10;B60L3/00;B60L53/80;H01M10/42
• 代理公司: 北京孚睿灣知識產權代理事務所(普通合伙) 11474
• 代理人: 劉翠芹

本發明提供一種能切換多電壓等級輸出的電池箱系統及輸出電壓切換方法，其包括多個電池模組、電池模組切換單元、電池管理單元、高壓控制單元及電池箱連接器，電池模組、電池模組切換單元、高壓控制單元和電池箱連接器依次電連接；電池管理單元與電池模組、電池模組切換單元、高壓控制單元和電池箱連接器分別通信連接，電池管理單元用于對整個電池系統進行信息監測及故障處理并識別不同車型的電壓等級控制切換單元的開合狀態。其通過電池管理系統與車輛信息交互，識別車型及需求電壓，控制電池模組切換單元的切換狀態，完成電池模組串并聯狀態轉換，高壓控制單元控制輸出實現電池箱電壓等級變換，提升電池箱系統的兼容性，降低整站運行成本。

技術領域

本發明涉及電動汽車充換電技術領域，具體涉及一種能切換多電壓等級輸出的電池箱系統及輸出電壓切換方法。

背景技術

電動汽車(BEV)是指以車載電源為動力，用電機驅動車輪行駛，符合道路交通、安全法規各項要求的車輛。由于對環境影響相對傳統汽車較小，其前景被廣泛看好。其工作原理是通過蓄電池進行供電，因此電池的充電及放電顯得尤為重要。

隨著我國電動汽車和換電應用規模不斷擴大，換電電池箱因各車電池不統一，所配套的換電站只能滿足相同電壓等級且車型類似換電電動車。目前換電電池箱通用性成為制約換電換電的推廣。

本發明提出的一種多電壓等級輸出的電池箱系統，利用電池模組切換單元實現電池箱電池模組之間串并聯切換，實現以電池模組電壓為單位變化的不同電壓等級輸出的電池箱系統，滿足不同電壓等級的電動車需求，提高換電電池箱的通用性。

發明內容

本發明為了解決上述現有技術的不足，針對換電電池箱對不同電壓等級且車型類似換電電動車電池箱不能互換的問題，提供一種能切換多電壓等級輸出的電池箱系統及輸出電壓切換方法，其能夠根據不同電壓需求，更換不同電池箱，從而能夠滿足不同電壓的電動車的充電問題。

具體地，本發明提供一種能切換多電壓等級輸出的電池箱系統，其包括多個電池模組、電池模組切換單元、電池管理單元、高壓控制單元及電池箱連接器，所述電池模組、電池模組切換單元、高壓控制單元和電池箱連接器依次電連接；所述電池管理單元與電池模組、電池模組切換單元、高壓控制單元和電池箱連接器分別通信連接，所述電池管理單元用于對整個電池系統進行信息監測及故障處理并識別不同車型的電壓等級控制切換單元的開合狀態；

所述電池模組切換單元安裝于多個電池模組之間，所述電池模組切換單元根據需要的電壓或電流切換相匹配的電池模組進行電壓輸出，電池模組切換單元的數量為電池模組數量減1；

假設某一輛電動車具有M個電池箱，每個電池箱具有N個電池模組以及N-1個電池模組切換單元，則該電動車總共有M(N-1)個電池模組切換單元，根據需要計算切換次數X₁，計算公式如下：

其中，V₁為每個電池模組的電壓，V₂為電池箱需求電壓，每個電池箱切換次數為X₁，X₁取整數，X為每個電池箱最大切換次數；電池管理單元根據需求電壓計算出切換次數后，通過CAN通信下發切換命令至電池模組切換單元，電池切換單元動作后，使電池箱輸出電壓滿足電動車需求電壓；

每次切換完成后，所述存儲單元會對每次切換工作的參數以矩陣的方式進行存儲，存儲矩陣為P，每次切換工作的參數為A，存儲矩陣P的表達式如下：

P＝{A₁,A₂,A₃.....A_i}

其中，P為存儲矩陣，A為每次切換工作的參數，A的表達式如下：

A＝{V₁∩V₂∩X₁}；