[發明專利]電動汽車用混合電源系統及其控制方法、電動汽車

在審

• 申請號: 202111369054.1
• 申請日: 2022-01-19
• 公開（公告）號: CN114132222A
• 公開（公告）日: 2022-03-04
• 發明（設計）人: 許祎凡;黃偉東;邱凱;李冬梅
• 申請（專利權）人: 上海比耐信息科技有限公司;鄭州比耐新能源科技有限公司
• 主分類號: B60L58/12
• 分類號: B60L58/12;B60L58/18;B60K1/04
• 代理公司: 上海領匠知識產權代理有限公司 31404
• 代理人: 湯蔚莉

本發明提供一種電動汽車用混合電源系統及其控制方法、電動汽車。本發明中的電動汽車用混合電源系統，包括：主電池包，固定安裝在電動汽車上，主電池包的輸出端與負載的輸入端電連接；換電電池包，可拆卸地安裝在電動汽車上；電源變換器，該電源變換器的輸入端與換電電池包的輸出端電連接，電源變換器的輸出端與主電池包的輸出端并聯連接；以及能源管理器，與換電電池包和電源變換器分別通信連接。單向電源變換器能夠防止剎車回饋電流反充入換電電池包內，回饋電流只能充入主電池包內。當檢測到主電池包未充滿電或處在放電狀態，能源管理器就控制電源變換器滿負荷恒功率輸出，為負載供電或給主電池包充電，從而讓換電電池包優先放電。

技術領域

本發明屬于電動汽車電源系統技術領域，具體涉及一種電動汽車用混合電源系統及其控制方法、電動汽車。

背景技術

為了給電動汽車的車載電池應急補充電來增加電動汽車的行駛里程，中國專利CN103419675A采用發動機與發電機一體機作為增程器，通過燃油發動機和電機為電動汽車增加行駛距離，明顯不符合新能源汽車的宗旨。

在中國專利CN110293865A、CN109849717A、CN106208249A、CN109927569A、CN111731126A以及CN111746322A中，通過充電組件將移動電源的電量對車載電池進行補充電，從而提高電動汽車的行駛里程。在中國專利CN105978076B中，通過移動電源內的能源管理系統(BMS)與電動汽車內的電池系統通訊，控制逆變電源對車載電池進行交流充電或直流充電，或向電動汽車控制系統發出邊充電邊行駛的請求。上述專利基本都是采用充電端口將移動電源的電量通過逆變電源給整車補充電的方法，對車載電池補充電方法簡便，但存在補電速度慢、轉換效率低等缺點。

在中國專利CN104103865A中，讓增程電池組與車載主電池通過高壓開關實現并聯，由采集板將增程電池組電壓、溫度等數據上傳到車載主電池系統的BMS，并由主電池系統BMS控制高壓并聯開關，管理增程電池組的投入與切出。在中國專利CN205632165U中，將增程電池組的正負極通過接觸器分別與車載主電池組的正負極相連，并由整車控制器依據并聯電流大小通斷接觸器。上述兩個專利將增程電池和車載主電池直接并聯使用，提高的電池的能量轉換效率。然而，只有增程電池組與車載主電池組電壓接近時才能并聯，電壓差過大時，將兩組電池并聯會產生很大的環流電流，控制不當時，會同時導致這兩組電池過充電或過放電，損傷兩組電池，甚至可能出現安全事故。同時，增程電池組和整車主電池需進行通訊才能進行并聯使用，對于主電池組是否接受并處理增程電池組的上傳信息，對后期的增程改進存在不確定因素。

在中國專利CN112572234A和CN112677906A中，通過電壓控制器控制直流變換器的輸出電壓，將電池模組輸出電壓通過直流變換器變換為目標電壓輸出，從而使電池系統能夠適配不同電壓需求的車輛，為不同電壓等級的車輛補充電量。但是，該專利中也未體現將換電池包優先放電的理念，不適合快換電補電增程。

在中國專利CN108749617A中，通過一個充電模塊，由可拆卸電池包對固定式電池包進行充電，確保固定式電池包的電量，通過電子開關模塊切換放電端口，讓可拆卸電池的電量優先使用，能夠實現快速換電和快速續航。但需兩個電子開關模塊分別控制兩個電池包放電端口的通斷，需在新車設計時完成，不利于對存量車的改造升級。另外，優先供電方式是斷開整車上固定式電池包，由可拆卸電池包單獨供電，會明顯提高可拆卸電池包的技術要求和設計成本。

發明內容

本發明是為了解決上述問題而進行的，目的在于提供一種電動汽車用混合電源系統及其控制方法、電動汽車，能夠在不斷開主電池包的放電端口的情況下實現換電電池包的自動優先放電，從而讓換電池電池被優先使用。

為了實現上述目的，本發明采用了如下的技術方案：

方案一