全文摘要
本实用新型的一种电动汽车动力电池系统，可解决现有的动力电池两路系统必须同时使用，不能单独使用和维护，效率低下的技术问题。主要包括动力电池部分，高压配电单元。其中，动力电池部分为双支路，支路之间为并联，动力电池包含加热膜，用于寒冷环境下开启加热，便于电池正常充放电。高压配电单元为双支路，支路之间为并联，每一支路上有高压直流继电器，用于实现支路单独控制，特别对于某一支路故障，可允许系统跛行。同时，每一支路上有加热直流继电器，用于实现支路加热单独控制，适用于动力电池分布在整车不同部分，特别针对一路系统分布在车顶，一路系统分布在车底，实现对温度较低系统优先加热，从而达到整个系统温度均衡。
主设计要求
1.一种电动汽车动力电池系统，包括电池包（1），电池包（1）内部包括并联的两个供电系统，分别为供电系统一和供电系统二，供电系统一上设置加热模块一，供电系统二上设置加热模块二，其特征在于：还包括高压配电单元（2），所述高压配电单元（2）包括支路一高压直流继电器（3）、支路一加热继电器（4）、支路二高压直流继电器（5）及支路二加热继电器（6）；其中，所述支路一高压直流继电器（3）串联在供电系统一的高压回路上；所述支路一加热继电器（4）与加热模块一串联；所述支路二高压直流继电器（5）串联在供电系统二的高压回路上；所述支路二加热继电器（6）与加热模块二串联。
设计方案
1.一种电动汽车动力电池系统，包括电池包（1），电池包（1）内部包括并联的两个供电系统，分别为供电系统一和供电系统二，供电系统一上设置加热模块一，供电系统二上设置加热模块二，其特征在于：
还包括高压配电单元（2），所述高压配电单元（2）包括支路一高压直流继电器（3）、支路一加热继电器（4）、支路二高压直流继电器（5）及支路二加热继电器（6）；
其中，所述支路一高压直流继电器（3）串联在供电系统一的高压回路上；
所述支路一加热继电器（4）与加热模块一串联；
所述支路二高压直流继电器（5）串联在供电系统二的高压回路上；
所述支路二加热继电器（6）与加热模块二串联。
2.根据权利要求1所述的电动汽车动力电池系统，其特征在于：所述供电系统一分布在车顶，所述供电系统二分部在车底。
3.根据权利要求1所述的电动汽车动力电池系统，其特征在于：所述供电系统一和供电系统二所包含的电池箱数量相等。
4.根据权利要求1所述的电动汽车动力电池系统，其特征在于：还包括外部整车负载和充电桩，所述整车负载与支路一高压直流继电器（3）或支路二高压直流继电器（5）连接；
所述充电桩与支路一高压直流继电器（3）或支路二高压直流继电器（5）连接。
设计说明书
技术领域
本实用新型涉及动力电池技术领域，具体涉及一种电动汽车动力电池系统。
背景技术
由于新能源行业迅速发展，电动汽车用动力电池系统应用越来越广泛，针对不同整车需求，对动力电池系统功能要求愈来愈高，因单系统电量较低，不满足整车动力系统需求，需使用双系统，目前市场上运行的双系统，几乎均为同时使用，无法分开使用，当整车行驶过程中遇突发故障，无法继续行驶，只能等待其他救援，耗时耗力，效率较低。同时，针对一路系统分布在车顶，一路系统分布在车底，由于两路系统同时使用，无法对某一温度较低系统单独加热，保持整个系统温度均衡。
实用新型内容
本实用新型提出的一种电动汽车动力电池系统，可解决现有的动力电池两路系统必须同时使用，不能单独使用和维护，效率低下的技术问题。
为实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：
一种电动汽车动力电池系统，包括电池包，电池包内部包括并联的两个供电系统，分别为供电系统一和供电系统二，供电系统一上设置加热模块一，供电系统二上设置加热模块二，还包括高压配电单元，所述高压配电单元包括支路一高压直流继电器、支路一加热继电器、支路二高压直流继电器及支路二加热继电器；
其中，所述支路一高压直流继电器串联在供电系统一的高压回路上；
所述支路一加热继电器与加热模块一串联；
所述支路二高压直流继电器串联在供电系统二的高压回路上；
所述支路二加热继电器与加热模块二串联。
所述动力电池系统在整车布置为：系统一分布在这顶，系统一电池箱体数量为1-10个，系统二分部在车底，系统一电池箱体数量为1-10个，且系统一电池箱体数量与系统二电池箱体数量相等。
所述整车处于行车放电阶段，动力电池系统可根据需要，开启双支路同时运行或者单支路跛行运行，不至于中途停车；
所述整车处于停车充电阶段，动力电池系统可根据自身需要，开启双支路同时充电或者单支路优先充电，确保系统电池电压达到均衡；
所述整车处于行车放电阶段，动力电池系统可根据自身需要，开启双支路同时加热或者单支路优先加热，确保系统电池温度达到均衡。
由上述技术方案可知，本实用新型的电动汽车动力电池系统电池系统为双系统，在每一支路增加高压直流继电器以及加热继电器。车辆正常行驶时，两路系统继电器同时闭合，两路系统同时工作。若整车行驶过程中遇突发故障，可关断异常支路，允许正常支路跛行至指定地点进行修理，节省时间，提高故障处理效率。同时，针对一路系统分布在车顶，一路系统分布在车底，可实现对温度较低系统优先加热，两路系统温度一致同时开启加热。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图；
图2是本实用新型的电池系统电气原理图；
图3是本实用新型的电池系统行车放电初始阶段控制策略流程图；
图4是本实用新型的电池系统行车放电运行过程控制策略流程图；
图5是本实用新型的电池系统停车充电控制策略流程图。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。
如图1，本实施例的一种电动汽车动力电池系统，包括电池包1，电池包1内部包括并联的两个供电系统，分别为供电系统一和供电系统二，供电系统一上设置加热模块一，供电系统二上设置加热模块二，还包括高压配电单元2，所述高压配电单元2包括支路一高压直流继电器3、支路一加热继电器4、支路二高压直流继电器5及支路二加热继电器6；
其中，所述支路一高压直流继电器3串联在供电系统一的高压回路上；
所述支路一加热继电器4与加热模块一串联；
所述支路二高压直流继电器5串联在供电系统二的高压回路上；
所述支路二加热继电器6与加热模块二串联。
结合图1和图2所示，本实施例所述的电动汽车动力电池系统，在整车分布，主要分为两个位置：系统一分部在整车前顶部；系统二分部在整车后尾部，两路系统电池箱数量相等，此种结构可以产生三个有益效果：1、分布较为均衡，可以保证整体电池系统整体均衡性。2、电池系统分布于车顶与车尾，整车两侧下方可以留出更多空处，用作行李舱等，相较于之前，电池系统放在两侧，占用行李舱位置，节省了更多可利用空间。3、由于目前电动汽车充电逐步推广受电弓充电，即电池系统直接从高压电缆取电，无需从地面充电桩取电，因此，电池系统放在车顶，更加有利于受电弓充电要求。
本实施例所述的电动汽车动力电池系统，主要包括三个部分。第一部分为电池包1本身与加热模块，电池包主要用于输出及接收高压动力，加热模块主要用于电池处于温度较低时，为电池包提供热量，实现电池更好充放电。
第二部分为高压配电单元，主要包括继电器、保险丝及接插件接口。继电器分为高压直流继电器以及加热直流继电器，高压直流继电器用于实现高压回路通断，主要有主继电器1、主继电器2。加热直流继电器，用于实现加热回路通断，整个高压配电单元分为两路系统，分别为系统一与系统二，与电池系统一一对应。
第三部分为外部整车负载以及充电桩一、二。整车负载包括电动汽车用电动机，空调，DCDC等负载，通过高压直流继电器，放电+与放电-高压接口，从动力电池获取高压，充电桩一与充电桩二为外部充电设备，通过充电1+与充电1-，充电2+与充电2-，再经高压直流继电器给动力电池提供高压。
下面具体阐述原理和使用方式：
1、结合图3所述流程，电动汽车准备行车放电时，钥匙打到ON挡，动力电池高压配电单元内部主控模块被唤醒，上电工作，此时对主控模块自身以及电池系统进行检查，排查是否有故障，若无故障，发送高压配电单元主继电器1与主继电器2闭合指令至整车控制器，待整车判定并回复OK后执行闭合，此时进入双系统正常放电模式；若存在故障，需判定是否为单支路故障，若是单支路故障，发送故障指令至整车控制器，请求断开故障支路，闭合另一正常支路，降功率行驶，整车判定并回复OK后执行命令，此时进入单系统跛行模式，行驶至指定地点进行维修；若是双支路故障，发送故障指令至整车控制器，请求断开主继电器1与主继电器2，整车判定并回复OK后执行命令，整车下电。
2、结合图4所述流程，电动汽车进入正常行驶过程，动力电池高压配电单元内部主控模块实时监测系统是否有故障信息。若检测到三级最严重故障信息，进一步判定是否为单支路故障。若属于单支路故障，发送故障指令至整车控制器，请求断开故障支路，闭合另一正常支路，降功率行驶至，整车判定并回复OK后执行命令，若整车30秒内无回复，主控模块强制切断故障支路主继电器，系统强制下高压，此时进入单系统跛行模式，驶至指定地点进行维修；若是双支路故障，发送故障指令至整车控制器，请求断开主继电器1与主继电器2，整车判定并回复OK后执行命令，整车下电，若整车30秒内无回复，主控模块强制切断主继电器，系统强制下高压，整车下电；整车进入到跛行模式阶段，动力电池高压配电单元内部主控模块实时监测系统是否有故障信息，若存在三级最严重故障，则发送故障指令至整车控制器，请求断开故障支路，整车判定并回复OK后执行命令，整车下电，若整车30秒内无回复，主控模块强制切断故障支路主继电器，系统强制下高压，整车下电。
3、结合图5所述流程，电动汽车进入正常行驶过程，动力电池高压配电单元内部主控模块实时监测系统是否有故障信息。若系统之间压差小于18V, 主控模块发送充电电流为0A请求至整车控制器，整车判定并回复OK后执行命令，即禁止充电桩输出电流。然后，主控模块发送闭合双支路主继电器请求至整车控制器，整车判定并回复OK后执行命令，进而，主控模块发送阶梯充电矩阵表至整车控制器，由整车控制器与充电桩1、2通讯，输出充电电流，进入充电。若系统之间压差大于设定值△V,特别低，△V优选18V, 主控模块发送充电电流为0A需求至整车控制器，整车判定并回复OK后执行命令，即禁止充电桩输出电流。然后，主控模块发送闭合低电压支路主继电器请求至整车控制器，整车判定并回复OK后执行命令，进而，主控模块发送阶梯充电矩阵表至整车控制器，由整车控制器与充电桩1、2通讯，输出充电电流，进入充电；当系统压差小于18V后，又循环进入对应充电流程。
4、若电池温度适宜，此时不需对电池系统加热，则支路一K1主继电器1与支路二K1主继电器2同时闭合，支路一K3加热继电器1与支路二K4加热继电器2断开；若电池温度处于较低状态，动力电池高压配电单元内部主控模块实时监测双支路系统电池温度是否处于均衡，若处于均衡，则主控模块发送K3加热继电器1与K4加热继电器2闭合需求至整车控制器，整车判定并回复OK后执行命令，进入双支路加热；若动力电池高压配电单元内部主控模块实时监测双支路系统电池温度不处于均衡，车顶温度较车底温度低，两系统温差△T大于某一温度值T，则主控模块发送闭合温度低支路加热继电器需求至整车控制器，整车判定并回复OK后执行命令，进入单支路优先加热，加热到双支路系统电池温差小于等于△T，主控模块发送闭合另一支路加热继电器需求至整车控制器，整车判定并回复OK后执行命令，此时双支路同时进入加热，电池温度上来后，达到加热停止条件T1，主控模块发送断开K3加热继电器1与支路二K4加热继电器2需求至整车控制器，整车判定并回复OK后执行命令，加热停止，若整车30秒内无回复，主控模块强制切断K3加热继电器1与支路二K4加热继电器2，系统强制停止加热。
本实用新型实施例具备以下优点：
1、本实用新型的电池系统在整车分布较为合理，可以保证整体电池系统整体均衡性。2、电池系统分布于车顶与车尾，整车两侧下方可以留出更多空处，用作行李舱等，相较于之前，电池系统放在两侧，占用行李舱位置，节省了更多可利用空间。3、由于目前电动汽车充电逐步推广受电弓充电，即电池系统直接从高压电缆取电，无需从地面充电桩取电，因此，电池系统放在车顶，更加有利于受电弓充电要求。
2、车辆正常行驶时，两路系统继电器同时闭合，两路系统同时工作。若整车行驶过程中遇突发故障，可关断异常支路，允许正常支路跛行至指定地点进行修理，节省时间，提高故障处理效率。
3、针对一路系统分布在车顶，一路系统分布在车底，可实现对温度较低系统优先加热，两路系统温度一致同时开启加热，并且，针对一路系统与另一路系统的电压差异问题，可以对电压较低系统优先充电，当两路系统电压达到同一水平或者电压差值在某一范围内，可以同时充电。
以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920094845.X
申请日:2019-01-21
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:34(安徽)
授权编号:CN209441205U
授权时间:20190927
主分类号:B60L 3/00
专利分类号:B60L3/00;B60L3/04;B60L58/27
范畴分类:32B;32G;
申请人:合肥国轩高科动力能源有限公司
第一申请人:合肥国轩高科动力能源有限公司
申请人地址:230011 安徽省合肥市新站区岱河路599号
发明人:杨超
第一发明人:杨超
当前权利人:合肥国轩高科动力能源有限公司
代理人:苗娟;金凯
代理机构:34115
代理机构编号:合肥天明专利事务所（普通合伙）
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计