一种基于双电池设计的电池安全备份方法及其系统与流程

1.本发明涉及电动汽车供电技术领域，特别是涉及方一种基于双电池设计的电池安全备份方法及其系统。


背景技术：

2.随着石油资源的逐渐枯竭，电动汽车(electron-volt)在近年来得到了很好的发展，尤其是石墨烯作为电池原料在技术上的突破，使得大规模推广电动汽车更加成为可能。电动汽车是指以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶的车辆。其相较于汽油汽车较为节能环保，因此正在被世界各国所推广。
3.现有的电动汽车基本采用一套独立的电池结构系统，独立的电池结构相对简单。相比较于独立的一套电池系统结构而言双电池系统有很多优越的性能，但是鉴于结构和控制原理更加复杂，使得对双电池系统的开发收到局限。
4.目前，新能源乘用车主流的能源储存和供给方案采用高能量密度的锂电池方案，当前锂电电芯的电压值在3.65v左右，单体的能量最大可做到150ah以上，随着乘用车续航需求的提高，单车电池能量的需求总量也在升高，使得电池系统电芯数量随着续航需求的提升而增加。随着电芯数目的增加，电芯生产技术和电芯本身特性的问题导致电芯单体的可靠性问题也随之增多，进而导致电池系统高压电池单点失效的概率增加，因此，产生的电池系统失效导致动力系统停机，对于整车驾驶安全存在非常大的问题。现有技术中，当动力电池在运行中发生故障后，未防止进一步短路自燃等更大危险，电池管理系统首先切断主继电器，动力系统失去供电，同时驱动系统将进入安全状态，整车失去动力进入滑行模式，可能带来追尾等事故。
5.基于上述市场需求与技术问题，亟需一种可极大提高用户驾驶安全度与感受度的电池供电系统。


技术实现要素：

6.针对上述技术问题，本发明公开了一种基于双电池设计的电池安全备份方法及其系统，具有任一路电池故障后，剩余路动力系统仍可快速提供原有动力输出，解决因动力电池及驱动系统失效带来的动力丢失隐患。
7.为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
8.一种基于双电池设计的电池安全备份方法，包括如下步骤：
9.步骤一、设置独立的前驱动设备与后驱动设备，设置两组独立的电池模块，两组电池模块分别为前驱动设备与后驱动设备供能；
10.步骤二、当前驱动设备、后驱动设备或电池模块发生故障时，对故障电池模块或与故障前驱动设备或故障后驱动设备连接的电池模块采取安全措施。
11.优选的，步骤二中的所述安全措施包括降额、进入安全状态或断开电气连接。
12.优选的，还包括步骤三、设置两组独立的充电模块；
13.步骤四、选择两组充电模块之一为两组电池模块之一充电，或同时选择两组充电模块分别为两组电池模块充电；
14.步骤五、当当前充电电池模块发生故障时，断开当前充电模块与当前充电电池模块的连接，导通当前充电模块与另一电池模块的连接。
15.优选的，步骤一还包括设置两组独立电池模块以外的n组附加电池模块，其中n为大于等于1的正整数，n组所述附加电池模块用于为前驱动设备或后驱动设备供能，n组所述附加电池模块通过充电模块充电。
16.优选的，步骤一中设置的电池模块还用于为安全相关设备供能。
17.本发明还提供一种基于双电池设计的电池系统，包括动力系统，所述动力系统包括，
18.前驱动设备、后驱动设备，所述前驱动设备、后驱动设备可同时或单独为车辆提供动力；
19.第一电池模块，所述第一电池模块用于为前驱动设备提供能量；
20.第二电池模块，所述第二电池模块用于为后驱动设备提供能量；
21.所述第一电池模块与前驱动设备间、第二电池模块与后驱动系统间分别设有可控通断的电器连接装置；
22.所述第一电池模块与第二电池模块可同时或单独提供能量，当第一电池模块或前驱动设备发生故障时，对第一电池模块采取安全措施；当第二电池模块或后驱动设备发生故障时，对第二电池模块采取安全措施。
23.优选的，所述安全措施包括降额、进入安全状态或断开电气连接。
24.优选的，包括充电系统，所述充电系统包括，
25.第一充电模块，所述第一充电模块分别与第一电池模块、第二电池模块连接；
26.第二充电模块，所述第二充电模块分别与第二电池模块、第一电池模块连接；
27.所述第一充电模块为第一电池模块或第二电池模块充电，所述第二充电模块为第一电池模块或第二电池模块充电；当当前充电电池模块发生故障时，断开当前充电模块与当前充电电池模块的连接，导通当前充电模块与另一电池模块的连接。
28.优选的，包括安全相关设备，所述第一电池模块、第二电池模块分别与安全相关设备连接。
29.优选的，还包括与第一电池模块或第二电池模块并联的附加电池模块，所述附加电池模块用于为前驱动设备或后驱动设备提供能量，所述附件电池模块数量为一组或一组以上。
30.采用上述技术方案带来的有益效果是：
31.1、本方案采用在同一个电池包包络中，封装两个完全独立的电池模块；两个电池模块分别连接前、后驱动设备，两组电池模块、两组充电模块在整车架构中构成了双动力系统和双充电系统；
32.2、当其中任意一个动力系统中的元素存在失效隐患或发生失效后，该动力系统可采取降额、进入到安全状态直至断开电气连接等措施保证系统安全；
33.3、当其中任意一个充电系统出现失效隐患或发生失效后，可采取自动切换充电系统或断开电气连接的方式保证充电的安全，剩余路动力系统仍可快速提供原有动力输出，
解决因动力电池及驱动系统失效带来的动力丢失隐患。
附图说明
34.图1是本发明实施例二的原理图。
具体实施方式
35.以下将结合附图，对本发明的技术方案进行详细说明。
36.实施例1：一种基于双电池设计的电池安全备份方法，包括如下步骤：
37.步骤一、设置独立的前驱动设备与后驱动设备，设置两组独立的电池模块，两组电池模块分别为前驱动设备与后驱动设备供能；
38.步骤一中设置的电池模块还用于为安全相关设备供能。
39.步骤二、当前驱动设备、后驱动设备或电池模块发生故障时，对故障电池模块或与故障前驱动设备或故障后驱动设备连接的电池模块采取安全措施。
40.步骤二中的安全措施包括降额、进入安全状态或断开电气连接。
41.还包括步骤三、设置两组独立的充电模块；
42.步骤四、选择两组充电模块之一为两组电池模块之一充电，或同时选择两组充电模块分别为两组电池模块充电；
43.步骤五、当当前充电电池模块发生故障时，断开当前充电模块与当前充电电池模块的连接，导通当前充电模块与另一电池模块的连接。当前驱动设备、后驱动设备或电池模块发生故障后，另外一路动力系统仍然可以快速提供原有动力输出，以供用户有足够的时间给与后车示警，避免交通事故发生；保障用户在行驶过程中无明显感受，并可以以正常车速将车辆安全行驶至维修站，提升用户感受。
44.其中，步骤一还包括设置两组独立电池模块以外的n组附加电池模块，n为大于等于1的正整数，n组附加电池模块用于为前驱动设备或后驱动设备供能，n组所述附加电池模块通过充电模块充电。
45.实施例2：如图1所示，一种基于双电池设计的电池系统，包括动力系统，动力系统包括，
46.前驱动设备、后驱动设备，所述前驱动设备、后驱动设备可同时或单独为车辆提供动力；
47.第一电池模块，第一电池模块用于为前驱动设备提供能量；
48.第二电池模块，第二电池模块用于为后驱动设备提供能量；
49.第一电池模块与前驱动设备间、第二电池模块与后驱动系统间分别设有可控通断的电器连接装置；
50.第一电池模块与第二电池模块可同时或单独提供能量，当第一电池模块或前驱动设备发生故障时，对第一电池模块采取安全措施；当第二电池模块或后驱动设备发生故障时，对第二电池模块采取安全措施。
51.安全措施包括降额、进入安全状态或断开电气连接。
52.包括安全相关设备，第一电池模块、第二电池模块分别与安全相关设备连接。安全相关设备为包含但不局限于dcdc在内的，保证车辆行驶的必要组件；安全相关设备的供电
可控制为通过通路3或通路4，由第一电池模块或第二电池模块进行供电，以保证整个高压系统的安全备份。
53.其中，第一电池模块和第二电池模块为封装在同一个电池包内的两组独立电池模块；
54.第一电池模块通过通路1为前驱动设备提供能量，通路1为可控通断的电气连接装置；
55.第二电池模块通过通路2为后驱动设备提供能量，通路2为可控通断的电气连接装置；
56.正常运行中，通路1处于通路状态，当第一电池模块或前驱动设备发生故障后，将通路1控制为断开状态，此时前驱动设备与电力断开连接，第一电池模块与前驱动设备处于安全状态，由后驱动设备和第二电池模块为整车提供动力；
57.正常运行中，通路2处于通路状态，当第二电池模块或后驱动设备发生故障后，将通路2控制为断开状态，此时后驱动设备与电力断开连接，第二电池模块与后驱动设备处于安全状态，由前驱动设备和第一电池模块为整车提供动力。
58.如图1所示，还包括充电系统，充电系统包括，
59.第一充电模块，第一充电模块分别与第一电池模块、第二电池模块连接；
60.第二充电模块，第二充电模块分别与第二电池模块、第一电池模块连接；
61.第一充电模块为第一电池模块或第二电池模块充电，第二充电模块为第一电池模块或第二电池模块充电；当当前充电电池模块发生故障时，断开当前充电模块与当前充电电池模块的连接，导通当前充电模块与另一电池模块的连接。
62.其中，第一充电模块和第二充电模块为标准充电设备；第一充电模块和第二充电模块与第一电池模块和第二电池模块可构成以下几种充电状态：
63.第一充电模块为第一电池模块充电；
64.第一充电模块为第二电池模块充电；
65.第二充电模块为第二电池模块充电；
66.第二充电模块为第一电池模块充电；
67.第一充电模块为第一电池模块充电且第二充电模块为第二电池模块充电；
68.以上5种连接状态均可以控制为连接和断开状态，当用户连接任意一个充电模块时，当第一电池模块发生故障时，断开第一电池模块与该充电模块的连接，连通第二电池模块与该设备，由该设备为第二电池模块进行充电；当第二电池模块发生故障时，断开第二电池模块与该充电模块的连接，连通第一电池模块与该模块，由该模块为第一电池模块进行充电；当充电模块与电池模块对应连接并充电时，电池模块故障后，断开相应的连接，另外一个电池模块继续充电。
69.还包括与第一电池模块或第二电池模块并联的附加电池模块，附加电池模块用于为前驱动设备或后驱动设备提供能量，附件电池模块数量为一组或一组以上。即本专利不局限于保护双电池系统，需同样保护多电池组提供动力的方案。
70.实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。