一种电池模组回路控制装置、方法、电池总成及电动车辆与流程

1.本发明公开了一种电池模组回路控制装置、方法、电池总成及电动车辆，属于动力电池控制技术领域。


背景技术：

2.目前，新能源汽车的发展前景非常广阔。新能源汽车具有能量效率高、零排放、无污染、比能量高、噪音低、可靠性高等优点。动力电池系统作为新能源电池车的主要储能部件，主要保证整车的行驶、高低压零部件的用电需求、制动能量回收、混合动力发动机系统能量调节等功能。动力电池总成的安全性一直是其质量的的关键，随着高能量高功率的电池总成需求快速发展，带来电池总成的一系列安全问题以及电动车充电速度慢的问题，目前锂离子电池在发生热失控之后，由于总成电压过高(300-600v)容易形成高压拉弧，产生剧烈的爆炸和燃烧，如何防止热失控之后的高压拉弧是行业难题，而且目前由于充电功率的限制，锂离子动力电池无法实现超级快充。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于解决现有电池热失控高压拉弧现象问题、因充电器功率限制无法快速充电的问题，提出一种电池模组回路控制装置、方法、电池总成及电动车辆。
4.本发明所要解决的问题是由以下技术方案实现的：
5.一种电池模组回路控制装置，其特征在于，包括设置在电池箱体内的电池模组和高压四通控制器，所述电池模组与高压四通控制器电性连接，所述电池模组和高压四通控制器分别与bms电池管理系统进行通讯连接。
6.优选的是，所述电池模组包括:至少一对对称布置在电池箱体内的第一电池模组和第二电池模组，所述高压四通控制器包括设置在控制器壳体内的两个旋转开关和两个舵机，两个所述舵机的输出轴分别与两个旋转开关的转轴连接，所述控制器壳体两侧分别设有引脚，所述电池模组分别与引脚连接，两个所述舵机分别与bms电池管理系统电性连接，两个所述旋转开关的第三端分别通过连接板连接在一起，两个所述旋转开关的第一端和第四端分别与引脚电性连接，bms电池管理系统可以通过电信号控制高压四通控制器(1)实现多种模式的状态和切换。
7.优选的是，所述引脚包括分别与两个旋转开关的第一端连接的第二输入引脚和第三输入引脚以及分别与两个旋转开关的第四端连接的第二输出引脚和第三输出引脚，所述引脚还包括相互连通的第一输入引脚和第一输出引脚以及相互连通的第四输入引脚和第四输出引脚。
8.优选的是，所述第一电池模组的正负极分别与第一输入引脚和第二输入引脚电性连接，所述第二电池模组的正负极分别与第三输入引脚和第四输入引脚进行通讯连接。
9.一种电池模组回路控制方法，包括：
10.当bms电池管理系统接收到调整回路请求时，获取所述调整回路请求中的请求数
据；
11.将所述请求数据进行识别，确定所述请求数据对应的调整回路事项，所述调整回路事项包括：热失控和直流快充；
12.根据所述调整回路事项生成舵机控制指令发送给两个舵机执行对应的转动操作。
13.优选的是，当所述调整回路事项为热失控时，所述舵机控制指令为旋转到旋转开关的第二端位置，从而断开高压。
14.优选的是，当所述调整回路事项为直流快充时，进一步判断是否需要超级快充：
15.否，所述舵机控制指令为不动作；
16.是，所述舵机控制指令为旋转到旋转开关的第四端位置，形成两路高压回路进行快充并通过两路高压压差判断是否恢复原始回路。
17.优选的是，所述舵机控制指令为旋转到旋转开关的第四端位置，形成两路高压回路进行快充并通过两路高压压差判断是否恢复原始回路，包括：
18.所述舵机控制指令为旋转到旋转开关的第四端位置，形成两路高压回路进行快充；
19.获取所述两路高压回路电压并确定两路高压回路压差；
20.通过所述两路高压回路压差判断是否合格：
21.是，所述舵机控制指令为恢复原始回路旋转到旋转开关的第三端位置；
22.否，进行回路均衡并重复上一步骤，直至合格为止。
23.一种电池总成，包括以上任一方案所述的电池模组回路控制装置、csc采集系统、电池控制单元和电池高压分配单元，所述电池模组回路控制装置分别与csc采集系统、电池控制单元和电池高压分配单元电性连接。
24.一种电动车辆，包括车辆本体和以上任一方案所述的电池总成。
25.本发明相对于现有而言具有的有益效果：
26.本发明公开了一种电池模组回路控制装置、方法、电池总成及电动车辆，通过bms电池管理系统判断电池模组请求状态，当电池模组请求状态为热失控时，高压四通控制器可以实现将整个电池包的电压回路断开，将整个高压回路电压降低到0v，从而可以在电池热失控状态时降低电池电压，避免内部高压回路拉弧，提升安全性能，当电池模组请求状态为直流快充时，高压四通控制器将整个电池模组的电压回路平均分成两部分，降低总成的电压，并且通过判断压差恢复，通过该功能可以在电池快充时降低电池电压，形成两个小的电池回路，可以与两个充电设备相连，提升充电效率至原来的两倍。
附图说明
27.图1是本发明一种电池模组回路控制装置的电气连接示意图。
28.图2是本发明一种电池模组回路控制装置中高压四通控制器的俯视图。
29.图3本发明一种电池模组回路控制装置中高压四通控制器的主视图视图。
30.图4本发明一种电池模组回路控制装置中高压四通控制器的控制器壳体的结构示意图。
31.图5本发明一种电池模组回路控制装置中正常状态时的电气连接示意图。
32.图6本发明一种电池模组回路控制方法流程图。
33.图7本发明一种电池模组回路控制装置中热失控状态时的电气连接示意图。
34.图8本发明一种电池模组回路控制装置中直流快充状态时的电气连接示意图。
35.其中，1-高压四通控制器，11-旋转开关，12-舵机，13-连接板，14-控制器壳体，141-控制器盖体，142-控制器壳身，15-引脚，151-第一输入引脚，152-第二输入引脚，153-第三输入引脚，154-第四输入引脚，155-第四输出引脚，156-第三输出引脚，157-第二输出引脚，158-第一输出引脚，2-bms电池管理系统，3-电池箱体，4-电池箱体，41-第一电池模组，42-第二电池模组。
具体实施方式
36.以下根据附图1-7对本发明做进一步说明：
37.下面将结合附图对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
38.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
39.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
40.如图1所示，本发明第一实施例在现有技术的基础上提供了一种电池模组回路控制装置，其特征在于，包括：高压四通控制器1、bms电池管理系统2、电池箱体3和电池模组4，电池模组4和高压四通控制器1安装在电池箱体3内，电池模组4与高压四通控制器1电性连接，电池模组4和高压四通控制器1分别与bms电池管理系统2电性连接，接下来将详细描述一下上述提到的组件的结构和相应的电气连接关系。
41.电池模组4包括:至少一对对称布置在电池箱体3内的第一电池模组41和第二电池模组42，本实施例为一对，第一电池模组41和第二电池模组42结构相同且分别包括至少一下电芯，本实施例每个电池模组为6个电芯串联而成。
42.高压四通控制器1如图2-4所示，其包括：控制器壳体14、两个旋转开关11、两个舵机12、连接板13和设在控制器壳体14两侧的引脚15，控制器壳体14包括相互扣合的控制器盖体141和控制器壳身142，两个旋转开关11和两个舵机12分别对称安装在控制器壳体14内，两个舵机12的输出轴分别与两个旋转开关11的转轴通过联轴器连接，两个舵机12分别与bms电池管理系统2电性连接，两个旋转开关11的第三端分别通过连接板13连接在一起，两个舵机12分别能带动两个旋转开关11转动。
43.引脚15包括：第一输入引脚151、第二输入引脚152、第三输入引脚153、第四输入引脚154、第一输出引脚158、第二输出引脚157、第三输出引脚156和第四输出引脚155，第一输入引脚151和第一输出引脚158相互连通，第四输入引脚154和第四输出引脚155相互连通，
两个旋转开关11的第一端连接的第二输入引脚152和第三输入引脚153，两个旋转开关11的第四端分别连接的第二输出引脚157和第三输出引脚156，第一电池模组41的正负极分别与第一输入引脚151和第二输入引脚152电性连接，第二电池模组42的正负极分别与第三输入引脚153和第四输入引脚154电性连接。在初始状态时，如图5所示，两个旋转开关11为导通状态，也就是两个旋转开关11都旋转到第三端的位置。
44.上面介绍完一种电池模组回路控制装置，下面介绍一下其控制方法，如图6所示，包括：
45.当bms电池管理系统接收到调整回路请求时，获取调整回路请求中的请求数据；
46.将请求数据进行识别，确定请求数据对应的调整回路事项，调整回路事项包括：热失控和直流快充；
47.根据调整回路事项生成舵机控制指令发送给两个舵机12执行对应的转动操作。
48.当调整回路事项为热失控时，此时的电路如图7所示，所述舵机控制指令为旋转到旋转开关11的第二端位置，从而断开高压。
49.当调整回路事项为直流快充时，进一步判断是否需要超级快充：
50.否，所述舵机控制指令为不动作；
51.是，所述舵机控制指令为旋转到旋转开关11的第四端位置，此时的电路如图8所示，形成两路高压回路进行快充；
52.获取两路高压回路电压并确定两路高压回路压差；
53.通过两路高压回路压差判断是否合格：
54.是，所述舵机控制指令为恢复原始回路旋转到旋转开关11的第三端位置；
55.否，进行回路均衡并重复上一步骤，直至合格为止。
56.本发明第二实施例为一种电池总成，包括第一实施例所述的电池模组回路控制装置、csc采集系统、电池控制单元和电池高压分配单元，电池模组回路控制装置分别与csc采集系统、电池控制单元和电池高压分配单元电性连接。
57.本发明第三实施例为一种电动车辆，包括车辆本体和电池总成，电池总成安装在车辆本体上。
58.尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用。它完全可以被适用于各种适合本发明的领域。对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改。因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。