一种单电池和双电池兼容的电动车电池管理系统的制作方法

1.本实用新型涉及电动车技术领域，具体而言，涉及一种单电池和双电池兼容的电动车电池管理系统。


背景技术：

2.随着科技发展，电动车越来越受到社会的重视。电动车，即电力驱动车，又名电驱车。电动车分为交流电动车和直流电动车。通常说的电动车是以电池作为能量来源，通过控制器、电机等部件，将电能转化为机械能运动，以控制电流大小改变速度的车辆。
3.大多数电动车日常正常行驶只需跨越短距离，第一电池包所带能量虽然能满足大部分日常使用，但是却无法满足需要长距离行驶的场景。
4.因此，提出一种单电池和双电池兼容的电动车电池管理系统以解决上述问题。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种单电池和双电池兼容的电动车电池管理系统，用以改善现有技术中由于当前电动车装载的电池充电时间长、续航里程短，导致单电池不能支持电动车长距离行驶的问题。
6.本实用新型的实施例是这样实现的：
7.本技术实施例提供一种单电池和双电池兼容的电动车电池管理系统，设置于电动车本体上，其包括设置于电动车本体上的电源分配单元、第一电池包和第二电池包，第二电池包与电动车本体可拆卸连接，第一电池包与第二电池包并联，第二电池包包括第二bms、第一dc/dc模块和继电器j1，第二bms与继电器j1并联，第一电池包包括第一bms，第一bms和第二bms通过低压线束连接整车控制器vcu。第一电池包上设置高压接口x2，第二电池包上设置有高压接口x3，高压接口x2用于通过电缆与高压接口x3连接。
8.在本实用新型的一些实施例中，上述第一电池包还包括第一电池组，第一电池组与第一bms，第一电池组的正极连接有熔断器fu7，熔断器fu7的另一端与手动维修开关s1的一端连接，手动维修开关s1同时与继电器ka1及继电器ka2连接，继电器ka2连接有电阻r1，电阻r1与继电器ka1的公共端连接至高压接口x1，手动维修开关s1和继电器ka5的公共端同时连接至高压接口x2，第一电池组的负极与手动维修开关s1的一端连接，手动维修开关s1和继电器ka3的公共端连接至高压接口x2，继电器ka3同时接入高压接口x1，第一bms与整车控制器vcu连接。
9.在本实用新型的一些实施例中，上述第二电池包包括第二电池组和与第二电池组连接的第二bms，第二电池组的正极依次经由熔断器fu1、继电器j1连接至高压接口x3正端，第二电池组的负极经由继电器j1连接至高压接口x3负端，第二bms与整车控制器vcu连接。
10.在本实用新型的一些实施例中，上述第一dc/dc模块与继电器j1并联。
11.在本实用新型的一些实施例中，上述电源分配单元同时连接有前驱动单元和后驱动单元。
12.在本实用新型的一些实施例中，上述电源分配单元包括熔断器fu4和熔断器fu5，熔断器fu4的一端与第一电池包的正极连接，熔断器fu4的另一端经由继电器ka4连接至直流充电单元，熔断器fu5的一端与第一电池包的正极连接，熔断器fu5的另一端连接至obc，第一电池包的正极经由熔断器fu6连接至前驱动单元和后驱动单元的公共端。
13.在本实用新型的一些实施例中，上述电源分配单元包括分配部分，分配部分包括至少一个分配电路，分配电路包括熔断器fu2，熔断器fu2的一端与第一电池包的正极连接，熔断器fu2的另一端连接有接插件h1。
14.在本实用新型的一些实施例中，上述单电池和双电池兼容的电动车电池管理系统还包括冷却装置，冷却装置与第一电池包连接。
15.在本实用新型的一些实施例中，上述冷却装置与第一电池包之间设置有冷却管。
16.在本实用新型的一些实施例中，上述第二电池包串联于冷却装置与第一电池包之间。
17.相对于现有技术，本实用新型的实施例至少具有如下优点或有益效果：
18.本实用新型提供一种单电池和双电池兼容的电动车电池管理系统，设置于电动车本体上，其包括设置于电动车本体上的电源分配单元、第一电池包和第二电池包，第二电池包与电动车本体可拆卸连接，第一电池包与第二电池包并联，第一电池包的第一bms与第二电池包的第二bms连接有整车控制器vcu。第一电池包上设置高压接口x2，第二电池包上设置有高压接口x3，高压接口x2用于通过电缆与高压接口x3连接，当通过单电池模式为电动车供电时，整车控制器vcu控制第一电池包进行电力输出至电源分配单元，电动车各种车载通过电源分配单元获取电压。若电动车需要进行长距离行驶，则需要更换为双电池模式。首先，启动bms控制打开第二电池包继电器j1，将高压接口x2和高压接口x3通过电缆进行连接，连接第一电池包和第二电池包的通讯线路。启动第一dc/dc模块使第一电池包和第二电池包的电压均衡，进而使得第一电池包和第二电池包的直流电压相等。紧接着，合上继电器j1，第二bms使第一dc/dc模块停止工作。然后启动整车控制器vcu，激活第一电池包和第二电池包，整车控制器vcu操控第一电池包和第二电池包进行兼容形成双电池为电动车供电，进而为电动车提供更多的电能，避免了在长距离行驶时对电动车进行充电而浪费时间，保证了足够的续航里程，从而更好地支持电动车长距离行驶。
附图说明
19.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
20.图1为本实用新型实施例提供的一种单电池和双电池兼容的电动车电池管理系统的结构示意图；
21.图2为本实用新型实施例提供的一种双电池安装的结构示意图；
22.图3为本实用新型实施例提供的一种电动车双电池兼容的结构示意图；
23.图4为本实用新型实施例提供的一种电动车单电池运行的结构示意图；
24.图5为本实用新型实施例提供的一种单电池冷却的结构示意图；
25.图6为本实用新型实施例提供的一种双电池冷却的结构示意图。
26.图标：1-第一电池包；2-第二电池包；3-前驱动单元；4-后驱动单元；5-直流充电单元；6-交流充电单元；7-第一bms；8-第二bms；9-分配部分；10-电源分配单元；11-冷却装置；12-冷却管；13-第一电池组；14-第二电池组；15-第一dc/dc模块；16-第二dc/dc模块；17-整车控制器vcu。
具体实施方式
27.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术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技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
28.因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
29.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本技术的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
30.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
31.在本技术的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“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，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，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技术的限制。
32.在本技术的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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技术中的具体含义。
33.下面结合附图，对本技术的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的各个实施例及实施例中的各个特征可以相互组合。
34.实施例1
35.请参照图1、图3和图4，图1所示为本实用新型实施例提供的一种单电池和双电池兼容的电动车电池管理系统的结构示意图，图3所示为本实用新型实施例提供的一种电动
车双电池兼容的结构示意图，图4所示为本实用新型实施例提供的一种电动车单电池运行的结构示意图。本技术实施例提供一种单电池和双电池兼容的电动车电池管理系统，设置于电动车本体上，其包括设置于电动车本体上的电源分配单元10、第一电池包1和第二电池包2，第二电池包2与电动车本体可拆卸连接，第一电池包1与第二电池包2并联，第一电池包1的第一bms7与第二电池包2的第二bms8之间通过低压线束连接整车控制器vcu17。第一电池包1上设置高压接口x2，第二电池包2上设置有高压接口x3，高压接口x2用于通过电缆与高压接口x3连接。
36.具体的，第一电池包1和第二电池包2高压并联运行。当通过单电池模式为电动车供电时，整车控制器vcu17控制第一电池包1进行电力输出至电源分配单元10，电动车各种车载通过电源分配单元10获取电压。若电动车需要进行长距离行驶，则需要更换为双电池模式。首先，机械安装第2电池包，连接冷却管路，打开第2电池包继电器j1，启动第一dc/dc模块15控制/限制电流，将高压接口x2和高压接口x3通过电缆进行连接，将第一电池包1和第二电池包2的通讯线路和汽车低压线路连接。控制第一dc/dc模块15使第一电池包1和第二电池包2的电压均衡，进而使得第一电池包1和第二电池包2的直流电压相等。紧接着，合上继电器j1，此时两电池包并联完成，第一dc/dc模块15可退出工作。然后启动整车控制器vcu17，激活第一电池包1和第二电池包2，整车控制器vcu17操控第一电池包1和第二电池包2进行兼容形成双电池为电动车供电，进而为电动车提供更多的电能，避免了在长距离行驶时对电动车进行充电而浪费时间，保证了足够的续航里程，从而更好地支持电动车长距离行驶。
37.上述实现过程中，第二电池包2可以是换电模式的，此时双电池工作模式可以分为以下两种：第一种为纯换电工作模式，打开第一电池包1中的手动维修开关s1使电芯模组始终不参与运行。第一bms7和第二bms8协同控制第一电池包1和第二电池包2无缝完成第二电池包的上下电过程，进而由第二电池包单独为车辆运行提供能量。第二种为双电池包工作模式，具体的，第一电池包1参与车辆运行供电，换上第二电池包2后，打开第二电池包2中的继电器j1，在第一电池包1和第二电池包2高压开路电压不等的情况下，第二电池包2通过第一dc/dc15与第一电池包1共同供电，在工况允许的时候同时向第一电池包1充电。当第一电池包1和第二电池包2高压开路电压相差小于一定值时，可以合上继电器j1，进而第一dc/dc可退出运行。
38.其中，当用户需要恢复为单电池供电时，首先断开高压接口x2和高压接口x3，以断开第一电池包1和第二电池包2的通讯线路。然后拆除第二电池包2。紧接着，启动整车控制器vcu17，激活第一电池包1，经过自检后，第一电池包1进入正常工作状态，为电动车提供电力。
39.一般地，用户可以将电动车驶入服务中心，租赁第二电池包2即可。第一电池包1和第二电池包2的容量都可以根据实际需求进行调整。
40.上述实现过程中，在整车生命周期中，第二电池包2可根据需要拆卸连接，在安装第二电池包2的情况下，第一电池包1与第二电池包2高压并联，第一电池包1内第一bms7通过低压线束系统与第二电池包2内第二bms8连接并协调工作，以控制、监测、保护整个电池系统，并且整车控制器vcu17同时与第一bms7及第二bms8连接，以对电池系统作能量管理。
41.在本实施例的一些实施方式中，上述第一电池包1包括第一电池组13和与第一电
池组13连接的第一bms7，第一电池组13的正极连接有熔断器fu7，熔断器fu7的另一端连接手动维修开关s1正端，手动维修开关s1正端另一端同时与继电器ka1及继电器ka2连接，继电器ka2连接有电阻r1，电阻r1与继电器ka1的第一公共端连接至高压接口x1正端，手动维修开关s1正端和继电器ka1的连接点同时连接至高压接口x2正端，第一电池组13的负极连接有手动维修开关s1负端，手动维修开关s1负端的另一端连接继电器ka3，继电器ka3的另一端接入高压接口x1负端，手动维修开关s1负端和继电器ka3的连接点同时连接高压接口x2负端，第一bms7与整车控制器vcu17连接。
42.具体的，第一电池组13的电压经由高压接口x1传输至电源分配单元10，进而为电动车各类车载供电。第一bms7可以采集第一电池组13端电压、第一电池组13电流、第一电池组13单节电池电压以及第一电池组13温度等数据，并具有对第一电池组13进行监测控制、诊断、保护的作用。第一bms7可以通过can与其他车载通信连接，以管理第一电池组13，使其能够正常为电动车提供电力。
43.其中，用户可以根据实际情况选择第一电池组13电池的串并联方式，以达到较好的空间分布效果。
44.在本实施例的一些实施方式中，上述第二电池包2包括第二电池组14和与第二电池组14连接的第二bms8，第二电池组14的正极依次经由熔断器fu1、开关s1连接至高压接口x3，第二电池组14的负极经由开关s1连接至高压接口x3，第二bms8与整车控制器vcu17连接。
45.具体的，第二电池组14的电压经由高压接口x3传输至电源分配单元10。第二bms8可以采集第二电池组14端电压、第二电池组14电流、第二电池组14单节电池电压以及第二电池组14温度等数据，并具有对第二电池组14进行监测控制、诊断、保护的作用。第二bms8可以通过can与其他车载通信连接，以管理第二电池组14，使其能够正常为电动车提供电力。
46.在本实施例的一些实施方式中，上述第一dc/dc模块15位于第二电池包2内部，且第一dc/dc模块15与继电器j1并联。初始连接状态时，继电器j1打开，启动第一dc/dc模块15使第一电池包1和第二电池包2的电压均衡，以使得第一电池包1和第二电池包2的直流电压相等，然后合上继电器j1，第一dc/dc模块15退出运行。
47.在本实施例的一些实施方式中，上述电源分配单元10同时连接有前驱动单元3和后驱动单元4。具体的，前驱动单元3和后驱动单元4可以通过电源分配单元10获得电量，从而驱动电动车的前轮和后轮运动。
48.其中，根据实际需求，电源分配单元10可以单独连接于前驱动单元3或者后驱动单元4。
49.其中，前驱动单元3指前轮驱动，即只驱动电动车的一对前轮的动力分配方式。后驱动单元4指后轮驱动，即只驱动电动车后轮的动力分配方式。
50.在本实施例的一些实施方式中，上述电源分配单元10包括熔断器fu4和熔断器fu5，熔断器fu4的一端与第一电池包1的正极连接，熔断器fu4的另一端经由继电器ka4连接至直流充电单元5，熔断器fu5的一端与第一电池包1的正极连接，熔断器fu5的另一端连接至obc，第一电池包1的正极经由熔断器fu6连接至前驱动单元3和后驱动单元4的公共端。
51.具体的，第一电池包1的电压经由高压接口x1传输至电源分配单元10，从而通过电
源分配电源为obc、前驱动单元3和后驱动单元4供电。
52.其中，上述obc为车载充电器。
53.作为本实施例的一种实施方式，上述电源分配单元10还包括第二dc/dc模块16，第二dc/dc模块16与第一电池包1连接。第二dc/dc模块16可以均衡第一电池包1和电源分配单元10的电压，从而使得第一电池包1和电源分配单元10的直流电压相等。
54.作为本实施例的另一种实施方式，上述obc连接有交流充电单元6。
55.在本实施例的一些实施方式中，上述电源分配单元10包括分配部分9，分配部分9包括至少一个分配电路，分配电路包括熔断器fu2，熔断器fu2的一端与第一电池包1的正极连接，熔断器fu2的另一端连接有接插件h1。
56.具体的，通过分配单元可以将电压分配给一些用电器具，例如空调、热泵、电加热器等，以为用电器具供电，更方便了用户的使用。
57.其中，用户可以根据实际情况设置分配电路。在使用时，用户将用电器具的充电头插入接插件h1进行充电。
58.请参照图5，图5所示为本实用新型实施例提供的一种单电池冷却的结构示意图。上述单电池和双电池兼容的电动车电池管理系统还包括冷却装置11，冷却装置11与第一电池包1连接。具体的，第一电池包1内包含有液体冷却系统。当单电池运行时，第一电池包1的液体冷却系统接入冷却装置11，第一bms7配合冷却装置11使第一电池包1的液体冷却系统冷却。
59.在本实施例的一些实施方式中，上述冷却装置11与第一电池包1之间设置有冷却管12。具体的，通过冷却管12可以有效对第一电池包1进行降温。
60.请参照图6，图6所示为本实用新型实施例提供的一种双电池冷却的结构示意图。上述第二电池包2串联于冷却装置11与第一电池包1之间。具体的，第一电池包1和第二电池包2内均包含有液体冷却系统。当双电池运行时，第一电池包1的液体冷却系统和第二电池包2的液体冷却系统以串联方式接入冷却装置11，第一bms7和第二bms8配合冷却装置11使第一电池包1的液体冷却系统和第二电池包2的液体冷却系统冷却。
61.在本实施例的一些实施方式中，当双电池运行时，第一电池包1的液体冷却系统和第二电池包2的液体冷却系统还可以并联方式接入冷却装置11。
62.实施例2
63.请参照图2，图2所示为本实用新型实施例提供的一种双电池安装的结构示意图。第一电池包1上设置高压接口x2和高压接口x4，第二电池包2上设置有高压接口x3和高压接口x5，高压接口x2用于通过电缆与高压接口x3连接，高压接口x4用于通过第一dc/dc模块15与高压接口x5连接。具体的，第一电池包1和第二电池包2高压并联运行。当通过单电池模式为电动车供电时，整车控制器vcu17控制第一电池包1进行电力输出至电源分配单元10，电动车各种车载通过电源分配单元10获取电压。若电动车需要进行长距离行驶，则需要更换为双电池模式。首先，将高压接口x2和高压接口x3通过电缆进行连接，以使第一电池包1和第二电池包2的通讯线路连接。将高压接口x4和高压接口x5通过电缆连接到第一dc/dc模块15，启动第一dc/dc模块15使第一电池包1和第二电池包2的电压均衡，进而使得第一电池包1和第二电池包2的直流电压相等。紧接着，断开高压接口x4和高压接口x5，并移去电缆和第一dc/dc模块15。然后启动整车控制器vcu17，激活第一电池包1和第二电池包2，整车控制器
vcu17操控第一电池包1和第二电池包2进行兼容形成双电池为电动车供电，进而为电动车提供更多的电能，避免了在长距离行驶时对电动车进行充电而浪费时间，保证了足够的续航里程，从而更好地支持电动车长距离行驶。
64.综上所述，本技术实施例提供的一种单电池和双电池兼容的电动车电池管理系统，设置于电动车本体上，其包括设置于电动车本体上的电源分配单元10、第一电池包1和第二电池包2，第二电池包2与电动车本体可拆卸连接，第一电池包1与第二电池包2并联，第一电池包1与第二电池包2之间连接有整车控制器vcu17。第一电池包1上设置高压接口x2，第二电池包2上设置有高压接口x3，高压接口x2用于通过电缆与高压接口x3连接，第一dc/dc模块15和继电器j1连接。当通过单电池模式为电动车供电时，整车控制器vcu17控制第一电池包1进行电力输出至电源分配单元10，电动车各种车载通过电源分配单元10获取电压。若电动车需要进行长距离行驶，则需要更换为双电池模式。首先，将高压接口x2和高压接口x3通过电缆进行连接，以使第一电池包1和第二电池包2的通讯线路连接。使第二电池包2中的继电器j1打开，启动第一dc/dc模块15使第一电池包1和第二电池包2的电压均衡，进而使得第一电池包1和第二电池包2的直流电压相等。紧接着，合上继电器j1，使第一dc/dc模块15退出工作。然后启动整车控制器vcu17，激活第一电池包1和第二电池包2，整车控制器vcu17操控第一电池包1和第二电池包2进行兼容形成双电池为电动车供电，进而为电动车提供更多的电能，避免了在长距离行驶时对电动车进行充电而浪费时间，保证了足够的续航里程，从而更好地支持电动车长距离行驶。
65.以上所述仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。
66.对于本领域技术人员而言，显然本技术不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本技术的精神或基本特征的情况下，能够以其它的具体形式实现本技术。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本技术的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本技术内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。