一种车载电池系统及车辆的制作方法

1.本实用新型实施例涉及车辆工程技术，尤其涉及一种车载电池系统及车辆。


背景技术：

2.随着新能源商用车市场的推广及应用，新能源商用车因为载重量及续航里程的要求，动力电池系统一般由多个动力电池包通过串联、并联或串并联组合而成，以满足电压和功率要求。随着动力电池系统的电池容量的增加，动力电池的充电时间也在增加，市场上陆续出现1000v高电压平台充电设备，以实现大功率充电来缩短充电时间。
3.目前新能源商用车常用需要动力电池系统提供电能的高压零部件均为500v的电压平台。因此，为实现1000v高电压平台大功率充电，需要提高充电时的充电电压，同时为了兼顾新能源商用车放电500v电压平台，需要重新开发动力总成以匹配降压dcdc的方案，重新开发动力系统总成费用高，且开发周期长。


技术实现要素：

4.本实用新型提供一种车载电池系统及车辆，以达到在不改变电池包结构的前提下使车载电池系统向上支持高电压充电平台的目的。
5.第一方面，本实用新型实施例提供了一种车载电池系统，包括：
6.第一电池组、第二电池组、接线盒、配电盒以及控制单元，其中，所述第一电池组与所述第二电池组的设计参数相同；
7.所述第一电池组、第二电池组设置于所述接线盒外部且与所述接线盒相连接；
8.所述接线盒内部配置有电池组串并联切换单元，所述电池组串并联切换单元用于串联或并联所述第一电池组、第二电池组；
9.所述配电盒通过所述接线盒与所述第一电池组、第二电池组相连接，所述配电盒还用于与充电装置、用电负载相连接；
10.所述配电盒内部配置有充电继电器、放电继电器，所述充电继电器用于连通所述第一电池组、第二电池组以及充电装置，所述放电继电器用于连通所述第一电池组、第二电池组以及用电负载；
11.所述控制单元配置为控制所述电池组串并联切换单元、充电继电器、放电继电器。
12.可选的，所述接线盒配置有第一电池正接口、第一电池负接口、第二电池正接口、第二电池负接口、第一正接口、第二正接口、第一负接口、第二负接口；
13.所述第一电池组的正极、负极分别与所述第一电池正接口、第一电池负接口相连接；
14.所述第二电池组的正极、负极分别与所述第二电池正接口、第二电池负接口相连接；
15.所述接线盒通过所述第一正接口、第二正接口、第一负接口、第二负接口与所述配电盒相连接。
16.可选的，所述电池组串并联切换单元包括第一继电器、第二继电器以及第三继电器；
17.所述接线盒内部，所述第一正接口与所述第一电池正接口相连接，所述第二正接口与所述第二电池正接口相连接，所述第一负接口与所述第一电池负接口相连接，所述第二负接口与所述第二电池负接口相连接；
18.所述接线盒内部，所述第二正接口与所述第一负接口之间还串联有所述第一继电器、第二继电器以及第三继电器。
19.可选的，所述配电盒配置有第一接口、第二接口、第三接口、第四接口、充电正接口、充电负接口、放电正接口、放电负接口；
20.所述第一接口、第二接口与所述第一正接口、第二正接口相连接，所述第三接口、第四接口与所述第一负接口、第二负接口相连接。
21.可选的，所述充电继电器包括充电正继电器、充电负继电器；
22.所述配电盒内部，所述第一接口、第二接口与所述充电正接口之间至少配置一个充电正继电器，所述第三接口、第四接口与所述充电负接口、放电负接口之间至少配置一个充电负继电器。
23.可选的，所述配电盒配置有第一充电正继电器、第二充电正继电器、第一充电负继电器、第二充电负继电器、放电负继电器。
24.可选的，所述第一电池组、第二电池组的额定电压为400v～500v。
25.可选的，所述控制单元采用电池管理单元。
26.可选的，还包括变压器单元，所述配电盒通过所述变压器单元与所述用电负载相连接。
27.第二方面，本实用新型实施例还提供了一种车辆，包括本实用新型实施例提出的车载电池系统。
28.与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：本实用新型提出一种车载电池系统，包括第一电池组、第二电池组、接线盒、配电盒以及控制单元，其中，接线盒内配置有电池组串并联切换单元，通过电池组串并联切换单元，当充电装置的充电电压为第一电池组或第二电池组额定电压的两倍时，可以将第一电池组、第二电池组由并联模式切换为串联模式，以此使车载电池系统可以向上兼容高电压充电平台；此外，通过在第一电池组和第二电池组外部配置独立的接线盒，无需更改包含电池组的电池包的设计结构，原有电池包方案不用变化可以节省开发时间和成本，同时，维修或更换接线盒时不用打来电池包，接线盒的维修更换更加方便。
附图说明
29.图1是实施例中的车载电池系统结构示意图；
30.图2是实施例中的接线盒结构示意图；
31.图3是实施例中的配电盒结构示意图；
32.图4是实施例中的另一种车载电池系统结构示意图。
具体实施方式
33.下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。
34.实施例一
35.图1是实施例中的车载电池系统结构示意图，参考图1，车载电池系统包括：第一电池组1、第二电池组2、接线盒3、配电盒4以及控制单元5。
36.参考图1，第一电池组1、第二电池组2设置于接线盒3外部且与接线盒3相连接；
37.配电盒4通过接线盒3与第一电池组1、第二电池组2相连接，配电盒4还用于与充电装置、用电负载相连接。
38.本实施例中，配电盒4内部配置有充电继电器、放电继电器，充电继电器用于连通第一电池组1、第二电池组2以及充电装置，放电继电器用于连通第一电池组1、第二电池组2以及用电负载。
39.本实施例中，接线盒3内部配置有电池组串并联切换单元，电池组串并联切换单元用于串联或并联第一电池组1、第二电池组2。
40.本实施例中，为使第一电池组1和第二电池组2可以正常并联使用，第一电池组1与第二电池组2的设计参数相同。
41.示例性的，本实施例中，第一电池组1、第二电池组2的额定电压可以设定为400v～500v，相应的，充电装置的充电电压可以为400v～1000v。
42.本实施例中，控制单元5配置为控制电池组串并联切换单元、充电继电器、放电继电器，具体的，车载电池系统的工作过程包括：
43.当车辆未接入充电装置时，通过控制电池组串并联切换单元使第一电池组1和第二电池组2并联，控制单元5控制放电继电器闭合、充电继电器断开，此时，并联的第一电池组1和第二电池组2向用电负载放电；
44.当车辆接入充电装置时，若充电电压为低压(400v～500v)，则通过控制电池组串并联切换单元使第一电池组1和第二电池组2并联，控制单元5控制放电继电器断开、充电继电器闭合，此时，充电装置向并联的第一电池组1和第二电池组2充电；
45.当车辆接入充电装置时，若充电电压为高压(800v～1000v)，则通过控制电池组串并联切换单元使第一电池组1和第二电池组2串联，控制单元5控制放电继电器断开、充电继电器闭合，此时，充电装置向串联的第一电池组1和第二电池组2充电。
46.示例性的，本实施例中，控制单元5与配电盒4相连接，可以配置控制单元5判断充电电压是否为电压或高压。
47.示例性的，本实施例中，对控制单元的具体形式不做具体限定，例如，控制单元采用电池管理单元(battery management system，bms)。
48.本实施例提出一种车载电池系统，包括第一电池组、第二电池组、接线盒、配电盒以及控制单元，其中，接线盒内配置有电池组串并联切换单元，通过电池组串并联切换单元，当充电装置的充电电压为第一电池组或第二电池组额定电压的两倍时，可以将第一电池组、第二电池组由并联模式切换为串联模式，以此使车载电池系统可以向上兼容高电压充电平台；
49.此外，通过在第一电池组和第二电池组外部配置独立的接线盒，无需更改包含电池组的电池包的设计结构，原有电池包方案不用变化可以节省开发时间和成本，同时，维修或更换接线盒时不用打开电池包，接线盒的维修更换更加方便；
50.另外，配置与接线盒相对独立的配电盒，在配电盒内配置充电继电器和放电继电器，将充、放电继电器配置在专用于充放电分配的配电盒内，可以使车载电池系统的结构划分更加明确，减小维修的难度。
51.图2是实施例中的接线盒结构示意图，参考图2，作为一种可实施方案，接线盒配置有第一电池正接口12、第一电池负接口11、第二电池正接口14、第二电池负接口13、第一正接口15、第二正接口16、第一负接口17、第二负接口18。
52.结合图1和图2，本方案中，第一电池组1的正极、负极分别与第一电池正接口12、第一电池负接口11相连接，第二电池组2的正极、负极分别与第二电池正接口14、第二电池负接口13相连接；
53.接线盒内部，第一正接口15与第一电池正接口12相连接，第二正接口16与第二电池正接口14相连接，第一负接口17与第一电池负接口11相连接，第二负接口18与第二电池负接口13相连接；
54.接线盒3通过第一正接口15、第二正接口16、第一负接口17、第二负接口18与配电盒4相连接。
55.示例性的，基于接线盒与配电盒的连接关系，以及接线盒内部，第一正接口、第一电池正接口、第二正接口、第二电池正接口、第一负接口、第一电池负接口、第二负接口、第二电池负接口对应的连接关系，当第一电池组和第二电池组并联时，可以通过充电装置分别给第一电池组和第二电池组充电。
56.参考图2，作为一种可实施方案，电池组串并联切换单元包括第一继电器101、第二继电器102以及第三继电器103。
57.接线盒内部，第二正接口16与第一负接口17之间串联第一继电器101、第二继电器102以及第三继电器103。
58.示例性的，本方案中，需要第一电池组和第二电池组并联时，控制单元控制第一继电器101和第三继电器103闭合，控制第二继电器102断开；
59.需要第一电池组和第二电池组串联时，控制单元控制第一继电器101和第三继电器103断开，控制第二继电器102闭合。
60.图3是实施例中的配电盒结构示意图，参考图3，在图2所示方案的基础上，配电盒配置有第一接口21、第二接口22、第三接口23、第四接口24、充电正接口26、充电负接口28、放电正接口25、放电负接口27。
61.结合图2和图3，第一接口21、第二接口22分别与第一正接口15、第二正接口16相连接，第三接口23、第四接口24分别与第一负接口17、第二负接口18相连接；
62.充电正接口26、充电负接口28用于与充电装置相连接，放电正接口25、放电负接口27用于与用电负载相连接。
63.示例性的，本方案中，配电盒内部，第一接口21、第二接口22与充电正接口26之间至少配置一个充电正继电器；
64.第三接口23、第四接口24与充电负接口28、放电负接口27之间至少配置一个充电
负继电器。
65.示例性的，上述充电正继电器、充电负继电器的数量可以根据需求设定，参考图3，作为一种可实施方案，配电盒4配置有第一充电正继电器201、第二充电正继电器202、第一充电负继电器204、第二充电负继电器205、放电负继电器203。
66.充电正接口26通过第一充电正继电器201、第二充电正继电器202与第一接口21以及第二接口22相连接；
67.充电负接口28通过第一充电负继电器204、第二充电负继电器205与第三接口23以及第四接口24相连接；
68.放电负接口27通过放电负继电器203与第三接口23以及第四接口24相连接。
69.示例性的，当需要控制电池组放电时，控制单元控制第一充电正继电器201、第二充电正继电器202、第一充电负继电器204、第二充电负继电器205断开，控制放电负继电器203闭合；
70.当需要控制电池组充电时，控制单元控制第一充电正继电器201、第二充电正继电器202、第一充电负继电器204、第二充电负继电器205闭合，控制放电负继电器203断开。
71.示例性的，电池组充电时，第一充电正继电器201、第二充电正继电器202并联使用，第一充电负继电器204、第二充电负继电器205并联使用可以避免充电电流较大时损坏继电器。
72.示例性的，参考图1～图3，当第一电池组1和第二电池组2并联时，基于第一充电正继电器201、第二充电正继电器202，第一充电负继电器204、第二充电负继电器205可以实现针对第一电池组1充电回路的独立控制，以及对第二电池组2充电回路的独立控制。
73.例如，当第一电池组1和第二电池组2并联时，若控制第一充电正继电器201或者第一充电负继电器204断开，则第一电池组1的充电回路断开；
74.若控制第二充电正继电器202或者第二充电负继电器205断开，则第二电池组2的充电回路断开。
75.示例性的，在一种可实施方案中，第一充电正继电器201与第一接口21之间还可以配置第一msd开关；第二充电正继电器202与第二接口22之间还可以配置第二msd开关；第一充电负继电器204与第三接口23之间还可以配置第三msd开关；第二充电负继电器205与第四接口24之间还可以配置第四msd开关。
76.示例性的，本方案中，msd开关在车辆维修时，可以手动断开，进而实现高压系统的隔离，保证维修时的安全。
77.图4是实施例中的另一种车载电池系统结构示意图，参考图4，在图1所示方案的基础上，车载电池系统还包括变压器单元6，配电盒通过变压器单元6与用电负载相连接。
78.示例性的，本方案中，变压器单元主要用于电压的降压，将电池组输出的高电压(400v～500v)降低为低压用电负载的工作电压(12v～48v)。
79.实施例二
80.本实施例提出一种车辆，包括实施例一记载的任意一种车载电池系统，其中，车辆的有益效果与实施例一记载的对应方案的有益效果相同，在此不再赘述。
81.注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明
显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。