车载电池装置和电动汽车的制作方法

1.本实用新型涉及电池技术领域，具体而言，涉及一种车载电池装置和电动汽车。


背景技术：

2.电动汽车是以车载电池装置提供动力、用电机驱动车轮行驶。车载电池装置的性能会影响电池汽车的续航里程、充电时间等。比如，在寒冷的冬天，如果车载电池装置不能提供较长里程所需的动力，则可能会因为剩余电量(state of charge，soc)骤降而导致低电，从而降低了用户的驾驶体验。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种车载电池装置和电动汽车，实现持续供电以增加电动汽车的续航里程。
4.本实用新型提供一种技术方案：
5.第一方面，本实用新型提供一种车载电池装置，所述车载电池装置包括配电模块、标准车载电池模块和备用车载电池模块；
6.所述配电模块的一端与所述标准车载电池模块和所述备用车载电池模块电连接，所述配电模块的另一端与负载电连接；
7.所述配电模块用于检测所述标准车载电池模块和所述备用车载电池模块的工作电压范围，并在检测到所述标准车载电池模块和所述备用车载电池模块的工作电压范围不同时，将所述标准车载电池模块与所述备用车载电池模块串联为所述负载供电。
8.在可选的实施方式中，所述配电模块还用于在检测到所述标准车载电池模块和所述备用车载电池模块的工作电压范围相同时，将所述标准车载电池模块与所述备用车载电池模块并联为所述负载供电。
9.在可选的实施方式中，所述配电模块包括第一开关和控制单元；
10.所述第一开关的第一触点与所述标准车载电池模块的正极电连接，所述第一开关的第二触点与所述备用车载电池模块的负极电连接，所述第一开关的控制端与所述控制单元电连接；所述标准车载电池模块的负极与所述负载电连接，所述备用车载电池模块的正极与所述负载电连接；
11.所述控制单元的一端与所述标准车载电池模块电连接，所述控制单元的另一端与所述备用车载电池模块电连接；
12.所述控制单元用于在检测到所述标准车载电池模块与所述备用车载电池模块的工作电压范围不同时，控制所述第一开关导通，以将所述标准车载电池模块与所述备用车载电池模块串联。
13.在可选的实施方式中，所述配电模块还包括第二开关和第三开关；
14.所述第二开关的第一触点与所述标准车载电池模块的正极电连接，所述第二开关的第二触点与所述负载电连接，所述标准车载电池模块的负极与所述负载电连接；
15.所述第三开关的第一触点与所述备用车载电池模块的负极电连接，所述第三开关的第二触点与所述负载电连接，所述备用车载电池模块的正极与所述负载电连接；
16.所述第二开关的控制端和所述第三开关的控制端与所述控制单元电连接；
17.所述控制单元用于在检测到所述标准车载电池模块与所述备用车载电池模块的工作电压范围相同时，控制所述第二开关和所述第三开关导通，以将所述标准车载电池模块与所述备用车载电池模块并联。
18.在可选的实施方式中，所述控制单元还用于在检测到所述标准车载电池模块的电量小于预设电量时，控制所述第二开关断开、所述第三开关导通，以使所述备用车载电池模块为所述负载供电。
19.在可选的实施方式中，所述标准车载电池模块包括电池、第一正极控制开关、第一负极控制开关和标准电池管理单元；
20.所述第一正极控制开关的第一触点与所述标准车载电池模块的电池正极电连接，所述第一正极控制开关的第二触点通过所述配电模块与所述负载电连接；
21.所述第一负极控制开关的第一触点与所述标准车载电池模块的电池负极电连接，所述第一负极控制开关的第二触点与所述负载电连接；
22.所述第一正极控制开关的控制端和所述第一负极控制开关的控制端与所述标准电池管理单元电连接；
23.所述标准电池管理单元用于在检测到所述标准车载电池模块的电池异常时，控制所述第一正极控制开关和所述第一负极控制开关断开，以断开所述标准车载电池模块的电池与所述负载之间的连接。
24.在可选的实施方式中，所述标准车载电池模块还包括第一控制开关和第一电阻；
25.所述第一控制开关的第一触点与所述标准车载电池模块的电池正极电连接，所述第一控制开关的第二触点、所述第一电阻、所述配电模块和所述负载依次电连接，所述第一控制开关的控制端与所述标准电池管理单元电连接；
26.所述标准电池管理单元用于在检测到所述标准车载电池模块的电池开始为所述负载供电时，控制所述第一控制开关导通以减小供电电流。
27.在可选的实施方式中，所述备用车载电池模块包括电池、第二正极控制开关、第二负极控制开关和备用电池管理单元；
28.所述第二正极控制开关的第一触点与所述备用车载电池模块的电池正极电连接，所述第二正极控制开关的第二触点与所述负载电连接；
29.所述第二负极控制开关的第一触点与所述备用车载电池模块的电池负极电连接，所述第二负极控制开关的第二触点通过所述配电模块与所述负载电连接；
30.所述第二正极控制开关的控制端和所述第二负极控制开关的控制端与所述备用电池管理单元电连接；
31.所述备用电池管理单元用于在检测到所述备用车载电池模块的电池异常时，控制所述第二正极控制开关和所述第二负极控制开关断开，以断开所述备用车载电池模块的电池与所述负载之间的连接。
32.在可选的实施方式中，所述备用车载电池模块还包括第二控制开关和第二电阻；
33.所述第二控制开关的第一触点与所述备用车载电池模块的电池正极电连接，所述
第二控制开关的第二触点、所述第二电阻、所述负载依次电连接，所述第二控制开关的控制端与所述备用电池管理单元电连接；
34.所述备用电池管理单元用于在检测到所述备用车载电池模块的电池开始为所述负载供电时，控制所述第二控制开关导通以减小供电电流。
35.第二方面，本实用新型提供一种电动汽车，包括如前述实施方式中的任一项所述的车载电池装置。
36.本实用新型提供的一种车载电池装置和电动汽车，车载电池装置包括配电模块、标准车载电池模块和备用车载电池模块；配电模块的一端与标准车载电池模块和备用车载电池模块电连接，配电模块的另一端与负载电连接；配电模块用于检测标准车载电池模块和备用车载电池模块的工作电压范围，并在检测到标准车载电池模块和备用车载电池模块的工作电压范围不同时，将标准车载电池模块与备用车载电池模块串联为负载供电。通过将标准车载电池模块与备用车载电池模块串联增大电压，实现为负载持续供电，从而能够为电动汽车提供充足的动力，增加了电动汽车的续航里程。
附图说明
37.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。
38.图1为本实用新型实施例提供的车载电池装置一种结构示意图。
39.图2为本实用新型实施例提供的车载电池装置的又一种结构示意图。
40.图3为本实用新型实施例提供的车载电池装置的又一种结构示意图。
41.图4为本实用新型实施例提供的车载电池装置的又一种结构示意图。
42.图标：100-车载电池装置；200-负载；110-标准车载电池模块；113-标准电池管理单元；120-备用车载电池模块；123-备用电池管理单元；130-配电模块；131-控制单元；s1-第一开关；s2-第二开关；s3-第三开关；s4-第一正极控制开关；s5-第一负极控制开关；s6-第一控制开关；s7-第二正极控制开关；s8-第二负极控制开关；s9-第二控制开关；r1-第一电阻；r2
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第二电阻。
具体实施方式
43.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。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
44.因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
45.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。
46.在本实用新型的描述中，需要理解的是，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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备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实用新型的限制。
47.此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
48.在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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实用新型中的具体含义。
49.请参阅图1，是本实用新型提供的车载电池装置一种结构示意图。其中包括车载电池装置100和负载200，车载电池装置100包括标准车载电池模块110、备用车载电池模块120和配电模块130。配电模块130的一端与标准车载电池模块110和备用车载电池模块120电连接，配电模块130的另一端与负载200电连接。
50.标准车载电池模块110和备用车载电池模块120用于为负载200供电。
51.配电模块130用于检测标准车载电池模块110和备用车载电池模块120 的工作电压范围，并在检测到标准车载电池模块110和备用车载电池模块 120的工作电压范围不同时，将标准车载电池模块110与备用车载电池模块 120串联为负载200供电。
52.例如，电动汽车在行驶过程中，标准车载电池模块110和备用车载电池模块120为负载200即电机控制器供电，配电模块130实时检测标准车载电池模块110和备用车载电池模块120的工作电压范围，在检测到标准车载电池模块110和备用车载电池模块120的工作电压范围不同，并且标准车载电池模块110和备用车载电池模块120串联后的电压不超过预设的电压上限值时，则将标准车载电池模块110与备用车载电池模块120串联。通过将标准车载电池模块110与备用车载电池模块120串联增大电压，实现为负载200持续供电，从而能够为电动汽车提供充足的动力，增加了电动汽车的续航里程。
53.可选地，在配电模块130检测到标准车载电池模块110和备用车载电池模块120的工作电压范围相同时，将标准车载电池模块110与备用车载电池模块120并联。
54.例如，电动汽车在行驶过程中，标准车载电池模块110和备用车载电池模块120为负载200即电机控制器供电，配电模块130实时检测标准车载电池模块110和备用车载电池模块120的工作电压范围，在检测到标准车载电池模块110和备用车载电池模块120的工作电压范围相同时，则将标准车载电池模块110与备用车载电池模块120并联。通过将标准车载电池模块110与备用车载电池模块120并联增大电池容量，实现为负载200 持续供电，从而能够为电动汽车提供充足的动力，增加了电动汽车续航里程。
55.可以理解的是，为了节省空间降低成本，可以将标准车载电池模块110 与配电模块130集成。
56.请参阅图2，是本实用新型提供的车载电池装置100又一种结构示意图。其中配电模块130包括控制单元131、第一开关s1、第二开关s2和第三开关s3。
57.可选地，控制单元131可以是电子控制单元(electronic control unit， ecu)。第一开关s1、第二开关s2和第三开关s3可以是继电器。
58.控制单元131的一端与标准车载电池模块110电连接，控制单元131 的另一端与备用车载电池模块120电连接。
59.第一开关s1的第一触点s11与标准车载电池模块110的正极电连接，第一开关s1的第二触点s12与备用车载电池模块120的负极电连接，第一开关s1的控制端s13与控制单元131电连接。
60.第二开关s2的第一触点s21与标准车载电池模块110的正极电连接，第二开关s2的第二触点s22与负载200电连接，第二开关s2的控制端s23 与控制单元131电连接。
61.第三开关s3的第一触点s31与备用车载电池模块120的负极电连接，第三开关s3的第二触点s32与负载200电连接，第三开关s3的控制端s33 与控制单元131电连接。
62.标准车载电池模块110的负极与负载200电连接，备用车载电池模块 120的正极与负载200电连接。
63.下面将以图2所示的结构，介绍控制单元131通过控制第一开关s1、第二开关s2和第三开关s3，以将标准车载电池模块110与备用车载电池模块120串联或者并联。
64.例如，控制单元131通过实时采集标准车载电池模块110的工作电压和备用车载电池模块120的工作电压，获得标准车载电池模块110的工作电压范围和备用车载电池模块120的工作电压范围并进行检测。
65.在检测到标准车载电池模块110与备用车载电池模块120的工作电压范围不同时，控制单元131向第一开关s1发送导通信号控制第一开关s1 导通，并向第二开关s2和第三开关s3发送断开信号控制第二开关s2和第三开关s3断开，从而使标准车载电池模块110与备用车载电池模块120串联。
66.在检测到标准车载电池模块110与备用车载电池模块120的工作电压范围相同时，控制单元131向第二开关s2和第三开关s3发送导通信号控制第二开关s2和第三开关s3导通，并向第一开关s1发送断开信号控制第一开关s1断开，从而使标准车载电池模块110与备用车载电池模块120并联。
67.可以理解的是，控制单元131还会实时检测标准车载电池模块110与备用车载电池模块120的电量，在检测到标准车载电池模块110的电量小于预设电量时，控制第二开关s2断开、第三开关s3导通，以使备用车载电池模块120为负载200供电。
68.例如，在标准车载电池模块110的电量充足时，控制单元131可以通过导通第二开关s2、断开第二开关s2和第三开关s3，以使标准车载电池模块110单独为负载200供电。随时电动汽车的行驶，标准车载电池模块 110的电量逐渐降低，在控制单元131检测到标准车载电池模块110的电量小于预设电量时，向第三开关s3发送导通信号控制第三开关s3导通，向第二开关s2发送断开信号控制第二开关s2断开，并向第一开关s1发送检查信号，检查并确保第一开关s1的当前状态为断开，以使备用车载电池模块120单独为负载200供电。
69.可以理解的是，图2所示的结构仅仅为示例，配电模块130可以只包括控制单元131、第一开关s1和第二开关s2仅支持串联；配电模块130 也可以只包括控制单元131和第
三开关s3仅支持并联。
70.可选地，为了确保车载电池装置100具有稳定的性能，本实用新型提供了又一种结构示意图以保护标准车载电池模块110，请参阅图3。
71.其中标准车载电池模块110包括电池、标准电池管理单元113、第一正极控制开关s4和第一负极控制开关s5。
72.可选地，第一正极控制开关s4和第一负极控制开关s5可以是继电器。
73.第一正极控制开关s4的第一触点s41与标准车载电池模块110的电池正极电连接，第一正极控制开关s4的第二触点s42通过配电模块130与负载200电连接，第一正极控制开关s4的控制端s43与标准电池管理单元113 电连接。
74.当标准车载电池模块110与备用车载电池模块120串联时，第一正极控制开关s4的第二触点s42与第一开关s1的第一触点s11电连接；当标准车载电池模块110与备用车载电池模块120并联时，第一正极控制开关 s4的第二触点s42与第二开关s2的第一触点s21电连接。
75.第一负极控制开关s5的第一触点s51与标准车载电池模块110的电池负极电连接，第一负极控制开关s5的第二触点s52与负载200电连接，第一负极控制开关s5的控制端s53与标准电池管理单元113电连接。
76.标准电池管理单元113通过控制第一正极控制开关s4和第一负极控制开关s5，来保护标准车载电池模块110。
77.例如，当电池处于过充电、过放电、过温、欠温等异常状态时，可能会造成热失控等不可逆的风险。标准电池管理单元113实时检测标准车载电池模块110电池的状态，在检测到标准车载电池模块110的电池异常时，向第一正极控制开关s4和第一负极控制开关s5发送断开信号，控制第一正极控制开关s4和第一负极控制开关s5断开，从而断开标准车载电池模块110的电池与负载200之间的连接。
78.在检测到标准车载电池模块110的电池恢复正常时，向第一正极控制开关s4和第一负极控制开关s5发送导通信号，控制第一正极控制开关s4 和第一负极控制开关s5导通，从而恢复标准车载电池模块110的电池与负载200之间的连接。
79.如图3所示，标准车载电池模块110还包括由第一控制开关s6和第一电阻r1所组成的第一预存回路。
80.可选地，第一控制开关s6可以是继电器。
81.其中，第一控制开关s6的第一触点s61与标准车载电池模块110的电池正极电连接，第一控制开关s6的第二触点s62、第一电阻r1、配电模块 130和负载200依次电连接，第一控制开关s6的控制端s63与标准电池管理单元113电连接。
82.标准电池管理单元113通过控制第一控制开关s6，来保护标准车载电池模块110。
83.例如，负载200为电机控制器，电机控制器通常包括电容，而电容在上电的瞬间为短路状态，会导致电流较大损坏器件。标准电池管理单元113 在检测到标准车载电池模块110的电池开始为负载200供电时，向第一控制开关s6导通信号控制第一控制开关s6导通，使第一电阻r1连接到电路中以减小供电电流，从而避免产生大电流损坏器件。
84.标准电池管理单元113在检测到标准车载电池模块110的电池为负载 200供电时间达到设定时长时，向第一控制开关s6断开信号控制第一控制开关s6断开。
85.可选地，为了确保车载电池装置100具有稳定的性能，本实用新型还提供了又一种结构示意图，请参阅图4。
86.其中备用车载电池模块120包括电池、备用电池管理单元123、第二正极控制开关s7和第二负极控制开关s8。
87.可选地，第二正极控制开关s7和第二负极控制开关s8可以是继电器。
88.第二正极控制开关s7的第一触点s71与备用车载电池模块120的电池正极电连接，第一正极控制开关s4的第二触点s72与负载200电连接，第二正极控制开关s7的控制端s73与备用电池管理单元123电连接。
89.第二负极控制开关s8的第一触点s81与备用车载电池模块120的电池负极电连接，第二负极控制开关s8的第二触点s82通过配电模块130与负载200电连接，第二负极控制开关s8的控制端s83与备用电池管理单元123 电连接。
90.当标准车载电池模块110与备用车载电池模块120串联时，第二负极控制开关s8的第二触点s82与第一开关s1的第二触点s12电连接；当标准车载电池模块110与备用车载电池模块120并联时，第二负极控制开关 s8的第二触点s82与第三开关s3的第一触点s31电连接。
91.备用电池管理单元123通过控制第二正极控制开关s7和第二负极控制开关s8，来保护备用车载电池模块120。
92.例如，当电池处于过充电、过放电、过温、欠温等异常状态时，可能会造成热失控等不可逆的风险。备用电池管理单元123实时检测备用车载电池模块120电池的状态，在检测到备用车载电池模块120的电池异常时，向第二正极控制开关s7和第二负极控制开关s8发送断开信号，控制第二正极控制开关s7和第二负极控制开关s8断开，从而断开备用车载电池模块120的电池与负载200之间的连接。
93.在检测到备用车载电池模块120的电池恢复正常时，向第二正极控制开关s7和第二负极控制开关s8发送导通信号，控制第二正极控制开关s7 和第二负极控制开关s8导通，从而恢复备用车载电池模块120的电池与负载200之间的连接。
94.如图4所示，备用车载电池模块120还包括由第二控制开关s9和第二电阻r2所组成的预存回路。
95.可选地，第二控制开关s9可以是继电器。
96.其中，第二控制开关s9的第一触点s91与备用车载电池模块120的电池正极电连接，第二控制开关s9的第二触点s92、第二电阻r2和负载200 依次电连接，第二控制开关s9的控制端s93与备用电池管理单元123电连接。
97.备用电池管理单元123通过控制第二控制开关s9，来保护标准车载电池模块110。
98.例如，负载200为电机控制器，电机控制器通常包括电容，而电容在上电的瞬间为短路状态，会导致电流较大损坏器件。备用电池管理单元123 在检测到备用车载电池模块120的电池开始为负载200供电时，向第二控制开关s9导通信号控制第二控制开关s9导通，使第二电阻r2连接到电路中以减小供电电流，从而避免产生大电流损坏器件。
99.备用电池管理单元123在检测到备用车载电池模块120的电池为负载 200供电时间达到设定时长时，向第二控制开关s9断开信号控制第二控制开关s9断开。
100.可以理解的是，图4所示的结构仅仅为示例，为了节省空间和降低成本，备用车载
电池模块120可以只包括电池，也可以只包括电池、备用电池管理单元123和第二正极控制开关s7，也可以只包括电池、备用电池管理单元123和第二负极控制开关s8，还可以只包括电池、备用电池管理单元123、第二正极控制开关s7和第二负极控制开关s8。
101.可以理解的是，在备用车载电池模块120只包括电池时，当标准车载电池模块110与备用车载电池模块120串联时，可以将第一开关s1作为第二负极控制开关s8以保护备用车载电池模块120；当标准车载电池模块110 与备用车载电池模块120并联时，可以将第三开关s3作为第二负极控制开关s8以保护备用车载电池模块120。
102.可以理解的是，当备用车载电池模块120不包括第二控制开关s9和第二电阻r2时，备用车载电池模块120可以在标准车载电池模块110为负载 200稳定供电后，再与标准车载电池模块110并联，可以避免产生大电流以包括备用车载电池模块120。
103.当标准车载电池模块110与备用车载电池模块120串联时，标准车载电池模块110与备用车载电池模块120可以共用第一控制开关s6和第一电阻r1，从而可以保护备用车载电池模块120。
104.综上所述，本实用新型提供了一种车载电池装置100和电动汽车，车载电池装置100包括配电模块130、标准车载电池模块110和备用车载电池模块120；配电模块130的一端与标准车载电池模块110和备用车载电池模块120电连接，配电模块130的另一端与负载200电连接；配电模块130 用于检测标准车载电池模块110和备用车载电池模块120的工作电压范围，并在检测到标准车载电池模块110和备用车载电池模块120的工作电压范围不同时，将标准车载电池模块110与备用车载电池模块120串联为负载 200供电。通过将标准车载电池模块110与备用车载电池模块120串联增大电压，实现为负载200持续供电，从而能够为电动汽车提供充足的动力，增加了电动汽车的续航里程。
105.以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。