一种车载电力系统及车辆的制作方法

1.本实用新型涉及车载电力系统充放电调节技术领域，具体地，涉及一种车载电力系统及车辆。


背景技术：

2.目前，对比燃油车，充电是消费者对购买电动车的最大顾虑之一。充电的时间成为了电动车的一大痛点。为缩短充电时间，超级快充应运而生。与此同时，从长远角度看，高压架构成为超级快充的必然趋势。面对高电压架构的超级快充的实现，仍然存在很多问题。适配高电压架构的零部件费用较高，成熟产品较少。高电压充电桩尚未普及。


技术实现要素：

3.为解决上述问题的至少一个方面，本实用新型提供一种车载电力系统，包括：负载，所述负载包括电流输入端和电流输出端；电池，所述电池包括正极接口、负极接口、第一电池组、第二电池组、开关组和电池控制器，所述正极接口连接所述负载的电流输入端，所述负极接口连接所述负载的电流输出端，所述第一电池组和所述第二电池组的正极分别连接所述正极接口，所述第一电池组和所述第二电池组的负极分别与所述负极接口连接，所述开关组包括多个开关，所述多个开关分别连接所述第一电池组、所述第二电池组、所述正极接口和所述负极接口，所述电池控制器与所述多个开关分别电连接，并控制所述多个开关的接通和断开。
4.优选地，所述开关组包括第一开关、第二开关和第三开关，所述第一开关串联在所述第一电池组的负极与所述负极接口之间，所述第二开关串联在所述第一电池组的负极与所述第二电池组的正极之间，所述第三开关串联在所述第二电池组的正极与所述正极接口之间，所述第一开关和所述第三开关同步接通或断开，所述第一开关和所述第二开关择一的接通。
5.优选地，所述第一开关、所述第二开关和所述第三开关采用继电器开关。
6.优选地，还包括直流转换器，所述直流转换器设置在所述电池和所述负载之间，所述直流转换器的高压端与所述电池电连接，所述直流转换器的低压端与所述负载电连接。
7.优选地，所述负载包括电驱动系统、低压直流转换器、电池加热器、乘员加热器和空调压缩机中的一个或多个。
8.优选地，还包括充电机，所述充电机通过所述直流转换器与所述电池连接。
9.另一方面，提供一种车辆，包括车载电力系统，所述车载电力系统采用如前任一所述车载电力系统。
10.本实用新型的车载电力系统具有以下有益效果：车载电力系统可以支持高电压超级快充，又可以兼容部分现有高压零部件和充电桩，提升充电速度，同时节约整车成本。系统中包含了一个可切换电压的动力电池，用于实现电压平台切换。高电压快充：在使用800v平台高电压充电桩给动力电池充电时，电池切换为800v电压平台，实现高电压快充。其他高
压零部件用电：当动力电池放电时，用电器所需平台为400v，动力电池切换为相应的400v电压平台，实现高压零部件用电。通过以上方式，可以实现高电压快充，大量减少充电时间，同时兼容现有电压平台的高压零部件，减少开发和材料成本。
附图说明
11.为了更好地理解本实用新型的上述及其他目的、特征、优点和功能，可以参考附图中所示的实施方式。附图中相同的附图标记指代相同的部件。本领域技术人员应该理解，附图旨在示意性地阐明本实用新型的优选实施方式，对本实用新型的范围没有任何限制作用，图中各个部件并非按比例绘制。
12.图1示出了根据本实用新型实施例的车载电力系统的电路示意图。
具体实施方式
13.以下结合附图对本公开的示范性实施例做出说明，其中包括本公开实施例的各种细节以助于理解，应当将它们认为仅仅是示范性的。因此，本领域普通技术人员应当认识到，可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改，而不会背离本公开的范围和精神。同样，为了清楚和简明，以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。
14.在本文中使用的术语“包括”及其变形表示开放性包括，即“包括但不限于”。除非特别申明，术语“或”表示“和/或”。术语“基于”表示“至少部分地基于”。术语“一个示例实施例”和“一个实施例”表示“至少一个示例实施例”。术语“另一实施例”表示“至少一个另外的实施例”。术语“第一”、“第二”等等可以指代不同的或相同的对象。下文还可能包括其他明确的和隐含的定义。
15.为了至少部分地解决上述问题以及其他潜在问题中的一个或者多个，本公开的一个实施例提出了一种车载电力系统，包括：负载和电池，负载包括电流输入端和电流输出端；电池包括正极接口、负极接口、第一电池组、第二电池组、开关组和电池控制器，正极接口连接负载的电流输入端，负极接口连接负载的电流输出端，第一电池组和第二电池组的正极分别连接正极接口，第一电池组和第二电池组的负极分别与负极接口连接，开关组包括多个开关，多个开关分别连接第一电池组、第二电池组、正极接口和负极接口，电池控制器与多个开关分别电连接，并控制多个开关的接通和断开。
16.具体地，如图1所示，电池包括第一电池组e1和第二电池组e2，其中，第一电池组e1和第二电池组e2采用相同型号的电池，例如，电压平台为400v的蓄电池。当第一电池组e1和第二电池组e2串联时，电池的正极接口和负极接口之间的电压为800v平台，当第一电池组e1和第二电池组e2并联时，电池的正极接口和负极接口之间的电压为400v平台。电池控制器(图中未示出)分别连接开关组的多个开关，以实现对多个开关的接通和断开的切换。在一些实施例中，电池控制器包括输入单元，用户通过输入单元输入指令实现对多个开关的接通和断开的操作；在一些实施例中，输入单元为可手动操作的按钮或智能显示屏。正极接口和负极接口用于连接充电电源对电池进行充电，例如，当第一电池组e1和第二电池组e2串时，连接800v平台的充电电源对电池进行充电，当第一电池组e1和第二电池组e2并联时，连接400v平台的充电电源对电池进行充电。负载包括至少多个车载用电器(例，负载1、负载2
……
负载n)，多个车载用电器相互并联。本领域技术人员可以理解地，400v平台为电池的
正极接口和负极接口之间的电压为400v
±
uv，其中，u大于0，u的取值根据电池种类和电池寿命等有所不同(例如，10＞u大于0)。800v平台为电池的正极接口和负极接口之间的电压为800v
±
uv，其中，u大于0，u的取值根据电池种类和电池寿命等有所不同(例如，10＞u大于0)。
17.在一些实施例中，开关组包括第一开关、第二开关和第三开关，第一开关串联在第一电池组的负极与负极接口之间，第二开关串联在第一电池组的负极与第二电池组的正极之间，第三开关串联在第二电池组的正极与正极接口之间，第一开关和第三开关同步接通或断开，第一开关和第二开关择一的接通。
18.具体地，如图1所示，第一开关k1的一端连接第一电池组e1的负极，另一端连接电池负极接口；第二开关k2的一端连接第一电池组e1的负极，另一端连接第二电池组e2的正极；第三卡关k3的一端连接第二电池组e2的正极，另一端连接电池的正极接口。其中，第一开关k1和第三开关k3同步接通或断开，第二开关k2和第一开关k1择一接通。例如，当第一开关k1和第三开关k3接通，第二开关k2断开，第一电池组e1和第二电池组e2并联；当第一开关k1和第三开关k3断开，第二开关k2接通，第一电池组e1和第二电池组e2串联。在另外的实施例中，开关组还可以包括4个、5个等多个开关，多个开关分别与电池控制器电连接，以可以实现对第一电池组e1和第二电池组e2的串联和并联的切换即可。
19.在一些实施例中，第一开关、第二开关和第三开关采用继电器开关。
20.具体地，第一开关k1、第二开关k2和第三开关k3采用相同的继电器开关，通过电池控制器可以实现对多个开关的远程可快速切换。
21.在一些实施例中，还包括直流转换器，直流转换器设置在电池和负载之间，直流转换器高压端与电池电连接，低压端与负载电连接。
22.具体地，如图1所示，直流转换器采用800v-400vdcdc转换器，负载通过直流转换器与电池连接。在一些实施例中，直流转换器包括多个开关，例如，开关k5、开关k6、开关k7、开关k8，用户通过控制多个开关实现直流转换器接入电路的切换。在另外的实施例中，直流转换器包括多个开关，例如，开关k5、开关k6、开关k7、开关k8，多个开关实现直流转换器接入电路。用户通过电池控制器控制直流转换器的工作状态和不工作状态的切换。电池控制器的输入单元包括控制上述开关的按钮，用户可以手动操作相关按钮控制多个开关的接通和断开。当开关k5和开关k6断开，且开关k7和开关k8接通时，直流转换器接入电路工作。当开关k5和开关k6接通，且开关k7和开关k8断开时，直流转换器未接入电路，不工作。具体示例如下：
23.电池放电：电池放电时，第一电池组e1和第二电池组e2并联，电池的正极接口和负极接口之间的电压切换为400v平台放电，开关k5和开关k6接通且开关k7和开关k8断开，800v-400v dcdc不工作，以此来适应电驱动、空调、加热器和低压dcdc的工作电压，使其正常工作。
24.800v高电压直流快充：在使用800v平台高压直流快充桩充电时，第一电池组e1和第二电池组e2串联，电池的正极接口和负极接口之间的电压切换为800v架构，进行快充，开关k5和开关k6断开，且开关k7和开关k8接通，800v-400v dcdc工作，将充电桩提供的电转为400v平台，为空调、加热器和低压dcdc供电。
25.400v直流快充：在使用现有400v平台充电桩充电时，第一电池组e1和第二电池组
e2并联，电池的正极接口和负极接口之间的电压切换为400v平台，开关k5和开关k6接通且开关k7和开关k8断开，开关k5和开关k6接通且开关k7和开关k8断开，800v-400v dcdc不工作，充电桩为动力电池充电，同时为空调、加热器和低压dcdc供电。
26.在一些实施例中，负载包括电驱动系统、低压直流转换器、电池加热器、乘员加热器和空调压缩机中的一个或多个。
27.具体地，负载包括多个车载用电器，电驱动系统、低压直流转换器、电池加热器、乘员加热器和空调压缩机分别并联在直流转换器的两端，并通过开关k5和开关k6并联连接在电池的两端。
28.在一些实施例中，还包括充电机，充电机通过直流转换器与电池连接。
29.具体地，如图1所示，ac交流充电：在使用车载充电器obc连接交流充电桩ac充电时，第一电池组e1和第二电池组e2并联，电池的正极接口和负极接口之间的电压切换为400v平台，开关k5和开关k6接通且开关k7和开关k8断开，800v-400v dcdc不工作，充电机为动力电池充电，同时为空调、加热器和低压dcdc供电。
30.另一方面，提供一种车辆，包括车载电力系统，车载电力系统采用如前任一车载电力系统。具体地，一种车辆包括电池和负载，负载包括电流输入端和电流输出端；电池包括正极接口、负极接口、第一电池组、第二电池组、开关组和电池控制器，正极接口连接负载的电流输入端，负极接口连接负载的电流输出端，第一电池组和第二电池组的正极分别连接正极接口，第一电池组和第二电池组的负极分别与负极接口连接，开关组包括多个开关，多个开关分别连接第一电池组、第二电池组、正极接口和负极接口，电池控制器与多个开关分别电连接，并控制多个开关的接通和断开。
31.以上已经描述了本公开的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文。