多電壓輸出的動力電池系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001 ]本發(fā)明涉及到電動汽車，特別是電動汽車動力電池系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]電動汽車通常需要二個電池，一是高壓的動力電池，負責為電動汽車提供驅動能源，另一個是低壓電池，負責為汽車低壓用電系統(tǒng)提供電源。高壓的動力電池通常由外部補充能量，低壓電池由高壓的動力電池通過DC/DC補充能量。低壓電池通常是鉛酸電池，鉛酸電池重量大、體積大，壽命短，還對環(huán)境不友好。
【發(fā)明內容】
[0003]本發(fā)明的目的是提供一種多電壓輸出的動力電池系統(tǒng)為電動汽車提供驅動能源，同時動力電池系統(tǒng)也為汽車低壓用電系統(tǒng)提供電源，可以省掉電動汽車的低壓鉛酸電池。本發(fā)明的動力電池系統(tǒng)由充電電池、電池管理系統(tǒng)、DC/DC、電池包外殼、電器接口及其他零部件組成。充電電池主要負責儲存與輸出能量，多個電池串聯(lián)成電池模塊，不同串聯(lián)個數(shù)的電池可以向外輸出不同的電壓。電池管理系統(tǒng)主要負責管理動力電池，一是對電池使用的安全進行管理，一是對電池荷電狀態(tài)的均衡管理，還可以有其他功能，如數(shù)據(jù)存儲功能、通信功能等。DC/DC主要負責將高壓電池的能量轉移到低壓電池，使整個電池系統(tǒng)的荷電均衡。電池包外殼主要是保護電池、電池管理系統(tǒng)、DC/DC及其他器件。電器接口主要負責與外部電路連接，包含高壓接口與低壓接口。其他零部件包含有繼電器、保險、溫度傳感器、電流傳感器等。電器接口位于電池包外殼上，其他器件都在電池包內部。高壓回路串聯(lián)有全部動力電池、高壓繼電器、保險、電流傳感器及高壓接口等，低壓回路串聯(lián)有少數(shù)幾個電池模組、低壓繼電器、保險、電流傳感器及低壓接口等。每節(jié)動力電池都與電池管理系統(tǒng)相連，電池管理系統(tǒng)可以采集每節(jié)電池的電壓信息。高壓繼電器與低壓繼電器的通斷都由電池管理系統(tǒng)控制。電流傳感器采集的信號都傳遞與電池管理系統(tǒng)。溫度傳感器位于電池的表面，溫度傳感器采集的信號傳遞與電池管理系統(tǒng)。DC/DC的輸入端連接高壓電池系統(tǒng)的正負極，DC/DC的輸出端連接低壓電池系統(tǒng)的正負極，DC/DC的工作由電池管理系統(tǒng)控制。電池管理系統(tǒng)根據(jù)電池的電壓、電流及溫度信息決定控制策略及與外界通信。
【附圖說明】
[0004]圖1是具有高低壓輸出的電池系統(tǒng)的示意圖1 一單體電池、2—電池系統(tǒng)的高壓負極、3—電池系統(tǒng)的低壓負極、4 一電池系統(tǒng)的低壓正極、5—電池系統(tǒng)的高壓正極。
[0005]圖2是高低壓輸出共用正極的電池系統(tǒng)的示意圖
21—單體電池、22—電池系統(tǒng)的高壓負極、23—電池系統(tǒng)的低壓負極、24—電池系統(tǒng)高低壓共用的正極。
[0006]圖3是高低壓輸出共用負極的電池系統(tǒng)的示意圖 31—單體電池、32—電池系統(tǒng)高低壓共用的負極、33—電池系統(tǒng)的低壓正極、34—電池系統(tǒng)的高壓正極。
[0007]圖4是DC/DC連接電池系統(tǒng)的示意圖
41 一單體電池、42—電池系統(tǒng)的高壓負極、43—電池系統(tǒng)的低壓負極、44 一電池系統(tǒng)的低壓正極、45—電池系統(tǒng)的高壓正極、46—DC/DC。
【具體實施方式】
[0008]實施例一
動力電池系統(tǒng)由充電電池、電池管理系統(tǒng)、DC/DC、電池包外殼、電器接口及繼電器、保險、溫度傳感器、電流傳感器等零部件組成。其中充電電池為三元體系的18650型鋰離子電池，多個電池并聯(lián)形成單節(jié)模組，多個模組串聯(lián)成電池高壓系統(tǒng)，其中的三個串聯(lián)電池模組負責向低壓系統(tǒng)輸出低壓電，電池系統(tǒng)的高低壓輸出不共用電極。DC/DC的輸入端連接高壓電池系統(tǒng)的正負極，DC/DC的輸出端連接低壓電池系統(tǒng)的正負極，DC/DC由電池管理系統(tǒng)控制將高壓電池系統(tǒng)的能量轉移到這三個串聯(lián)電池模組組成的低壓電池。電池管理系統(tǒng)主要負責管理動力電池，對電池使用的安全進行管理，電池管理系統(tǒng)監(jiān)測電池的電壓、電流、溫度等參數(shù)，確保電池參數(shù)在合理范圍內運行，一旦參數(shù)超出范圍，電池管理系統(tǒng)就發(fā)出警報并通知相關執(zhí)行機構采取措施，防止電池出現(xiàn)過充電、過放電、過電流、高溫使用、低溫使用等。電池管理系統(tǒng)對不同電壓的電池的荷電狀態(tài)的均衡管理，當?shù)蛪弘姵氐暮呻姞顟B(tài)低于高壓系統(tǒng)時，通知DC/DC工作，當?shù)蛪弘姵氐暮呻姞顟B(tài)高于高壓系統(tǒng)2%，通知DC/DC停止工作，通過DC/DC工作使整個電池系統(tǒng)的荷電保持均衡。電池管理系統(tǒng)還有其他如數(shù)據(jù)存儲、通信等功能。電池包外殼為方形塑料外殼，主要是保護電池、電池管理系統(tǒng)、DC/DC及其他器件。高壓回路串聯(lián)有全部動力電池、高壓繼電器、保險、電流傳感器及高壓接口等，低壓回路串聯(lián)有少數(shù)幾個電池模組、低壓繼電器、保險、電流傳感器及低壓接口等。電器接口采用高低壓分開的二個接口，高壓接口主要負責高壓電池系統(tǒng)與外部動力電路連接，低壓接口包含低壓電源接口與通信接口。高壓繼電器安裝在高壓系統(tǒng)的負極端，由電池管理系統(tǒng)控制。高壓保險串聯(lián)在高壓系統(tǒng)的正極端。低壓繼電器安裝在低壓系統(tǒng)的負極端，由電池管理系統(tǒng)控制。低壓保險串聯(lián)在低壓系統(tǒng)的正極端。溫度傳感器安裝在電池的表面，采樣信息傳送與電池管理系統(tǒng)。高壓電流傳感器安裝在高壓系統(tǒng)的正極端，采樣信息傳送與電池管理系統(tǒng)。低壓電流傳感器安裝在低壓系統(tǒng)的正極端，采樣信息傳送與電池管理系統(tǒng)。
[0009]實施例二
動力電池系統(tǒng)由充電電池、電池管理系統(tǒng)、DC/DC、電池包外殼、電器接口及繼電器、保險、溫度傳感器、電流傳感器等零部件組成。其中充電電池為方形磷酸鐵鋰鋰離子電池，多個方形電池串聯(lián)成電池高壓系統(tǒng)，其中的四個串聯(lián)電池模組負責向低壓系統(tǒng)輸出低壓電，電池系統(tǒng)的高低壓輸出不共用電極。DC/DC的輸入端連接高壓電池系統(tǒng)的正負極，DC/DC的輸出端連接低壓電池系統(tǒng)的正負極，DC/DC由電池管理系統(tǒng)控制將高壓電池系統(tǒng)的能量轉移到這四個串聯(lián)電池模組組成的低壓電池。電池管理系統(tǒng)主要負責管理動力電池，對電池使用的安全進行管理，電池管理系統(tǒng)監(jiān)測電池的電壓、電流、溫度等參數(shù)，確保電池參數(shù)在合理范圍內運行，一旦參數(shù)超出范圍，電池管理系統(tǒng)就發(fā)出警報并通知相關執(zhí)行機構采取措施，防止電池出現(xiàn)過充電、過放電、過電流、高溫使用、低溫使用等。電池管理系統(tǒng)對不同電壓的電池的荷電狀態(tài)的均衡管理，當?shù)蛪弘姵氐暮呻姞顟B(tài)低于高壓系統(tǒng)時，通知DC/DC工作，當?shù)蛪弘姵氐暮呻姞顟B(tài)高于高壓系統(tǒng)2%，通知DC/DC停止工作，通過DC/DC工作使整個電池系統(tǒng)的荷電保持均衡。電池管理系統(tǒng)還有其他如數(shù)據(jù)存儲、通信等功能。電池包外殼為方形塑料外殼，主要是保護電池、電池管理系統(tǒng)、DC/DC及其他器件。高壓回路串聯(lián)有全部動力電池、高壓繼電器、保險、電流傳感器及高壓接口等，低壓回路串聯(lián)有少數(shù)幾個電池模組、低壓繼電器、保險、電流傳感器及低壓接口等。電器接口采用高低壓分開的二個接口，高壓接口主要負責高壓電池系統(tǒng)與外部動力電路連接，低壓接口包含低壓電源接口與通信接口。高壓繼電器安裝在高壓系統(tǒng)的負極端，由電池管理系統(tǒng)控制。高壓保險串聯(lián)在高壓系統(tǒng)的正極端。低壓繼電器安裝在低壓系統(tǒng)的負極端，由電池管理系統(tǒng)控制。低壓保險串聯(lián)在低壓系統(tǒng)的正極端。溫度傳感器安裝在電池的表面，采樣信息傳送與電池管理系統(tǒng)。高壓電流傳感器安裝在高壓系統(tǒng)的正極端，采樣信息傳送與電池管理系統(tǒng)。低壓電流傳感器安裝在低壓系統(tǒng)的正極端，采樣信息傳送與電池管理系統(tǒng)。
[0010]實施例三
動力電池系統(tǒng)由充電電池、電池管理系統(tǒng)、DC/DC、電池包外殼、電器接口及繼電器、保險、溫度傳感器、電流傳感器等零部件組成。其中充電電池為三元體系的18650型鋰離子電池，多個電池并聯(lián)形成單節(jié)模組，多個模組串聯(lián)成電池高壓系統(tǒng)，其中的三個串聯(lián)電池模組負責向低壓系統(tǒng)輸出低壓電，電池系統(tǒng)的高低壓輸出共用負極。DC/DC的輸入端連接高壓電池系統(tǒng)的正極于低壓電池系統(tǒng)的正極，DC/DC的輸出端連接低壓電池系統(tǒng)的正負極，DC/DC由電池管理系統(tǒng)控制將高壓電池系統(tǒng)的能量轉移到這三個串聯(lián)電池模組組成的低壓電池。電池管理系統(tǒng)主要負責管理動力電池，對電池使用的安全進行管理，電池管理系統(tǒng)監(jiān)測電池的電壓、電流、溫度等參數(shù)，確保電池參數(shù)在合理范圍內運行，一旦參數(shù)超出范圍，電池管理系統(tǒng)就發(fā)出警報并通知相關執(zhí)行機構采取措施，防止電池出現(xiàn)過充電、過放電、過電流、高溫使用、低溫使用等。電池管理系統(tǒng)對不同電壓的電池的荷電狀態(tài)的均衡管理，當?shù)蛪弘姵氐暮呻姞顟B(tài)低于高壓系統(tǒng)時，通知DC/DC工作，當?shù)蛪弘姵氐暮呻姞顟B(tài)高于高壓系統(tǒng)2%，通知DC/DC停止工作，通過DC/DC工作使整個電池系統(tǒng)的荷電保持均衡。電池管理系統(tǒng)還有其他如數(shù)據(jù)存儲、通信等功能。電池包外殼為方形鈑金外殼，主要是保護電池、電池管理系統(tǒng)、DC/DC及其他器件。高壓回路串聯(lián)有全部動力電池、高壓繼電器、保險、電流傳感器及高壓接口等，低壓回路串聯(lián)有