CN107539159B - 双源电池包、管理方法和***以及电动汽车 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种双源电池包、管理方法和***以及电动汽车，双源电池包包括：包括主电池包和控制单元、且固定于电动汽车内的主电池包仓；和包括辅电池包、且可拆卸地安装在电动汽车内的辅电池包仓；DC/DC转换器第一端和第二端连接在辅电池包的总正端和总负端，第三端与主电池包的总正端和总正输出端相连；第四端与主电池包的总负端和总负输出端连接，形成主电池包和辅电池包的充放电路径；控制单元通过控制DC/DC转换器实现对辅电池包的充放电控制；主电池包和辅电池包的电芯标准不同。本发明在保证电动汽车的整车动力性和经济性的同时，降低了辅电池包的性能要求，使得双源电池包与原电池组相比节约10%‑30%的成本。

Description

双源电池包、管理方法和***以及电动汽车

技术领域

本发明涉及电动汽车的动力电池领域，特别是涉及一种具备增程功能的双源电池包、管理方法和***以及电动汽车。

背景技术

纯电动汽车EV(Electric Vehicle)目前全球发展迅猛，受传统汽车驾驶习惯的影响，对电动汽车EV的长续驶里程的要求逐渐成为主流趋势，如特斯拉Model-S长续驶里程版最高纯电行驶里程近500公里，大众也宣称未来推出超过400km的电动汽车EV。

为了满足长续驶里程要求，电动汽车配置的动力电池***(Battery Pack)需要更大容量，一般超过50kWh。电池***成本、电池包在整车安装中所占空间都对电动汽车的制造提出了相当大的挑战。

目前，电动汽车一般采用两种方式来解决大电量电池包的要求：

其一，增加单体电芯的容量，如三星推出96Ah三元锂离子电池。虽然增加了单体电芯的容量，但是其容量的增加势必会带来空间占用率的增加，如此也会大大制约整车电池空间的利用率，并且，在设计电池包时，大容量的单体电芯不便于随意组合，这使得电池包的可拓展性变差，无法适应不同的续驶里程需求。

其二，采用大量的小容量的单体电芯：例如特斯拉的电池包方案，其基于小容量电芯18650，采用上万只该小容量电芯进行组合，以此来解决大电量电池包的要求。上万只单体电芯的随意组合，虽然解决了大容量和便于组合的问题，但是采用大量的单体电芯势必造成电池包的整体安全性和可靠性的降低。

并且，不论是采用以上两种方案的哪一种，为了保证整车的寿命，对于单体电芯的可靠性的要求极高，如此也导致了电动汽车的整体电池包的成本难以控制。

而在电动汽车EV的整车成本中，动力电池包***的成本占到40-70％。按目前电池电芯价格计算，动力电池包成本大多会超过电动汽车EV的整车成本的50％。与基于燃油的传统汽车相比，电动汽车EV毫无成本优势，从而大大制约了电动汽车EV的市场接受度。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种双源电池包、管理方法和***以及电动汽车，用于解决现有技术中电动汽车的电池包成本过高的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种双源电池包，应用于电动汽车，所述双源电池包包括：主电池包仓和辅电池包仓；所述主电池包仓固定于所述电动汽车内，包括主电池包和控制单元；所述辅电池包仓通过机械快换结构可拆卸地安装在所述电动汽车内，包括辅电池包；所述主电池包仓与所述辅电池包仓相连接；所述双源电池包还包括DC/DC转换器，其第一端和第二端分别连接在所述辅电池包的总正端和总负端，第三端分别与所述主电池包的总正端和所述双源电池包的总正输出端相连，第四端分别与所述主电池包的总负端和所述双源电池包的总负输出端相连；从而形成所述主电池包和所述辅电池包的充放电路径；且所述DC/DC转换器位于所述主电池包仓或所述辅电池包仓；所述控制单元分别与所述DC/DC转换器、所述主电池包和所述辅电池包相连，所述控制单元通过控制所述DC/DC转换器的工作状态，实现对所述辅电池包的充放电控制；所述主电池包和所述辅电池包的电芯标准不同。

于本发明的一实施例中，所述电芯标准包括：外形形态、材料、额定电压、容量、生产时间。

于本发明的一实施例中，包括所述辅电池包的所述辅电池包仓是依据实际续驶里程需求进行选择安装的。

于本发明的一实施例中，所述控制单元依据所述电动汽车所需的功率需求控制所述DC/DC转换器通过升压或降压实现对所述辅电池包的放电功率的控制；在所述辅电池包充电时，所述控制单元依据所述辅电池包的充电终止条件，控制所述DC/DC转换器通过升压或降压来实现对所述辅电池包的充电。

于本发明的一实施例中，当所述辅电池包的充电终止电压小于所述主电池包的放电截止电压的情况下：在所述辅电池包放电时，所述控制单元控制所述DC/DC转换器通过升压实现对所述辅电池包的放电功率的控制，以满足所述电动汽车所需的放电功率；在所述辅电池包充电时，所述控制单元控制所述DC/DC转换器通过降压来实现对所述辅电池包的充电。

于本发明的一实施例中，所述控制单元是依据于所述主电池包的剩余电量和来源于所述电动汽车的功率需求控制所述DC/DC转换器的工作状态。

于本发明的一实施例中，当所述主电池包的剩余电量小于第一电量阈值时，则所述控制单元控制所述DC/DC转换器开始工作，所述辅电池包接替所述主电池包开始放电，并同时为所述主电池包进行充电；当所述主电池包的剩余电量大于第二电量阈值时，则所述控制单元控制所述DC/DC转换器停止工作，所述主电池包开始放电；所述第一电量阈值小于所述第二电量阈值。

于本发明的一实施例中，在所述辅电池包处于放电状态，且经所述DC/DC转换器后输出的放电功率无法满足所述电动汽车的功率需求时，则所述控制单元通过控制所述DC/DC转换器，以所述辅电池包的额定功率进行放电，并控制所述主电池包同时放电予以补充。

于本发明的一实施例中，当所述DC/DC转换器位于所述主电池包仓时，所述双源电池包还包括位于所述辅电池包仓内的第二开关单元；所述第二开关单元连接在所述辅电池包的总正端和所述DC/DC转换器的第一端之间，用于控制所述辅电池包的充放电。

于本发明的一实施例中，所述双源电池包还包括位于所述辅电池包仓内的第三开关单元；所述第三开关单元连接在所述辅电池包的总负端与所述DC/DC转换器的第二端之间，用于控制所述辅电池包的充放电。

于本发明的一实施例中，所述主电池包仓还包括第一开关单元、公共开关单元和第一存储单元；所述辅电池包仓还包括第二存储单元；所述充放电路径包括专用于所述主电池包充放电的主路径和供所述主电池包和所述辅电池包共同充放电的公共路径；所述第一开关单元设置于所述主路径上，用于控制所述主电池包的充放电；所述公共开关单元设置于所述公共路径上，用于控制所述主电池包和所述辅电池包的充放电；所述第一存储单元与所述主电池包和所述控制单元相连，用于保存所述主电池包的相关数据；所述第二存储单元与所述辅电池包和所述控制单元相连，用于保存所述辅电池包的相关数据。

本发明还公开了一种电动汽车，所述电动汽车采用如上所述的双源电池包。

本发明还公开了一种双源电池包的管理方法，应用于电动汽车的整车控制器，且所述双源电池包的辅电池包仓通过机械快换结构可拆卸地安装在所述电动汽车内；所述双源电池包的管理方法包括：步骤S31，接收驾驶者的续驶里程需求；步骤S32，评判所述续驶里程需求：当所述续驶里程需求小于预设的第一里程阈值时，不提示安装所述辅电池包仓，并跳转至步骤S34；当所述续驶里程需求大于所述第一里程阈值时，则提示安装所述辅电池包仓；步骤S33，利用所述双源电池包的控制单元检测所述辅电池包仓是否安装良好：若是，则跳转至步骤S34；若否，则提示预警；步骤S34，调整所述双源电池包的功率输出。

于本发明的一实施例中，所述步骤S32还包括：继续评判所述续驶里程需求是否大于预设的第二里程阈值，如是，则提示安装具有高电量的所述辅电池包仓，再跳转至所述步骤S33；若否，则提示安装具有低电量的所述辅电池包仓，再跳转至步骤S33。

本发明还公开了一种双源电池包的管理***，应用于电动汽车的整车控制器，且所述双源电池包的辅电池包仓通过机械快换结构可拆卸地安装在所述电动汽车内；所述双源电池包管理***包括：接收模块，用于接收驾驶者所提供的续驶里程需求；评判控制模块，用于依据预设的第一里程阈值和第二里程阈值对续驶里程需求进行评判和控制；检测模块，用于利用所述双源电池包的控制单元检测所述辅电池包仓是否安装良好；提示预警模块，用于依据所述评判控制模块的评判控制结果和/或所述检测模块的检测结果，向驾驶者做出提示或预警；调整模块，用于调整所述双源电池包的功率输出；存储模块，用于保存所述第一里程阈值和所述第二里程阈值。

如上所述，本发明的一种双源电池包以及电动汽车，具有以下有益技术效果：

1)本发明采用不同电芯标准的电池包分别作为主电池包和辅电池包，并通过DC/DC转换器控制辅电池包的充放电，保证了辅电池包的放电倍率始终保持在一定的范围内，且可恒定输出；且如果出现放电功率不足时，则由主电池包予以补充，此举有效弥补了高能比电芯倍率放电与寿命之间的缺陷；

2)本发明通过使用不同电芯标准的动力电池(主电池包和辅电池包)，使得双源电池包与原电池组相比节约10％-30％的成本；

3)本发明还可以保证电动汽车的整车的动力性、经济性不受电池的影响而降低；

4)本发明增强了电动汽车的安全冗余度，即使一个电池包出现故障，驾驶者也能将车开到目的地或者4S维修；在满足驾驶者出行的需求的前提下，消除了里程焦虑，又可以降低动力电池***的整体成本，增强了整车竞争力；

5)由于辅电池包仓是可拆卸地，所以本发明可根据驾驶者的续驶里程需求对双源电池包进行管理，针对不同的续驶里程需求，提示安装具有不同电量的辅电池包的辅电池包仓，使得双源电池包的主电池包仓可以和不同的辅电池包仓进行灵活组合，以满足不同的续驶里程，自适应地满足驾驶者的续驶里程需求。

附图说明

图1显示为本发明实施例公开的一种双源电池包的原理结构示意图。

图2显示为本发明实施例公开的采用硬开关的双源电池包的结构示意图。

图3显示为本发明第二实施例公开的一种双源电池包的原理结构示意图。

图4显示为本发明第三实施例公开的一种双源电池包的原理结构示意图。

图5显示为本发明第三实施例公开的另一种双源电池包的原理结构示意图。

图6显示为本发明实施例公开的一种双源电池包的管理方法的流程示意图。

图7显示为本发明实施例公开的一种双源电池包的管理***的原理结构示意图。

元件标号说明

110 主电池包

120 第一开关单元

130 第一检测单元

140 主电池包仓

210 辅电池包

220 DC/DC转换器

230 第二检测单元

240 辅电池包仓

260 第二开关单元

270 第三开关单元

310 公共开关单元

320 公共检测单元

400 控制单元

S31～S34 步骤

510 接收模块

520 评判控制模块

530 检测模块

540 调整模块

550 提示预警模块

560 存储模块

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

请参阅附图。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

本发明提供了一种双源电池包以及电动汽车，采用了不同电芯标准的电池包分别作为主电池包和辅电池包，并通过DC/DC转换器控制辅电池包的充放电，保证了辅电池包的放电倍率始终保持在一定的范围内，且可恒定输出；且如果出现放电功率不足时，则由主电池包予以补充。并且，本发明将主电池包仓和辅电池包仓进行分离式设计，使得主电池包和辅电池包不但可以采用不同电芯标准，而且辅电池包仓还可以按照需求进行选择，再可拆卸地安装在电动汽车内。如此，更大程度满足了驾驶者的不同续驶里程的需求，避免了整体电池包的过设计，降低了整车的成本。并且，针对该可拆卸式的辅电池包仓，公开了一套利用整车控制器对双源电池包进行管理的方法和***

实施例1

本实施例公开了一种应用于电动汽车的双源电池包，如图1所示，包括：主电池包仓140和辅电池包仓240。其中，主电池包仓140包括：主电池包110、第一开关单元120、公共开关单元310和控制单元400。辅电池包仓240包括：辅电池包210、DC/DC转换器220。其中，

主电池包仓140是电动汽车电能的主要来源，其固定安装在电动汽车上，是不可改变和更换的；辅电池包仓240是电动汽车电能的辅助来源，其是可拆卸地安装在电动汽车上，且与主电池包仓140相连接。优选地，通过机械快换结构进行辅电池包仓240与电动汽车之间的更换。也就是说，辅电池包仓240是可以根据辅电池包210的电池健康状况和/或整车续驶里程需求进行更换，如此可以更加有效地辅助主电池包110，以满足驾驶者的不同需求。

DC/DC转换器220的第一端和第二端分别与辅电池包210的总正端和总负端相连，第三端分别与主电池包110的总正端和双源电池包的总正输出端OUT1相连，第四端分别与主电池包110的总负端和双源电池包的总负输出端OUT2相连，如此形成了主电池包110和辅电池包210的充放电路径，如附图1中点划线和实线所示。其中，充放电路径包括主路径、辅路径和公共路径。主路径(图1中的主电池包110所在的实线)是指的是充放电路径中主电池包110所在的支路路径，该支路路径是主电池包110专用的；辅路径(图1中的辅电池包210所在的实线)为充放电路径中辅电池包210所在的支路路径，该支路路径是辅电池包210专用的；公共路径(图1中的点划线)是充放电路径中主电池包110和辅电池包210在充放电过程中所共同使用的路径。

主电池包110和辅电池包210既可以采用相同电芯标准的电池包，也可以采用不同电芯标准的电池包。本实施例中所提到的电池包的电芯标准包括但不限于：外形形态、材料、额定电压、容量、生产时间等等。

优选地，本实施例的辅电池包210的最高充电终止电压要小于主电池包110的放电截止电压。

本实施例的主电池包110采用性能较好的电池包，优选功率能量混合型电芯，既能够满足电池包成组后日常的续驶里程，又可以满足峰值放电的瞬时功率。通常情况下，主电池包110所选的电芯至少满足2500次1C充、放电的循环寿命(80％)的要求。辅电池包210采用循环寿命较少的高能比电芯。如前所述，辅电池包210主要是为了满足更远的续驶里程的需求而设置的，这部分续驶里程在整车的全生命周期内占到的比例不超过10％，故辅电池包210选择高能比的电芯，使得电池包成组后的续驶里程可依据整车需求自由搭配。优选地，辅电池包210的循环寿命满足800次以上的1C充、放电的循环(80％)的要求。如此，主电池包110和辅电池包210既可以满足驾驶者对于出行的需求，消除里程焦虑，又可以降低动力电池包的整体成本，增强了整车竞争力。

第一开关单元120设置于主路径上，用于控制主电池包110的充放电。公共开关单元310设置于公共路径上，用于控制整个双源电池包的工况。第一开关单元120闭合，且公共开关单元310闭合的情况下，主电池包110进行充、放电；在DC/DC转换器220处于工作状态，且公共开关单元310闭合的情况下辅电池包210进行充、放电。

DC/DC转换器220是一个开关电源模块，通过将辅电池包210的电压升压或降压到主电池包110的工作电压范围内，并对外进行放电。同时它也能够将双源电池包的输入电压通过升压或降压到辅电池包210的工作电压范围内，并对辅电池包210进行充电。本实施例通过DC/DC转换器220，打破了传统的辅电池包210一定要与主电池包110保持在相同或相近的电压平台，克服了主电池包110对辅电池包210的影响，降低了辅电池包210的各方面的(性能、电压)要求，使得不同的辅电池包210方案可以应用于本发明的双源电池包；并且，还可以根据电动汽车的整车空间自由选择，自由排布，将空间利用率最大化。

优选地，辅电池包210的充电终止电压要小于主电池包110的放电截止电压，如此，DC/DC转换器220就只要在以下模式即可：在辅电池包210进行放电时，DC/DC转换器220通过升压模式，以控制辅电池包210的放电功率，从而满足电动汽车所需的放电功率；在辅电池包210进行充电时，DC/DC转换器220降低外接输入的充电电压，达到对辅电池包210进行充电的目的。此种情况下，DC/DC转换器220的结构拓扑相对简单。

本实施例中，第一开关单元120和公共开关单元310既可以采用硬开关，也可以采用软开关，并且是通过控制单元400控制的。

优选地，本实施例的硬开关采用接触器，如图2所示(该附图只标识了控制单元400、第一开关单元120、公共开关单元310、主电池包110、辅电池包210和DC/DC转换器220)，第一开关单元120和公共开关单元310均采用接触器来实现：第一开关单元120包括由接触器组成的开关K11和K12；以及公共开关单元310包括由接触器组成的开关K31。其中，开关K11控制主电池包110的充放电回路的断开和闭合；K12控制主电池包110的预充回路的断开和闭合。开关K31为公共路径的开关，控制主电池包或辅电池包的充放电，且保证主电池包110、辅电池包210在异常情况下的高压安全。

优选地，本实施例的软开关采用IGBT或者碳化硅等。

控制单元400与第一开关单元120、DC/DC转换器220、公共开关单元310相连接，用于控制第一开关单元120和公共开关单元310的断开或闭合，以及DC/DC转换器220的工作状态。并且，本实施例的控制信号的传输线路如图1中的虚线所示。为了实现控制单元400对第一开关单元120、DC/DC转换器220和公共开关单元310的精确控制，其需要依据于主电池包110、辅电池包210的参数。因此，本实施例中，主电池包仓140还包括第一检测单元130和公共检测单元320，辅电池包仓240还包括第二检测单元230。其中，

第一检测单元130是用于检测主电池包110和/或第一开关单元120的相关信息，包括但不限于：主电池包110的电压、电流和温度，第一开关单元120的工作状态等等。

第二检测单元230是用于检测辅电池包210和/或DC/DC转换器220的相关信息，包括但不限于：辅电池包210的电压、电流，DC/DC转换器220的工作状态等等。

公共检测单元320是用于检测公共路径的相关信息，包括但不限于：公共路径的电压、电流，公共开关单元310的工作状态。

需要说明的是，本实施例所提出的第一检测单元130、第二检测单元230和公共检测单元320并不仅是一个器件或芯片，也可以是通过多个芯片组合使用来实现的，并且，对于电压、电流和温度的检测、以及对于开关单元的工作状态的检测都是本领域技术人员所熟知的，在此就不再赘述了。此外，对于主电池包110和辅电池包210，根据第一检测单元130和第二检测单元230检测到的温度情况，在温度过高时会对主电池包110、DC/DC转换器220和/或辅电池包210施以相应的冷却处理，以保证主电池包110、DC/DC转换器220和/或辅电池包210的正常工作。

并且，在本实施例的双源电池包中，由于辅电池包仓240是可更换的，因此，在开始工作时要对辅电池包仓240进行检测，以确保辅电池包仓240是否安装良好。并且，为了检测的准确性，每一个辅电池包仓240中还专门配备了一个第二存储单元(未在附图中画出)，用于保存对应的辅电池包210的相关数据，以供控制单元400参考。该相关数据分为永久数据和实时数据；所谓永久数据指的是电池包的固有参数数据，包括但不限于：电池包的生产时间、电池包编号、电池类型、最大允许充电电压、最小允许放电电压、最大允许充电电流、最大允许放电功率等；所谓实时数据指的是电池包在上次断电前的数据，包括但不限于：断电时间、故障信息、剩余电量、电池健康状态、总电压、单体电芯电压等等。

控制单元400对辅电池包仓240的检测除了第二存储单元中保存的相关数据外，还依据于第二检测单元230对于辅电池包210的电压的检测结果和公共检测单元320对公共路径的电压检测结果。只有在检测出辅电池包仓240的辅电池包210的电压与公共路径的电压相同的情况下，才会判定辅电池包仓240安装良好，否则，控制单元400会提示预警。

此外，控制单元400通过第一检测单元130和第二检测单元230所提供的检测数据，可以计算出主电池包110和/或辅电池包210的电量、剩余电量、健康状态、剩余能量等等。以此为依据，对第一开关单元120和DC/DC转换器220进行精确控制，实现对主电池包110或辅电池包210的充、放电的精确管理。

在本实施例中，控制单元400通过两种方式实现对第一开关单元120、DC/DC转换器220和公共开关单元310的控制：

其一，控制单元400还包括通信子单元(未在附图中画出)，利用通信子单元接收CAN(Controller Area Network，控制器局域网络)网络传递过来的控制指令，依据控制指令对第一开关单元120、DC/DC转换器220和公共开关单元310进行控制；

其二，控制单元400是依据于第一检测单元130、第二检测单元230和公共检测单元320的检测结果，进行判断，以对第一开关单元120、DC/DC转换器220和公共开关单元310进行控制。此种方式下，为了配合控制单元400，在主电池仓140内还配置了一个与控制单元400和主电池包110相连接的第一存储单元(未在附图中画出)，用于保存预设参数以及主电池包110的相关数据。其中，主电池包110的相关数据是辅电池包210的相关数据相同。控制单元400是一个具备数据处理功能的芯片，其对第一检测单元130、第二检测单元230和公共检测单元320的检测结果进行处理和判断，进一步实现对第一开关单元120、DC/DC转换器220和公共开关单元310的控制。

优选地，控制单元400是通过主电池包110的剩余电量和来自于电动汽车的功率需求来控制DC/DC转换器220的工作状态的：

在主电池包110的剩余电量大于第一电量阈值时，控制单元400控制DC/DC转换器220不工作，即辅电池包210不进行放电，由主电池包110进行放电；

在主电池包的110的剩余电量小于第一电量阈值时，控制单元400控制DC/DC转换器220开始工作，使得辅电池包210接替主电池包110开始放电。并且，在辅电池包210的放电功率大于电动汽车的功率需求时，辅电池包210在放电的同时，还对主电池包110进行充电；在辅电池包210的放电功率无法满足电动汽车的功率需求是，则控制单元400控制DC/DC转换器220输出额定功率，并控制主电池包110同时放电予以补充。

进一步地，在辅电池包210放电的情况下，当主电池包110的剩余电量大于第二电量阈值时，控制单元400则控制DC/DC转换器停止工作，主电池包110继续进行放电。

此外，辅电池包210进行放电时，如果电动汽车整车急减速，产生回馈电流时，DC/DC转换器220会停止输出，由主电池包完全接收回馈后的能量。

其中，第一电量阈值和第二电量阈值是预先设置的。优选地，第一电量阈值为10％；第二电量阈值为40％。

此外，为了突出本发明的创新部分，本实施例中并没有将与解决本发明所提出的技术问题关系不太密切的单元引入，但这并不表明本实施例中不存在其它的单元。

需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

实施例2

本实施例公开了一种应用于电动汽车的双源电池包，如图3所示，包括：主电池包仓140和辅电池包仓240。其中，主电池包仓140包括：主电池包110、第一开关单元120、公共开关单元310、控制单元400和DC/DC转换器220。辅电池包仓240仅包括辅电池包210。

本实施例公开的双源电池包与实施例1公开的双源电池包仅仅是DC/DC转换器220的安装位置不同，其安装在主电池包仓140内。与之相对应，第二检测单元230仅用于实现对辅电池包210的电压、电流、温度和绝缘电阻的检测，而第一检测单元130除了用于检测主电池包110的电压、电流、温度和绝缘电阻、以及第一开关单元120的工作状态外，还用于检测位于主电池包140内的DC/DC转换器220的工作状态。

整个双源电池包的工作原理和连接关系，与实施例1完全相同，在此不再赘述。

实施例3

本实施例公开了一种应用于电动汽车的双源电池包，如图4所示，包括：主电池包仓140和辅电池包仓240。其中，主电池包仓140包括：主电池包110、第一开关单元120、公共开关单元310、控制单元400和DC/DC转换器220。辅电池包仓240包括辅电池包210和第二开关单元260。其中，第二开关单元260是连接在辅电池包210的总正端与DC/DC转换器220的第一端之间。由于控制辅电池包210的DC/DC转换器220与辅电池包210并没有同时安装在辅电池包仓240内，因此，基于安全性的考量，在辅电池包210的总正端增设了第二开关单元260，使得辅电池包仓240在拆卸的过程中更加安全。

并且，在图4所示的双源电池包中，第二检测单元230除了对辅电池包210的电压、电流、温度和绝缘电阻进行检测外，还要对第二开关单元260的工作状态进行检测。对于DC/DC转换器220的工作状态的检测同样改由第一检测单元130来实现。

进一步地，如图5所示，还可以在辅电池包仓240内，辅电池包210的总负端和DC/DC转换器220的第二端之间设置第三开关单元270，以达到对辅电池包仓240的安全性的双重保护。并且，图5所示的双源电池包中，第二检测单元230除了对辅电池包210的电压、电流、温度和绝缘电阻进行检测外，还要对第二开关单元260和/或第三开关单元270的工作状态进行检测。对于DC/DC转换器220的工作状态的检测同样改由第一检测单元130来实现。

此外，第二开关单元260和/或第三开关单元270如实施例1中的第一开关单元120一样，既可以采用硬开关，也可以采用软开关，在此就不再赘述。

本实施例的双源电池包的DC/DC转换器220的工作原理也同样与实施例1相同，在此就不再赘述。只是，在对辅电池包210进行控制时，只有在第二开关单元260、或第二开关单元260和第三开关单元270同时闭合时，才可以通过控制DC/DC转换器220的工作状态，控制辅电池包210的充放电；否则，只要是第二开关单元260或第三开关单元270断开，辅电池包210均无法进行充放电。

实施例4

本实施例公开了一种双源电池包的管理方法，应用于使用了如实施例1、2或3公开的双源电池包的电动汽车的整车控制器(Vehicle Control Unit)，以实现对双源电池包的主电池包仓和辅电池包仓的管理。

如图6所示，本实施例的双源电池包的管理方法包括：

步骤S31，接收驾驶者的续驶里程需求：

驾驶者通过整车控制器的面板输入其预计的续驶里程需求。例如，驾驶者今天打算从上海自驾往返苏州，也就是说，续驶里程需求在220公里左右。需要说明的是，本实施例所公开的接收驾驶者的续驶里程需求，并不仅限于驾驶者直接输入续驶里程需求这一种情况，其也可以输入相应的目的地地址，由导航设备统计所需的续驶里程需求并提供给整车控制器。因此，只要是能够为整车控制器提供相应的续驶里程需求的方式均在本发明的保护范围内。

步骤S32，评判驾驶者的续驶里程需求：

当续驶里程需求小于第一里程阈值时，则不提示安装辅电池包仓，并跳转至步骤S34；

当续驶里程需求大于第一里程阈值时，则提示安装辅电池包仓，并跳转至步骤S33；

优选地，为了实现对双源电池包的更加精确的管理，因此，在对续驶里程需求和第一里程阈值进行评判后，还会对续驶里程需求和第二里程阈值进行再次评判，即：

当续驶里程需求小于第二里程阈值时，则提示安装具有低电量的辅电池包仓；并跳转至步骤S33；

当续驶里程需求大于第二里程阈值时，则提示安装具有高电量的辅电池包仓；并跳转至步骤S33。

在本实施例中，第一里程阈值和第二里程阈值都是基于电动汽车每天的平均行驶里程统计值而预设的。优选地，第一里程阈值为150公里，第二里程阈值为250公里。

由于实施例1、2或3的分离式双源电池包的辅电池包仓是可拆卸地，且主电池包一般能够满足150公里的续驶里程需求，因此，在小于第一里程阈值时，则不需要额外安装辅电池包仓。并且，根据不同的续驶里程需求，可以提示安装具备不同电量的电池包仓作为辅电池包仓。例如，上海自驾往返苏州，续驶里程需求在220公里，因此只要按照一个低电量的辅电池包仓即可满足需求。

步骤S33，利用双源电池包的控制单元检测辅电池包仓是否安装良好：

如果安装良好，则跳转至步骤S34；

如果未安装好，则提示预警。

双源电池包的控制单元对辅电池包仓的检测在实施例1中已经做了详细的介绍，在此不再撰写。

步骤S34，调整双源电池包的功率输出，不同的辅电池包仓重量不同，在选择不安装辅电池包仓或安装具有低电量的辅电池包仓时，***可以自适应降低输出功率，在不影响动力性的情况下减少能量损耗，增加续驶里程。

其中，调整双源电池包的功率输出既包括调整主电池包的功率输出，也包括调整主电池包和辅电池包的功率输出。

上面方法的步骤划分，只是为了描述清楚，实现时可以合并为一个步骤或者对某些步骤进行拆分，分解为多个步骤，只要包含相同的逻辑关系，都在本专利的保护范围内；对算法中或者流程中添加无关紧要的修改或者引入无关紧要的设计，但不改变其算法和流程的核心设计都在该专利的保护范围内。

实施例5

本实施例公开了一种双源电池包的管理***，应用于使用了如实施例1的双源电池包的电动汽车的整车控制器。且该双源电池包的管理***与双源电池包相连。

如图7所示，本实施例的电池包的管理***包括：接收模块510，评判控制模块520，检测模块530，调整模块540、提示预警模块550、存储模块560。

其中，接收模块510用于接收驾驶者所提供的续驶里程需求；

评判控制模块520用于对续驶里程需求进行评判：

当续驶里程需求小于第一里程阈值时，则不安装辅电池包仓；

当续驶里程需求在第一里程阈值和第二里程阈值之间时，则通过提示预警模块550提示安装具有低电量的辅电池包仓；

当续驶里程需求大于第二里程阈值时，则通过提示预警模块550提示安装具有高电量的辅电池包仓。

检测模块530用于利用双源电池包的控制单元检测辅电池包仓是否安装良好，并在检测到辅电池包仓未安装良好的情况下，通过提示预警模块550进行预警。

调整模块540用于调整双源电池包的功率输出。

提示预警模块550用于向驾驶者提供相应的提示和预警。例如；提示安装低电量的辅电池包，辅电池包未安装良好等等。

存储模块560用于保存预设的第一里程阈值和第二里程阈值。

此外，为了突出本发明的创新部分，本实施例中并没有将与解决本发明所提出的技术问题关系不太密切的单元引入，但这并不表明本实施例中不存在其它的单元。

并且不难发现，本实施例是与第二实施例相对应的***实施例，本实施例可与第四实施例互相配合实施。第四实施例中提到的相关技术细节在本实施例中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施例中提到的相关技术细节也可应用在第四实施例中。

综上所述，本发明的一种双源电池包以及电动汽车，采用不同电芯标准的电池包分别作为主电池包和辅电池包，并通过DC/DC转换器控制辅电池包的充放电，保证了辅电池包的放电倍率始终保持在一定的范围内，且可恒定输出；且如果出现放电功率不足时，则由主电池包予以补充，此举有效弥补了高能比电芯倍率放电与寿命之间的缺陷；本发明通过使用不同电芯标准的动力电池(主电池包和辅电池包)，使得双源电池包与原电池组相比节约10％-30％的成本；本发明还可以保证电动汽车的整车的动力性、经济性不受电池的影响而降低；本发明增强了电动汽车的安全冗余度，即使一个电池包出现故障，驾驶者也能将车开到目的地或者4S维修；在满足驾驶者出行的需求的前提下，消除了里程焦虑，又可以降低动力电池***的整体成本，增强了整车竞争力；由于辅电池包仓是可拆卸地，所以本发明可根据驾驶者的续驶里程需求对双源电池包进行管理，针对不同的续驶里程需求，提示安装具有不同电量的辅电池包的辅电池包仓，使得双源电池包的主电池包仓可以和不同的辅电池包仓进行灵活组合，以满足不同的续驶里程，自适应地满足驾驶者的续驶里程需求。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (12)

1.一种双源电池包，其特征在于，应用于电动汽车，所述双源电池包包括：主电池包仓和辅电池包仓；

所述主电池包仓固定于所述电动汽车内，包括主电池包和控制单元；所述辅电池包仓通过机械快换结构可拆卸地安装在所述电动汽车内，包括辅电池包；所述主电池包仓与所述辅电池包仓相连接；

所述双源电池包还包括DC/DC转换器，其第一端和第二端分别连接在所述辅电池包的总正端和总负端，第三端分别与所述主电池包的总正端和所述双源电池包的总正输出端相连，第四端分别与所述主电池包的总负端和所述双源电池包的总负输出端相连；从而形成所述主电池包和所述辅电池包的充放电路径；且所述DC/DC转换器位于所述主电池包仓或所述辅电池包仓；

所述控制单元分别与所述DC/DC转换器、所述主电池包和所述辅电池包相连，所述控制单元通过控制所述DC/DC转换器的工作状态，实现对所述辅电池包的充放电控制；

所述主电池包和所述辅电池包的电芯标准不同；

其中，所述主电池包仓还包括第一开关单元、公共开关单元和第一存储单元；所述辅电池包仓还包括第二存储单元；

所述充放电路径包括专用于所述主电池包充放电的主路径和供所述主电池包和所述辅电池包共同充放电的公共路径；

所述第一开关单元设置于所述主路径上，用于控制所述主电池包的充放电；

所述公共开关单元设置于所述公共路径上，用于控制所述主电池包和所述辅电池包的充、放电；

所述第一存储单元与所述主电池包和所述控制单元相连，用于保存所述主电池包的相关数据；

所述第二存储单元与所述辅电池包和所述控制单元相连，用于保存所述辅电池包的相关数据。

2.根据权利要求1所述的双源电池包，其特征在于：所述电芯标准包括：外形形态、材料、额定电压、容量、生产时间。

3.根据权利要求1所述的双源电池包，其特征在于：包括所述辅电池包的所述辅电池包仓是依据实际续驶里程需求进行选择安装的。

4.根据权利要求1所述的双源电池包，其特征在于：所述控制单元依据所述电动汽车所需的功率需求控制所述DC/DC转换器通过升压或降压实现对所述辅电池包的放电功率的控制；在所述辅电池包充电时，所述控制单元依据所述辅电池包的充电终止条件，控制所述DC/DC转换器通过升压或降压来实现对所述辅电池包的充电过程。

5.根据权利要求4所述的双源电池包，其特征在于：当所述辅电池包的充电终止电压小于所述主电池包的放电截止电压的情况下：在所述辅电池包放电时，所述控制单元控制所述DC/DC转换器通过升压实现对所述辅电池的放电功率的控制，以满足所述电动汽车所需的放电功率；在所述辅电池包充电时，所述控制单元控制所述DC/DC转换器通过降压来实现对所述辅电池包的充电过程。

6.根据权利要求1所述的双源电池包，其特征在于：所述控制单元是依据于所述主电池包的剩余电量和来源于所述电动汽车的功率需求控制所述DC/DC转换器的工作状态。

7.根据权利要求6所述的双源电池包，其特征在于：

当所述主电池包的剩余电量小于第一电量阈值时，则所述控制单元控制所述DC/DC转换器开始工作，所述辅电池包接替所述主电池包开始放电，并同时为所述主电池包进行充电；

当所述主电池包的剩余电量大于第二电量阈值时，则所述控制单元控制所述DC/DC转换器停止工作，所述主电池包开始放电；

所述第一电量阈值小于所述第二电量阈值。

8.根据权利要求6所述的双源电池包，其特征在于：在所述辅电池包处于放电状态，且经所述DC/DC转换器后输出的放电功率无法满足所述电动汽车的功率需求时，则所述控制单元通过控制所述DC/DC转换器，以所述辅电池包的额定功率进行放电，并控制所述主电池包同时放电予以补充。

9.根据权利要求1所述的双源电池包，其特征在于：当所述DC/DC转换器位于所述主电池包仓时；所述双源电池包还包括位于所述辅电池包仓内的第二开关单元；

所述第二开关单元连接在所述辅电池包的总正端和所述DC/DC转换器的第一端之间，用于控制所述辅电池包的充放电。

10.根据权利要求9所述的双源电池包，其特征在于：所述双源电池包还包括位于所述辅电池包仓内的第三开关单元；所述第三开关单元连接在所述辅电池包的总负端与所述DC/DC转换器的第二端之间，用于控制所述辅电池包的充放电。

11.一种电动汽车，其特征在于：所述电动汽车采用如权利要求1-10中任意一项所述的双源电池包。

12.一种双源电池包的管理***，其特征在于：应用于电动汽车的整车控制器，且所述双源电池包的辅电池包仓通过机械快换结构可拆卸地安装在所述电动汽车内；所述双源电池包管理***包括：

接收模块，用于接收驾驶者所提供的续驶里程需求；

评判控制模块，用于依据预设的第一里程阈值和第二里程阈值对续驶里程需求进行评判和控制；

检测模块，用于利用所述双源电池包的控制单元检测所述辅电池包仓是否安装良好；

提示预警模块，用于依据所述评判控制模块的评判控制结果和/或所述检测模块的检测结果，向驾驶者做出提示或预警；

调整模块，用于调整所述双源电池包的功率输出；

存储模块，用于保存所述第一里程阈值和所述第二里程阈值。