CN108454408A - 供电***和电动汽车 - Google Patents

Abstract

本发明提供的供电***和电动汽车，涉及电池技术领域。其中，供电***包括：电池包，该电池包包括多个单体电池，多个采集执行器，各所述采集执行器与各所述单体电池对应连接设置，以使所述多个单体电池串联连接后能够对用电设备供电，控制设备，该控制设备与各所述采集执行器分别连接。各所述采集执行器分别采集对应的单体电池的状态信息并发送至所述控制设备，所述控制设备根据该状态信息控制所述采集执行器是否切断对应的单体电池与其它各单体电池的串联连接，并建立其它各单体电池之间的串联连接，以保持对所述用电设备的供电。通过上述设置，可以改善现有技术中供电***的供电可靠性较低的问题。

Description

供电***和电动汽车

技术领域

本发明涉及电池技术领域，具体而言，涉及一种供电***和电动汽车。

背景技术

为了达到更高的节能减排，纯电动汽车或油电混合的电动汽车被广泛应用。其中，供电***作为电动汽车的动力源，其性能在很大程度上影响者电动汽车的性能。一般，供电***会通过多个单体电池的串并联组合形成。

经发明人研究发现，在现有技术中，若单个单体电池出现故障，将导致整个供电***难以有效地对电动汽车的用电设备进行供电，进而导致供电可靠性低的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种供电***和电动汽车，以改善现有技术中供电***的供电可靠性较低的问题。

为实现上述目的，本发明实施例采用如下技术方案：

一种供电***，包括：

电池包，该电池包包括多个单体电池；

多个采集执行器，各所述采集执行器与各所述单体电池对应连接设置，以使所述多个单体电池串联连接后能够对用电设备供电；

控制设备，该控制设备与各所述采集执行器分别连接；

其中，各所述采集执行器分别采集对应的单体电池的状态信息并发送至所述控制设备，所述控制设备根据该状态信息控制所述采集执行器是否切断对应的单体电池与其它各单体电池的串联连接，并在切断该串联连接时通过所述采集执行器建立其它各单体电池之间的串联连接，以保持对所述用电设备的供电。

在本发明实施例较佳的选择中，在上述供电***中，所述电池包为多个，各所述电池包并联连接，以形成一个正输出端和一个负输出端；

其中，所述正输出端与所述用电设备的正极连接，所述负输出端与所述用电设备的负极连接。

在本发明实施例较佳的选择中，在上述供电***中，所述控制设备包括：

第一控制器，该第一控制器为多个，且每个第一控制器与一个电池包中的各单体电池对应的各采集执行器连接，以使该第一控制器获取连接的各采集执行器采集的状态信息；

第二控制器，该第二控制器与各所述第一控制器分别连接，以获取各第一控制器获取的状态信息。

在本发明实施例较佳的选择中，在上述供电***中，还包括：

多个采集设备，各所述采集设备与各所述电池包对应连接设置以采集对应的电池包的状态信息，且与该电池包对应的第一控制器连接，以将采集的状态信息发送至对应的第一控制器。

在本发明实施例较佳的选择中，在上述供电***中，每个采集设备包括：

电流检测器，该电流检测器设置于对应电池包的输出端口，且与该电池包对应的第一控制器连接，以检测该电池包的输出电流并发送至对应的第一控制器；

电压检测器，该电压检测器设置于对应电池包的输出端口，且与该电池包对应的第一控制器连接，以检测电池包的输出电压并发送至对应的第一控制器。

在本发明实施例较佳的选择中，在上述供电***中，还包括：

第一开关器件，该第一开关器件的高电位端与所述正输出端连接、低电位端与所述用电设备的正极连接，以使所述正输出端通过所述第一开关器件与所述用电设备的正极连接。

在本发明实施例较佳的选择中，在上述供电***中，还包括：

用于连接外部电源的充电接口，该充电接口的负极与所述负输出端连接；

第二开关器件，该第二开关器件的高电位端与所述充电接口的正极连接、低电位端与所述正输出端连接，以使所述充电接口的正极通过所述第二开关器件与所述正输出端连接。

本发明实施例还提供了一种电动汽车，包括电机和供电***，所述供电***包括：

电池包，该电池包包括多个单体电池；

多个采集执行器，各所述采集执行器与各所述单体电池对应连接设置，以使所述多个单体电池串联连接后能够对所述电机供电；

控制设备，该控制设备与各所述采集执行器分别连接；

其中，各所述采集执行器分别采集对应的单体电池的状态信息并发送至所述控制设备，所述控制设备根据该状态信息控制所述采集执行器是否切断对应的单体电池与其它各单体电池的串联连接，并在切断该串联连接时通过所述采集执行器建立其它各单体电池之间的串联连接，以保持对所述电机的供电。

在本发明实施例较佳的选择中，在上述电动汽车中，所述电池包为多个，各所述电池包并联连接，以形成一个正输出端和一个负输出端；

其中，所述正输出端与所述电机的正极连接，所述负输出端与所述电机的负极连接。

在本发明实施例较佳的选择中，在上述电动汽车中，所述控制设备包括：

第一控制器，该第一控制器为多个，且每个第一控制器与一个电池包中的各单体电池对应的各采集执行器连接，以使该第一控制器获取连接的各采集执行器采集的状态信息；

第二控制器，该第二控制器与各所述第一控制器分别连接，以获取各第一控制器获取的状态信息。

本发明提供的供电***和电动汽车，通过对每一个单体电池对应设置一个采集执行器，以检测该单体电池的状态信息，并基于该状态信息控制对应的采集执行器是否切断该单体电池的连接，并在切断该连接时可以通过采集执行器实现其它单体电池之间的连接，以保证供电***可以继续对电动汽车的用电设备进行供电，进而避免现有技术中由于单个单体电池故障而导致整个供电***无法继续对用电设备进行供电的问题，极大地提高了供电***供电的可靠性。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

图1为本发明实施例提供的电动汽车的结构框图。

图2为本发明实施例提供的供电***的结构框图。

图3为本发明实施例提供的供电***的连接示意图。

图4为本发明实施例提供的供电***的另一连接示意图。

图5为本发明实施例提供的供电***的另一连接示意图。

图6为本发明实施例提供的供电***的另一连接示意图。

图标：10-电动汽车；100-供电***；110-电池包；111-单体电池；120-采集执行器；130-控制设备；131-第一控制器；133-第二控制器；140-采集设备；150-第一开关器件；160-第二开关器件；200-用电设备。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

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。在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为只是或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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发明中的具体含义。

如图1所示，本发明实施例提供了一种电动汽车10，包括供电***100和用电设备200。其中，所述供电***100与所述用电设备200连接，以向所述用电设备200提供电能，以驱动所述用电设备200工作。

可选地，所述用电设备200的类型不受限制，可以根据实际应用需求进行设置，例如，可以包括，但不限于电机、显示设备、通信设备等。

可选地，所述电动汽车10的具体类型不受限制，可以根据实际应用需求进行设置，例如，既可以是纯电动汽车，也可以是油电混合的电动汽车，也就是说，可以是任意具有供电***100和用电设备200的汽车。

结合图2和图3，本发明实施例还提供一种可应用于上述电动汽车10的供电***100。其中，供电***100可以包括电池包110、采集执行器120以及控制设备130。

进一步地，在本实施例中，所述电池包110可以包括多个单体电池111。所述采集执行器120可以为多个，各所述采集执行器120与各所述单体电池111对应连接设置，以使所述多个单体电池111串联连接后能够对用电设备200供电。所述控制设备130与各所述采集执行器120分别连接，以获取各所述采集执行器120采集的信息。

通过上述设置，各所述采集执行器120可以分别采集对应的单体电池111的状态信息并发送至所述控制设备130，所述控制设备130可以根据该状态信息控制所述采集执行器120是否切断对应的单体电池111与其它各单体电池111的串联连接，并在切断该串联连接时通过所述采集执行器120建立其它各单体电池111之间的串联连接，以保持对所述用电设备200的供电。

其中，所述状态信息的内容不受限制，只要能够有效地反映对应的单体电池111的工作状态即可，例如，可以包括，但不限于是否属于充电状态、放电状态、不工作状态，充电状态对应的输入电流、当前电压，放电状态对应的输出电流、当前电压，以及不工作时的当前电压。

可选地，所述控制设备130根据上述状态信息控采集执行器120是否切断对应的串联连接的具体判断依据不受限制，可以根据实际应用需求进行设置，例如，既可以是针对每一个单体电池111预先存储最大或最小充电电流、放电电流、充电电压以及放电电压等，若充电时的输入电流大于最大充电电流或小于最小充电电流，可以判定该单体电池111异常，进而切断该单体电池111与其它单体电池111的串联连接。又例如，可以将各采集执行器120采集的各单体电池111的状态信息进行比较，若其中一个或少数个单体电池111的状态信息与其它多数单体电池111的状态信息存在较大差异，可以判定该一个或少数个单体电池111异常，进而切断该一个或少数个单体电池111与其它单体电池111的串联连接。

可选地，通过采集执行器120切断单体电池111之间的串联连接的方式不受限制，可以根据实际应用需求进行设置，例如，既可以是将需要切断的单体电池111短路或者接入其它电流回路，也可以是将需要切断的单体电池111断路。在本实施例中，优选地，可以将需要切断的单体电池111断路，以避免存在能源浪费或单体电池111二次受损的问题。

可选地，通过采集执行器120建立其它单体电池111之间的串联连接的方式不受限制，可以根据实际应用需求进行设置，例如，既可以是设置单刀双掷开关同时实现一个单体电池111与其它各单体电池111之间的连接切断和实现其它各单体电池111之间的连接建立，也可以是通过设置两个开关器件，其中一个可以切断对应的单体电池111与其它单体电池111的连接，另一个可以建立该对应的单体电池111正负极分别连接的两个单体电池111的连接，进而保证其它各单体电池111的串联连接后能够对用电设备200供电。

进一步地，考虑到单个电池包110的输出电流难以驱动额定电流较大的用电设备200，在本实施例中，所述电池包110可以为多个。

其中，各所述电池包110可以并联连接，以形成一个正输出端和第一个负输出端。所述正输出端可以与所述用电设备200的正极连接，所述负输出端可以与所述用电设备200的负极连接，以通过所述正输出端和所述负输出端向所述用电设备200输出数值为各电池包110的输出电流值的总和的电流。

进一步地，考虑到设置多个电池包110，对应地，单体电池111的数量会较多，采集执行器120的数量也会增多，为便于所述控制设备130更为有效、准确地对各采集执行器120进行控制，在本实施例中，结合图4，所述控制设备130可以包括第一控制器131和第二控制器133。

其中，所述第一控制器131可以为多个，且可以与所述电池包110的数量相同。详细地，每个第一控制器131与一个电池包110中的各单体电池111对应的各采集执行器120连接，以使该第一控制器131获取连接的各采集执行器120采集的状态信息。也就是说，一个第一控制器131可以通过连接的各采集执行器120对一个电池包110内的各单体电池111进行监控。

所述第二控制器133与各所述第一控制器131分别连接，以获取各第一控制器131获取的状态信息。其中，所述第二控制器133可以通过各所述第一控制器131对各单体电池111进行监控，从而避免因采用一个控制器对各单体电池111进行监控而存在数据处理量较大的问题，进而更为有效、准确地对各单体电池111进行监控。

可选地，所述第一控制器131和所述第二控制器133的类型不受限制，可以根据实际应用需求进行设置。例如，可以包括，但不限于单片机、数字信号处理器以及可编程逻辑控制器等。

进一步地，经过发明人的研究发现，在实际应用中，在一个电池包110内串联连接的多个单体电池111，由于电量、电压以及内阻的不同，会导致该电池包110的输出电流与各单体电池111的输出电流存在一定差异，因此，为更好的实现对各单体电池111的监控，在本实施例中，结合图5，所述供电***100还可以包括多个采集设备140，并且所述采集设备140的数量与所述电池包110的数量相同。

其中，各所述采集设备140与各所述电池包110对应连接设置以采集对应的电池包110的状态信息，且与该电池包110对应的第一控制器131连接，以将采集的状态信息发送至对应的第一控制器131。

进一步地，在本实施例中，每个采集设备140可以包括电流检测器和电压检测器。所述电流检测器设置于对应电池包110的输出端口，且与该电池包110对应的第一控制器131连接，以检测该电池包110的输出电流并发送至对应的第一控制器131。所述电压检测器设置于对应电池包110的输出端口，且与该电池包110对应的第一控制器131连接，以检测电池包110的输出电压并发送至对应的第一控制器131。

可选地，所述电流检测器与对应的电池包110的连接方式不受限制，可以根据实际应用需求进行设置。例如，若所述电流检测器为电流表，可以将电流表与电池包110串联连接，以获取该电池包110的输出电流。

又例如，若所述电流检测器为感应型检测器件，可以将所述电流检测器设置与对应电池包110的附近区域，以通过电磁感应效应获取电池包110的输出电流。

同理，所述电压检测器与对应的电池包110的连接方式不受限制，可以根据实际应用中所述电压检测器的检测方式进行对应设置，以获取该电池包110的输出电压。

进一步地，为实现对所述用电设备200是否进行供电的整体控制，在本实施例中，结合图6，所述供电***100还可以包括第一开关器件150，以控制各所述电池包110是否对用电设备200进行供电。

其中，所述第一开关器件150的高电位端与所述正输出端连接、低电位端与所述用电设备200的正极连接，以使所述正输出端通过所述第一开关器件150与所述用电设备200的正极连接。

可选地，所述第一开关器件150也可以通过控制所述负输出端与所述用电设备200的负极之间的连接，以实现对用电设备200的供电的控制。例如，所述正输出端与所述用电设备200的正极连接，所述负输出端与所述第一开关器件150的低电位端连接，所述第一开关器件150的高电位端与所述用电设备200的正极连接。

进一步地，为便于控制外部电源对所述电池包110进行充电，在本实施例中，所述供电***100还可以包括充电接口和第二开关器件160。

其中，所述充电接口的负极与所述负输出端连接。所述第二开关器件160的高电位端与所述充电接口的正极连接、低电位端与所述正输出端连接，以使所述充电接口的正极通过所述第二开关器件160与所述正输出端连接。

可选地，所述第二开关器件160也可以通过控制所述负输出端与所述充电接口的负极之间连接，以实现对所述电池包110的充电的控制。例如，所述正输出端与所述充电接口的正极连接，所述第二开关器件160的高电位端与所述负输出端连接、低电位端与所述充电接口的负极连接。

可选地，所述第一开关器件150和所述第二开关器件160是否导通，既可以是通过所述控制设备130控制，也可以是通过设置的其它控制器控制，也就是说，所述第一开关器件150的控制端和所述第二开关器件160的控制端既可以是与所述控制设备130连接，也可以是与其它控制器连接。

可选地，所述第一开关器件150和所述第二开关器件160的类型不受限制，只要能够实现电路通断的控制即可，例如，可以包括，但不限于三极管、金属氧化物半导体场效应晶体管、晶闸管、碳化硅晶体管、氮化镓晶体管、高电子迁移率晶体管以及绝缘栅双极型晶体管等具备开关特性的电气元件。

综上所述，本发明提供的供电***100和电动汽车10，通过对每一个单体电池111对应设置一个采集执行器120，以检测该单体电池111的状态信息，并基于该状态信息控制对应的采集执行器120是否切断该单体电池111的连接，并在切断该连接时可以通过采集执行器120实现其它单体电池111之间的连接，以保证供电***100可以继续对电动汽车10的用电设备200进行供电，进而避免现有技术中由于单个单体电池111故障而导致整个供电***100无法继续对用电设备200进行供电的问题，极大地提高了供电***100供电的可靠性。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种供电***，其特征在于，包括：

电池包，该电池包包括多个单体电池；

多个采集执行器，各所述采集执行器与各所述单体电池对应连接设置，以使所述多个单体电池串联连接后能够对用电设备供电；

控制设备，该控制设备与各所述采集执行器分别连接；

其中，各所述采集执行器分别采集对应的单体电池的状态信息并发送至所述控制设备，所述控制设备根据该状态信息控制所述采集执行器是否切断对应的单体电池与其它各单体电池的串联连接，并在切断该串联连接时通过所述采集执行器建立其它各单体电池之间的串联连接，以保持对所述用电设备的供电。

2.根据权利要求1所述的供电***，其特征在于，所述电池包为多个，各所述电池包并联连接，以形成一个正输出端和一个负输出端；

其中，所述正输出端与所述用电设备的正极连接，所述负输出端与所述用电设备的负极连接。

3.根据权利要求2所述的供电***，其特征在于，所述控制设备包括：

第一控制器，该第一控制器为多个，且每个第一控制器与一个电池包中的各单体电池对应的各采集执行器连接，以使该第一控制器获取连接的各采集执行器采集的状态信息；

第二控制器，该第二控制器与各所述第一控制器分别连接，以获取各第一控制器获取的状态信息。

4.根据权利要求3所述的供电***，其特征在于，还包括：

多个采集设备，各所述采集设备与各所述电池包对应连接设置以采集对应的电池包的状态信息，且与该电池包对应的第一控制器连接，以将采集的状态信息发送至对应的第一控制器。

5.根据权利要求4所述的供电***，其特征在于，每个采集设备包括：

电流检测器，该电流检测器设置于对应电池包的输出端口，且与该电池包对应的第一控制器连接，以检测该电池包的输出电流并发送至对应的第一控制器；

电压检测器，该电压检测器设置于对应电池包的输出端口，且与该电池包对应的第一控制器连接，以检测电池包的输出电压并发送至对应的第一控制器。

6.根据权利要求2所述的供电***，其特征在于，还包括：

第一开关器件，该第一开关器件的高电位端与所述正输出端连接、低电位端与所述用电设备的正极连接，以使所述正输出端通过所述第一开关器件与所述用电设备的正极连接。

7.根据权利要求2或6所述的供电***，其特征在于，还包括：

用于连接外部电源的充电接口，该充电接口的负极与所述负输出端连接；

第二开关器件，该第二开关器件的高电位端与所述充电接口的正极连接、低电位端与所述正输出端连接，以使所述充电接口的正极通过所述第二开关器件与所述正输出端连接。

8.一种电动汽车，其特征在于，包括电机和供电***，所述供电***包括：

电池包，该电池包包括多个单体电池；

多个采集执行器，各所述采集执行器与各所述单体电池对应连接设置，以使所述多个单体电池串联连接后能够对所述电机供电；

控制设备，该控制设备与各所述采集执行器分别连接；

其中，各所述采集执行器分别采集对应的单体电池的状态信息并发送至所述控制设备，所述控制设备根据该状态信息控制所述采集执行器是否切断对应的单体电池与其它各单体电池的串联连接，并在切断该串联连接时通过所述采集执行器建立其它各单体电池之间的串联连接，以保持对所述电机的供电。

9.根据权利要求8所述的电动汽车，其特征在于，所述电池包为多个，各所述电池包并联连接，以形成一个正输出端和一个负输出端；

其中，所述正输出端与所述电机的正极连接，所述负输出端与所述电机的负极连接。

10.根据权利要求9所述的电动汽车，其特征在于，所述控制设备包括：

第一控制器，该第一控制器为多个，且每个第一控制器与一个电池包中的各单体电池对应的各采集执行器连接，以使该第一控制器获取连接的各采集执行器采集的状态信息；

第二控制器，该第二控制器与各所述第一控制器分别连接，以获取各第一控制器获取的状态信息。