CN116653702A - 电动化车辆及其电源管理方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电动化车辆及其电源管理方法。所述电动化车辆能够附加安装可更换电池。所述电动化车辆的电源管理方法包括：将可更换电池单元连接至电动化车辆中的连接器，电动化车辆包括：主电池单元和DC转换器，主电池单元固定地设置在电动化车辆中，并且包括：第一电池；第一电池管理***，其配置为控制第一电池；DC转换器具有第一端和第二端；可更换电池单元包括：第二电池和第二电池管理***，第二电池管理***配置为控制第二电池。所述方法进一步包括：利用车辆控制单元确定待供应至电力电子单元的目标综合电压，根据确定出的目标综合电压，利用车辆控制单元向DC转换器发送与目标输出电压相对应的电压命令。

Description

电动化车辆及其电源管理方法

技术领域

本发明的实施方案涉及能够附加安装可更换电池(swappable battery)的电动化车辆(electrified vehicle)及其电源管理方法。

背景技术

近来，随着对环境的关注增加，具有作为动力源的电动机的电动化车辆也在增加。

尽管许多电动化车辆用户的驾驶模式以短距离的城市区域为中心，但是在电动化车辆中，由于与内燃机车辆的加油时间相比，电池充电时间相对较长，因此，通过一次完全充电而驱动的电动车辆(EV)的最大行驶距离非常重要。

然而，当为了使EV的行驶距离最大化而增加电池容量时，不仅车辆的重量会增加，而且在电动化车辆中，电池的价格也会上涨，从而导致车辆的成本显著增加。

为了解决诸如由于电池劣化导致行驶距离以及充电时间缩短的问题，一些制造商考虑通过使电池可拆卸来更换电池。在小型移动工具(例如，电动摩托车)的情况下，用户可以直接应用和更换低压/低容量电池。但是，用于车辆的大容量电池由于重量和安全问题而难以由用户更换，需要专用的基础设施。然而，为了扩充用于电池更换的基础设施，需要花费巨大的成本来确保场地和更换设备。即使建造了基础设施，当更换的次数累积时，如果连接部分物理损坏或接触点损坏，仍然存在自行行驶变得困难的问题。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本发明的目的，并且本发明的目的是提供一种能够附加安装可更换电池的电动化车辆及其电源管理方法。

具体地，本发明的示例性实施方案提供了一种能够利用可更换电池改变供应至电力电子***的电压的电动化车辆及其电源管理方法。

本发明要实现的技术目的不限于上述技术目的，并且本发明所属领域的技术人员将清楚地理解未描述的其他技术目的。

为了实现上述目的，根据本发明的一个目的，提供了一种电动化车辆的电源管理方法。所述方法包括：将可更换电池单元连接至电动化车辆中的连接器。所述电动化车辆可以包括：主电池单元和DC转换器；所述主电池单元固定地设置在电动化车辆中，并且包括：第一电池；第一电池管理***，其配置为控制第一电池；所述DC转换器具有第一端和第二端，并且在第一端以串联的方式与所述主电池单元电连接。可更换电池单元可以包括：第二电池；第二电池管理***，其配置为控制第二电池。连接器可以设置在DC转换器的第二端。所述方法可以进一步包括：根据关于第一电池的第一电池信息和关于第二电池的第二电池信息，利用车辆控制单元确定待供应至电力电子单元的目标综合电压，所述电力电子单元包括逆变器和电机；根据确定出的目标综合电压，利用车辆控制单元向DC转换器发送与通过对第二电池的电压进行升压或降压而待在DC转换器的第一端输出的目标输出电压相对应的电压命令。

例如，所述方法可以进一步包括：当可更换电池单元连接至连接器时，由第一电池管理***从第二电池管理***获取第二电池信息。

例如，所述方法可以进一步包括：由第一电池管理***经由DC转换器获取第二电池信息。

例如，所述方法可以进一步包括：当作为第一电池的现有电压与DC转换器的当前输出电压的总和的现有综合电压低于目标综合电压时，利用车辆控制单元确定DC转换器是否能够进行额外升压。

例如，所述方法可以进一步包括：当DC转换器不能进行额外升压时，控制保持DC转换器的现有的转换率。

例如，所述方法可以进一步包括：当第二电池达到预定的放电限制状态时，利用车辆控制单元断开DC转换器与主电池单元之间的连接。

例如，所述方法可以进一步包括：当DC转换器与主电池单元断开时，利用车辆控制单元控制通过主电池单元单独地向电力电子单元供电。

例如，所述方法可以进一步包括：当DC转换器能够进行额外升压时，利用车辆控制单元重新确定目标综合电压。

例如，可更换电池单元可以进一步包括冷却风扇，并且所述方法可以进一步包括：当通过DC转换器进行电压转换时，由第二电池管理***基于第二电池的温度和车辆速度控制冷却风扇的运行。

此外，提供了一种根据本发明的示例性实施方案的电动化车辆。所述电动化车辆可以包括：电力电子单元、主电池单元、DC转换器、以及车辆控制单元，所述电力电子单元包括电机和逆变器；所述主电池单元固定地布置在电动化车辆中，并且电连接至电力电子单元，且包括：第一电池；以及第一电池管理***，其配置为控制第一电池；所述DC转换器具有第一端和第二端，在第一端以串联的方式与主电池单元电连接，在第二端设置有连接器，并且配置为：当可更换电池单元连接至所述连接器时，对通过所述连接器输入的电力进行升压或降压，并将升压或降压后的电力输出至第一端；所述车辆控制单元配置为：确定待供应至电力电子单元的目标综合电压，根据目标综合电压，向DC转换器发送与待从DC转换器的第一端输出的目标输出电压相对应的电压命令，其中，所述可更换电池单元包括：第二电池；以及第二电池管理***，其配置为控制第二电池。

例如，所述第一电池管理***可以配置为：当可更换电池单元连接至连接器时，获取从第二电池管理***输出的第二电池信息。

例如，所述第一电池管理***可以配置为经由DC转换器获取第二电池信息。

例如，所述车辆控制单元可以配置为：当作为第一电池的现有电压与DC转换器的现有输出电压的总和的当前综合电压低于目标综合电压时，确定DC转换器是否能够进行额外升压。

例如，所述车辆控制单元可以配置为：当DC转换器不能进行额外升压时，保持DC转换器的现有的转换率。

例如，所述车辆控制单元可以配置为：当第二电池达到预定的放电限制状态时，断开DC转换器与主电池单元之间的连接。

例如，所述车辆控制单元可以配置为：当DC转换器与主电池单元断开时，控制主电池单元单独地向电力电子单元供电。

例如，所述车辆控制单元可以配置为：当DC转换器能够进行额外升压时，重新确定目标综合电压。

例如，所述可更换电池单元可以进一步包括冷却风扇，其中，所述第二电池管理***可以配置为：当通过DC转换器进行电压转换时，基于第二电池的温度和车辆速度控制冷却风扇的运行。

根据本发明的各种实施方案，如上所述，除了主电池之外，可以附加安装可更换电池，从而可以避免车辆价格或重量的不必要增加。

此外，通过多种方式获取安装的可更换电池的状态，并且对主电池和能量进行综合管理。

此外，考虑到电力电子***的效率，可以向电力电子***提供各种范围的电压。

本发明的效果不限于上述效果，并且通过以下描述，本文未描述的其他效果对于本领域技术人员将变得显而易见。

附图说明

包括的所附附图提供对发明的进一步的理解并且被纳入并构成本申请的一部分，这些附图示出了本发明的实施方案，并且与说明书一起用于解释本发明的原理。在这些附图中：

图1是示出根据本发明的实施方案的配备有可更换电池的电动化车辆的示例的框图；

图2是示出根据本发明的实施方案的电动化车辆的电源管理方法的示例的流程图；

图3是示出根据本发明的实施方案的可更换电池单元的第二电池的状态的估算的示例的流程图。

具体实施方式

在下文中，将参考所附附图对本发明的实施方案进行更详细的描述。在描述本发明时，为了便于理解，在整个附图中，相同的附图标记用于表示相同的组件，并且将省略对相同组件的重复描述。在以下说明中，对于在以下说明中使用的构成元件，仅考虑便于说明而赋予后缀“模块”和“单元”，这些后缀不具有相互区分的含义或功能。此外，在公开于本说明书的实施方案的以下描述中，当对包含在本文中的已知功能和配置的详细描述可能会模糊在本说明书中公开的实施方案的主题时，将省略对其的详细描述。此外，提供所附附图仅是为了更好地理解在本说明书中公开的实施方案，并不旨在限制在本说明书中公开的技术理念。因此，应当理解，所附附图包括在本发明的范围和精神内的所有修改实施方案、等同实施方案和替代实施方案。

应当理解，虽然在本文中可以使用术语第一、第二等来描述各个组件，但是这些组件不应该由这些术语限制。这些术语仅用于将一个组件与另一个组件区分开。

应当理解，当组件称为“连接至”或“联接至”另一个组件时，其可以直接连接至或联接至另一个组件，或者可以存在中间组件。相反，当组件称为“直接连接至”或“直接联接至”至另一组件时，不存在中间组件。

除非上下文另有明确指示，否则本文所使用的单数形式也旨在包括复数形式。

应当理解，本文所使用的术语“车辆”或“车辆的”或其它类似术语一般包括机动车辆，例如包括运动型多用途车辆(SUV)、大客车、大货车、各种商用车辆的乘用车辆，包括各种舟艇、船舶的船只，航空器等，并且包括混合动力车辆、电动车辆、插电式混合动力电动车辆、氢动力车辆以及其它替代性燃料车辆(例如，源于非化石能源的燃料)。如本文所提到的，混合动力车辆是具有两种或更多动力源的车辆，例如，汽油动力和电力动力两者的车辆。

本文所使用的术语仅用于描述具体的实施方案的目的，并不旨在限制本发明。除非上下文另有明确说明，否则本文所使用的单数形式“一”、“一个”和“该”也旨在包括复数形式。这些术语仅用于将一个组件与另一个组件区分开，并且这些术语不限制构成组件的性质、顺序或次序。还将进一步理解，当在本说明书中使用术语“包括”和/或“包含”时，说明存在所述的特征、数值、步骤、操作、元件和/或组件，但是不排除存在或添加一种或多种其它的特征、数值、步骤、操作、元件、组件和/或其组合。正如本文所使用的，术语“和/或”包括一种或多种相关列举项的任何和所有组合。在整个说明书中，除非做出明确的相反描述，否则词语“包括”和诸如“包含”或“具有”的变体将理解为暗示包括所述元件，但不排除任何其它元件。此外，在说明书中描述的术语“单元”、“～器”、“～件”和“模块”是指用于处理至少一个功能和操作的单元，并且可以由硬件组件或者软件组件及其组合来实现。

虽然示例性实施方案描述为使用多个单元以执行示例性的过程，但是应当理解，示例性的过程也可以由一个或多个模块执行。此外，应当理解，术语控制器/控制单元是指包括存储器和处理器并且被专门编程以执行本文描述的过程的硬件装置。存储器配置为存储模块，处理器具体配置为执行所述模块以执行以下进一步描述的一个或多个过程。

此外，本发明的控制逻辑可以实现为计算机可读介质上的非暂时性计算机可读介质，其包含由处理器、控制器等执行的可执行程序指令。计算机可读介质的示例包括但不限于ROM、RAM、光盘(CD)-ROM、磁带、软盘、闪盘驱动器、智能卡和光学数据存储装置。计算机可读介质还可以分布在网络连接的计算机***上，使得计算机可读介质例如通过远程信息处理服务器或控制器局域网(CAN)以分布方式存储和执行。

除非特别声明或者从上下文显而易见，否则如本文所使用的术语“大约”理解为在本领域的正常公差范围内，例如在2个平均值的标准差的范围内。“大约”可以理解为在指定值的10％、9％、8％、7％、6％、5％、4％、3％、2％、1％、0.5％、0.1％、0.05％或0.01％的范围内。除非上下文另有明确说明，否则本文提供的所有数值均由术语“大约”修饰。

在本申请中，将进一步理解，术语“包含”、“包括”等说明存在所述特征、数值、步骤、操作、元件、组件或其组合，但是不排除存在或添加一个或多个其他特征、数值、步骤、操作、元素、组件或其组合。

此外，诸如混合动力控制单元(hybrid control unit，HCU)和车辆控制单元(vehicle control unit，VCU)的名称中的单元或控制单元是广泛用于控制车辆的特定功能的控制器的名称的术语，并不意味着通用功能单元。例如，各个控制器是与其他控制器或传感器进行通信以控制所负责的功能的通信装置、存储操作***或逻辑命令和输入/输出信息的存储器以及执行控制所负责的功能所需的确定、计算、决策等的一个或多个处理器。

根据本发明的实施方案，提出了通过将可更换电池与电连接至电动化车辆中的驱动电机的主电池连接来管理主电池的电力和可更换电池的电力。具体地，当可更换电池的电力供应至电力电子(power electric，PE)***时，提出通过直流(DC)转换器改变电压。DC转换器与主电池串联连接，以将DC转换器的输出电压与主电池的电压相加。因此，供应至电力电子***的电压可以改变为高于主电池的电压。

在下文中，将参考示例性附图对本发明的一些实施方案进行详细描述。在附图中，将始终使用相同的附图标记来表示相同或等同的元件。此外，将省略对公知的特征或功能的详细描述，以免不必要地模糊本发明的主旨。

首先，通过参考图1来描述根据实施方案的电动化车辆的配置。

图1是示出根据本发明的实施方案的配备有可更换电池的电动化车辆的示例的框图。

参考图1，根据实施方案的电动化车辆100可以包括可更换电池单元110、DC转换器120、主电池单元130、电力电子(PE)单元140、车辆控制单元(vehicle control unit，VCU)150、连接器160、开关170和主继电器180。

图1是主要示出与实施方案相关的组件的示意图，显然，在实际的车辆实施方案中可以包括更多或更少的组件。

在下文中，将描述各个组件。

可更换电池单元110可以包括第二电池111和第二电池管理***(BMS)112。第二BMS 112可以配置为管理电压、电流、温度、电量状态(state of charge，SOC)和健康状态(state of health，SOH)，并且可以配置为控制第二电池111的充电和放电。此外，第二BMS112可以配置为设置和管理SOC的上限和下限，并且可以配置为存储关于第二电池111的单元电池(cell)类型和额定容量的信息。此外，第二BMS 112可以配置为通过预定的车辆通信协议(例如，控制器局域网(CAN))将关于第二电池111的信息发送到外部(即，DC转换器120)，并且可以配置为接收关于第二电池111的充电和放电的命令。为方便起见，在以下描述中，车辆通信协议可以假设为CAN通信，但是对于本领域技术人员显而易见的是，该协议可以由其他协议替代，例如，灵活数据速率CAN(CAN-FD)和以太网。

尽管在图1中未示出，但是可以提供用于冷却可更换电池单元110中的第二电池的冷却装置，例如，气冷式风扇。在这种情况下，第二BMS 112可以配置为根据车辆速度控制第二电池111的状态或运行状态。当然，可更换电池单元110可以通过自然冷却方法来实现，或者，可以在车辆中安装可更换电池单元110的部分设置冷却水循环通过的冷却垫，以通过水冷进行冷却。

同时，可更换电池单元110可以安装于电动化车辆的车顶，容纳在后备箱或车辆下方的空间中，并且可以通过提供单独的车轮以挂车的形式连接至车辆，上述示例是示例性的，并且本发明不限于此。

可更换电池单元110可以通过连接器160连接至DC转换器120。根据示例性实施方案，DC转换器具有第一端和第二端，并且连接器可以连接在第二端。这里，连接是指高压电力电缆和CAN通信线路分别连接。此外，连接器160连接至DC转换器120的输入端，DC转换器120的输出端可以与主电池单元130串联连接。

根据第二电池111的电压，DC转换器120可以是对第二电池111的电压进行升压的高压DC-DC转换器(high DC-DC converter，HDC)类型，并且可以是对第二电池111的电压进行降压的低压DC-DC转换器(low DC-DC converter，LDC)类型。例如，当假设可更换电池单元110的第二电池111的电压小于主电池单元130的第一电池131的电压时(即，当假设为低电压/低容量时)，可以对第二电池111的电压进行升压，并且提供为HDC类型。

此外，DC转换器120可以配置为中继可更换电池单元110的第二BMS 112和主电池单元130的第一BMS 132之间的通信，并且可以通过根据VCU 150的目标电压命令对第二电池111的电压进行升压或降压来改变输出电压。

此外，DC转换器120的输出端可以与主电池单元130串联连接，并且能够通过将DC转换器120的输出电压与主电池单元130的第一电池131的输出电压相加而向PE单元140供电。

所示的主电池单元130可以包括第一电池131和第一BMS 132，并且优选地始终固定地安装于车辆。当第一电池BMS 132开始接通(例如，IG启动(IG On)、EV就绪(EV Ready)等)时，第一BMS 132可以配置为从DC转换器120获取第二电池111的状态信息并且确定第一电池131和第二电池111的总能量，其中，所述状态信息从第二BMS112发送至DC转换器。如果第二BMS 112仅提供单元电池类型信息和额定容量信息而不提供SOC或SOH，则第一BMS 132可以配置为基于提供的信息估算第二电池111的SOC和SOH。上述内容稍后将参考图3进行描述。

主电池单元130可以连接至PE单元140，所述PE单元140可以包括电机和逆变器(未示出)。

VCU 150可以配置为基于加速踏板位置传感器(accelerator pedal positionsensor，APS)的APS值确定所需驱动力，确定待由PE单元140的电机输出的驱动扭矩或再生制动扭矩，并且向电机控制器(未显示)或逆变器(未显示)发送扭矩命令。此外，VCU 150可以配置为获取从第一BMS 132接收的第一电池131和第二电池111的每一个的状态信息和总可用能量信息。VCU 150可以配置为获取关于DC转换器120的输出电压信息和针对各个输出电压的第二电池111的电压效率的信息。在此，可以将针对各个输出电压的第二电池111的电压效率制成表格，所述表格可以预先准备于VCU 150，代替从DC转换器120发送。

此外，VCU 150可以配置为确定能够运行PE***(即，PE单元140)的最佳效率的最佳效率电压，并且将与其相对应的目标电压命令发送至DC转换器120。例如，VCU 150可以配置为通过将最佳效率电压减去第一电池131的电压来获得目标电压，或者可以配置为使得通过将最佳效率电压减去第一电池131的电压而获得的值与预定裕度(margin)相加，从而获得目标电压，但不限于此。

另一方面，在第一电池131和第二电池111的综合能量管理中，需要考虑第二电池111(其为可更换的)的特性进行控制。通常，这是由于高压电池***导致的。使用包括具有相同的单元电池类型和SOH的单元电池的主电池。因此，当连接可更换电池时，主电池可能具有不同的电压、单元电池类型和劣化程度。

下面的表1示出了各种主电池和可更换电池的组合。

表1

在表1中，NCM为电池正极材料的成分，并且可以依次称为镍、钴和锰，NCM后面的三位数字代表以十分位数表示的成分配比。也就是说，NCM881电池可以定义为正极材料的镍：钴：锰的配比为8：1：1。

参考表1，示出了在主电池与可更换电池之间，单元电池类型、容量和SOH中的至少一种不同的各种示例性组合。

如上所述，每个电池的类型或状态可以不同，并且总可用能量可以基于根据DC转换器120的输出电压和第二电池111的现有电压(existing voltage)的转换效率而变化。因此，VCU 150可以配置为考虑第二电池111的特性和DC转换器120的转换效率来确定总可用能量，并且根据确定结果来确定可行驶距离，从而向驾驶员提供关于总可行驶距离的更准确的信息。

另一方面，如图1所示，开关170可以设置在DC转换器120和主电池单元130之间的高压电力电缆上，并且主继电器180可以设置在主电池单元130和PE单元140之间的高压电力电缆上。

将参考图2描述根据基于上述车辆配置的实施方案的电动车辆的电源管理方法。

图2是示出根据本发明的实施方案的电动化车辆的电源管理方法的示例的流程图。

参考图2，可更换电池单元110安装于电动化车辆100。连接至DC转换器120的连接器160可以联接(即，将高压电力电缆与通信线路连接)(S201)。

当发动机在可更换电池单元110连接之后启动时(S202)，包括第二BMS 112、DC转换器120、第一BMS 132和VCU 150的电气组件接通以开始通信，并且可以相应地执行信息交换(S203)。

更具体地，第二BMS 112可以配置为将第二电池111的信息(SOC、SOH、温度、电压等)发送至DC转换器120。DC转换器120可以配置为将相应的信息发送至第一BMS 132。此外，第一BMS 132可以配置为基于第二电池111的SOC和第一电池131的SOC来确定总可用能量。此外，VCU 150可以配置为基于由第一BMS 132持有的信息来确定总可行驶距离。

如果第二BMS 112配置为仅输出有限的信息(例如，单元电池类型信息和额定容量信息)，而不直接输出SOC、SOH信息(例如，单元电池管理单元(cell management unit，CMU)类型)，则第一BMS 132可以配置为估算第二电池111的信息。上述内容将参考图3进行描述。

图3是示出根据本发明的实施方案的可更换电池单元的第二电池状态的估算的示例的流程图。

参考图3，首先，第一BMS 132可以配置为经由DC转换器120从第二BMS 112接收第二电池111的单元电池类型信息和额定容量信息(S310)。

之后，第一BMS 132可以配置为以无负载状态测量第二电池111的电压(S320)，并且基于测量的电压估算SOC(S330)。为此，第一BMS 132可以配置为保存并参考针对每个单元电池类型信息(NCM x/y/z、LFP等)定义了开路电压(open circuit voltage，OCV)的SOC的表格。

此外，第一BMS 132可以配置为通过向第二电池111施加预定幅度的测试电流来测量第二电池111的内电阻(S340)，并且可以配置为基于测量的电阻估算SOH(S350)。为此，第一BMS 132可以配置为保存并参考针对每个单元电池类型信息(NCM x/y/z、LFP等)定义了电阻值的SOH的表格。与此相反，在估算SOH时，可以使用各种方法，包括以恒定功率对第二电池111充电，施加相对于施加的时间增加的施加的充电量或者电压。

第一BMS 132可以配置为基于SOC和SOH以及接收的额定容量信息确定第二电池111的可用能量(S360)。

参考图3，上述方法优选应用在设置于可更换电池单元110的第二电池111的单元电池类型标准化的环境中。由于针对每个单元电池类型的SOC-OCV表格和SOH-电阻值表格的应用，可以确保需要标准化的第一BMS 132。如果单元电池类型信息指示没有在表格中预定的单元电池类型，则第一BMS 132可以配置为将该情况通知VCU 150，以显示警告消息。

在图2中，基于从通信步骤(S203)获取的信息，VCU 150可以配置为确定能够为驱动PE单元140提供最佳效率的PE***的最佳效率电压(S204)。也就是说，VCU 150可以配置为基于DC转换器120的转换率以及第二电池111和第一电池131的电压，在通过将第二电池111的电压与DC转换器120的可用输出电压相加而获得的综合电压内确定PE***的最佳效率电压。例如，假设直流转换器120的转换率最大为三倍(其为HDC型)，第二电池111的电压为48V，第一电池的电压为700V，则综合电压的范围可以是748V至844V。PE***的最佳效率电压可以是参考预定效率映射的形式，但这是示例性的，并不一定限于此。

VCU 150可以配置为将目标电压命令发送至DC转换器120，以满足所确定的PE***的最佳效率电压(S205)。

因此，DC转换器120可以根据类型对第二电池111的电压进行升压或降压，以满足目标电压命令，从而在输出端输出(S206)。

当总电压达到PE***的最佳效率电压时，使主继电器180短路以向PE单元140供电(S207)。

当电力供应开始时，可以执行可更换电池单元110的冷却控制(S208)。根据实施方案，冷却控制可以是利用基于温度/车辆速度的冷却映射的形式。例如，当可更换电池单元110具有作为冷却装置的冷却风扇时，第二BMS 112可以配置为通过参考如下面的表2所示的冷却映射来控制冷却风扇。

表2

参考表2，冷却映射可以具有根据多个温度范围和车辆速度的范围定义冷却风扇的运行阶段或占空比的形式。然而，本领域技术人员可以清楚地理解，在本发明的理念和范围内的各种变化和修改，这是示例性的。

当第一电池131和第二电池111根据车辆运行而放电时，可能会发生电压降低。因此，VCU 150可以配置为监测综合电压(S209)，并且在低于PE***的最佳效率电压时(S209的是)，确定DC转换器120是否可以配置为额外增大输出电压(S210)。

如果可以对电压进行额外升压(S210的是)，则VCU 150可以配置为在当前情况下再次确定PE***的最佳效率电压(S204)。

相反，如果DC转换器120已经在最大升压极限下运行，则不能进行额外升压(S210的否)。降压导致综合电压降低，并且需要更多的电流以向PE单元140提供相同的功率。这加速了第一电池131的SOC的消耗。因此，VCU 150可以配置为保持DC转换器120的运行状态直到达到第二电池111的预定放电基准(S211)。放电基准可以设置为SOC或电压。

当第二电池111的状态达到放电基准时(S211的是)，VCU 150可以配置为关断开关170，以与可更换电池单元110和DC转换器120断开，从而终止使用可更换电池单元110(S212)，并且将第一电池131的电力提供至PE单元140。

根据到目前为止描述的实施方案，由于DC转换器120的输出端与主电池单元130串联连接，因此，可以实现大于主电池单元130的第一电池131的电压的综合电压。

因此，在DC转换器120的升压/降压范围内，即使PE***的最佳效率电压高于第一电池131的电压，也可以向PE单元140提供与PE***的最佳效率电压相对应的综合电压。

此外，在向PE单元140提供相同的功率时，与单独使用主电池单元130的情况相比，电压增大，并且电流减小。因此，第一电池131的SOC降低的速度可以减慢。

另一方面，描述的本发明可以实现为记录有程序的介质上的计算机可读代码。计算机可读介质可以包括存储有计算机***可读的数据的记录装置。计算机可读介质的示例包括硬盘驱动器(HDD)、固态磁盘(SSD)、硅磁盘驱动器(SDD)、ROM、RAM、CD-ROM、磁带、软盘、光学数据存储装置等。因此，上述实施方案在所有方面都应解释为说明性的而非限制性的。本发明的范围应由所附权利要求及其合法等效形式确定，而不是由上述描述确定，并且在所附权利要求的含义和等效范围内的所有变化都旨在包含在其中。

Claims (19)

1.一种电动化车辆的电源管理方法，所述方法包括：

将可更换电池单元连接至电动化车辆中的连接器，

其中：

所述电动化车辆包括：

主电池单元，其固定地设置在电动化车辆中，并且包括：

第一电池；

第一电池管理***，其配置为控制第一电池；以及

直流转换器，其具有第一端和第二端，并且在第一端以串联的方式与主电池单元电连接，

所述可更换电池单元包括：

第二电池；以及

第二电池管理***，其配置为控制第二电池，

所述连接器设置在直流转换器的第二端；

根据关于第一电池的第一电池信息和关于第二电池的第二电池信息，利用车辆控制单元确定待供应至电力电子单元的目标综合电压，所述电力电子单元包括逆变器和电机；

根据确定出的目标综合电压，利用车辆控制单元向直流转换器发送与通过对第二电池的电压进行升压或降压而待在直流转换器的第一端输出的目标输出电压相对应的电压命令。

2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：

当可更换电池单元连接至所述连接器时，由第一电池管理***从第二电池管理***获取第二电池信息。

3.根据权利要求2所述的方法，包括：

由第一电池管理***经由直流转换器获取第二电池信息。

4.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：

当作为第一电池的现有电压与直流转换器的当前输出电压的总和的现有综合电压低于目标综合电压时，利用车辆控制单元确定直流转换器是否能够进行额外升压。

5.根据权利要求4所述的方法，进一步包括：

当直流转换器不能进行额外升压时，控制保持直流转换器的现有的转换率。

6.根据权利要求5所述的方法，进一步包括：

当第二电池达到预定的放电限制状态时，利用车辆控制单元断开直流转换器与主电池单元之间的连接。

7.根据权利要求6所述的方法，进一步包括：

当直流转换器与主电池单元断开时，利用车辆控制单元控制通过主电池单元单独地向电力电子单元供电。

8.根据权利要求4所述的方法，进一步包括：

当直流转换器能够进行额外升压时，利用车辆控制单元重新确定目标综合电压。

9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述可更换电池单元包括冷却风扇，并且所述方法进一步包括：

当通过直流转换器进行电压转换时，由第二电池管理***基于第二电池的温度和车辆速度控制冷却风扇的运行。

10.一种计算机可读记录介质，其配置为记录用于执行根据权利要求1所述的电动化车辆的电源管理方法的程序。

11.一种电动化车辆，其包括：

电力电子单元，其包括电机和逆变器；

主电池单元，其固定地布置在电动化车辆中，并且电连接至电力电子单元，且包括：

第一电池；以及

第一电池管理***，其配置为控制第一电池；

直流转换器，其具有第一端和第二端，在第一端以串联的方式与主电池单元电连接，在第二端设置有连接器，并且配置为：当可更换电池单元连接至所述连接器时，对通过所述连接器输入的电力进行升压或降压，并将升压或降压后的电力输出至第一端；以及

车辆控制单元，其配置为：

确定待供应至电力电子单元的目标综合电压；

根据所述目标综合电压，向直流转换器发送与待从直流转换器的第一端输出的目标输出电压相对应的电压命令，

其中，所述可更换电池单元包括：

第二电池；以及

第二电池管理***，其配置为控制第二电池。

12.根据权利要求11所述的电动化车辆，其中，所述第一电池管理***配置为：当可更换电池单元连接至所述连接器时，获取从第二电池管理***输出的第二电池信息。

13.根据权利要求11所述的电动化车辆，其中，所述第一电池管理***配置为：经由直流转换器获取第二电池信息。

14.根据权利要求11所述的电动化车辆，其中，所述车辆控制单元配置为：当作为第一电池的现有电压与直流转换器的当前输出电压的总和的现有综合电压低于目标综合电压时，确定直流转换器是否能够进行额外升压。

15.根据权利要求14所述的电动化车辆，其中，所述车辆控制单元配置为：当直流转换器不能进行额外升压时，保持直流转换器的现有的转换率。

16.根据权利要求15所述的电动化车辆，其中，所述车辆控制单元配置为：当第二电池达到预定的放电限制状态时，断开直流转换器与主电池单元之间的连接。

17.根据权利要求16所述的电动化车辆，其中，所述车辆控制单元配置为：当直流转换器与主电池单元断开时，控制主电池单元单独地向电力电子单元供电。

18.根据权利要求14所述的电动化车辆，其中，所述车辆控制单元配置为：当直流转换器能够进行额外升压时，重新确定目标综合电压。

19.根据权利要求11所述的电动化车辆，其中：

所述可更换电池单元进一步包括冷却风扇，

所述第二电池管理***配置为：当通过直流转换器进行电压转换时，基于第二电池的温度和车辆速度控制冷却风扇的运行。