CN202839877U - 用于电动汽车的电池包和包含该电池包的电动汽车 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及汽车能源技术，特别涉及一种用于电动汽车的电池包和包含该电池包的电动汽车。按照本实用新型的用于电动汽车的电池包包括：电池模块；适于向外部蓄电池提供直流输出的直流/直流变换器；包含多个端口的高压配电单元，所述多个端口包括分别适于与所述电池模块和所述直流/直流变换器耦合的内部端口以及与外部电源和外部负载耦合的外部端口，从而形成各自独立的下列回路：在所述电池模块、直流/直流变换器与外部蓄电池之间形成的蓄电池充电回路，在所述电池模块与外部电源之间形成的电池模块充电回路，在所述电池模块与外部负载之间形成的供电回路；以及电池管理单元，其与所述电池模块和高压配电单元耦合以实现上述回路的闭合和断开。

Description

用于电动汽车的电池包和包含该电池包的电动汽车
技术领域
本实用新型涉及汽车能源技术，特别涉及一种用于电动汽车的电池包和包含该电池包的电动汽车。
背景技术
为了大幅减少汽车的二氧化碳排放量，汽车业正投入大量的人力和物力来研发以电力作为动力源的新型汽车，例如混合动力汽车和电动汽车，其中纯电动汽车是未来汽车的发展方向。在纯电动汽车中，高压回路的布置需要简单、可靠而且成本低，并且便于维护。目前大多数的直流/直流变换器一般集成在电机控制器内，但是在纯电动汽车中，并不是在所有的工况下（例如车载充电和非车载充电），电机控制器都需要参与工作的，然而此时直流/直流变换器则可能是需要的（例如对低压12V蓄电池的充电），如果为了满足蓄电池充电需求，将不得不启动电机控制器所在的回路，从而消耗不必要的能量并且使充电单元的结构复杂。
实用新型内容
本实用新型的一个目的是提供一种电池包，其具有能够灵活地提供多种工作模式并且实现成本低等优点。
本实用新型的上述目的通过下列技术方案实现：
一种用于电动汽车的电池包，包括：
电池模块；
适于向外部蓄电池提供直流输出的直流/直流变换器；
包含多个端口的高压配电单元，所述多个端口包括分别适于与所述电池模块和所述直流/直流变换器耦合的内部端口以及与外部电源和外部负载耦合的外部端口，从而形成各自独立的下列回路：在所述电池模块、直流/直流变换器与外部蓄电池之间形成的蓄电池充电回路，在所述电池模块与外部电源之间形成的电池模块充电回路，在所述电池模块与外部负载之间形成的供电回路；以及
电池管理单元，其与所述电池模块和高压配电单元耦合以实现上述回路的闭合和断开。
优选地，在上述电池包中，所述电池模块包含电池和电池模块控制器，所述电池管理单元与所述电池模块控制器耦合以实现对所述电池的运行的管理。
优选地，在上述中，所述外部电源包括车载充电机和非车载充电机，所述外部端口包括分别与所述车载充电机和非车载充电机耦合的第一和第二外部端口，从而在所述电池模块与所述车载充电机之间以及在所述电池模块与所述非车载充电机之间形成独立的电池模块充电回路。
优选地，在上述电池包中，所述外部负载包括空调压缩机和电机，所述外部端口包括分别与所述空调压缩机和电机耦合的第三和第四外部端口，从而在所述电池模块与所述空调压缩机之间以及在所述电池模块与所述电机之间形成独立的供电回路。
优选地，在上述电池包中，在所述回路的高压线路中串接保险丝。
本实用新型的还有一个目的是提供一种电动汽车，其具有能够灵活地提供多种工作模式并且实现成本低等优点。
本实用新型的上述目的通过下列技术方案实现：
一种电动汽车，包括：
空调压缩机单元；
电机单元；
车载充电机；
蓄电池；以及
电池包，包括：
电池模块；
适于向所述蓄电池提供直流输出的直流/直流变换器；
包含多个端口的高压配电单元，所述多个端口包括分别适于与所述电池模块和所述直流/直流变换器耦合的内部端口以及分别适于与所述车载充电机、非车载充电机以及所述空调压缩机和电机耦合的外部端口，从而形成各自独立的下列回路：在所述电池模块、直流/直流变换器与蓄电池之间形成的蓄电池充电回路，在所述电池模块与车载充电机之间形成的第一电池模块充电回路，在所述电池模块与非车载充电机之间形成的第二电池模块充电回路，在所述电池模块与空调压缩机之间形成的第一供电回路，在所述电池模块与电机之间形成的第二供电回路；以及
电池管理单元，其与所述电池模块和高压配电单元耦合以实现上述回路的闭合和断开。
优选地，在上述电动汽车中，所述电池模块包含电池和电池模块控制器，所述电池管理单元与所述电池模块控制器耦合以实现对所述电池的运行的管理。
优选地，在上述电动汽车中，所述车载充电机包括适于将市电转换为直流电的交流/直流变换器。
优选地，在上述电动汽车中，在所述回路的高压线路中串接保险丝。
按照本实用新型实施例，充电回路和供电回路是相互独立的，因此可以单独控制每个回路的闭合和断开，从而灵活地提供各种工作模式。另外，由于将车载充电器中的直流/直流变换器集成到电池包内，因此使得对12V蓄电池的充电可以独立于其它回路进行。再者，通过将高压保险丝放在同一个保险丝盒内，便于后期的维护和更换。
从结合附图的以下详细说明中，将会使本实用新型的上述和其它目的及优点更加完全清楚。
附图说明
图1为按照本实用新型一个实施例的电池包的示意图。
图2为按照本实用新型另一个实施例的电池包的示意图。
图3为按照本实用新型另一个实施例的电动汽车的示意图。
具体实施方式
为了节省篇幅，本说明书将仅描述汽车结构中与本实用新型较为相关的部分，对于本领域内的技术人员来说，省略描述的部分都是易于理解的，并且这样的省略并不会对本实用新型的实施带来困难。
在本实用新型中，“耦合”一词既被用来表示两个单元之间直接连接的方式，也被用来表示两个单元经其它单元实现间接连接的方式，并且这种连接可以例如是电学、光学信号的互连或机械连接。
下面将根据表示本实用新型实施方式的附图具体说明本实用新型。
图1为按照本实用新型一个实施例的电池包的示意图。
如图1所示，电池包10包括电池模块110、直流/直流变换器120、高压配电单元130和电池管理单元140。
电池模块110用于存储电动汽车工作所需的电能，其一般包括电池和对电池的运行进行管理的电池模块控制器。
直流/直流变换器120将电池模块输出的电能作直流/直流转换以提供对外部蓄电池进行充电所需的电压。
高压配电单元130包含多个端口，包括与电池包内部单元耦合的内部端口以及与电池包外部单元耦合的外部端口。具体而言，参见图1，电池模块110和直流/直流转换器120分别通过各自的内部端口接入高压配电单元130耦合；高压配电单元130还包含多个与外部负载（例如空调压缩机和电机）和外部电源（例如车载充电机和非车载充电机）耦合的外部端口，从而使外部电源和外部负载通过这些端口被接入高压配电单元130。
在本实用新型中，高压配电单元130起着配线盒的作用，其包含多路开关，从而通过控制多路开关的闭合和断开在电池包内部单元之间以及电池包内部单元与外部设备之间形成独立的供电和充电回路。具体而言，高压配电单元130通过使电池模块110与直流/直流变换器120相连的回路导通实现向外部蓄电池20的充电；使电池模块110与空调压缩机相连的回路导通实现向空调压缩机的供电；使电池模块110与电机相连的回路导通实现向电机40的供电；使电池模块110与车载充电机相连的回路导通实现车载充电机向电池模块的充电；以及使电池模块110与非车载充电机相连的回路导通实现非车载充电机向电池模块的充电。值得指出的是，上述每条回路的导通或断开都可以独立地控制，因而可以灵活地提供各种工作模式。
在本实施例中，电池管理单元140与电池模块110、直流/直流变换器120和高压配电单元130通过通信线路相连，从而对电池模块110、直流/直流变换器120和高压配电单元130的运行进行管理例如，电池管理单元140可以借助电池模块110中的电池模块控制器对电池的运行进行控制，还可以选择性地控制高压配电单元130中多路开关的闭合和断开。此外，电池管理单元140与其他控制器（例如空调压缩机控制器、电机控制器、车载充电机控制器、非车载充电机控制器和整车控制器等）还可通过CAN网络总线连接，实现数据的交互。
参见图1，在本实施例中，上面所述各条回路的高压线路中都串接保险丝150。优选地，这些保险丝被设置在同一个保险丝盒内，便于后期的维护和更换。
图2为按照本实用新型另一个实施例的电池包的示意图。
与图1所示的实施例相比，本实施例的不同之处在于电池模块110与高压配电单元130之间也采用与外部端口相同的接插件连接方式，这样，同属于电池包10内部单元的电池模块110与高压配电单元130可以在物理空间上分开设置，这为电动汽车的整体设计提供了更大的灵活性。
图3为按照本实用新型另一个实施例的电动汽车的示意图。
在本实施例中，图3未示出电动汽车的所有单元而只示出与本实用新型较为相关的那些单元，但是对于本领域内的技术人员来说，省略描述的部分都是易于理解的，并且这样的省略并不会对本实用新型的实施带来困难。
如图3所示，电动汽车1包括电池包10、空调压缩机单元20、电机单元30、车载充电机40和12V蓄电池50。
与图1和2所示实施例相比，电池包10也包括电池模块110、直流/直流变换器120、高压配电单元130和电池管理单元140。电池模块110用于存储电动汽车工作所需的电能，其一般包括电池和对电池的运行进行管理的电池模块控制器。直流/直流变换器120将电池模块输出的电能作直流/直流转换以对蓄电池50进行充电。高压配电单元130包含多个端口，其中，电池模块110和直流/直流转换器120分别通过各自的内部端口接入高压配电单元130耦合，空调压缩机单元20、电机单元30和车载充电机40分别通过各自的外部端口接入高压配电单元130。另外，高压配电单元130还提供作为与非车载充电机接口的外部端口。
在本实施例中，电池管理单元140与电池模块110、直流/直流变换器120和高压配电单元130通过通信线路相连，其通过选择性地控制高压配电单元130内的多路开关的闭合和断开，在电池包内部单元之间以及电池包内部单元与外部设备之间形成独立的供电和充电回路。特别是，在电池管理单元140的控制下，当需要向外部蓄电池50充电时，高压配电单元130使电池模块110与直流/直流变换器120相连的回路导通；当空调压缩机单元20需要工作时，高压配电单元130使电池模块110与空调压缩机单元20相连的回路导通以向空调压缩机单元20供电；当电机单元30需要工作时，高压配电单元130使电池模块110与电机单元30相连的回路导通以向电机40的供电；当电池需要充电时，高压配电单元130使电池模块110与车载充电机相连的回路导通，或者使电池模块110与非车载充电机60相连的回路导通。值得指出的是，上述每条回路的导通或断开都可以独立地控制，因而可以灵活地提供各种工作模式。
同样，在本实施例中，上面所述各条回路的高压线路中都串接保险丝150。优选地，这些保险丝被设置在同一个保险丝盒内，便于后期的维护和更换。
由于可以在不背离本实用新型基本特征的精神下，以各种形式实施本实用新型，因此本实施方式是说明性的而不是限制性的，由于本实用新型的范围由所附权利要求定义，而不是由说明书定义，因此落入权利要求的边界和界限内的所有变化，或这种权利要求边界和界限的等同物因而被权利要求包涵。

Claims (9)

1.一种用于电动汽车的电池包，包括：
电池模块；
适于向外部蓄电池提供直流输出的直流/直流变换器；
包含多个端口的高压配电单元，所述多个端口包括分别适于与所述电池模块和所述直流/直流变换器耦合的内部端口以及与外部电源和外部负载耦合的外部端口，从而形成各自独立的下列回路：在所述电池模块、直流/直流变换器与外部蓄电池之间形成的蓄电池充电回路，在所述电池模块与外部电源之间形成的电池模块充电回路，在所述电池模块与外部负载之间形成的供电回路；以及
电池管理单元，其与所述电池模块和高压配电单元耦合以实现上述回路的闭合和断开。
2.如权利要求1所述的电池包，其中，所述电池模块包含电池和电池模块控制器，所述电池管理单元与所述电池模块控制器耦合以实现对所述电池的运行的管理。
3.如权利要求1所述的电池包，其中，所述外部电源包括车载充电机和非车载充电机，所述外部端口包括分别与所述车载充电机和非车载充电机耦合的第一和第二外部端口，从而在所述电池模块与所述车载充电机之间以及在所述电池模块与所述非车载充电机之间形成独立的电池模块充电回路。
4.如权利要求1所述的电池包，其中，所述外部负载包括空调压缩机和电机，所述外部端口包括分别与所述空调压缩机和电机耦合的第三和第四外部端口，从而在所述电池模块与所述空调压缩机之间以及在所述电池模块与所述电机之间形成独立的供电回路。
5.如权利要求1-4中任意一项所述的电池包，其中，在所述回路的高压线路中串接保险丝。
6.一种电动汽车，其特征在于，包括：
空调压缩机单元；
电机单元；
车载充电机；
蓄电池；以及
电池包，包括：
电池模块；
适于向所述蓄电池提供直流输出的直流/直流变换器；
包含多个端口的高压配电单元，所述多个端口包括分别适于与所述电池模块和所述直流/直流变换器耦合的内部端口以及分别适于与所述车载充电机、非车载充电机以及所述空调压缩机和电机耦合的外部端口，从而形成各自独立的下列回路：在所述电池模块、直流/直流变换器与蓄电池之间形成的蓄电池充电回路，在所述电池模块与车载充电机之间形成的第一电池模块充电回路，在所述电池模块与非车载充电机之间形成的第二电池模块充电回路，在所述电池模块与空调压缩机之间形成的第一供电回路，在所述电池模块与电机之间形成的第二供电回路；以及
电池管理单元，其与所述电池模块和高压配电单元耦合以实现上述回路的闭合和断开。
7.如权利要求6所述的电动汽车，其中，所述电池模块包含电池和电池模块控制器，所述电池管理单元与所述电池模块控制器耦合以实现对所述电池的运行的管理。
8.如权利要求6所述的电动汽车，其中，所述车载充电机包括适于将市电转换为直流电的交流/直流变换器。
9.如权利要求6-8中任意一项所述的电动汽车，其中，在所述回路的高压线路中串接保险丝。
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