CN209561570U - 一种电动汽车快换电池装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例公开了一种电动汽车快换电池装置，包括设置在汽车高压盒上的多个快换插座和多个电池包，所述多个电池包包括上壳体、下壳体和快换插头，其特征在于，所述多个电池包内都设置有电池管理从控模块，所述电池管理从控模块内设置有身份确认模块，所述电池管理从控模块通过通信模块与电池管理主控制模块连接。本实用新型电池包体积小、重量轻，便于手动快速换电，当电池包装入整车中，电池管理从控模块通过快换插头的接口快速接收并识别电池管理主控制模块发来的身份信息，使同一电池包可以装配在不同的车辆上，大大提高了电池包利用的灵活性。

Description

一种电动汽车快换电池装置

技术领域

本实用新型涉及汽车动力电池技术领域，尤其涉及一种电动汽车快换电池装置。

背景技术

在电动汽车越来越普及的今天，绝大多数消费者日常行驶里程不足 80km,但却希望续航里程能达到500km以上，究其原因就是电动汽车充电时间长，充电桩难找，消费者容易产生“里程焦虑”。采用电动汽车换电方式是缓解“里程焦虑”的一种方法。市场现有的换电方式主要可分为两大类。

一种是整箱换电，需要建立大型的换电站、需要借助昂贵的换电设备、需要复杂的换电结构，换电时间约为3分钟，由于电池包重量较重，需要大型的换电站、需要配套的换电设备，需要复杂的换电机构、需要较大的换电空间，导致换电站成本非常高。另一种是分箱换电，较为典型的为力帆分箱换电方式，单箱电池重量17kg，需要借助机械设备辅助换电，换电时间约为5分钟，且电池包必须成组更换，每个电池包都要装配在对应位置，需要辅助换电设备、专业的换电人员、由于技术不成熟需要成组更换电池包，导致换电成本较高、换电便捷性差，换电灵活性差。

以上换电方式均需要较大的换电站、相应的换电设备，换电设备价格昂贵，换电站占用空间大，有些需要专门的换电人员才可实现换电，且换电站仅适用于一种或几种车型，换电站维护费用高、通用性差，与加油站相比这种换电方式价格昂贵且不便捷。

现有乘用车电池包几乎全部为定制开发，没有通用电池箱，导致换电站通用性差，换电站成本较高，利用率低。现有分箱方案中每个电池包内的单体电池管理***仅有采集电压和温度采集的功能，电池包将采集的电压、温度值通过CAN传递给BMS,由于电压采集有顺序之分，故换电只能成组更换,例：中速车6个电池包，必须6个电池包一起更换、一号电池包放于一号位、二号电池包放于二号位……六号电池包放于六号位，这样中速车电池包和低速车电池包也不再通用。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于现有汽车换电需要采用去专门的换电站，借助设备辅助换电，且电池包通用性差的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型针对现有技术的不足和缺陷，采用小体积电池包，且每个电池包内置电池管理从控模块,电池管理从控模块通过快换插头的接口接收和反馈电池管理主控制模块派发的身份信息，使同一电池包可以装配在不同的车辆上，以及同一车辆的不同位置上。

本实用新型实施例提供了一种电动汽车快换电池装置，包括设置在汽车高压盒上的多个快换插座和多个电池包，所述多个电池包包括上壳体、下壳体和快换插头，其特征在于，所述多个电池包内都设置有电池管理从控模块，所述电池管理从控模块内设置有身份确认模块，所述电池管理从控模块通过通信模块与电池管理主控制模块连接。

进一步地，所述电池管理从控模块包括监测芯片、隔离器件和单片机。

进一步地，所述监测芯片包括检测模块、均衡模块和身份确认模块，所述检测模块用于实时检测所述多个电池包的电压和温度数据，所述均衡模块用于保持电池电压平衡，所述身份确认模块用于对电池包进行身份确认。

进一步地，所述隔离器件一端与监测芯片连接，另一端与单片机连接，所述隔离器件用于提高检测模块通信的抗干扰能力。

进一步地，所述单片机通过通信模块与电池管理主控制模块连接，所述单片机用于故障诊断、保护和存储数据。

进一步地，所述单片机与电源模块连接，所述电源模块用于将蓄电池电压转换成所述电池管理从控模块的工作电压。

进一步地，所述多个电池包远离所述快换插头的一端设置有电池把手，所述电池把手用于手动换电操作。

实施本实用新型实施例，具有如下有益效果：

(1)本实用新型单包电池重量小,消费者可自助手动换电，无需辅助换电设备、无需专业的换电人员，同时电池包体积较小，换电占用空间较小，仅需体积较小的换电柜即可实现电池包的充电与换电，换电站地址选择较为灵活，大大降低了换电成本、使换电更加便捷。

(2)本实用新型每个电池包内置电池管理从控模块，当电池包装入整车中，电池管理从控模块通过快换插头的接口快速接收并识别电池管理主控制模块发来的身份信息，使同一电池包可以装配在不同的车辆上，以及同一车辆的不同位置上，大大提高了电池包利用的灵活性。

(3)本实用新型体现了通用电池包的概念，6个此种规格电池包通过串并联可满足中高速车型电压与电量的需求、4个此种规格电池包通过串并联可满足低速车型电压与电量的需求，以此类推此种电池包可以适用于不同电压平台不同电量需求的车型上，大大提高了电池包的通用性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。

图1本实用新型一种电动汽车快换电池装置的通讯原理图；

图2本实用新型电池管理从控模块的原理图；

图3本实用新型电池包的正面结构示意图；

图4本实用新型电池包的背面结构示意图；

图5本实用新型快换插座和快换插头的结构示意图；

图6本实用新型一种电动汽车快换电池装置的电池包安装示意图。

其中，图中附图标记对应为：1-多个电池包，2-电池管理从控模块，3- 通信模块，4-电池管理主控制模块，5-控制芯片，6-检测模块，7-均衡模块， 8-身份确认模块，9-隔离器件，10-单片机，11-电源模块，12-多个快换插座， 13-上壳体，14-下壳体，15-快换插头，16-电池把手，17-高压盒。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1：

如图1-6所示，本实施例提供一种电动汽车快换电池装置，所述多个电池包1放置在电池框内，安装在汽车高压盒17的两侧。所述多个电池包1 包括上壳体13、下壳体14和快换插头15，汽车高压盒17上的两侧设置有多个快换插座12，所述快换插座12分别与电池包上的快换插头15对插。所述多个电池包1远离所述快换插头15的一端设置有电池把手16，拉起电池把手16更换电池包。

所述多个电池包1内都设置有电池管理从控模块2，所述电池管理从控模块2通过通信模块3与电池管理主控制模块4连接。

具体地，所述电池管理从控模块2包括监测芯片5、隔离器件9和单片机10。所述监测芯片5包括检测模块6、均衡模块7和身份确认模块8，所述检测模块6用于实时检测所述多个电池包1的电压和温度数据，所述均衡模块7用于保持电池电压平衡，所述身份确认模块8用于对电池包进行身份识别和确认。

其中，检测模块6对电池单体电压进行检测，如单体电压超限，判断电池包是低电压超限还是高电压超限，将超限的电池包编号传递给电池管理主控制模块4，在显示器上显示并且有声音报警。电池管理主控制模块4 对多个电池包组成的电池组进行检测，当电池组电压超限时程序能够分析出是何种原因超限，以此来进入保护程序。电池温度的检测包括单体电池温度的检测和环境温度的检测，当温度超限时，***通过检测到的数据能分析温度超限的原因，以此进入保护程序。电池的荷电状态超限主要是指电池剩余电量过低，继续放电可能会影响电池的寿命。

具体地，所述隔离器件9一端与监测芯片5连接，另一端与单片机10 连接，所述隔离器件9用于提高检测模块通信的抗干扰能力。所述隔离器件9可用磁耦合隔离器件ADUM1201ARZ，有效地把各个检测单元的电气连接隔离开来。

具体地，所述单片机10通过通信模块3与电池管理主控制模块4连接，所述单片机10用于故障诊断、保护和存储数据。

具体地，所述单片机10与电源模块11连接，所述电源模块11用于将蓄电池电压转换成所述电池管理从控模块2的工作电压。

通过电池管理主控制模块4实现对电池包的管理，以及与整车的通讯及信息交换。电池管理主控制模块4能够提高电池的利用率，防止电池出现过充电和过放电，延长电池的使用寿命，监控电池的状态。

本实用新型电池包不仅可以布置于地板下方，也可以布置于后备箱、副驾驶等位置。

电动汽车快换电池装置的通用性：

本实用新型每个电池包内置电池管理从控模块，当电池包装入整车中，电池管理从控模块通过快换插头的接口快速接收并识别电池管理主控制模块发来的身份信息，使同一电池包可以装配在不同的车辆上，以及同一车辆的不同位置上，大大提高了电池包利用的灵活性。

为了适应运营阶段不同车辆的不同换电需求，电池管理主控制模块4 派发身份信息给各个电池包，电池包内的电池管理从控模块中的身份确认模块接收到身份信息后再将各自身份信息反馈给电池管理主控制模块4，电池管理主控制模块4根据反馈值可以确认电池包数量及每个电池包所在的位置。这样每次装到车上后电池包都会有新的身份信息，故一个电池包可以用于中速车的不同位置也可以用于低速车的不同位置。

在实际应用中不同数量的电池包组合可以应用于不同车型。例如，4个电池包的组合可以满足A00低速车的电压平台和电量要求，6个电池包的组合可以满足A00中速车的电压平台和电量要求，本实用新型不限制这两种组合方式，还可以其他组合方式应用于不同车型。体现该种换电方式的通用性。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应该指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种电动汽车快换电池装置，包括设置在汽车高压盒(17)上的多个快换插座(12)和多个电池包(1)，所述多个电池包(1)包括上壳体(13)、下壳体(14)和快换插头(15)，其特征在于，所述多个电池包(1)内都设置有电池管理从控模块(2)，所述电池管理从控模块(2)内设置有身份确认模块(8)，所述电池管理从控模块(2)通过通信模块(3)与电池管理主控制模块(4)连接。

2.根据权利要求1所述的一种电动汽车快换电池装置，其特征在于，所述电池管理从控模块(2)包括监测芯片(5)、隔离器件(9)和单片机(10)。

3.根据权利要求2所述的一种电动汽车快换电池装置，其特征在于，所述监测芯片(5)包括检测模块(6)、均衡模块(7)和身份确认模块(8)，所述检测模块(6)用于实时检测所述多个电池包(1)的电压和温度数据，所述均衡模块(7)用于保持电池电压平衡，所述身份确认模块(8)用于对电池包进行身份确认。

4.根据权利要求2所述的一种电动汽车快换电池装置，其特征在于，所述隔离器件(9)一端与监测芯片(5)连接，另一端与单片机(10)连接，所述隔离器件(9)用于提高检测模块通信的抗干扰能力。

5.根据权利要求2所述的一种电动汽车快换电池装置，其特征在于，所述单片机(10)通过通信模块(3)与电池管理主控制模块(4)连接，所述单片机(10)用于故障诊断、保护和存储数据。

6.根据权利要求2所述的一种电动汽车快换电池装置，其特征在于，所述单片机(10)与电源模块(11)连接，所述电源模块(11)用于将蓄电池电压转换成所述电池管理从控模块(2)的工作电压。

7.根据权利要求1所述的一种电动汽车快换电池装置，其特征在于，所述多个电池包(1)远离所述快换插头(15)的一端设置有电池把手(16)，所述电池把手(16)用于手动换电操作。