本發(fā)明涉及電動汽車設(shè)備領(lǐng)域，尤其是涉及是一種電動汽車電池包切換控制裝置及方法。

背景技術(shù)：

純電動汽車中，為達(dá)到長續(xù)航目標(biāo)需采用大容量動力電池包系統(tǒng)。為保持電芯均衡性及避免單體電芯損壞后產(chǎn)生安全問題，汽車用電池包系統(tǒng)中電池單體不能大量并聯(lián)使用；因此這種大容量電池系統(tǒng)只能由大量電池單體串聯(lián)而成。導(dǎo)致電池包整體電壓平臺過高，易產(chǎn)生安全隱患。并且搭載這種電池包系統(tǒng)的汽車由于電池電壓過高，難以找到相匹配的充電設(shè)施，造成使用不便。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種電動車電池包切換控制裝置及方法。配置能夠獨(dú)立作為動力電源的第一、第二電池包，第一、第二電池包正極輸出端共點(diǎn)連接，第一、第二電池包負(fù)極輸出端分別通過兩個(gè)主負(fù)接觸器控制通斷，當(dāng)BMS電源管理系統(tǒng)檢測到其中一個(gè)電池包不適合給電動車供電時(shí)，則通過PCU動力控制單元發(fā)送切換命令給接觸器控制單元，此時(shí)通過兩個(gè)主負(fù)接觸器則一通斷，來控制第一、第二電池包的通斷，簡單高效的完成兩個(gè)電池包輪替獨(dú)立工作。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種電動車電池包切換控制裝置包括：

電動汽車上設(shè)置能夠獨(dú)立作為動力源的第一電池包和第二電池包；

BMS電池管理系統(tǒng)，用于實(shí)時(shí)監(jiān)測第一、第二電池包及其中各個(gè)單體的狀態(tài)；對第一電池包及第二電池包進(jìn)行SOC計(jì)算及工作狀態(tài)的動態(tài)監(jiān)測；當(dāng)檢測到需要進(jìn)行第一電池包、第二電池包切換時(shí)，發(fā)送切換信號給PCU動力控制單元；

PCU動力控制單元，用于控制接觸器控制單元接通，使得第一電池包或第二電池包與用電單元連接；當(dāng)BMS電池管理系統(tǒng)發(fā)送切換信號時(shí)，PCU根據(jù)切換信號，控制接觸器控制單元進(jìn)行第一電池包及第二電池包相互切換；

接觸器控制單元，用于接收PCU動力控制單元命令，接通第一電池包或第二電池包，使得第一電池包或第二電池包與用電單元連接；當(dāng)接收到PCU動力控制單元的切換命令，控制第一電池包及第二電池包相互切換。

進(jìn)一步的，所述接觸器控制單元包括預(yù)充接觸接觸器、預(yù)充電阻、主正接觸器、第一主負(fù)接觸器及第二主負(fù)接觸器，預(yù)充接觸器控制端口、主正接觸器控制端口、第一主負(fù)接觸器控制端口、第二主負(fù)接觸器控制端口分別對應(yīng)與PCU動力控制單元控制端口連接；預(yù)充接觸器公共端口、主正接觸器公共端口、第一主負(fù)接觸器公共端口、第二主負(fù)接觸器公共端口與PCU動力控制單元一個(gè)公共端口共點(diǎn)連接；預(yù)充接觸器與主正接觸器動觸頭共點(diǎn)連接作為用電單元正極輸入端；第一主負(fù)接觸器動觸頭、第二主負(fù)接觸器動觸頭供電連接作為用電單元負(fù)極輸入端；預(yù)充接觸器靜觸頭通過預(yù)充電阻與第一電池包及第二電池包正極輸出端共點(diǎn)連接；第一主負(fù)接觸器靜觸頭、第二主負(fù)接觸器靜觸頭分別對應(yīng)與第一電池包負(fù)極、第二電池包負(fù)極連接；主正接觸器靜觸頭與第一電池包正極輸出端、第二電池包正極輸出端共點(diǎn)連接。

進(jìn)一步的，所述用電裝置指的是被充電裝置或者放電裝置。

一種電動車電池包切換控制方法包括：

步驟1：BMS電池管理系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)測第一、第二電池包及其中各個(gè)單體的狀態(tài)；對第一電池包及第二電池包進(jìn)行SOC計(jì)算及工作狀態(tài)的動態(tài)監(jiān)測；當(dāng)檢測到需要進(jìn)行第一電池包、第二電池包切換時(shí)，發(fā)送切換信號給PCU動力控制單元；

步驟2：PCU動力控制單元控制接觸器控制單元接通，使得第一電池包或第二電池包與用電裝置連接；當(dāng)BMS電池管理系統(tǒng)發(fā)送切換信號時(shí)，PCU根據(jù)切換信號，控制接觸器控制單元進(jìn)行第一電池包及第二電池包相互切換；當(dāng)接觸器控制單元接收PCU動力控制單元命令，接通第一電池包或第二電池包，使得第一電池包或第二電池包與用電單元連接；當(dāng)接收到PCU動力控制單元的切換命令，控制第一電池包及第二電池包相互切換。

所述接觸器控制單元包括預(yù)充接觸接觸器、預(yù)充電阻、主正接觸器、第一主負(fù)接觸器及第二主負(fù)接觸器，預(yù)充接觸器控制端口、主正接觸器控制端口、第一主負(fù)接觸器控制端口、第二主負(fù)接觸器控制端口分別對應(yīng)與PCU動力控制單元控制端口連接；預(yù)充接觸器公共端口、主正接觸器公共端口、第一主負(fù)接觸器公共端口、第二主負(fù)接觸器公共端口與PCU動力控制單元一個(gè)公共端口共點(diǎn)連接；預(yù)充接觸器與主正接觸器動觸頭共點(diǎn)連接作為用電單元正極輸入端；第一主負(fù)接觸器動觸頭、第二主負(fù)接觸器動觸頭供電連接作為用電單元負(fù)極輸入端；預(yù)充接觸器靜觸頭通過預(yù)充電阻與第一電池包及第二電池包正極輸出端共點(diǎn)連接；第一主負(fù)接觸器靜觸頭、第二主負(fù)接觸器靜觸頭分別對應(yīng)與第一電池包負(fù)極、第二電池包負(fù)極連接；主正接觸器靜觸頭與第一電池包正極輸出端、第二電池包正極輸出端共點(diǎn)連接。

進(jìn)一步的，所述步驟2具體過程是；

步驟21： PCU動力控制單元控制預(yù)充接觸器接通，同時(shí)主正接觸器斷開，對應(yīng)第一主負(fù)接觸器或第二主負(fù)接觸器接通；

步驟22：主正接觸器接通，預(yù)充接觸器斷開，此時(shí)第一電池包通過主正接觸器、第一主負(fù)接觸器與用戶裝置接通，則第一電池包單獨(dú)使用，為用戶裝置單獨(dú)充電；當(dāng)BMS電源管理系統(tǒng)檢測到第一電池包電量不足時(shí)，發(fā)送切換信號至第二電池包繼續(xù)使用；

步驟23：第二電池包通過主正接觸器、第二主負(fù)接觸器與用戶裝置接通，則第二電池包單獨(dú)使用，為用戶裝置單獨(dú)充電。

綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是：

1）避免了單體電池包電壓過高造成的使用過程中的安全隱患。避免了單體電池包電壓過高造成的難以找到相匹配高壓充電設(shè)施的充電不便問題。

2）電池包殼體分隔為2個(gè)或多個(gè)部分進(jìn)行使用，電池包中各個(gè)電池組沖放電過程中均獨(dú)立工作。兩個(gè)電池包由BMS電源管理系統(tǒng)統(tǒng)一控制。

3）配置能夠獨(dú)立作為動力電源的第一、第二電池包，第一、第二電池包正極輸出端共點(diǎn)連接，第一、第二電池包負(fù)極輸出端分別通過兩個(gè)主負(fù)接觸器控制通斷，當(dāng)BMS電源管理系統(tǒng)檢測到其中一個(gè)電池包不適合給電動車供電時(shí)，則通過PCU動力控制單元發(fā)送切換命令給接觸器控制單元，此時(shí)通過兩個(gè)主負(fù)接觸器則一通斷，來控制第一、第二電池包的通斷，簡單高效的完成兩個(gè)電池包輪替獨(dú)立工作。

附圖說明

本發(fā)明將通過例子并參照附圖的方式說明，其中：

圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

本說明書中公開的所有特征，或公開的所有方法或過程中的步驟，除了互相排斥的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。

本說明書中公開的任一特征，除非特別敘述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換。即，除非特別敘述，每個(gè)特征只是一系列等效或類似特征中的一個(gè)例子而已。

本發(fā)明相關(guān)說明：

1、電動車上配置兩個(gè)電池包，且兩個(gè)電池包為并聯(lián)結(jié)構(gòu)，當(dāng)?shù)谝浑姵匕娏浚閮?yōu)點(diǎn)電源）過低時(shí)，切換到另外一個(gè)電池包（備用電源），這樣可以有效增加電動車的續(xù)駛里程。

2、BMS電池管理系統(tǒng)作用：包括SOC計(jì)算或者動態(tài)監(jiān)測動力電池組的工作狀態(tài)功能，其中SOC計(jì)算指的是準(zhǔn)確估測動力電池組的荷電狀態(tài) (State of Charge，即SOC)，即電池剩余電量，保證SOC維持在合理的范圍內(nèi)，防止由于過充電或過放電對電池的損傷。動態(tài)監(jiān)測動力電池組的工作狀態(tài)指的是在電池充放電過程中，實(shí)時(shí)采集電池組中的每塊電池的端電壓和溫度、充放電電流及電池包總電壓，防止電池發(fā)生過充電或過放電現(xiàn)象。

4、用電裝置指的是被充電裝置或者放電裝置。被充電裝置指的是被本專利裝置充電的裝置，放電裝置指的是給本專利裝置充電的裝置。給被充電裝置充電時(shí)每個(gè)電池組單獨(dú)使用，當(dāng)一個(gè)電池組電量不足時(shí)切換至另一個(gè)繼續(xù)使用。沖電時(shí)每個(gè)電池組單獨(dú)充電，當(dāng)一個(gè)電池組充滿后切換至另一個(gè)電池組繼續(xù)充電，直至全部充滿。

5、預(yù)充接觸器、主正接觸器、第一主負(fù)接觸器（圖1中的主負(fù)接觸器一）、第二主負(fù)接觸器（圖1中的主負(fù)接觸器二）都是接觸器，其接觸器工作原理是： 線圈和靜觸頭是固定不動的，當(dāng)線圈的控制端及公共端通電后，產(chǎn)生的電磁力克服彈簧的反作用力，將銜鐵吸合并使動；接觸器靜觸頭接觸，從而接通主電路。當(dāng)線圈斷電時(shí)，由于電磁吸力消失，銜鐵依靠彈簧的反作用力而跳開，動觸頭和靜觸頭也隨之分離，切斷主電路。

PCU動力控制單元的公共端是接地端，PCU動力控制單元第一控制端、PCU動力控制單元第二控制端分別輸出控制電平信號，當(dāng)PCU動力控制單元兩個(gè)控制端與公共端產(chǎn)生壓差時(shí)，接觸器的線圈的控制端及公共端通電，進(jìn)而使得動靜觸頭之間產(chǎn)生相應(yīng)動作。即PCU動力控制單元控制接觸器接通。當(dāng)PCU動力控制單元控制端輸出低電平，接觸器動靜觸頭之間斷開，PCU動力控制接觸器斷開。

6、其中預(yù)充電阻指的是電阻。

工作過程是：電動汽車啟動后，PCU動力控制單元首先控制預(yù)充接觸器接通，同時(shí)主正接觸器斷開，對應(yīng)第一主負(fù)接觸器（圖1中的主負(fù)接觸器一）或第二主負(fù)接觸器接通（圖1中的主負(fù)接觸器二）。然后主正接觸器接通，預(yù)充接觸器斷開，此時(shí)第一電池包（對應(yīng)圖1中電池一）或者第二電池包（對應(yīng)圖1中的電池二）通過主正接觸器、第一主負(fù)接觸器（或第二主負(fù)接觸器）與用戶裝置接通，第一電池包（或第二電池包）單獨(dú)使用，為用戶裝置單獨(dú)充電或者單獨(dú)為每一個(gè)電池包充電；當(dāng)BMS電源管理系統(tǒng)檢測到第一電池包（或第二電池包）電量不足時(shí)，發(fā)送切換信號至第二電池包（第一電池包）繼續(xù)使用。

本裝置包括:

電動汽車上設(shè)置能夠獨(dú)立作為動力源的第一電池包和第二電池包；

BMS電池管理系統(tǒng)，用于實(shí)時(shí)監(jiān)測第一、第二電池包及其中各個(gè)單體的狀態(tài)；對第一電池包及第二電池包進(jìn)行SOC計(jì)算及工作狀態(tài)的動態(tài)監(jiān)測；當(dāng)檢測到需要進(jìn)行第一電池包、第二電池包切換時(shí)，發(fā)送切換信號給PCU動力控制單元；

PCU動力控制單元，用于接收BMS電池管理系統(tǒng)發(fā)送的切換信號，控制接觸器控制單元進(jìn)行第一電池包及第二電池包相互切換；

接觸器控制單元，用于接收PCU動力控制單元的命令，切換控制第一電池包或第二電池包導(dǎo)通，使得第一電池包或第二電池包與用電裝置導(dǎo)通。

其中接觸器控制單元包括預(yù)充接觸接觸器、預(yù)充電阻、主正接觸器、第一主負(fù)接觸器及第二主負(fù)接觸器，預(yù)充接觸器控制端口、主正接觸器控制端口、第一主負(fù)接觸器控制端口、第二主負(fù)接觸器控制端口分別對應(yīng)與PCU動力控制單元第一控制端、PCU動力控制單元第二控制端連接；預(yù)充接觸器公共端口、主正接觸器公共端口、第一主負(fù)接觸器公共端口、第二主負(fù)接觸器公共端口與PCU動力控制單元公共端口共點(diǎn)連接；預(yù)充接觸器與主正接觸器動觸頭共點(diǎn)連接作為用電單元正極輸入端；第一主負(fù)接觸器動觸頭、第二主負(fù)接觸器動觸頭供電連接作為用電單元負(fù)極輸入端；預(yù)充接觸器靜觸頭通過預(yù)充電阻與第一電池包及第二電池包正極輸出端共點(diǎn)連接；第一主負(fù)接觸器靜觸頭、第二主負(fù)接觸器靜觸頭分別對應(yīng)與第一電池包負(fù)極、第二電池包負(fù)極連接；主正接觸器靜觸頭與第一電池包正極輸出端、第二電池包正極輸出端共點(diǎn)連接。

其中用電裝置指的是被充電裝置或者放電裝置。

本發(fā)明并不局限于前述的具體實(shí)施方式。本發(fā)明擴(kuò)展到任何在本說明書中披露的新特征或任何新的組合，以及披露的任一新的方法或過程的步驟或任何新的組合。