一種純電動(dòng)車車載電源及車載設(shè)備的供電結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于一種純電動(dòng)車結(jié)構(gòu)，尤其涉及一種對(duì)純電動(dòng)車及其設(shè)備的供電結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，由于降低環(huán)境污染，節(jié)約能源消耗等需要，純電動(dòng)車(本專利中的電動(dòng)車指電動(dòng)汽車)的需求越來越大。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)的純電動(dòng)車車載電源及車載設(shè)備的供電結(jié)構(gòu)往往無法整合多種外界供電方式和多種車載設(shè)備，造成供電的不穩(wěn)定情況。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型提供一種純電動(dòng)車車載電源及車載設(shè)備的供電結(jié)構(gòu)，其目的是解決現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)，可以為電動(dòng)車和車載設(shè)備提供多樣化的外界供電，并且能穩(wěn)定工作以保證純電動(dòng)車工作的連續(xù)性，以及保護(hù)車載設(shè)備。
[0005]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
[0006]—種純電動(dòng)車車載電源及車載設(shè)備的供電結(jié)構(gòu)，其特征在于:具有外部充電模塊、用電負(fù)載模塊、能量管理模塊和電池組模塊；能量管理模塊中包括由數(shù)個(gè)并聯(lián)的外部充電繼電器構(gòu)成的充電控制單元、由數(shù)個(gè)并聯(lián)的負(fù)載放電繼電器構(gòu)成的放電控制單元、由數(shù)個(gè)電池組繼電器組合構(gòu)成的切換控制模塊、BMS,每個(gè)電池組繼電器組合由一組電池組充電繼電器和一組電池組放電繼電器構(gòu)成，電池組充電繼電器均與充電控制單元連接，電池組放電繼電器均與放電控制單元連接；電池組模塊為一個(gè)電池組或一個(gè)以上的電池組，每個(gè)電池組與切換控制單元中對(duì)應(yīng)的一個(gè)電池組繼電器組合連接；外部充電模塊中的外部充電設(shè)備分別與充電控制單元中對(duì)應(yīng)的外部充電繼電器連接；用電負(fù)載模塊中的用電負(fù)載分別與放電控制單元中對(duì)應(yīng)的負(fù)載放電繼電器連接；上述BMS的控制線與切換控制單元、充電控制單元、放電控制單元連接，BMS的數(shù)據(jù)通訊線與外部充電模塊、用電負(fù)載模塊、通訊模塊連接，BMS的數(shù)據(jù)采集線與電池組模塊連接。
[0007]本實(shí)用新型的有益之處在于:
[0008]本實(shí)用新型的關(guān)鍵在于在純電動(dòng)車上用能量管理模塊及其中的BMS作為控制結(jié)構(gòu)分別與外部充電模塊、用電負(fù)載模塊、能量管理模塊和電池組模塊連接并控制之，從而可以為電動(dòng)車和車載設(shè)備提供多樣化的外界供電，并且能穩(wěn)定工作以保證純電動(dòng)車工作的連續(xù)性，以及保護(hù)車載設(shè)備。
【附圖說明】
[0009]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。
[0010]圖1是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]如圖1所示的本實(shí)用新型:
[0012]本實(shí)用新型的“數(shù)個(gè)”，根據(jù)具體情況可以是一個(gè)，也可以是一個(gè)以上。
[0013]本實(shí)用新型中的電池是鋰電池。
[0014]本實(shí)用新型中的BMS采購現(xiàn)有的BMS設(shè)備。
[0015]BMS 的定義:
[0016]電池管理系統(tǒng)(BATTERY MANAGEMENT SYSTEM)電池管理系統(tǒng)(BMS)是電池與用戶之間的紐帶，主要對(duì)象是鋰電池。鋰電池在充放電過程中，過充電和過放電都對(duì)電池性能影響很大。電池管理系統(tǒng)(BMS)主要就是為了能夠提高電池的利用率，防止電池出現(xiàn)過度充電和過度放電，延長(zhǎng)電池的使用壽命，監(jiān)控電池的狀態(tài)。
[0017]電池管理系統(tǒng)功能
[0018]電池管理系統(tǒng)可用于電動(dòng)汽車，水下機(jī)器人等。一般而言電池管理系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)以下幾個(gè)功能:
[0019](I)準(zhǔn)確估測(cè) S0C:
[0020]準(zhǔn)確估測(cè)動(dòng)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(duì)電池造成損傷，并隨時(shí)顯示混合動(dòng)力汽車儲(chǔ)能電池的剩余能量，即儲(chǔ)能電池的荷電狀態(tài)。
[0021](2)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè):
[0022]在電池充放電過程中，實(shí)時(shí)采集電動(dòng)汽車蓄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。同時(shí)能夠及時(shí)給出電池狀況，挑選出有問題的電池，保持整組電池運(yùn)行的可靠性和高效性，使剩余電量估計(jì)模型的實(shí)現(xiàn)成為可能。除此以外，還要建立每塊電池的使用歷史檔案，為進(jìn)一步優(yōu)化和開發(fā)新型電、充電器、電動(dòng)機(jī)等提供資料，為離線分析系統(tǒng)故障提供依據(jù)。
[0023]電池充放電的過程通常會(huì)采用精度更高、穩(wěn)定性更好的電流傳感器來進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，一般電流根據(jù)BMS的前端電流大小不同，來選擇相應(yīng)的傳感器量程進(jìn)行接近，以400A為例，通常采用開環(huán)原理，國內(nèi)外的廠家均采用可以耐低溫、高溫、強(qiáng)震的JCE400-ASS電流傳感器，選擇傳感器時(shí)需要滿足精度高，響應(yīng)時(shí)間快的特點(diǎn)。
[0024](3)電池間的均衡:
[0025]即為單體電池均衡充電，使電池組中各個(gè)電池都達(dá)到均衡一致的狀態(tài)。
[0026]BMS中具有可以通過數(shù)據(jù)采集線采集電池組模塊的電壓、電流、均衡、溫度等數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)采集單元，具有可以通過數(shù)據(jù)通訊線和外部設(shè)備通訊的數(shù)據(jù)通訊單元，還具有可以通過控制線控制外部設(shè)備的高壓控制單元。
[0027]本實(shí)用新型由外部充電模塊、用電負(fù)載模塊、能量管理模塊和電池組模塊組成。
[0028]外部充電模塊包括外接220VAC/380VAC的充電機(jī)/粧、與太陽能/風(fēng)能控制器連接的太陽能板或風(fēng)機(jī)、增程器(該增程器可以是發(fā)電裝置如發(fā)電機(jī)+汽油/柴油，或者是其他的能量補(bǔ)給裝置)。
[0029]外部充電模塊中的充電機(jī)/粧、太陽能/風(fēng)能控制器、增程器分別與外部充電繼電器連接，三個(gè)外部充電繼電器并聯(lián)構(gòu)成充電控制單元。
[0030]用電負(fù)載模塊包括與電機(jī)M連接的電機(jī)控制器、與220VAC(例如車內(nèi)的風(fēng)扇)連接的DC/AC、與車內(nèi)的直流供電設(shè)備(低壓或高壓)(例如車內(nèi)的照明燈)連接的DC/DC。
[0031]用電負(fù)載模塊中的電機(jī)控制器、DC/AC、DC/DC分別與負(fù)載放電繼電器連接，三個(gè)負(fù)載放電繼電器并聯(lián)形成放電控制單元。
[0032]電池組模塊具有數(shù)個(gè)也即N(N會(huì)I)個(gè)鋰電池組(電池組I到電池組N)，每個(gè)鋰電池組與一個(gè)電池組繼電器組合連接，N個(gè)電池組繼電器組合形成切換控制單元，通過切換單元實(shí)現(xiàn)一組電池組單獨(dú)使用、兩組或多組電池組的并聯(lián)使用，每個(gè)電池組繼電器組合由電池組充電繼電器和電池組放電繼電器構(gòu)成，也即有N個(gè)電池組充電繼電器和N個(gè)電池組放電繼電器。
[0033]電池組充電繼電器均與充電控制單元(外部充電繼電器的并聯(lián)線)連接，電池組放電繼電器均與放電控制單元(負(fù)載放電繼電器的并聯(lián)線)連接。
[0034]充電控制單元、放電控制單元、切換控制單元，以及BMS組成了能量管理模塊。
[0035]BMS的控制線與切換控制單元(中的電池組充電繼電器和電池組放電繼電器)、充電控制單元(中的外部充電繼電器)、放電控制單元(中負(fù)載放電繼電器)連接，BMS的數(shù)據(jù)通訊線與外部充電模塊(中的充電機(jī)/粧、太陽能/風(fēng)能控制器、增程器)、用電負(fù)載模塊(中的電機(jī)控制器、DC/AC、DC/DC)，BMS的數(shù)據(jù)采集線與電池組模塊(中的電池組)連接。
[0036]在BMS的數(shù)據(jù)通訊線上外接通訊模塊，通訊模塊包括無線數(shù)據(jù)監(jiān)控模塊和其他通訊模塊，無線數(shù)據(jù)監(jiān)控模塊將通過該數(shù)據(jù)通訊線的數(shù)據(jù)以無線方式發(fā)送給遠(yuǎn)程外部設(shè)備(例如辦公室和控制中心的計(jì)算機(jī))的無線數(shù)據(jù)監(jiān)控模塊，其他通訊模塊將通過該數(shù)據(jù)通訊線的數(shù)據(jù)發(fā)送給車輛上的儀表等設(shè)備。
[0037]實(shí)際工作時(shí):
[0038]BMS根據(jù)充電機(jī)/粧、太陽能/風(fēng)能控制器、增程器的情況以控制線控制其各自所連接的外部充電繼電器的通閉，而實(shí)現(xiàn)其中一個(gè)或多個(gè)外部充電設(shè)備進(jìn)行提供電力，例如車身上安裝太陽能光伏板，駐車或行車時(shí)，都可實(shí)現(xiàn)光伏儲(chǔ)能；駐車時(shí)，通過風(fēng)機(jī)進(jìn)行風(fēng)能儲(chǔ)能，外接充電機(jī)/粧，駐車時(shí)，通過外部市電對(duì)電池組進(jìn)行補(bǔ)電。這樣可以為電動(dòng)車和車載設(shè)備提供多樣化的外界供電，保證整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定工作和以保證純電動(dòng)車工作的連續(xù)性。
[0039]BMS根據(jù)電機(jī)控制器、DC/AC、DC/DC的情況以控制線控制其各自所連接的負(fù)載放電繼電器的通閉，而實(shí)現(xiàn)對(duì)其中一個(gè)或多個(gè)負(fù)載的供電。
[0040]BMS根據(jù)電池情況，控制電池組充電繼電器和電池組放電繼電器的啟閉，控制電池組的充電和放電，而在總體上實(shí)現(xiàn)單個(gè)電池組或多個(gè)電池組并聯(lián)后輪流充電或放電、某些電池組充電的同時(shí)另一些電池組放電的功能，這樣保證能穩(wěn)定工作以保證純電動(dòng)車工作的連續(xù)性，以及保證電壓電流的穩(wěn)定以保護(hù)車載設(shè)備。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種純電動(dòng)車車載電源及車載設(shè)備的供電結(jié)構(gòu)，其特征在于:具有外部充電模塊、用電負(fù)載模塊、能量管理模塊和電池組模塊；能量管理模塊中包括由數(shù)個(gè)并聯(lián)的外部充電繼電器構(gòu)成的充電控制單元、由數(shù)個(gè)并聯(lián)的負(fù)載放電繼電器構(gòu)成的放電控制單元、由數(shù)個(gè)電池組繼電器組合構(gòu)成的切換控制模塊、BMS,每個(gè)電池組繼電器組合由一組電池組充電繼電器和一組電池組放電繼電器構(gòu)成，電池組充電繼電器均與充電控制單元連接，電池組放電繼電器均與放電控制單元連接；電池組模塊為一個(gè)電池組或一個(gè)以上的電池組，每個(gè)電池組與切換控制單元中對(duì)應(yīng)的一個(gè)電池組繼電器組合連接；外部充電模塊中的外部充電設(shè)備分別與充電控制單元中對(duì)應(yīng)的外部充電繼電器連接；用電負(fù)載模塊中的用電負(fù)載分別與放電控制單元中對(duì)應(yīng)的負(fù)載放電繼電器連接；上述BMS的控制線與切換控制單元、充電控制單元、放電控制單元連接，BMS的數(shù)據(jù)通訊線與外部充電模塊、用電負(fù)載模塊、通訊模塊連接，BMS的數(shù)據(jù)采集線與電池組模塊連接。
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種純電動(dòng)車車載電源及車載設(shè)備的供電結(jié)構(gòu)，其特征在于：具有外部充電模塊、用電負(fù)載模塊、能量管理模塊和電池組模塊；能量管理模塊中包括由數(shù)個(gè)并聯(lián)的外部充電繼電器構(gòu)成的充電控制單元、由數(shù)個(gè)并聯(lián)的負(fù)載放電繼電器構(gòu)成的放電控制單元、由數(shù)個(gè)電池組繼電器組合構(gòu)成的切換控制模塊、BMS；電池組與電池組繼電器組合連接；外部充電模塊與外部充電繼電器連接；用電負(fù)載模塊與負(fù)載放電繼電器連接；BMS的控制線與切換控制單元、充電控制單元、放電控制單元連接，BMS的數(shù)據(jù)通訊線與外部充電模塊、用電負(fù)載模塊、通訊模塊連接，BMS的數(shù)據(jù)采集線與電池組模塊連接。本實(shí)用新型可以為電動(dòng)車和車載設(shè)備提供多樣化的外界供電。
【IPC分類】B60L11/18, B60L1/00
【公開號(hào)】CN204870587
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520530548
【發(fā)明人】張思泉
【申請(qǐng)人】廈門路迅電控有限公司
【公開日】2015年12月16日
【申請(qǐng)日】2015年7月21日