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CN110562095A - 电动汽车、电池电压调节电路及方法 - Google Patents

电动汽车、电池电压调节电路及方法 Download PDF

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CN110562095A
CN110562095A CN201910748765.6A CN201910748765A CN110562095A CN 110562095 A CN110562095 A CN 110562095A CN 201910748765 A CN201910748765 A CN 201910748765A CN 110562095 A CN110562095 A CN 110562095A
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CN
China
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battery module
normally open
power supply
contact
battery
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Pending
Application number
CN201910748765.6A
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冯振国
漆凌君
陈东锁
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Gree Electric Appliances Inc of Zhuhai
Zhuhai Kaibang Motor Manufacture Co Ltd
Original Assignee
Gree Electric Appliances Inc of Zhuhai
Zhuhai Kaibang Motor Manufacture Co Ltd
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Publication date
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Abstract

本发明提供电动汽车、电池电压调节电路及方法，所述电压调节电路包括电源、转换电路和开关J1，所述电源包括多个电池模组，所述电源包括正常输出状态和快速充电状态，所述转换电路通过改变所述电池模组的连接方式而改变所述电源的整体电压，所述开关J1更改所述电源状态。本发明通过在充电时将电源更改为快速充电状态，降低电源的整体电压，使电动汽车动力电池电压可以符合充电桩充电电压范围进行充电；在正常使用时使电源更改为正常输出状态，不影响电动汽车正常使用时的动力电池电压值，从而提升产品的通用性。

Description

电动汽车、电池电压调节电路及方法
技术领域
本发明涉及电池领域，具体涉及电动汽车、电池电压调节电路及方法。
背景技术
电动汽车是指以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶，符合道路交通、安全法规各项要求的车辆，由于对环境影响相对传统汽车较小，其前景被广泛看好，但当前技术尚不成熟，电池续航里程和充电问题是限制电动汽车发展的主要原因。
为减少电动汽车在充电的充电时间问题，电动汽车都希望能够支持快充的充电方式，但是快充充电桩都会有允许充电电压范围，电动汽车的电池电压不在快充充电桩的允许充电范围内时，例如快充充电桩的允许充电范围为200V-450V，若电动汽车动力电池电压高于450V时，则无法通过快充充电，增加了充电时间，也降低了人们的体验度。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足之处而提供一种电动汽车、电池电压调节电路及方法，使电动汽车动力电池电压可以符合充电桩充电电压范围进行充电，从而提升产品的通用性。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
第一方面，本发明提供一种电池电压调节电路，所述电压调节电路包括电源、转换电路和开关J1，所述电源包括多个电池模组，所述电源包括正常输出状态和快速充电状态，所述转换电路通过改变所述电池模组的连接方式而改变所述电源的整体电压，所述开关J1更改所述电源状态。
进一步地，所述转换电路包括继电器，所述继电器包括多个触点开关，所述继电器状态改变使所述电池模组的连接方式改变，从而切换所述电源的状态。
进一步地，所述电源包括电池模组V1、电池模组V2、电池模组V3和电池模组V4。
进一步地，所述继电器包括KM1常开/常闭触点、KM2常开/常闭触点、KM3常开/常闭触点、KM4常开触点和KM5常开触点，所述电池模组V4的正极连接所述KM3常开触点的一端且公共端连接所述电源的正极端子，所述电池模组V4的负极连接所述KM3常闭触点的一端且公共端连接所述KM5常开触点的一端，所述KM3常闭触点的另一端连接所述KM3常开触点的另一端且公共端连接所述电池模组V3的正极，所述电池模组V3的负极连接所述电池模组V2的正极且公共端连接所述KM5常开触点的另一端、所述KM4常开触点的一端和地，所述电池模组V2的负极连接所述KM2常开触点的一端且公共端连接所述KM2常闭触点的一端，所述KM2常闭触点的另一端连接所述KM4常开触点的另一端且公共端连接所述电池模组V1的正极，所述电池模组V1的负极连接所述KM2常开触点的另一端且公共端连接KM1常开触点的一端和KM1常闭触点的一端，所述KM1常开触点的另一端连接快速充电负极端子，所述KM1常闭触点的另一端连接开关J1的一端，所述开关J1的一端连接电源的负极端子。
进一步地，所述继电器包括KM1常开/常闭触点、KM2常开/常闭触点、KM3常开触点，所述电池模组V4的正极连接所述电源的正极端子，所述电池模组V4的负极连接所述电池模组V3的正极，所述电池模组V3的负极连接所述电池模组V2的正极且公共端连接所述KM3常开触点的一端和地，所述电池模组V2的负极连接所述KM2常开触点的一端且公共端连接所述KM2常闭触点的一端，所述KM2常闭触点的另一端连接所述KM3常开触点的另一端且公共端连接所述电池模组V1的正极，所述电池模组V1的负极连接所述KM2常开触点的另一端且公共端连接KM1常开触点的一端和KM1常闭触点的一端，所述KM1常开触点的另一端连接快速充电负极端子，所述KM1常闭触点的另一端连接开关J1的一端，所述开关J1的一端连接电源的负极端子。
进一步地，电源包括电池模组V1、电池模组V2、电池模组V3、电池模组V4、电池模组V5和电池模组V6。
进一步地，所述继电器包括KM1常开/常闭触点、KM2常开/常闭触点、KM3常开/常闭触点、KM4常开触点和KM5常开触点，所述电池模组V6的正极连接所述电源的正极端子，所述电池模组V6的负极连接所述电池模组V5的正极，所述电池模组连接所述电池模组V4的正极且公共端连接所述KM3常开触点的一端，所述电池模组V4的负极连接所述KM3常闭触点的一端且公共端连接所述KM5常开触点的一端，所述KM3常闭触点的另一端连接所述KM3常开触点的另一端且公共端连接所述电池模组V3的正极，所述电池模组V3的负极连接所述电池模组V2的正极且公共端连接所述KM5常开触点的另一端、所述KM4常开触点的一端和地，所述电池模组V2的负极连接所述KM2常开触点的一端且公共端连接所述KM2常闭触点的一端，所述KM2常闭触点的另一端连接所述KM4常开触点的另一端且公共端连接所述电池模组V1的正极，所述电池模组V1的负极连接所述KM2常开触点的另一端且公共端连接KM1常开触点的一端和KM1常闭触点的一端，所述KM1常开触点的另一端连接快速充电负极端子，所述KM1常闭触点的另一端连接开关J1的一端，所述开关J1的一端连接电源的负极端子。
第二方面，本发明还提供一种电池电压调节方法，其特征在于，所述电池电压调节方法通过第一方面所述的电池电压调节电路实现，包括以下步骤：S1：根据充电设备可以提供的电压范围为电源选择合适的电池电压调节电路；S2：需要充电时，将电源由正常输出状态更改为充电状态；使电池电压调节至充电设备可以提供的电压范围内。
进一步地，所述步骤S2具体包括以下步骤：S1:断开电源正常输出电路上的J1开关，改变继电器的状态，使继电器所有触点状态都改变；S2：继电器的触点状态改变使电源的电池模组连接关系发生改变，使原来串联的所有电源模组中的部分电源模组变为并联状态，从而降低电源的整体电压。
第三方面，本发明还提供一种电动汽车，所述电动汽车包括第一方面所述的电池电压调节电路。
本发明的有益效果是：本发明通过在充电时将电源更改为快速充电状态，降低电源的整体电压，使电动汽车动力电池电压可以符合充电桩充电电压范围进行充电；在正常使用时使电源更改为正常输出状态，不影响电动汽车正常使用时的动力电池电压值，从而提升产品的通用性。
附图说明
利用附图对发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
图1是本发明的第一个实施例的电路原理图。
图2是本发明的第一个实施例的快速充电状态的等效电路原理图。
图3是本发明的第二个实施例的电路原理图。
图4是本发明的第二个实施例的快速充电状态的等效电路原理图。
图5是本发明的第三个实施例的电路结构图。
图6是本发明的第三个实施例的快速充电状态的等效电路原理图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
实施例1。
如图1和图2所示，本实施例的一种电池电压调节电路，电压调节电路包括电源、转换电路和开关J1，本实施例中电源的额定输出电压为600V，快速充电桩提供的电压范围为250V-450V，转换电路包括继电器，电源包括电池模组V1、电池模组V2、电池模组V3和电池模组V4，每个电池模组的电压值相等，为150V，继电器包括KM1常开/常闭触点、KM2常开/常闭触点、KM3常开/常闭触点、KM4常开触点和KM5常开触点，电池模组V4的正极连接KM3常开触点的一端且公共端连接电源的正极端子，电池模组V4的负极连接KM3常闭触点的一端且公共端连接KM5常开触点的一端，KM3常闭触点的另一端连接KM3常开触点的另一端且公共端连接电池模组V3的正极，电池模组V3的负极连接电池模组V2的正极且公共端连接KM5常开触点的另一端、KM4常开触点的一端和地，电池模组V2的负极连接KM2常开触点的一端且公共端连接KM2常闭触点的一端，KM2常闭触点的另一端连接KM4常开触点的另一端且公共端连接电池模组V1的正极，电池模组V1的负极连接KM2常开触点的另一端且公共端连接KM1常开触点的一端和KM1常闭触点的一端，KM1常开触点的另一端连接快速充电负极端子，KM1常闭触点的另一端连接开关J1的一端，开关J1的一端连接电源的负极端子。
电源包括正常输出状态和快速充电状态，在本实施例中，开关J1为扭动开关，可选地拥有两个档位，其中一个档位实现电源的正常输出状态，另一个状态实现快速充电状态。其中电源正常输出状态如图1所示，将开关J1闭合，则电池模组V1、电池模组V2、电池模组V3和电池模组V4串联，电源的整体输出电压为V1+V2+V3+V4；当需要快速充电时，将开关J1断开，使继电器状态发生改变，继电器状态改变后，继电器的所有触点的状态都会改变，KM1常开触点、KM2常开触点、KM3常开触点、KM4常开触点和KM5常开触点都会闭合，KM1常闭触点、KM2常闭触点、KM3常闭触点都断开，由于继电器触点相当于电路中的导线，因此快速充电状态下的电池调节电路的等效电路原理图如图2所示，其中电池模组V1和电池模组V2并联，电池模组V3和电池模组V4并联。所以快速充电状态下的电源整体电压为V2+V3=V1+V4,即只有电源正常输出状态下的50%。
需要说明的是，在本实施例中，虽然没有在图中画出，但本领域技术人员应该可以理解，开关J1的公共端连接至电路，一个端子连接电源的负极端子控制电源正常输出状态的通断，另一个端子连接继电器的线圈，控制继电器的状态，当电源正常输出时，继电器不动作；当继电器动作时，电源正常输出电路断开。
本实施例的实施方法通过本实施例的电池电压调节电路实现，包括以下步骤：S1：根据充电设备可以提供的电压范围（250V-450V）为电源选择将电池电压降低至50%的电池电压调节电路；S2：需要充电时，拧动开关J1将电源由正常输出状态更改为充电状态；使电池电压调节至300V。
其中，步骤S2具体包括以下步骤：S201:拧动J1开关至快速充电档，从而改变继电器的状态，使继电器所有触点状态都改变；S202：继电器的触点状态改变使电源的电池模组连接关系发生改变，使原来串联的所有电源模组中的部分电源模组变为并联状态（等效电路图如图2所示），从而将电源的整体电压降低至原电压的50%，即300V，使电源电压和快速充电桩提供的电压匹配。
实施例2。
如图3和图4所示，本实施例的一种电池电压调节电路，电压调节电路包括电源、转换电路和开关J1，本实施例中电源的额定输出电压为500V，快速充电桩提供的电压范围为250V-450V转换电路包括继电器，电源包括电池模组V1、电池模组V2、电池模组V3和电池模组V4，每个电池模组的电压值相等，继电器包括KM1常开/常闭触点、KM2常开/常闭触点、KM3常开触点，电池模组V4的正极连接电源的正极端子，电池模组V4的负极连接电池模组V3的正极，电池模组V3的负极连接电池模组V2的正极且公共端连接KM3常开触点的一端和地，电池模组V2的负极连接KM2常开触点的一端且公共端连接KM2常闭触点的一端，KM2常闭触点的另一端连接KM3常开触点的另一端且公共端连接电池模组V1的正极，电池模组V1的负极连接KM2常开触点的另一端且公共端连接KM1常开触点的一端和KM1常闭触点的一端，KM1常开触点的另一端连接快速充电负极端子，KM1常闭触点的另一端连接开关J1的一端，开关J1的一端连接电源的负极端子。
电源包括正常输出状态和快速充电状态，在本实施例中，开关J1为扭动开关，可选地拥有两个档位，其中一个档位实现电源的正常输出状态，另一个状态实现快速充电状态。其中电源正常输出状态如图1所示，将开关J1闭合，则电池模组V1、电池模组V2、电池模组V3和电池模组V4串联，电源的整体输出电压为V1+V2+V3+V4；当需要快速充电时，将开关J1断开，使继电器状态发生改变，继电器状态改变后，继电器的所有触点的状态都会改变，KM1常开触点、KM2常开触点和KM3常开触点都会闭合，KM1常闭触点和KM2常闭触点断开，由于继电器触点相当于电路中的导线，因此快速充电状态下的电池调节电路的等效电路原理图如图4所示，其中电池模组V1和电池模组V2并联，电池模组V3和电池模组V4串联。所以快速充电状态下的电源整体电压为V1+V3+V4,即只有电源正常输出状态下的75%。
需要说明的是，在本实施例中，虽然没有在图中画出，但本领域技术人员应该可以理解，开关J1的公共端连接至电路，一个端子连接电源的负极端子控制电源正常输出状态的通断，另一个端子连接继电器的线圈，控制继电器的状态，当电源正常输出时，继电器不动作；当继电器动作时，电源正常输出电路断开。
本实施例的实施方法通过本实施例的电池电压调节电路实现，包括以下步骤：S1：根据充电设备可以提供的电压范围（250V-450V）为电源选择将电池电压降低至75%的电池电压调节电路；S2：需要充电时，拧动开关J1将电源由正常输出状态更改为充电状态；使电池电压调节至300V。
其中，步骤S2具体包括以下步骤：S201:拧动J1开关至快速充电档，从而改变继电器的状态，使继电器所有触点状态都改变；S202：继电器的触点状态改变使电源的电池模组连接关系发生改变，使原来串联的所有电源模组中的部分电源模组变为并联状态（等效电路图如图4所示），从而将电源的整体电压降低至原电压的75%，即375V，使电源电压和快速充电桩提供的电压匹配。
实施例3。
如图5和图6所示，本实施例的一种电池电压调节电路，电压调节电路包括电源、转换电路和开关J1，本实施例中电源的额定输出电压为900V，快速充电桩提供的电压范围为250V-450V转换电路包括继电器，转换电路包括继电器，电源包括电池模组V1、电池模组V2、电池模组V3、电池模组V4、电池模组V5和电池模组V6，每个电池模组的电压值相等，继电器包括KM1常开/常闭触点、KM2常开/常闭触点、KM3常开/常闭触点、KM4常开触点和KM5常开触点，电池模组V6的正极连接电源的正极端子，电池模组V6的负极连接电池模组V5的正极，电池模组连接电池模组V4的正极且公共端连接KM3常开触点的一端，电池模组V4的负极连接KM3常闭触点的一端且公共端连接KM5常开触点的一端，KM3常闭触点的另一端连接KM3常开触点的另一端且公共端连接电池模组V3的正极，电池模组V3的负极连接电池模组V2的正极且公共端连接KM5常开触点的另一端、KM4常开触点的一端和地，电池模组V2的负极连接KM2常开触点的一端且公共端连接KM2常闭触点的一端，KM2常闭触点的另一端连接KM4常开触点的另一端且公共端连接电池模组V1的正极，电池模组V1的负极连接KM2常开触点的另一端且公共端连接KM1常开触点的一端和KM1常闭触点的一端，KM1常开触点的另一端连接快速充电负极端子，KM1常闭触点的另一端连接开关J1的一端，开关J1的一端连接电源的负极端子。
电源包括正常输出状态和快速充电状态，在本实施例中，开关J1为扭动开关，可选地拥有两个档位，其中一个档位实现电源的正常输出状态，另一个状态实现快速充电状态。其中电源正常输出状态如图1所示，将开关J1闭合，则电池模组V1、电池模组V2、电池模组V3和电池模组V4串联，电源的整体输出电压为V1+V2+V3+V4；当需要快速充电时，将开关J1断开，使继电器状态发生改变，继电器状态改变后，继电器的所有触点的状态都会改变，KM1常开触点、KM2常开触点和KM3常开触点都会闭合，KM1常闭触点和KM2常闭触点断开，由于继电器触点相当于电路中的导线，因此快速充电状态下的电池调节电路的等效电路原理图如图4所示，其中电池模组V1和电池模组V2并联，电池模组V3和电池模组V4串联。所以快速充电状态下的电源整体电压为V1+V3+V4,即只有电源正常输出状态下的1/3。
需要说明的是，在本实施例中，虽然没有在图中画出，但本领域技术人员应该可以理解，开关J1的公共端连接至电路，一个端子连接电源的负极端子控制电源正常输出状态的通断，另一个端子连接继电器的线圈，控制继电器的状态，当电源正常输出时，继电器不动作；当继电器动作时，电源正常输出电路断开。
本实施例的实施方法通过本实施例的电池电压调节电路实现，包括以下步骤：S1：根据充电设备可以提供的电压范围（250V-450V）为电源选择将电池电压降低至1/3的电池电压调节电路；S2：需要充电时，拧动开关J1将电源由正常输出状态更改为充电状态；使电池电压调节至300V。
其中，步骤S2具体包括以下步骤：S201:拧动J1开关至快速充电档，从而改变继电器的状态，使继电器所有触点状态都改变；S202：继电器的触点状态改变使电源的电池模组连接关系发生改变，使原来串联的所有电源模组中的部分电源模组变为并联状态（等效电路图如图6所示），从而将电源的整体电压降低至原电压的1/3%，即300V，使电源电压和快速充电桩提供的电压匹配。
在本发明中，实施例1至3提供的电池电压调节电路用于电动汽车，可以为不同额定输出电压的电动汽车调节充电时的电池电压，提供电动汽车的通用性。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (10)

1.一种电池电压调节电路，其特征在于，所述电压调节电路包括电源、转换电路和开关J1，所述电源包括多个电池模组，所述电源包括正常输出状态和快速充电状态，所述转换电路通过改变所述电池模组的连接方式而改变所述电源的整体电压，所述开关J1更改所述电源状态。
2.如权利要求1所述的一种电池电压调节电路，其特征在于，所述转换电路包括继电器，所述继电器包括多个触点开关，所述继电器状态改变使所述电池模组的连接方式改变，从而切换所述电源的状态。
3.如权利要求2所述的一种电池电压调节电路，其特征在于，所述电源包括电池模组V1、电池模组V2、电池模组V3和电池模组V4。
4.如权利要求3所述的一种电池电压调节电路，其特征在于，所述继电器包括KM1常开/常闭触点、KM2常开/常闭触点、KM3常开/常闭触点、KM4常开触点和KM5常开触点，所述电池模组V4的正极连接所述KM3常开触点的一端且公共端连接所述电源的正极端子，所述电池模组V4的负极连接所述KM3常闭触点的一端且公共端连接所述KM5常开触点的一端，所述KM3常闭触点的另一端连接所述KM3常开触点的另一端且公共端连接所述电池模组V3的正极，所述电池模组V3的负极连接所述电池模组V2的正极且公共端连接所述KM5常开触点的另一端、所述KM4常开触点的一端和地，所述电池模组V2的负极连接所述KM2常开触点的一端且公共端连接所述KM2常闭触点的一端，所述KM2常闭触点的另一端连接所述KM4常开触点的另一端且公共端连接所述电池模组V1的正极，所述电池模组V1的负极连接所述KM2常开触点的另一端且公共端连接KM1常开触点的一端和KM1常闭触点的一端，所述KM1常开触点的另一端连接快速充电负极端子，所述KM1常闭触点的另一端连接开关J1的一端，所述开关J1的一端连接电源的负极端子。
5.如权利要求3所述的一种电池电压调节电路，其特征在于，所述继电器包括KM1常开/常闭触点、KM2常开/常闭触点、KM3常开触点，所述电池模组V4的正极连接所述电源的正极端子，所述电池模组V4的负极连接所述电池模组V3的正极，所述电池模组V3的负极连接所述电池模组V2的正极且公共端连接所述KM3常开触点的一端和地，所述电池模组V2的负极连接所述KM2常开触点的一端且公共端连接所述KM2常闭触点的一端，所述KM2常闭触点的另一端连接所述KM3常开触点的另一端且公共端连接所述电池模组V1的正极，所述电池模组V1的负极连接所述KM2常开触点的另一端且公共端连接KM1常开触点的一端和KM1常闭触点的一端，所述KM1常开触点的另一端连接快速充电负极端子，所述KM1常闭触点的另一端连接开关J1的一端，所述开关J1的一端连接电源的负极端子。
6.如权利要求2所述的一种电池电压调节电路，其特征在于，电源包括电池模组V1、电池模组V2、电池模组V3、电池模组V4、电池模组V5和电池模组V6。
7.如权利要求6所述的一种电池电压调节电路，其特征在于，所述继电器包括KM1常开/常闭触点、KM2常开/常闭触点、KM3常开/常闭触点、KM4常开触点和KM5常开触点，所述电池模组V6的正极连接所述电源的正极端子，所述电池模组V6的负极连接所述电池模组V5的正极，所述电池模组连接所述电池模组V4的正极且公共端连接所述KM3常开触点的一端，所述电池模组V4的负极连接所述KM3常闭触点的一端且公共端连接所述KM5常开触点的一端，所述KM3常闭触点的另一端连接所述KM3常开触点的另一端且公共端连接所述电池模组V3的正极，所述电池模组V3的负极连接所述电池模组V2的正极且公共端连接所述KM5常开触点的另一端、所述KM4常开触点的一端和地，所述电池模组V2的负极连接所述KM2常开触点的一端且公共端连接所述KM2常闭触点的一端，所述KM2常闭触点的另一端连接所述KM4常开触点的另一端且公共端连接所述电池模组V1的正极，所述电池模组V1的负极连接所述KM2常开触点的另一端且公共端连接KM1常开触点的一端和KM1常闭触点的一端，所述KM1常开触点的另一端连接快速充电负极端子，所述KM1常闭触点的另一端连接开关J1的一端，所述开关J1的一端连接电源的负极端子。
8.一种电池电压调节方法，其特征在于，所述电池电压调节方法采用权利要求1至7任意一项所述的电池电压调节电路，包括以下步骤：
S1：根据充电设备可以提供的电压范围为电源选择合适的电池电压调节电路；
S2：需要充电时，将电源由正常输出状态更改为充电状态；使电池电压调节至充电设备可以提供的电压范围内。
9.如权利要求8所述的一种电池电压调节方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括以下步骤：
S201:断开电源正常输出电路上的J1开关，改变继电器的状态，使继电器所有触点状态都改变；
S202：继电器的触点状态改变使电源的电池模组连接关系发生改变，使原来串联的所有电源模组中的部分电源模组变为并联状态，从而降低电源的整体电压。
10.一种电动汽车，其特征在于，所述电动汽车包括权利要求1至7任意一项所述的电池电压调节电路。
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