本發(fā)明屬于電能存儲(chǔ)系統(tǒng)領(lǐng)域，具體涉及一種由電池組向負(fù)載供電的裝置。

背景技術(shù)：

隨著電動(dòng)汽車技術(shù)的發(fā)展，綠色環(huán)保的觀念深入人心，電動(dòng)汽車越來越受到消費(fèi)者的關(guān)注。然而受限于目前的電池技術(shù)和充電站的建設(shè)，電動(dòng)汽車的續(xù)航里程一直都是個(gè)很大的問題，影響電動(dòng)汽車的推廣。

為了解決電動(dòng)汽車?yán)m(xù)航里程的問題，人們發(fā)明了車載充電寶，但是這種充電寶要在駐車狀態(tài)下為電動(dòng)汽車電池充電。在中國專利CN105978076A中，提供了一種可移動(dòng)的電動(dòng)汽車?yán)m(xù)航充電裝置，通過電池管理系統(tǒng)向電動(dòng)汽車的電池管理單元發(fā)出邊充電邊行駛的請(qǐng)求，實(shí)現(xiàn)既能隨時(shí)隨地交流慢充或直流快充，也能夠?qū)崿F(xiàn)邊充電邊行駛。但是在實(shí)際使用時(shí)，有兩個(gè)問題：1.即使整車控制器解除了行駛限制的命令，電動(dòng)汽車的電池組仍需達(dá)到一定的電量，才能滿足汽車的正常行駛需求，這就需要一段時(shí)間來給電池組充電，并不能立刻實(shí)現(xiàn)邊充電邊行駛；另外一方面，電池組經(jīng)常在SOC低于20％(即行駛限制狀態(tài)時(shí))的狀態(tài)下放電，會(huì)極大地降低電池的使用壽命。2.要實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)汽車電池組的交流慢充，需要在移動(dòng)電動(dòng)汽車?yán)m(xù)航充電裝置中配備逆變器，實(shí)現(xiàn)DC-AC變換；要實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)汽車電池組的直流快充，需要在移動(dòng)電動(dòng)汽車?yán)m(xù)航充電裝置中配備直流充電機(jī)，這樣就大大增加了裝置的體積和重量，造成了攜帶的不便。

理想的解決方法是，提供一種續(xù)航電池包，與電動(dòng)汽車連接后，可直接為電動(dòng)汽車提供電源。然而，由于市場上的電動(dòng)汽車廠家與型號(hào)繁雜，每種電動(dòng)汽車電池包的電壓、功率、控制方式不同，導(dǎo)致現(xiàn)有的續(xù)航電池包的設(shè)計(jì)只能針對(duì)于某種特定的車型。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種電動(dòng)汽車便攜式移動(dòng)電池包，并提供了一種通用的電池包與電動(dòng)汽車的接口和控制方式。

本發(fā)明的第二個(gè)目的是提出所述電動(dòng)汽車便攜式移動(dòng)電池包的應(yīng)用。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明上述目的技術(shù)方案為：

一種電動(dòng)汽車便攜式移動(dòng)電池包，其特征在于，包括蓄電池組、主正繼電器、主負(fù)繼電器、啟動(dòng)開關(guān)、霍爾傳感器、電池管理系統(tǒng)、車輛插頭；

所述電池管理系統(tǒng)中設(shè)置有CAN模塊，

所述車輛插頭設(shè)置有正極輸出觸頭(V+)、負(fù)極輸出觸頭(V﹣)、高位數(shù)據(jù)線觸點(diǎn)和低位數(shù)據(jù)線觸點(diǎn)，高位數(shù)據(jù)線觸點(diǎn)和低位數(shù)據(jù)線觸點(diǎn)與電池管理系統(tǒng)中的CAN模塊相連；

所述蓄電池組的正極順次與霍爾傳感器、主正繼電器、啟動(dòng)開關(guān)、車輛插頭的正極輸出觸頭相連，所述蓄電池組的負(fù)極順次與主負(fù)繼電器、車輛插頭的負(fù)極輸出觸頭相連；

所述啟動(dòng)開關(guān)用于控制便攜式移動(dòng)電池包是否作為電動(dòng)汽車的應(yīng)急電源。

所述蓄電池組可選地，為96串2并的鋰電池組，標(biāo)稱電壓355V，或150串2并的三元鋰電池組，標(biāo)稱電壓為555V，可用于中/大型車，但一般中/大型車多采用換電的方式。

進(jìn)一步地，所述電動(dòng)汽車便攜式移動(dòng)電池包還包括預(yù)充繼電器、預(yù)充電阻，預(yù)充繼電器和預(yù)充電阻串聯(lián)后并聯(lián)在所述主正繼電器的兩端。

其中，所述電動(dòng)汽車便攜式移動(dòng)電池包設(shè)置有直流充電接口和交流充電接口，所述直流充電接口和交流充電接口均連接所述蓄電池組。

其中，所述電動(dòng)汽車便攜式移動(dòng)電池包的蓄電池組、主正繼電器、主負(fù)繼電器、啟動(dòng)開關(guān)、霍爾傳感器、電池管理系統(tǒng)均集成在可移動(dòng)箱體內(nèi)，所述車輛插頭還設(shè)置有保護(hù)接地觸點(diǎn)(PE)，保護(hù)接地觸點(diǎn)與所述可移動(dòng)箱體連接。

其中，所述電動(dòng)汽車便攜式移動(dòng)電池包內(nèi)設(shè)置有輔助電源和控制所述輔助電源的電源開關(guān)，所述電源開關(guān)連接所述電池管理系統(tǒng)，所述電池管理系統(tǒng)設(shè)置有人機(jī)交互界面。

本發(fā)明還提出所述的電動(dòng)汽車便攜式移動(dòng)電池包的應(yīng)用：與電動(dòng)汽車連接時(shí)，所述電動(dòng)汽車便攜式移動(dòng)電池包的車輛插頭與電動(dòng)汽車的車輛充電插座連接。

進(jìn)一步地，與電動(dòng)汽車連接時(shí)，所述電動(dòng)汽車便攜式移動(dòng)電池包與電動(dòng)汽車電池包并聯(lián)，電動(dòng)汽車便攜式移動(dòng)電池包的正極輸出觸頭(V+)連接在電動(dòng)汽車電池包的主正繼電器之后，負(fù)極輸出觸頭(V﹣)連接在電動(dòng)汽車電池包的主負(fù)繼電器之后；所述電動(dòng)汽車便攜式移動(dòng)電池包與電動(dòng)汽車的整車控制器通過CAN總線進(jìn)行通信。

更進(jìn)一步地，所述電動(dòng)汽車便攜式移動(dòng)電池包與電動(dòng)汽車連接后，電池管理系統(tǒng)有上電模式、正常工作模式和下電模式三個(gè)控制模式：

上電模式：電源開關(guān)閉合，電池管理系統(tǒng)和人機(jī)交互界面上電，電池管理系統(tǒng)通過自檢后處于充電狀態(tài)；向電動(dòng)汽車電池包發(fā)出關(guān)閉主正繼電器、主負(fù)繼電器、預(yù)充繼電器的命令，關(guān)閉成功后，整車控制器向電池管理系統(tǒng)返回請(qǐng)求成功的CAN報(bào)文，所述電動(dòng)汽車便攜式移動(dòng)電池包閉合啟動(dòng)開關(guān)，電池管理系統(tǒng)采集到啟動(dòng)開關(guān)閉合，啟動(dòng)開高壓動(dòng)作：閉合主負(fù)繼電器、預(yù)充繼電器，在1秒內(nèi)判斷預(yù)充電壓達(dá)到閾值，則閉合主正繼電器。預(yù)充階段，電池管理系統(tǒng)向整車控制器發(fā)送預(yù)充電狀態(tài)(Precharging)的報(bào)文；預(yù)充成功則進(jìn)入正常工作模式；

正常工作模式：

電動(dòng)汽車便攜式移動(dòng)電池正常充電，進(jìn)入正常工作狀態(tài)后，電池管理系統(tǒng)向整車控制器周期性發(fā)送電池包SOC(荷電狀態(tài))值(如果沒有故障代碼就正常行駛)；

下電模式：

當(dāng)整車控制器發(fā)送關(guān)高壓命令給電池管理系統(tǒng)，或裝置出現(xiàn)故障需關(guān)斷高壓，或裝置蓄電池組的SOC值低于使用閾值時(shí)，電池管理系統(tǒng)控制主正繼電器和主負(fù)繼電器打開，切斷裝置的高壓輸出。此時(shí)人機(jī)交互界面顯示“已下電”。

所述的電池管理系統(tǒng)具有對(duì)蓄電池組的獨(dú)立控制功能，可根據(jù)電池包的當(dāng)前狀態(tài)作出判斷控制高壓輸出。

其中，正常工作模式中，所述電池管理系統(tǒng)向整車控制器周期性發(fā)送故障代碼。電池管理系統(tǒng)對(duì)電池包故障進(jìn)行三級(jí)分級(jí)管理：一級(jí)故障：儀表聲光報(bào)警，故障碼提示，車輛80％功率行駛；二級(jí)故障：儀表聲光報(bào)警，故障碼提示，車輛50％功率行駛；三級(jí)故障：儀表聲光報(bào)警，故障碼提示，BMS在3秒內(nèi)沒有接收到整車控制器關(guān)高壓命令，則強(qiáng)行切斷高壓輸出。

本發(fā)明的有益效果在于：

本發(fā)明提出的電動(dòng)汽車便攜式可移動(dòng)電池包，提供了一種通用的與電動(dòng)汽車的接口和控制方式，體積小，質(zhì)量輕，便于攜帶，可作為一種通用的電動(dòng)汽車應(yīng)急補(bǔ)充電源。采用這種方式的電動(dòng)汽車，當(dāng)汽車電池沒電時(shí)，在附近無充電樁充電站的情況下，將便攜式移動(dòng)電池包放在汽車后備箱中，與電動(dòng)汽車連接后，可直接為電動(dòng)汽車提供動(dòng)力。

附圖說明

圖1為本發(fā)明裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明裝置與汽車的連接示意圖。

圖3為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例電池管理系統(tǒng)控制流程圖。

圖中，1：可移動(dòng)箱體，2：蓄電池組，3：主正繼電器，4：主負(fù)繼電器，5：預(yù)充繼電器，6：預(yù)充電阻，7：啟動(dòng)開關(guān)，8：霍爾傳感器，9：輔助電源，10：電源開關(guān)，11：電池管理系統(tǒng)，12：人機(jī)交互界面，13：直流充電接口，14：交流充電接口，15：車輛插頭。

具體實(shí)施方式

下面通過最佳實(shí)施例來說明本發(fā)明。本領(lǐng)域技術(shù)人員所應(yīng)知的是，實(shí)施例只用來說明本發(fā)明而不是用來限制本發(fā)明的范圍。

實(shí)施例中，如無特別說明，所用手段均為本領(lǐng)域常規(guī)的手段。

實(shí)施例1：

參見圖1，一種電動(dòng)汽車便攜式移動(dòng)電池包，由可移動(dòng)箱體1、蓄電池組2、主正繼電器3、主負(fù)繼電器4、預(yù)充繼電器5、預(yù)充電阻6、啟動(dòng)開關(guān)7、霍爾傳感器8、輔助電源9、電源開關(guān)10、電池管理系統(tǒng)11、人機(jī)交互界面12、直流充電接口13、交流充電接口14、車輛插頭15等部分組成。

可移動(dòng)箱體1大小為一20寸拉桿箱，材質(zhì)采用工程塑料，底部裝有2個(gè)輪子，頂部有手拉桿。

車輛插頭15具有5個(gè)觸點(diǎn)，V+為裝置的正極輸出，V-為裝置的負(fù)極輸出，PE為保護(hù)接地與可移動(dòng)箱體連接，高位數(shù)據(jù)線觸點(diǎn)(CAN_H和低位數(shù)據(jù)線觸點(diǎn)(CAN_L)與電池管理系統(tǒng)中的CAN模塊相連。蓄電池組2的正極順次與霍爾傳感器8、主正繼電器3、啟動(dòng)開關(guān)7、車輛插頭的V+觸頭相連，預(yù)充繼電器和預(yù)充電阻串聯(lián)后并聯(lián)在主正繼電器的兩端。蓄電池組2的負(fù)極順次與主負(fù)繼電器4、車輛插頭的V-觸頭相連。

預(yù)充繼電器5和預(yù)充電阻6串聯(lián)后并聯(lián)在所述主正繼電器的兩端。電動(dòng)汽車便攜式移動(dòng)電池包內(nèi)設(shè)置有輔助電源9(12V輔助電源，用于為電池管理系統(tǒng)和人機(jī)交互界面供電)控制所述輔助電源的電源開關(guān)10，電源開關(guān)10連接電池管理系統(tǒng)11。

本電動(dòng)汽車便攜式移動(dòng)電池包設(shè)置有直流充電接口和交流充電接口，所述直流充電接口和交流充電接口均連接所述蓄電池組。

蓄電池組2為96串2并的三元鋰電池組，標(biāo)稱電壓為355V，電壓范圍為240V～400V，容量為50Ah。

電池管理系統(tǒng)11具有單體電壓檢測、總電壓檢測、總電流檢測、溫度檢測、絕緣電阻檢測、SOC估算、被動(dòng)均衡、充放電控制、故障診斷、熱管理、CAN通信等功能。

人機(jī)交互界面12為LCD顯示屏，通過485總線與電池管理系統(tǒng)11相連，可顯示便攜式移動(dòng)電池包當(dāng)前的電壓、電量等信息，便于管理計(jì)費(fèi)。

電源開關(guān)10和啟動(dòng)開關(guān)7位于人機(jī)交互界面12的面板下方。

參見圖2，本電動(dòng)汽車便攜式移動(dòng)電池包的應(yīng)用，是將其與電動(dòng)汽車連接，具體為車輛插頭與電動(dòng)汽車的車輛充電插座連接。

與電動(dòng)汽車連接時(shí)，所述電動(dòng)汽車便攜式移動(dòng)電池包與電動(dòng)汽車電池包并聯(lián)，電動(dòng)汽車便攜式移動(dòng)電池包的正極輸出觸頭(V+)連接在電動(dòng)汽車電池包的主正繼電器之后，負(fù)極輸出觸頭(V﹣)連接在電動(dòng)汽車電池包的主負(fù)繼電器之后；所述電動(dòng)汽車便攜式移動(dòng)電池包與電動(dòng)汽車的整車控制器通過CAN總線進(jìn)行通信。

正常工作條件下，本電動(dòng)汽車便攜式移動(dòng)電池包可驅(qū)動(dòng)汽車行駛半個(gè)小時(shí)。

實(shí)施例2

本實(shí)施例對(duì)本裝置電池管理系統(tǒng)對(duì)蓄電池組的獨(dú)立控制功能進(jìn)行描述，采用實(shí)施例1的裝置，電池管理系統(tǒng)11有上電模式、正常工作模式和下電模式三個(gè)控制模式(圖3)。

上電模式：

如圖3所示，當(dāng)電源開關(guān)10閉合時(shí)，電池管理系統(tǒng)11和人機(jī)交互界面12上電，電池管理系統(tǒng)11進(jìn)行自檢，電池管理系統(tǒng)11判斷裝置處于充電狀態(tài)，電池管理系統(tǒng)11切換到charging狀態(tài)，不再響應(yīng)任何操作，同時(shí)人機(jī)交互界面12顯示基本數(shù)據(jù)。若電池管理系統(tǒng)11自檢失敗，人機(jī)交互界面12顯示“ERROR”，裝置只能重啟。

若電池管理系統(tǒng)11自檢正常后，進(jìn)入請(qǐng)求工作狀態(tài)，電池管理系統(tǒng)11向整車控制器發(fā)出請(qǐng)求作為電動(dòng)汽車應(yīng)急電源的CAN報(bào)文，整車控制器接收到后，向電動(dòng)汽車電池包發(fā)出關(guān)閉主正繼電器、主負(fù)繼電器、預(yù)充繼電器的命令，關(guān)閉成功后，整車控制器向電池管理系統(tǒng)11返回請(qǐng)求成功或請(qǐng)求失敗的CAN報(bào)文。

若電池管理系統(tǒng)11請(qǐng)求成功，進(jìn)入Ready狀態(tài)，同時(shí)人機(jī)交互界面12顯示“READY”。閉合啟動(dòng)開關(guān)7，電池管理系統(tǒng)11采集到啟動(dòng)開關(guān)7閉合，啟動(dòng)開高壓動(dòng)作：閉合主負(fù)繼電器、預(yù)充繼電器，在1秒內(nèi)判斷預(yù)充電壓達(dá)到閾值，則閉合主正繼電器。預(yù)充階段，電池管理系統(tǒng)11向整車控制器發(fā)送預(yù)充電狀態(tài)(Precharging)的報(bào)文，預(yù)充成功，發(fā)送使能(Enabled)的狀態(tài)報(bào)文；如果預(yù)充失敗，則發(fā)送錯(cuò)誤(Error)的狀態(tài)報(bào)文。

如果預(yù)充失敗，則裝置進(jìn)入ERROR狀態(tài)，不再響應(yīng)任何操作，人機(jī)交互界面12顯示系統(tǒng)故障。如果預(yù)充成功，則進(jìn)入ENABLED狀態(tài)，電池管理系統(tǒng)11可控制主正繼電器閉合，裝置進(jìn)入正常工作狀態(tài)，人機(jī)交互界面12顯示“開始工作”，并顯示當(dāng)前電流。

正常工作模式：

裝置進(jìn)入正常工作狀態(tài)后，電池管理系統(tǒng)11向整車控制器周期性發(fā)送電池包SOC值和故障代碼。電池管理系統(tǒng)11對(duì)電池包故障進(jìn)行三級(jí)分級(jí)管理：一級(jí)故障：儀表聲光報(bào)警，故障碼提示，車輛80％功率行駛；二級(jí)故障：儀表聲光報(bào)警，故障碼提示，車輛50％功率行駛；三級(jí)故障：儀表聲光報(bào)警，故障碼提示，BMS在3秒內(nèi)沒有接收到整車控制器關(guān)高壓命令，則強(qiáng)行切斷高壓輸出。

下電模式：

當(dāng)整車控制器發(fā)送關(guān)高壓命令給電池管理系統(tǒng)11，或裝置出現(xiàn)三級(jí)故障需關(guān)斷高壓，或裝置蓄電池組2的SOC值低于使用閾值時(shí)，電池管理系統(tǒng)11控制主正繼電器和主負(fù)繼電器打開，切斷裝置的高壓輸出，人機(jī)交互界面12顯示“已下電”。

實(shí)施例3

用于中型/大型車時(shí)，蓄電池組2為150串2并的三元鋰電池組，標(biāo)稱電壓為555V，電壓范圍為420V～630V，容量為50Ah，可驅(qū)動(dòng)汽車行駛半個(gè)小時(shí)。

以上的實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對(duì)本發(fā)明的范圍進(jìn)行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計(jì)精神的前提下，本領(lǐng)域普通工程技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做出的各種變型和改進(jìn)，均應(yīng)落入本發(fā)明的權(quán)利要求書確定的保護(hù)范圍內(nèi)。