一種電動汽車的電池組結構的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及電動汽車領域，特別是一種電動汽車的電池組結構。電動汽車上有至少一個慢速充電接口和與電池組單元數量相對應的快速充電接口，每個快速充電接口與每個電池組單元之間均設置有用于控制電池組單元快速充電的快速充電開關，能夠同時對幾個電池組單元進行充電，縮短充電時間。電池組單元和慢速充電接口之間設置有慢速充/放電總開關和慢速充/放電開關，慢速充/放電總開關和慢速充/放電開關共同控制各個電池組單元的放電和慢速充電，幾個電池組單元的充放電過程獨立，避免了“短板效應”，降低了電池組內部電池組單元一致性要求過高所需的大量生產成本。
【專利說明】-種電動汽車的電池組結構
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及電動汽車領域，特別是一種電動汽車的電池組結構。
【背景技術】
[0002] 電動汽車在經濟性和環保方面的優點使其成為汽車未來發展的方向，而純電動汽 車則是汽車發展的終極目標，但目前純電動汽車技術受制于電池技術的發展，還有很多不 足之處。這些缺點從技術角度可以總結歸納為兩點：一是續駛里程不長，即電池的比能量不 高；二是充電時間長，即能量型電池的高功率充電性能不好。此兩條缺點從技術層面限制了 純電動汽車的發展。同時，目前電動汽車電池組的電池組單元同時充電的布置方式使得電 池組的能量大，增加了電池組的安全風險，并且這種方式由于電池組單元在使用過程中存 在"短板效應"，對電池組單元的一致性要求高，間接的增加了電池的研發和生產成本，在當 前階段不利于電動汽車的大規模產業化。 實用新型內容
[0003] 本實用新型的目的在于提供一種電動汽車的電池組結構。該電池組的電池組單元 可以同時快速充電，解決電動汽車充電時間長的問題，幾個電池組單元共同提供電能，降低 了對于單個電池組單元電量的要求，解決了安全風險，同時電池組單元的充放電過程彼此 獨立，避免了"短板效應",降低了電池組內部一致性要求過高所需的大量生產成本。
[0004] 本實用新型的技術方案是：一種電動汽車的電池組結構，電動汽車的電池組由多 個并聯輸出的電池組單元組成，所述的每個電池組單元上均電連接有快速充電開關和慢速 充/放電開關，所述的慢速充/放電開關另一端共同連接到一個慢速充/放電總開關上。
[0005] 進一步的，所述的電動汽車上設置有與電池組單元數量相對應的快速充電接口， 所述的快速充電開關連接在對應的電池組單元與對應的快速充電接口之間。
[0006] 進一步的，所述的電動汽車上設置有至少一個慢速充/放電接口，所述的慢速充/ 放電總開關連接在電池組單元與慢速充/放電接口之間，各個慢速充/放電開關一端與慢 速充/放電總開關連接，另一端與對應的電池組單元連接。
[0007] 進一步的，所述的電池組單元安裝在電動汽車底板中部和后排座椅背后這兩個位 置的一處或兩處。
[0008] 本實用新型的有益效果是：各個并聯輸出的電池組單元共同提供電能，對電池組 的電量要求降低，降低了電池組的安全風險。每個電池組單元上均設置快速充電接口，同時 對每個電池組單元進行快速充電，可以將充電時間控制在5分鐘之內，大大縮短了充電時 間。在每個電池組單元上均設置慢速充/放電開關，在慢速充電接口處設置慢速充/放電 總開關，通過慢速充/放電開關和慢速充/放電總開關的共同作用，可以單獨對每個電池組 單元進行慢速充電和放電，電池組單元之間彼此互不影響，避免了"短板效應"引起的充放 電問題。同時，將電池組單元布置在汽車底板中部和后排座椅的背后，節約了布置空間，同 時避免了行駛過程對電池組單元造成碰撞損壞。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0009] 圖1為本實用新型布置結構圖；
[0010] 圖2為電池組單元電路連接原理圖；
[0011] 圖中：1 一電動汽車，2 -電池組單元，3-快速充電接口，4 一慢速充電接口，5-第 一電池組單元，6-第二電池組單元，7-第三電池組單元，8-第一快速充電接口，9一第二 快速充電接口，10-第三快速充電接口，11-慢速充/放電總開關，12-第一快充繼電器， 13-第二快充繼電器，14 一第三快充繼電器，15-第一慢充繼電器，16-第二慢充繼電器， 17-第三慢充繼電器。
【具體實施方式】
[0012] 為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施 例，對本實用新型進行進一步詳細說明。此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新 型，并不用于限定本實用新型。此外，下面所描述的本實用新型各個實施方式中所涉及到的 技術特征只要彼此之間未構成沖突就可以相互組合。
[0013] 本實用新型的電池組單元可以根據需要使用多組，其數量不限，本實施例采用三 組電池組單元進行說明。如圖1所示，本實施例中包括3個并聯輸出的電池組單元2,分別 為第一電池組單元5、第二電池組單元6和第三電池組單元7,其中第一電池單體5與第二 電池單體6之間呈T形設置，它們安裝在電動汽車1的底板中部，而第三電池組單元7安裝 在電動汽車1后排座椅的背部。這樣布置減小了電池組單兀與外界物體發生碰撞的幾率， 多個電池組單元共同提供電能的設置使電動汽車1對每個電池組單元的電量要求降低，提 高了電池組的安全性能，并節約了成本。電動汽車1上設置有快速充電接口 3和慢速充電接 口 4,它們均與電池組單元2連接。快速充電接口 3由第一快速充電接口 8、第二快速充電 接口 9和第三快速充電接口 10組成，其中第一快速充電接口 8設置在電動汽車1的車身前 端，第二快速充電接口 9和第三快速充電接口 10設置在車身后端，慢速充電接口 4設置在 第二快速充電接口 9旁，它與電動汽車1的電機連接，用于使各個電池組單元對電機供電， 驅動電動汽車1的使用。
[0014] 如圖2所示為電池組單元電路連接原理圖。每個電池組單元2上均電連接有快速 充電開關和慢速充/放電開關，慢速充/放電開關另一端共同連接到一個慢速充/放電總 開關11上。其中本實施例中所有開關均采用繼電器。快速充電開關包括第一快充繼電器 12,第二快充繼電器13和第三快充繼電器14。第一快充繼電器12連接在第一電池組單元 5與第一快速充電接口 8之間，第二快充繼電器13連接在第二電池組單元6與第二快速充 電接口 9之間，第三快充繼電器14連接在第三電池組單元7與第三快速充電接口 10之間。 慢速充/放電開關包括第一慢充繼電器15、第二慢充繼電器16和第三慢充繼電器17。在 慢速充電接口 4處設置有一個慢速充/放電總開關11，第一慢充繼電器15連接在第一電池 組單元5與慢速充/放電總開關11之間，第二慢充繼電器16連接在第二電池組單元6與 慢速充/放電總開關11之間，第三慢充繼電器17連接在第三電池組單元7與慢速充/放 電總開關11之間。
[0015] 閉合第一快充繼電器12,可以對第一電池組單元5進行快速充電，閉合第二快充 繼電器13,可以對第二電池組單元6進行快速充電，閉合第三快充繼電器14,可以對第三電 池組單元7進行快速充電。同時閉合第一快充繼電器12、第二快充繼電器13和第三快充繼 電器14則可以同時對三個電池組單元進行快速充電。這種布置方式可以在5分鐘內將功 率和能量兼具型電池組充電至80 %的荷電狀態，大幅縮短了目前30分鐘將電池組充電至 80 %的荷電狀態的充電時間。
[0016]慢速充電接口 4可分別對三個電池組單元中的一個或幾個充電。其中第一慢充繼 電器15和慢速充/放電總開關11可以控制第一電池組單元5的慢速充電和行駛時是否使 用該電池單體對電動汽車1電機的放電；第二慢充繼電器16和慢速充/放電總開關11可 以控制第二電池組單元6的慢速充電和行駛時是否使用該電池組單元對電動汽車1電機的 放電；第三慢充繼電器16和慢速充/放電總開關11可以控制第三電池組單元7的慢速充 電和行駛時是否使用該電池組單元對電動汽車1電機的放電。通過三個慢充繼電器可以單 獨控制三個電池組單元的充放電過程，使彼此之間互不影響。
[0017]假設慢速充電前，三個電池組單元的荷電狀態的高低順序為：第一電池組單元5 的荷電狀態>第二電池組單元6的荷電狀態>第三電池組單元7的荷電狀態，充電時首先 閉合第三慢充繼電器16和慢速充/放電總開關11，對第三電池組單元7進行充電，待第三 電池組單元7的荷電狀態與第二電池組單元6的荷電狀態相等時，則閉合第二慢充繼電器 16,繼續對第二電池組單元6和第三電池組單元7同時充電，待第二電池組單元6和第三電 池組單元7的荷電狀態與第一電池組單元5的荷電狀態相等時，則閉合第一慢充繼電器15， 繼續對第一電池組單元5、第二電池組單元6和第三電池組單元7同時充電。
[0018]假設充電結束末期，第一電池組單元5首先達到充電截止條件，則先斷開第一慢 充繼電器15,繼續對第二電池組單元6和第三電池組單元7充電，隨后若第二電池組單元6 又達到充電截止條件，則斷開第二慢充繼電器16,繼續對第三電池組單元7充電，直至第三 電池組單元7也達到充電截止條件，則慢速充電完成。如此，則可以最大化的將電池組的電 量充滿，減小了由于某個電池組單元的"短板效應"對整個電池組充電造成的影響。此外， 在三個電池組單兀中的任意一個或幾個電量消耗完畢時，可以在換電站對其中任意一個或 幾個進行快速換電處理。
[0019]假設電動汽車1行駛前，三個電池組單元的荷電狀態的高低順序為：第一電池組 單元5的荷電狀態>第二電池組單元6的荷電狀態>第三電池組單元7的荷電狀態。首先 閉合第一慢充繼電器15和慢速充/放電總開關11，使用第一電池組單元5驅動汽車，待第 一電池組單元5的荷電狀態與第二電池組單元6的荷電狀態相等時，則閉合第二慢充繼電 器16,同時使用第一電池組單元5和第二電池組單元6驅動汽車，待第一電池組單元5和第 二電池組單元6的荷電狀態與第三電池組單元7的荷電狀態相等時，則閉合第三慢充繼電 器16,同時使用第一電池組單元5、第二電池組單元6和第三電池組單元7驅動汽車。假設 放電結束末期，第一電池組單元5首先達到放電截止條件，則先斷開第一慢充繼電器15,繼 續同時使用第二電池組單元6和第三電池組單元7驅動汽車，隨后若第二電池組單元6也 達到放電截止條件，則斷開第二慢充繼電器16,繼續使用第三電池組單元7驅動汽車，直至 第三電池組單元7也達到放電截止條件。如此則可以最大化的使用電池組的能量，減小了 由于某個電池單體的"短板效應"對使用電池組驅動汽車造成的影響。
[0020] 本實用新型的電池單體可以如下面表格所示方式自由進行組合：
[0021]
【權利要求】
1. 一種電動汽車的電池組結構，其特征在于：電動汽車（1)的電池組由多個并聯輸出 的電池組單元（2)組成，所述的每個電池組單元（2)上均電連接有快速充電開關和慢速充/ 放電開關，所述的慢速充/放電開關另一端共同連接到一個慢速充/放電總開關（11)上。
2. 如權利要求1所述的一種電動汽車的電池組結構，其特征在于：所述的電動汽車（1) 上設置有與電池組單元（2)數量相對應的快速充電接口（3)，所述的快速充電開關連接在 對應的電池組單元（2)與對應的快速充電接口（3)之間。
3. 如權利要求1所述的一種電動汽車的電池組結構，其特征在于：所述的電動汽車（1) 上設置有至少一個慢速充/放電接口（4)，所述的慢速充/放電總開關（11)連接在電池組 單元⑵與慢速充/放電接口⑷之間，各個慢速充/放電開關一端與慢速充/放電總開 關（11)連接，另一端與對應的電池組單元（2)連接。
4. 如權利要求1所述的一種電動汽車的電池組結構，其特征在于：所述的電池組單元 (2)安裝在電動汽車（1)底板中部和后排座椅背后這兩個位置的一處或兩處。
【文檔編號】H02J7/00GK204216603SQ201420603996
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2014年10月17日 優先權日:2014年10月17日
【發明者】黃兆勤, 夏洋, 陳銀燭, 劉曉康, 吳道明, 劉曉俊, 龍曦, 莫維 申請人:東風電動車輛股份有限公司