CN110293832A - 电动汽车以及电动汽车的动力电池包管理方法 - Google Patents

Abstract

提供了一种电动汽车以及电动汽车的动力电池包管理方法。电动汽车包括：能独立拆卸和安装的多个动力电池包，其中所述多个动力电池包中的至少一个为能够由用户手动拆卸和安装的模块化电池包。根据本发明的装置和方法提供了更灵活的动力电池包解决方案。

Description

电动汽车以及电动汽车的动力电池包管理方法

技术领域

本发明涉及电动汽车领域，更具体地，本发明涉及具有多个动力电池包的电动汽车。

背景技术

目前，电动汽车受限于续航里程。更换电池以提高车辆的续航里程是提高电动汽车续航里程的有效手段。然而，由于现有的电动汽车电池为整体设计，重量较大，需要特定的装备来进行换电操作。用户不得不将车辆驾驶至特定装备所在点来进行电池更换，增加了用户的负担。

发明内容

本发明的目的在于解决或至少缓解现有技术中所存在的问题。

根据一些方面，提供了一种电动汽车，该电动汽车内设置有能独立拆卸和安装的多个动力电池包，其中所述多个动力电池包中的至少一个是能够由用户手动拆卸和安装的模块化电池包。

可选地，所述多个动力电池包包括设置在车身底部的多个动力电池包。

可选地，所述多个动力电池包中的一个或多个被构造为能由车身侧部插入容纳其的电池包插槽。

可选地，所述多个动力电池包包括设置在车身底部的由一个或多个动力电池包构成的第一电池包组，以及设置在车辆引擎舱中的第二电池包组和/或车辆后背箱中的第三电池包组，其中，所述第二电池包组和第三电池包组均由一个或一个以上动力电池包构成。

可选地，所述第一电池包组、第二电池包组、第三电池包组各自的动力电池包被构造为在设置于车辆后能够彼此电性连接。

可选地，所述多个动力电池包包括车辆引擎舱中的第二电池包和/或车辆后背箱中的第三电池包，所述第二电池包为通过开启车辆引擎盖来安装至车辆前部的第二电池包容仓的模块化电池包，和/或所述第三电池包为通过开启车辆后备箱盖来安装至车辆后部的第三电池包容仓的模块化电池包。

可选地，所述电动汽车包括用于驱动前轮的第一电机和/或用于驱动后轮的第二电机，所述电动汽车还包括连接至所述多个动力电池包的线路和电池管理装置，所述电池管理装置配置成控制所述多个动力电池包以多种模式为所述第一电机和/或所述第二电机供电。

可选地，所述电池管理装置配置成控制所述多个动力电池包以以下模式的任意组合为所述第一电机和/或所述第二电机供电：

第一模式：整合所有动力电池包的电力为第一电机供电；

第二模式：整合所有动力电池包的电力为第二电机供电；

第三模式：整合所有动力电池包的电力为第一电机和第二电机供电；

第四模式：使部分动力电池包为第一电机供电并使部分动力电池包为第二电机供电，并整合第一电机和第二电机输出的动力；以及

第五模式：使用部分动力电池包为第一电机和/或第二电机供电，并使其余电池包处于待用状态。

可选地，所述多个动力电池包包括模块化电池包和备用电池包，所述电池管理装置配置成先使用模块化电池包，并在所述模块化电池包亏电时提示用户更换所述模块化电池包，如用户未更换模块化电池包，则开始使用所述备用电池包。

可选地，所述电动汽车包括车辆引擎舱中的第二电池包容仓，车辆后备箱中的第三电池包容仓以及车辆底部一侧或两侧处的电池包插槽。

可选地，所述模块化电池包包能量在10kwh至100kwh，优选地，在20至40kwh的范围内。

可选地，所述模块化电池包的重量在10至20kg的范围内。

可选地，所述模块化电池包由6至10片36v至96v的电池构成，优选地，由6片至10片36v至96v的电池构成。

还提供了一种电动汽车的动力电池包管理方法，所述电动汽车为根据本发明的实施例所述的电动汽车，所述方法包括：

检测多个动力电池包；

采用所述模块化电池包为电机提供电力；

在所述模块化电池包亏电时询问用户是否更换所述标准换电池包，

如是则更换所述模块化电池包，并继续采用模块化电池包给电机供电，

如否则启动备用电池包，直到备用电池包亏电，再次提醒更换所述模块化电池包，并提示为所述备用电池包充电。

根据本发明的装置和方法提供了更灵活的动力电池包解决方案。

附图说明

参照附图，本发明的公开内容将变得更易理解。本领域技术人员容易理解的是：这些附图仅仅用于说明的目的，而并非意在对本发明的保护范围组成限制。此外，图中类似的数字用以表示类似的部件，其中：

图1示出了根据一个实施例的车辆以及其中的多个动力电池包的侧视图；

图2示出了根据一个实施例的车辆以及其中的多个动力电池包的顶视图；

图3示出了根据另一实施例的车辆以及其中的多个动力电池包的顶视图；

图4示出了根据又一实施例的车辆以及其中的多个动力电池包的侧视图；

图5示出了根据又一实施例的车辆以及其中的多个动力电池包的顶视图；以及

图6示出了示例性动力电池包控制策略。

具体实施方式

容易理解，根据本发明的技术方案，在不变更本发明实质精神下，本领域的一般技术人员可以提出可相互替换的多种结构方式以及实现方式。因此，以下具体实施方式以及附图仅是对本发明的技术方案的示例性说明，而不应当视为本发明的全部或者视为对本发明技术方案的限定或限制。

在本说明书中提到或者可能提到的上、下、左、右、前、后、正面、背面、顶部、底部等方位用语是相对于各附图中所示的构造进行定义的，它们是相对的概念，因此有可能会根据其所处不同位置、不同使用状态而进行相应地变化。所以，也不应当将这些或者其他的方位用语解释为限制性用语。

首先参考图1和图2，它们分别示出了根据本发明的实施例的电动汽车的侧视图和顶视图。该电动汽车包括：能独立拆卸和安装的多个动力电池包21,22,23，多个动力电池包21,22,23中的至少一个为模块化电池包，模块化电池包在本文中指的是能够由用户手动拆卸和安装的动力电池包。在本实施例中，电动汽车包括车辆底部的第一电池包21，第一电池包21为须通过特定设备安装和拆卸的备用电池包，例如具有50-100kwh的能量。在该实施例中，电动汽车还包括车辆引擎舱中的第二电池包22和车辆后背箱中的第三电池包23。第二电池包22和第三电池包23可为模块化电池包，它们可具有相同的形状和尺寸，并可为可用于多种车型的通用类型的动力电池包。在一些实施例中，模块化电池包可具有20至40kwh的电量。应当理解，尽管在所示的实施例中，电动汽车包括：第一电池包21，第二电池包22和第三电池包23三者，在备选实施例中，电动汽车可仅包括两者，如仅包括第一电池包21和第二电池包22，或者仅包括第一电池包21和第三电池包23，或者仅包括第二电池包22和第三电池包23，在另一些备选实施例中，电动汽车可包括更多的电池包，这些电池包可为模块化电池包并置于车辆的其他适合的位置处。在另一些备选实施例中，第一电池包21，第二电池包22和第三电池包23可为第一电池包组，第二电池包组和第三电池包组，各个电池包组可包括一个或多个动力电池包。在一些实施例中，在第一电池包组、第二电池包组、第三电池包组各自的多个动力电池包设置于车辆上的特定位置后，各个电池包组中的动力电池包能够彼此电性连接，由此共同驱动电机。

如图1所示，在一些实施例中，车辆的引擎舱内，两个前轮41之间具有用于容纳第二电池包22的第二电池包容仓220，其顶部具有可翻转打开的顶盖223。第二电池包22先置于由虚线描绘的第一位置221，并插入第二电池包容仓220中的第二位置222处，随后关闭顶盖223。整个操作可由用户手动完成。类似地，在一些实施例中，车辆的后备箱内，两个后轮42之间具有用于容纳第三电池包23的第三电池包容仓230，其后侧具有可翻转打开的后盖233。第三电池包23先置于由虚线描绘的位置231，并插入第三电池包容仓230中的第二位置232处，随后关闭后盖233。整个操作可由用户手动完成。在一些实施例中，第二电池包容仓220和第三电池包容仓230可具有引导轮来协助模块化电池包的手动安装和拆卸。在一些实施例中，各个电池包和各个电池包容仓可具有匹配的插接头使得在电池包安装就位后与同一电池包组中的其他电池包电连接或直接与车辆的线路电联接。在一些实施例中，电动汽车包括驱动前轮41的第一电机31和驱动后轮42的第二电机32，在备选实施例中，电动汽车可仅包括一个电机。电动汽车还包括连接至多个动力电池包21,22,23的线路和电池管理装置(未示出)，电池管理装置配置成控制多个动力电池包21,22,23以多种模式为第一电机31和/或第二电机32供电。

继续参考图3，在该实施例中，车辆仅包括第三电池包23作为模块化电池包，而车辆底部则包括第一电池包组，其包括两个须通过特定设备安装和拆卸的备用电池包218,219。备选地，车辆底部也可提供四个备用电池包。这类布置可用于紧凑型车辆或微型车辆。将第一电池包分为两个或四个电池包可提高电池包的安全性。

继续参考图4和图5，示出了根据本发明的电动汽车的另一个实施例。在该实施例中，类似于图1中实施例的部分不再详述，该实施例的区别在于，电动汽车包括车辆底部的第一电池包组，第一电池包组包括多个模块化电池包211,212，第一电池包组的多个模块化电池包211,212能够从一侧或两侧插入车辆底部的电池包插槽11中，模块化电池包的插槽可位于车内地板的下方。如图5更清楚地示出，第一电池包组包括插入车辆底部第一侧的模块化电池包211和插入车辆底部第二侧的模块化电池包212。应当理解，尽管所示出的实施例中，车辆底部的模块化电池包211,212和第二电池包22以及第三电池包23为不同规格的模块化电池包，在备选实施例中，车辆底部的模块化电池包211,212和第二电池包22以及第三电池包23可为相同规格的模块化电池包。尽管图中示出了第一电池包组包括一共12个标准化电池，在备选实施例中，第一电池包组可具有更多或更少的标准化电池。在一些实施例中，在车辆底部也可装设有一个备用电池包和多个模块化电池包。在一些实施例中，模块化电池包的插槽中可具有导向轮，以协助电池包的安装和拆卸。通过该布置，用户可手动安装和拆卸第一电池组中的模块化电池包211,212。

在一些实施例中，根据各个实施例的标准化电池能量可在20kwh至40kwh之间。在一些实施例中，根据各个实施例的标准化电池的重量可在10至20kg的范围内。在一些实施例中，根据各个实施例的模块化电池包可由6至10片36v至96v的电池构成。

在一些实施例中，电动汽车的电池管理装置配置成控制多个动力电池包21,22,23以以下模式为第一电机31和/或所述第二电机32供电：

第一模式：整合动力电池包的电力为第一电机供电；

第二模式：整合动力电池包的电力为第二电机供电；

第三模式：整合动力电池包的电力为第一电机和第二电机供电；

第四模式：使部分动力电池包为第一电机供电并使部分动力电池包为第二电机供电，并整合第一电机和第二电机输出的动力；以及

第五模式：使用部分动力电池包为第一电机和/或第二电机供电，并使其余电池包处于待用状态。

在一些实施例中，电池管理装置配置成控制多个动力电池包21,22,23以上述模式的任意组合为第一电机31和/或所述第二电机32供电，例如上述模式中的任意两种，三种或四种。

在一些实施例中，以图1的电动汽车为例，其中的电池管理装置配置成使得车辆能够在九种模式之间自由切换，包括：

1）第二电池包+第一电机——低续航前轮两驱；

2）第三电池包+第二电机——低续航后轮两驱；

3）第二电池包/第一电机+第三电池包/第二电机——高续航全驱；

4）第二电池包和第三电池包+第一电机——高续航前轮两驱；

5）第二电池包和第三电池包+第二电机——高续航后轮两驱；

6）第二电池包和第三电池包+第一电机和第二电机——高续航全驱；

7）第一电池包+第一电机——低续航前轮两驱；

8）第一电池包+第二电机 ——低续航后轮两驱；

9）第一电池包+第一电机和第二电机 ——低续航全驱。

应当理解，电机与动力电池包之间的搭配应该符合以下原则：

1.每个动力电池包或电池包组均能达到驱动电机的电压，即可单独驱动或可一驱二；

2.多个电池包或电池包组可并联使用，来加大功率，增加续航；

3.电机与电池之间可通过驱动器或者控制板（器）连接，这类装置可根据需要选配。

另一方面，还提供了一种电动汽车的动力电池包管理方法，所述方法包括：检测多个动力电池包；采用所述模块化电池包为电机提供电力；在所述模块化电池包亏电时询问用户是否更换所述标准换电池包，如是则更换所述模块化电池包，并继续采用模块化电池包给电机供电，如否则启动备用电池包，直到备用电池包亏电，再次提醒更换所述模块化电池包，并提示为所述备用电池包充电。在一些实施例中，如图5所示的电动汽车中，电池包管理方法可包括首先使用一侧的模块化电池包，这使得用户在电池未用尽时如需换电则仅需在车辆一侧操作。

更具体地，如参考图6，以图1的电动汽车为例，该方法包括：

步骤S1，检测多个动力电池包；

步骤S2，车辆启动，行驶，制动，采用模块化电池包，如第二电池包22，第三电池包23为电机31,32提供动力；

步骤S3，模块化电池包亏电；

步骤S4，询问用户是否更换电池包，如是则执行S7，如否则执行S5，

步骤S5，启动备用电池包，如第一电池包21，

步骤S6，备用电池包亏电，

步骤S7，在就近的商店，超市，加油站等购买，更换，并手动安装模块化电池包，在步骤S7中，如备用电池包亏电，则提醒用户为备用电池包充电；以及

步骤S8，继续行驶。

根据本发明的一些实施例的电动汽车和电池管理方法具有优点可包括：

将电动汽车的电池包小型化，如将90kwh的电池包分成三个30kwh的模块化电池包，易于电池包的更换，维修和升级等；

便于供应商提供更灵活的换电服务，如可在超市，加油站等提供，甚至可由用户自助更换；

分散车辆动力电池包，更容易控制各个动力电池包的温度，提高安全性。

小型化电池包还可提供其他用途，如与电瓶车通用等。

以上所描述的具体实施例仅为了更清楚地描述本发明的原理，其中清楚地示出或描述了各个部件而使本发明的原理更容易理解。在不脱离本发明的范围的情况下，本领域的技术人员可容易地对本发明进行各种修改或变化。故应当理解的是，这些修改或者变化均应包含在本发明的专利保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电动汽车，其特征在于，该电动汽车内设置有能独立拆卸和安装的多个动力电池包，其中所述多个动力电池包中的至少一个是能够由用户手动拆卸和安装的模块化电池包。

2.根据权利要求1所述的电动汽车，其特征在于，所述多个动力电池包包括设置在车身底部的多个动力电池包。

3.根据权利要求2所述的电动汽车，其特征在于，所述多个动力电池包中的一个或多个被构造为能由车身侧部插入容纳其的电池包插槽。

4.根据权利要求1所述的电动汽车，其特征在于，所述多个动力电池包包括设置在车身底部的由一个或多个动力电池包构成的第一电池包组，以及设置在车辆引擎舱中的第二电池包组和/或车辆后背箱中的第三电池包组，其中，所述第二电池包组和第三电池包组均由一个或一个以上动力电池包构成。

5.根据权利要求4所述的电动汽车，其特征在于，所述第一电池包组、第二电池包组、第三电池包组各自的动力电池包被构造为在设置于车辆后能够彼此电性连接。

6.根据权利要求1所述的电动汽车，其特征在于，所述电动汽车包括用于驱动前轮的第一电机和/或用于驱动后轮的第二电机，所述电动汽车还包括连接至所述多个动力电池包的线路和电池管理装置，所述电池管理装置配置成控制所述多个动力电池包以多种模式为所述第一电机和/或所述第二电机供电。

7.根据权利要求6所述的电动汽车，其特征在于，所述电池管理装置配置成控制所述多个动力电池包以以下模式的任意组合为所述第一电机和/或所述第二电机供电：

第一模式：整合所有动力电池包的电力为第一电机供电；

第二模式：整合所有动力电池包的电力为第二电机供电；

第三模式：整合所有动力电池包的电力为第一电机和第二电机供电；

第四模式：使部分动力电池包为第一电机供电并使部分动力电池包为第二电机供电，并整合第一电机和第二电机输出的动力；以及

第五模式：使用部分动力电池包为第一电机和/或第二电机供电，并使其余电池包处于待用状态。

8.根据权利要求6所述的电动汽车，其特征在于，所述多个动力电池包包括模块化电池包和备用电池包，所述电池管理装置配置成先使用模块化电池包，并在所述模块化电池包亏电时提示用户更换所述模块化电池包，如用户未更换模块化电池包，则开始使用所述备用电池包。

9.根据权利要求1所述的电动汽车，其特征在于，所述电动汽车包括车辆引擎舱中的第二电池包容仓，车辆后备箱中的第三电池包容仓以及车辆底部一侧或两侧处的电池包插槽。

10.一种电动汽车的动力电池包管理方法，所述电动汽车为如权利要求1-9中任一项所述的电动汽车，所述方法包括：

检测多个动力电池包；

采用所述模块化电池包为电机提供电力；

在所述模块化电池包亏电时询问用户是否更换所述标准换电池包，

如是则更换所述模块化电池包，并继续采用模块化电池包给电机供电，

如否则启动备用电池包，直到备用电池包亏电，再次提醒更换所述模块化电池包，并提示为所述备用电池包充电。