一种采用双动力电池系统的电动汽车的制作方法

本发明涉及电动汽车供电系统技术领域，具体涉及一种采用双动力电池系统的电动汽车。

背景技术：

电动汽车因能源效率高、能源来源广泛、环境污染相对较小且易于集中处理的优势，取代内燃机已经成为趋势。而由于电动汽车自身的技术特点，存在着续航里程较短(特别是高速行驶时)、充电时间较长、电池成本较高的劣势。目前的解决方向为快充技术、动力电池更换技术、以及电池租赁模式，然而以上的方式都存在着一定的缺点，受电网功率以及现有动力电池充电特性限制，纯电动汽车充电速度存在瓶颈，现有的快充技术对动力电池的使用寿命有不利影响，且充电过程中易因电池过热，导致充电效率有所下降；同时，快充充电桩功率往往超过100kw，架设时需要对现有供电线路进行扩容改造，使用时也会对电网造成一定的冲击；

现有的动力电池快速更换技术，虽然可以有效缩短纯电动汽车充电周期，但是针对不同品牌型号的纯电动汽车需要配备不同型号的动力电池以及专有的换电设备，不利于通过通用化降低成本，虽然根据车型等级将动力电池标准化为几种可以实现统一换电设备规格，从而降低动力电池和换电设备的成本，但是，由于车型构造差异，将造成大型车因与小型车共用动力电池造成的续航里程下降的现象；

动力电池租赁虽然将动力电池成本由用户转移至动力电池租赁供应商，使得用户无需负担电池折旧成本，且用户更易于将动力电池随时升级，但由于动力电池规格不统一，导致租赁供应商对不同品牌用户群体需进行重复建设，成本居高不下，且用户由于担心动力电池租赁商因垄断造成使用成本过高，而不易于推广。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种采用双动力电池系统的电动汽车，用户可以根据自身需要调整电动汽车的工作模式，减少成本，即可满足电动汽车日常通勤续航里程，也不影响长途驾驶的使用体验。

本发明提供了如下的技术方案：

一种采用双动力电池系统的电动汽车，包括双动力电池系统，所述双动力电池系统包括主动力电池组、副动力电池仓、副动力电池组、整车控制系统、电力转换系统、驱动电机和传动装置，所述整车控制系统分别与所述主动力电池组、所述副动力电池组、所述驱动电机以及所述电力转换系统连接，所述电力转换系统分别与所述主动力电池组、所述副动力电池组和所述驱动电机连接，所述驱动电机与所述传动装置连接；

所述整车控制系统用于监测所述主动力电池组和所述副动力电池组的电池状态，并根据所述电池状态通过所述电力转换系统控制所述主动力电池组和所述副动力电池组的输入输出；所述整车控制系统还可以根据设定的工作模式控制所述电力转换系统按照设定的模式控制所述主动力电池组和所述副动力电池组的输入输出；

所述电力转换系统根据所述整车控制系统的控制信号控制所述主动力电池组和所述副动力电池组的输入输出以及所述驱动电机。

优选的，所述电力转换系统包括互相连接的主动力电池电力转换器、副动力电池电力转换器以及电机驱动系统，所述主动力电池电力转换器、所述副动力电池电力转换器以及所述电机驱动系统均与所述整车控制系统连接。

优选的，所述主动力电池电力转换器、所述副动力电池电力转换器以及所述电机驱动系统分别与所述主动力电池组、所述副动力电池组以及所述驱动电机连接。

优选的，所述主动力电池电力转换器根据所述整车控制系统的控制信号对所述主动力电池组进行充电，还将所述主动力电池组的电力输出至所述电机驱动系统；所述副动力电池电力转换器根据所述整车控制系统的控制信号对所述副动力电池组进行充电，还将所述副动力电池组的电力输出至所述主动力电池电力转换器或电机驱动系统；所述电机驱动系统将从所述主动力电池电力转换器和所述副动力电池电力转换器获得的电力根据需求调整功率并输出至所述驱动电机。

优选的，还包括充电器，所述充电器与所述电力转换系统连接。

优选的，所述充电器分别与所述主动力电池电力转换器以及所述副动力电池电力转换器连接。

优选的，所述副动力电池仓设有若干与所述副动力电池组匹配的电池安装槽。

优选的，还包括车体，所述主动力电池组、所述副动力电池仓、所述副动力电池组、所述整车控制系统、所述电力转换系统、所述驱动电机和所述传动装置均设于所述车体内部。

优选的，所述整车控制系统通过can总线对所述电池状态进行监测。

本发明的有益效果是：本发明设有主动力电池组与副动力电池组，用户可以根据自身需要调整电动汽车的工作模式，减少成本，双动力电池系统即可满足电动汽车日常通勤续航里程，也不影响长途驾驶的使用体验，使得在不影响使用的前提下，将对充电桩的依赖降到最低。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明双动力电池系统框架示意图；

图2是本发明侧视图；

图3是本发明俯视图；

图中标记为：101.主动力电池组；102.副动力电池组；103.副动力电池仓；104.电力转换系统；105.整车控制系统；106.驱动电机；107.传动装置。

具体实施方式

如图1-图3所示，一种采用双动力电池系统的电动汽车，包括双动力电池系统，双动力电池系统包括主动力电池组101、副动力电池仓103、副动力电池组102、整车控制系统105、电力转换系统104、驱动电机106和传动装置107，整车控制系统105分别与主动力电池组101、副动力电池组102、驱动电机106以及电力转换系统104连接，电力转换系统104分别与主动力电池组101、副动力电池组102和驱动电机106连接，驱动电机106与传动装置107连接；

其中，主动力电池组101根据车体布局专门设计，提升了车体空间利用率；主动力电池组101可满足电动汽车基本行驶里程需要，用户在不选择副动力电池组102时，可降低购车成本；

副动力电池组102可快速更换，通过对副动力电池组102的标准化，可降低副动力电池组102的采购和使用成本；因为副动力电池组102使用标准规格，换电和电池租赁成本也可以得到降低；电动汽车的车体根据车型预留的副动力电池仓103可选择使用一套或多套副动力电池组102，用户根据自身需求，可选择在需要时购买或租赁副动力电池组102，以增加电动汽车续航里程，副动力电池组102采用标准化设计，用户将不会因为被特定供应商垄断而造成使用成本上的担忧，当电池技术升级时，用户可以付出最小的成本使用最新的动力电池；

副动力电池仓103用于安装一组或多组标准化的副动力电池组102，通过标准化的电气接口将副动力电池组102与电动汽车进行电气和信号连接，并为副动力电池组102提供安全防护和使用环境调节；

整车控制系统105用于监测主动力电池组101和副动力电池组102的电池状态，并根据电池状态通过电力转换系统104控制主动力电池组101和副动力电池组102的输入输出；整车控制系统105还可以根据设定的工作模式控制电力转换系统104按照设定的模式控制主动力电池组101和副动力电池组102的输入输出，具体的，电池状态由整车控制系统105通过can总线获得电机和电池系统的相关信息，进行分析和运算，通过can总线给出电机控制和电池管理指令，实现整车驱动控制、能量优化控制和制动回馈控制；

电力转换系统104根据整车控制系统105的控制信号控制主动力电池组101和副动力电池组102的输入输出以及驱动电机106，具体的，电力转换系统104包括互相连接的主动力电池电力转换器、副动力电池电力转换器以及电机驱动系统，主动力电池电力转换器、副动力电池电力转换器以及电机驱动系统均与整车控制系统105连接，主动力电池电力转换器、副动力电池电力转换器以及电机驱动系统分别与主动力电池组101、副动力电池组102以及驱动电机106连接，主动力电池电力转换器根据整车控制系统105的控制信号对主动力电池组101进行充电，还将主动力电池组101的电力输出至电机驱动系统；副动力电池电力转换器根据整车控制系统105的控制信号对副动力电池组102进行充电，还将副动力电池组102的电力输出至主动力电池电力转换器或电机驱动系统；电机驱动系统将从主动力电池电力转换器和副动力电池电力转换器获得的电力根据需求调整功率并输出至驱动电机106，具体的，上述调整功率的方法为pwm(脉冲宽度调制)控制，即根据相应载荷的变化来调制晶体管基极或mos管栅极的偏置，来实现晶体管或mos管导通时间的改变，从而实现开关稳压电源输出的改变；

驱动电机106和传动装置107用于将主动力电池组101或副动力电池组102的电能转化为机械能，并驱动电动汽车行驶，其中，对于传动装置107，由于动力源的变化，为了更好地提高电动汽车的工作和节能效率，其传动装置107也相应地在传统汽车传动装置107的基础上进行了改变，除了传统的变速器传动系统外，还有与电动汽车多动力源相适应的减速传动、差速器传动、电机耦合传动、电机直接传动等多种新的传动方式；驱动电机106一般有四种类型：单电机集中驱动、双电机集中驱动、轮边电机和轮毂电机，同时，为了使整车结构更紧凑，同时优化性能和降低成本，驱动电机106和传动装置107可使用一体化集成设计方案。

一种采用双动力电池系统的电动汽车，还包括车体与充电器，主动力电池组101、副动力电池仓103、副动力电池组102、整车控制系统105、电力转换系统104、驱动电机106和传动装置107均设于车体内部；充电器分别与主动力电池电力转换器以及副动力电池电力转换器连接，根据整车控制系统105的控制，通过外接电源为电力转换系统104提供充电电力。

一种采用双动力电池系统的电动汽车的工作模式分为主动力电池组101驱动模式、副动力电池组102驱动模式，副动力电池组102充电驱动模式、主副动力电池组102共同驱动模式、副动力电池组102停车供电模式与普通充电模式，其中：

对于主动力电池组101驱动模式：当整车控制系统105监测未接入副动力电池组102或副动力电池组102未达到要求状态时进入此模式，也可在整车控制系统105中手动设定此模式；

在此模式下，电力转换系统104根据整车控制系统105发出的控制信号，其内部的主动力电池电力转换器将主动力电池组101的电力输出至电机驱动系统，副动力电池电力转换器对主动力电池组101以及电机驱动系统均无输出，驱动电机106完全由主电力电池组供电，此状态下，电动汽车工作模式与现有电动汽车相同；在此模式下，用户可根据需求，选择不安装副动力电池组102，节约使用成本，适用于轻载，日常通勤，以及短途行驶状态，在使用充电桩充电时，因为主动力电池组101容量相对较小，可以有效的压缩充电时间。

对于副动力电池组102驱动模式：当整车控制系统105监测到副动力电池组102接入且副动力电池组102的状态达到要求时自动进入此模式，如无需求，用户也可手动调整至其他工作模式；

在此工作模式下，主动力电池组101处于待机状态，主动力电池电力转换器对电机驱动系统无输出，副动力电池组102经由副动力电池电力转化器将电力输出至电机驱动系统，电机驱动系统将电力输出给驱动电机106，驱动电动汽车行驶；在此模式下，用户可根据需要，在副动力电池仓103内装入一组或多组副动力电池组102，副动力电池组102可由用户购买或租赁，在此模式下，电动汽车行驶电力完全由副动力电池组102提供，当副动力电池组102电量消耗完毕后，可通过更换副动力电池组102以节约充电资源和充电时间，从而避免或减轻用户长途驾驶中的续航担忧，在紧急情况下，也可在副动力电池组102的电量消耗完毕后切换至主动力电池组101驱动模式。

对于副动力电池充电驱动模式：当主动力电池组101的电量低时，可装入副动力电池组102，在使用副动力电池组102供电行驶的同时，由副动力电池组102对主动力电池组101同步充电；

在此模式下，副动力电池电力转换器将副动力电池组102电能输出至电机驱动系统，同时将部分电能输出至主动力电池电力转换器，主动力电池电力转换器接受来自副动力电池电力转换器的电能，对主动力电池组101充电，主动力电池电力转换器对电机驱动系统无输出，电机驱动系统接受来自副动力电池电力转换器的电能，并输出至驱动电机106，驱动电动汽车行驶；此模式可以在不影响正常行驶的前提下，满足主动力电池组101的充电需求，适用于低功率行驶路况。可以进一步节约主动力电池充电时间。

对于主副动力电池组102共同驱动模式：当主动力电池组101和副动力电池组102电量均足以使用时，可使用此模式以应对复杂路况时(如面对大坡度路面等情况时)；

在此模式下，主动力电池电力转换器和副动力电池电力转换器均将电能输出至电机驱动系统，副动力电池电力转换器对主动力电池电力转化器无输出，电机驱动系统可以以最大功率输出电力至驱动电机106，保证驱动电机106机大功率输出；此模式主副动力电池组102共同提供驱动电力，以保证驱动电机106供电功率，防止动力电池过放电，提高动力电池使用寿命。

对于副动力电池停车供电模式：在停车状态下，当用户选择此模式时，整车控制系统105根据主动力电池组101的状态，控制副动力电池电力转换器对主动力电池电力转换器持续输出，主动力电池电力转换器根据主动力电池组101的状态调整充电电流，当主动力电池组101的电量达到要求时或副动力电池组102的电量低于20％电量时，整车控制系统105控制副动力电池电力转换器停止输出；

当充电桩资源紧缺时，用户可以通过租用副动力电池组102的方式，在停车期间为主动力电池组101进行充电，充电完成后，由整车控制系统105断开主副动力电池组102间连接，适用于用户日常通勤区域充电桩资源不足的情况，无需长期占用充电桩资源。

对于普通充电模式：当电动汽车通过充电器接入外部充电电源时，将进入普通充电模式；

在此模式下，整车控制系统105根据监测到的主动力电池组101状态和副动力电池组102状态，将经过充电器输入的外部电能输入主动力电池电力转换器，对主动力电池组101进行充电，当监测到副动力电池组102，且副动力电池组102电量不满时，将充电器输入的部分电能输入至副动力电池电力转换器，同步对副动力电池组102充电。在同步为副动力电池充电时，充电时间相对较长。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。