电池组管理系统及电动或混合动力车辆的制作方法

本发明涉及汽车制造技术领域，尤其涉及一种电池组管理系统及电动或混合动力车辆。

背景技术：

混合动力和纯电动汽车因其相较于传统动力汽车具有更好的节能环保效果，因此越来越受到市场的青睐。电动汽车动力电池是混合动力和纯电动汽车得以实现的关键点，因此对于电池组的管控显得尤为重要。

目前，电池组通常配置200V～400V的系统电压和1KWH～2KWH的电能混合应用程序。因此，为了符合一些行业标准规定及产品安全，现有技术中通过将电池组集成在一个整体封闭电池壳体内，由于蓄电池及相关其他部件的使用寿命及易损程度不同，这样一个密封的高电压电池组设计，不便于后期针对电池组的维修或者替换，也将增加维修或更换的成本。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明设计了便于分离电池组的一种电池组管理系统及电动或混合动力车辆以解决上述技术问题。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：

根据本发明实施例的第一方面，提出一种电池组管理系统，包括：

第一壳体；

电池管理单元，设置于所述第一壳体内；

第二壳体；

储能单元，设置于所述第二壳体内，所述储能单元包括由多个串联的电池 单元组成的蓄电池组；

其中，所述第一壳体固定于车辆中，包括与所述电池管理单元连接的第一电气接口，所述第二壳体包括与所述储能单元连接且与所述第一电气接口可适配连接的第二电气接口，所述第二壳体通过所述第一电气接口与所述第二电气接口的连接可拆卸地装配于所述第一壳体上，以使所述电池管理单元与所述储能单元电连接，以至少可控制所述储能单元的电能储备及释放。

本发明电池组管理系统的进一步改进在于，所述电池管理单元包括电池状态监测模块，所述电池状态监测模块用以监测所述蓄电池组的电压、电流以及温度中的至少一种。

本发明电池组管理系统的进一步改进在于，所述电池管理单元还包括电池状态分析模块，所述电池状态分析模块用以评估所述蓄电池组的剩余电量和/或所述蓄电池组的老化程度。

本发明电池组管理系统的进一步改进在于，所述电池管理单元还包括电池安全保护模块，所述电池安全保护模块用以对所述蓄电池组进行过流保护、过充过放保护以及过温保护中的至少一种。

本发明电池组管理系统的进一步改进在于，还包括电路主接触器，用以连接/断开所述储能单元的供电电路；其中，所述第一电气接口、第二电气接口及所述电池管理单元均与一高压互锁回路连接，当所述电池管理单元通过所述高压互锁回路接收到第一电气接口与第二电气接口断开的信号时，所述电池管理单元控制所述电路主接触器断开。

本发明电池组管理系统的进一步改进在于，所述储能单元还包括与所述电池管理单元通信交互的电池管理子单元，所述电池管理子单元用以实时获取蓄电池电压、电流及温度信息中的至少一种。

本发明电池组管理系统的进一步改进在于，所述系统还包括可拆卸地安装于所述蓄电池组中串联电池之间的手动断路装置，所述手动断路装置用以断开所述串联电池之间的连接。

本发明电池组管理系统的进一步改进在于，所述系统还包括可拆卸地安装 在所述第一壳体内的手动断路装置，所述手动断路装置用以断开所述电池管理单元与所述储能单元的电连接。

本发明电池组管理系统的进一步改进在于，所述第一壳体上还设置有用于所述电池管理单元进行系统内外信息交互的通信连接器、以及与外部直流电路连接的直流电源连接器。

本发明电池组管理系统的进一步改进在于，所述第一壳体内组件的使用寿命大于所述第二壳体内组件的使用寿命。

根据本公开实施例的第二方面，还提出一种电动或混合动力车辆，包括上述中任一项所述的电池组管理系统。

本发明的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：本发明电池管理系统通过物理性功能将电池组划分为两个子单元，通过将满足车辆使用寿命的电池管理单元设计成永久嵌置在车辆内，并使储能单元通过电气接口可拆卸地与电池管理系统电连接，从而可以实现将该储能单元拆分出来，以便于维修或者替换，优化了电池组管理系统。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

图1为本发明电池组管理系统中电池管理单元的结构示意图；

图2为本发明电池组管理系统中储能单元的结构示意图；

图3为本发明电池组管理系统的整体结构示意图；

图4为本发明电池组管理系统的功能模块框图。

具体实施方式

以下将结合附图所示的具体实施方式对本发明进行详细描述。但这些实施 方式并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。

在本发明使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

应当理解，尽管在本发明可能采用术语第一、第二等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本发明范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。

如图1至图3所示，图1为本发明电池组管理系统中电池管理单元的结构示意图；图2为本发明电池组管理系统中储能单元的结构示意图；图3为本发明电池组管理系统的整体结构示意图。本发明将电池管理系统根据电池组的寿命使用情况，将电池组管理系统划分为两个子系统。其中，将使用寿命达到车辆使用寿命要求的子系统固定在车辆内，而将易于出现故障或者需要更换的另一个子系统通过可拆卸的装配方式进行电气连接，从而实现具有该电池组管理系统的车辆具有电池组可维护性强的特点。

本发明的电池组管理系统包括：第一壳体11、第二壳体21、电池管理单元12、以及储能单元22。其中，电池管理单元12设置于第一壳体11内，第一壳体11固定于车辆中，储能单元22设置于第二壳体21内。在本发明的实施例中，通过第一壳体11与第二壳体21分离设置将电池管理系统划分为两个部分，并使第一壳体11固定在车辆中。特别地，该第一壳体11内组件的使用寿命大于第二壳体21内组件的使用寿命。再使第二壳体21可被拆卸地连接在第一壳体11上，如此设置不仅使电池组管理系统满足了密封设置的要求，也便于后期对第二壳体21内的组件，例如储能单元22进行维护，且 结构简单。

进一步地，第一壳体11包括与电池管理单元12连接的第一电气接口13，第二壳体21包括与储能单元22连接且与第一电气接口13可适配连接的第二电气接口23，该第二壳体21通过第一电气接口13与第二电气接口23的连接可拆卸地装配于第一壳体11上，以使电池管理单元12与储能单元22电连接，以至少可控制储能单元22的电能储备及释放。该设计方案使第二壳体21可被分离地从第一壳体11上拆卸出来，从而可以在第二壳体21内的组件，如储能单元22出现故障或者需要更换时，可将该第二壳体21拆卸下来进行维修或者更换，增加了第二壳体21内组件维护的可操作性。

在本发明中，储能单元22包括由多个串联的电池单元组成的蓄电池组221。如图1至图4所示，电池管理单元12包括电池状态监测模块121，该电池状态监测模块121是电池组管理系统的一个最基本的功能，它是其他各项功能的前提与基础。具体地，该电池状态监测模块121用以监测蓄电池组221的电压、电流以及温度中的至少一种。优选的，该电池状态监测模块121对第二壳体21内蓄电池组221的电压、电流及温度进行同时监测，其中，该电池管理单元12包括电流传感器、电压传感器以及温度传感器等以配合电池状态监测模块121对蓄电池组221的电压、电流以及温度进行监测。优选地，该电池状态监测模块121不仅监测蓄电池组221本身的温度，还同时第二壳体21内的环境温度、容置蓄电池组221的电池箱内温度等进行监测，这将对于电池的剩余容量的评估、安全保护等方面具有非常重要的意义。

进一步地，该储能单元22还包括与电池管理单元21通信交互的电池管理子单元，该电池管理子单元用以实时获取蓄电池电压、电流及温度信息中的至少一种，通过该电池管理子单元辅助电池管理单元21进行管控，可以减少电池管理单元21的工作压力，而且可以加快通信速度。

电池管理单元12还包括电池状态分析模块122，该电池状态分析模块122用以评估蓄电池组221的剩余电量和/或蓄电池组221的老化程度。对于一个电动汽车的驾驶员而言，需要知道剩余的电量还剩余百分之几，这就是电池状态 分析模块122所需要完成的功能，该电池状态分析模块122通过与储能单元22通信连接以获取储能单元22的各种参数信息，从而可以使用百分比或者换算成等效时间/等效路程来表示，以让驾驶员获得更为直观的信息。该电池状态分析模块122还用以对电池老化状态进行评估，这一状态也常使用百分比来反映。也就是说，如果一个电池在“新”(刚出厂)的时候的最大容量为1，那么经过多次深充电、深放电循环以后，电池所能装载的最大容量相对于“新”的时候的百分比，就反映了电池的老化状态。另外，需要指出的是，电池老化程度受电池使用过程中的工作温度、放电流的大小等因素的影响，需要在使用过程中不断进行评估和更新，以确保驾驶员获得更为准确的信息。

电池管理单元12还包括电池安全保护模块123，该电池安全保护模块123用以对蓄电池组221进行过流保护、过充过放保护以及过温保护中的至少一种。电池安全保护模块123无疑是电动汽车管理系统首要的、最重要的功能。其中，过流保护是指在充电、放电过程中，如果工作电流超过了安全值，则采取相应的安全保护措施。过充过放保护是指在电池的荷电状态为100％的情况下，为了防止继续充电造成的电池损坏，而电池管理单元12控制切断电池的充电回路的保护措施；在另一方面，在电池的荷电状态为0或低于预设的安全最低电量的情况下，若继续对电池进行放电，也会对电池造成损坏，此时电池管理单元12控制切断电池的放电回路。过温保护是指，电池管理单元12监测到电池本身、电池箱、或者第一壳体11内环境温度超过一定限制值的时候后，对电池采取保护性的措施。优选地，在本发明的实施例中，该电池安全保护模块123可以同时对蓄电池组221进行过流保护、过充过放保护、以及过温保护。其中，该电池安全保护模块123包括预充电接触器、预充电电阻器等器件，以实现对蓄电池组221进行过流保护、过充过放保护以及过温保护。

进一步地，如图3所示，本发明的电池组管理系统还包括电路主接触器16，用以连接/断开储能单元22的供电电路，该电路主接触器16起到对电路保护的作用。其中，第一电气接口13、第二电气接口23及电池管理单元12均与一高压互锁回路连接，当电池管理单元12通过高压互锁回路接收到第一电气接口13 与第二电气接口23断开的信号时，电池管理单元12控制电路主接触器17断开，避免在电路连通状态下断开第一电气接口13与第二电气接口23产生高压电弧，造成危险。

在本发明的一实施例中，电池组管理系统还包括可拆卸地安装于蓄电池组221中串联电池之间的手动断路装置，该手动断路装置用以断开串联电池之间的连接。在本发明的又一实施例中，电池组管理系统还包括可拆卸地安装在第一壳体11内的手动断路装置，该手动断路装置用以断开电池管理单元12与储能单元22的电连接。进一步地，手动断路控制模块包括热熔断器，用以在电力故障时断开电路以保护蓄电池组221；其中，该热熔断器可选择地设置于第一壳体11内或第二壳体21内。

另外，该第一壳体11上还设置有用于电池管理单元12进行系统内外信息交互的通信连接器14、以及与外部直流电路连接的直流电源连接器15。其中，在本发明的实施例中并不限于以上两种连接器，该第一壳体11可以根据通信需要设置多个与电池管理单元12电连接的各种类型的连接器，以及用于冷却、加热、排风等所有接口。

根据本发明实施例的第二方面，提出一种电动或混合动力车辆，该电动或混合动力车辆包括电池组管理系统。其中，电动或混合动力车辆内的电池组管理系统中各个单元的功能和作用的实现过程具体详见上述电池组管理系统中对应阐述，在此不再赘述。

本发明电池管理系统通过物理性功能将电池组划分为两个子单元，通过将满足车辆使用寿命的电池管理单元设计成永久嵌置在车辆内，并使储能单元通过电气接口可拆卸地与电池管理系统电连接，从而可以实现将该储能单元拆分出来，以便于维修或者替换，优化了电池组管理系统。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性 的，本发明的真正范围和精神由本申请的权利要求指出。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。