能量处理装置及车辆的制作方法

专利检索2025-01-30  36


本公开涉及车辆,具体地,涉及一种能量处理装置及车辆。


背景技术:

1、目前,随着电动车辆发展越来越迅速,其应用的场景也是越来越广泛,需要动力电池可以适应各种温度变化的场景。但是电动车辆所装载的动力电池在低温环境下,充放电过程中,性能衰减较严重,导致驱动系统或充电系统在低温环境下能力受到限制,严重降低了用户使用体验度。

2、为了减小低温环境对动力电池的限制,从而提出了一些动力电池的加热方案。现阶段,主要通过外部加热器备对动力电池进行加热,但整车高压系统需要额外给该外部加热器进行配电,同时还需要配给水道或风道、管路、低压系统等,导致整车总成本升高。另外,由于水道和管路一般较长,热量传输损耗大,使得电池加热效率低下。


技术实现思路

1、为了克服相关技术中存在的问题,本公开提供一种能量处理装置及车辆。

2、为了实现上述目的,第一方面,本公开提供一种能量处理装置,包括:第一电池、第二电池、至少一相第一桥臂、至少一相第一电感以及控制器;其中,所述第二电池的正极与每一相第一桥臂的第一端连接,所述第二电池的负极分别与每一相第一桥臂的第二端、所述第一电池的负极连接;每一相第一电感的第一端与对应的第一桥臂的中点连接,每一相第一电感的第二端与所述第一电池的正极连接;所述控制器,与每一相第一桥臂连接,所述控制器被配置为:在第一预设状态下,控制所述第一桥臂,使所述第一电池和所述第二电池交替充放电,以实现所述第一电池和所述第二电池的自加热。

3、可选地,所述控制器被配置为:在一个控制周期的第一半周期,控制所述第一桥臂,使所述第一电池放电,第二电池充电;在一个控制周期的第二半周期,控制所述第一桥臂,使所述第一电池充电,所述第二电池放电。

4、可选地,所述控制器被配置为:在第一半周期的第一时间段,控制所述至少一相第一桥臂的下开关组导通,且所述至少一相第一桥臂的上开关组断开,致使所述第一电池放电,所述第一电感储能;在第一半周期的第二时间段,控制所述至少一相第一桥臂的上开关组导通,且所述至少一相第一桥臂的下开关组断开,致使所述第一电池放电,所述第一电感释放存储的能量,所述第二电池充电。

5、可选地,所述控制器被配置为:在第二半周期的第一时间段,控制所述至少一相第一桥臂的上开关组导通,且所述至少一相第一桥臂的下开关组断开,致使所述第一电池充电,所述第二电池放电,所述第一电感储能;在第二半周期的第二时间段,控制所述至少一相第一桥臂的下开关组的导通,且所述至少一相第一桥臂的上开关组断开,致使所述第一电池充电,所述第一电感释放存储的能量。

6、可选地,复用电机控制器的桥臂作为所述第一桥臂,复用电机的线圈作为所述第一电感。

7、可选地,所述装置还包括设置在所述第一电池与所述第二电池之间的能量传输电路;所述能量传输电路与所述控制器连接,所述能量传输电路用于实现所述第一电池和所述第二电池之间的能量传输。

8、可选地,所述能量传输电路包括:至少一相第二桥臂,每一相第二桥臂的第一端与所述第二电池的正极连接,每一相第二桥臂的第二端分别与所述第二电池的负极,所述第一电池的负极连接;至少一相第二电感,每一相第二电感的第一端与对应第二桥臂的中点连接,每一相第二电感的第二端与所述第一电池的正极连接;所述控制器与每一相第二桥臂的连接,所述控制器还被配置为:在第二预设状态下,控制所述第二桥臂,使所述第一电池和所述第二电池交替充放电,以实现所述第一电池和所述第二电池的自加热。

9、可选地,所述控制器被配置为:在一个控制周期的第一半周期,控制所述第二桥臂,使所述第一电池放电,第二电池充电;在一个控制周期的第二半周期,控制所述第二桥臂,使所述第一电池充电,所述第二电池放电。

10、可选地,所述能量传输电路包括:至少一相第二桥臂,每一相第二桥臂的第一端与所述第一电池的正极连接,每一相第二桥臂的第二端分别与所述第一电池的负极,所述第二电池的负极连接;至少一相第二电感,每一相第二电感的第一端与对应第二桥臂的中点连接,每一相第二电感的第二端与所述第二电池的正极连接;所述控制器与每一相第二桥臂的连接,所述控制器还被配置为:在第二预设状态下,控制所述第二桥臂,使所述第一电池和所述第二电池交替充放电,以实现所述第一电池和所述第二电池的自加热。

11、可选地,所述控制器被配置为:在一个控制周期的第一半周期,控制所述第二桥臂,使所述第一电池充电,第二电池放电;在一个控制周期的第二半周期,控制所述第二桥臂,使所述第一电池放电,所述第二电池充电。

12、可选地,所述控制器被配置为:在一个控制周期的第一半周期,控制所述第二桥臂,使所述第一电池放电,第二电池充电;在一个控制周期的第二半周期,控制所述第二桥臂,使所述第一电池充电,所述第二电池放电。

13、可选地,所述装置还包括:直流充电口;开关电路,所述开关电路的第一端与所述直流充电口的正极连接,所述开关电路的第二端选择性与所述第一电池的正极,所述第二电池的正极连接;开关器件,所述开关器件的第一端与每一相第一电感连接,所述开关器件的第二端与所述第一电池的正极连接。

14、可选地,所述控制器分别与所述开关电路、所述开关器件连接,所述控制器还被配置为:在第一模式下,控制所述开关电路与所述第一电池的正极连接,并控制所述开关器件断开,为所述第一电池充电,且控制所述第二桥臂,以为所述第二电池供电。

15、可选地,所述控制器分别与所述开关电路、所述开关器件连接,所述控制器还被配置为:在第二模式下,控制所述开关电路与所述第二电池的正极连接,并控制所述开关器件断开,为所述第二电池充电,且控制所述第二桥臂,以为所述第一电池供电。

16、可选地,所述装置还包括:

17、开关器件,所述开关器件的第一端与每一相第一电感连接,所述开关器件的第二端与所述第一电池的正极连接。

18、可选地,所述第一电池为能量型电池,所述第二电池为功率型电池,所述功率型电池的充放电倍率大于所述能量型电池的充放电倍率。

19、可选地,所述控制器还被配置为:控制电机控制器,以将制动回馈能量,存储至所述第二电池;和/或,控制所述电机控制器和所述第二桥臂,以将制动回馈能量,存储至所述第一电池。

20、第二方面,本公开提供一种车辆,包括:本公开第一方面提供的所述能量处理装置。

21、在上述技术方案中,能量处理装置包括第一电池、第二电池、至少一相第一桥臂、至少一相第一电感以及控制器,其中,第二电池的正极与每一相第一桥臂的第一端连接,第二电池的负极分别与每一相第一桥臂的第二端、第一电池的负极连接,每一相第一电感的一端与对应的第一桥臂的中点连接,每一相第一电感的第二端与第一电池的正极连接;控制器与每一相第一桥臂连接,控制器用于:在第一预设状态下,控制第一桥臂,使第一电池和第二电池交替充放电,以实现第一电池和第二电池的自加热。这样,可以在第一预设状态下,通过控制第一桥臂,使第一电池和第二电池交替充放电,从而实现第一电池和第二电池的自加热,以较好维持电池温度,提升锂离子电池电解液活性和电化学反应速率,保障电动车辆驱动系统的驱动能力。另外,电池自加热能量损耗小、传热均匀、且加热效率高。此外,第一电池和第二电池可以协同合作,互为冗余,这样,即使其中一个电池故障,也不至于车辆所有的负载都停止工作,提升车辆供电的稳定性。

22、本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。


技术特征:

1.一种能量处理装置,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述控制器(5)被配置为:

3.根据权利要求2所述的装置,其特征在于,所述控制器(5)被配置为:

4.根据权利要求2所述的装置,其特征在于,所述控制器(5)被配置为:

5.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,复用电机控制器的桥臂作为所述第一桥臂(3),复用电机的线圈作为所述第一电感(4)。

6.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述装置还包括设置在所述第一电池(1)与所述第二电池(2)之间的能量传输电路(6);所述能量传输电路(6)与所述控制器(5)连接,所述能量传输电路(6)用于实现所述第一电池(1)和所述第二电池(2)之间的能量传输。

7.根据权利要求6所述的装置,其特征在于,所述能量传输电路(6)包括:

8.根据权利要求7所述的装置,其特征在于,所述控制器(5)被配置为:

9.根据权利要求6所述的装置,其特征在于,所述能量传输电路(6)包括:

10.根据权利要求9所述的装置,其特征在于,所述控制器(5)被配置为:

11.根据权利要求7-10中任一项所述的装置,其特征在于,所述装置还包括:

12.根据权利要求11所述的装置,其特征在于,

13.根据权利要求11所述的装置,其特征在于,

14.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,

15.根据权利要求7或8所述的装置,其特征在于,

16.一种车辆,其特征在于,包括:根据权利要求1-15中任一项所述的能量处理装置。


技术总结
本公开涉及一种能量处理装置及车辆。装置包括:第一电池、第二电池、至少一相第一桥臂、至少一相第一电感及控制器;第二电池正极与每一相第一桥臂的第一端连接,第二电池负极分别与每一相第一桥臂的第二端、第一电池负极连接;每一相第一电感第一端与对应的第一桥臂的中点连接,每一相第一电感的第二端与第一电池正极连接;控制器与每一相第一桥臂连接,用于在第一预设状态下,控制第一桥臂,使第一电池和第二电交替充放电,以实现第一电池和第二电池的自加热,以较好维持电池温度,保障电动车辆驱动系统的驱动能力。另外,电池自加热能量损耗小、传热均匀、加热效率高。此外,第一电池和第二电池可协同合作,互为冗余,提升车辆供电稳定性。

技术研发人员:闫磊,丘国维,高文,柳春成
受保护的技术使用者:比亚迪股份有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/5/29
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