动力电池包、低压系统、低压系统管理方法及车辆与流程

本发明动力电池包，具体涉及一种动力电池包、低压系统、低压系统管理方法及车辆。

背景技术：

1、面对越来越严苛的油耗与排放法规，汽车行业面临着节能减排巨大的挑战。用电来代替或减少对化石燃料的依赖成为各汽车厂家越来越主流的技术手段，如纯电动汽车、油电混合动力汽车。汽车电动化程度的逐步深入，使多数混合动力汽车已取消了用于起动发动机的12v小电机，从而减小了对低压电池峰值电流的需求。而当汽车启动后，主要依靠dc/dc给低压负载供电或给低压电池补电，因此也降低了对低压电池的电量需求。随着l3、l4自动驾驶工程化趋势，车辆对低压电池也提出了功能安全、远程刷写等功能要求，意味着低压电池的bms功能也越来越重要。目前，低压电池和dc/dc一般布置在车辆前舱或者行李厢，容易受到发动机的热辐射，缩短了低压电池的使用寿命，或侵占用户行李厢容积引起用户抱怨。

2、如专利文献cn110920393a公开的一种电动汽车低压电源系统及其低压锂电池充放电方法，该系统包括动力电池、dc/dc、低压电池，其中，动力电池包内部包括动力电池、低压电池以及动力电池和低压电池共用的bms。本方法中低压电池电量基于车辆的续航里程设计，由车辆低压平均功率与综合工况下完成续驶里程的时间所得，且推荐使用退役动力电池进行梯次利用作为低压电池。此种选择低压电池方法的不足之处是：根据此计算方法选出的低压电池电量偏大，不仅会占用动力电池包较大的空间，影响动力电池的能量密度及空间布置，且由于电量较传统低压电池高较多，成本仍然偏高。另外，对比文件提供的低压电池充放电方法中，在汽车为非充电状态时，通过比较低压电池与动力电池的soc，决定动力电池是否对低压电池充电。此种充放电策略的不足之处是：没有考虑动力电池的soc具体值，在动力电池soc较高时，若此时低压电池soc低于动力电池soc时，动力电池仍会按照策略通过dc/dc对低压电池进行充电，此策略会使动力电池频繁地给低压电池充电，电能利用效率低。

3、因此，有必要开发一种动力电池包、低压系统、低压系统管理方法及车辆。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种动力电池包、低压系统、低压系统管理方法及车辆，能提升车辆轻量化系数及用户可感知的前舱或行李厢容积，以及能实现车辆在下电时的智能管理。

2、第一方面，本发明所述的一种动力电池包，包括动力电池组、高压电器盒、dc/dc、bms、低压电池、高压输出接口、低压输出接口和通讯接口；

3、所述高压电器盒分别与动力电池组、dc/dc和高压输出接口连接；

4、所述dc/dc分别与bms、低压电池和低压输出接口连接；

5、所述bms分别与动力电池组、dc/dc、低压电池和通讯接口建立通讯连接；

6、所述bms用于采集并实时估算低压电池的电压、电流信号，以及对动力电池组、高压电器盒、dc/dc、低压电池的状态进行管理。

7、可选地，所述bms与动力电池组之间，bms与dc/dc之间，bms与低压电池之间，以及bms与通讯接口之间均通过通讯线束进行信号的传递。

8、可选地，所述动力电池组与高压电器盒之间，高压电器盒与dc/dc之间，以及高压电器盒与高压输出接口之间均通过高压线束或铜排连接。

9、可选地，所述dc/dc与bms之间，dc/dc与低压电池之间，以及dc/dc与低压输出接口之间均通过低压线束连接。

10、所述低压电池由四个锂离子电池串联组成，其中，锂离子电池采用磷酸铁锂电芯或三元锂电芯。

11、第二方面，本发明所述的一种低压系统，包括第一低压负载、第二低压负载和动力电池包，所述动力电池包采用如本发明所述的动力电池包；

12、所述动力电池包分别与第一低压负载和第二低压负载连接，其中，第一低压负载与动力电池包中的低压电池之间为常连接状态，第二低压负载所在的回路与低压电池之间连接有开关模块，通过断开或闭合所述开关模块来断开或闭合第二低压负载所在的回路；

13、其中，所述第一低压负载包含与车辆停车安全、实时监控、远程操作相关的低压用电器；

14、当车辆处于上电状态时，通过判断动力电池组的充电状态、低压电池的soc值，以及车辆对动力电池组的放电功率需求与动力电池组可用功率的关系，来确定对第一低压负载和第二低压负载的供电路径。

15、可选地，所述开关模块为继电器。

16、第三方面，本发明所述的一种低压系统管理方法，采用如本发明所述的低压系统；其管理方法包括以下步骤：

17、步骤s1、判断车辆是否为下电状态时，若是，则进入步骤s2，若否，则进入步骤s3；

18、步骤s2、断开第二低压负载所在的回路,流程结束；

19、步骤s3、闭合第二低压负载所在的回路；

20、步骤s4、判断动力电池组是否处于充电状态，若是，则执行步骤s5，若否，则执行步骤s8；

21、步骤s5、判断低压电池的soc是否小于第一预设soc值，若是，则执行步骤s6，若否，则执行步骤s7；

22、步骤s6、动力电池组通过dc/dc给第一低压负载和第二低压负载供电，并给低压电池充电，并返回步骤s4；

23、步骤s7、动力电池组通过dc/dc给第一低压负载和第二低压负载供电，低压电池不充电, 并返回步骤s4；

24、步骤s8、判断低压电池的soc是否小于第二预设soc值时，若是，则执行步骤s9；若否，则执行步骤s10；

25、步骤s9、动力电池组通过dc/dc给第一低压负载和第二低压负载供电，并给低压电池充电, 并返回步骤s4；

26、步骤s10、判断车辆对动力电池组的放电功率需求是否小于bms上报的动力电池组可用放电功率，若是，则执行步骤s11；若否，则执行步骤s12；

27、步骤s11、动力电池组通过dc/dc给第一低压负载和第二低压负载供电，并给低压电池充电,并返回步骤s4；

28、步骤s12、dc/dc不工作，由低压电池给第一低压负载和第二低压负载供电, 并返回步骤s4。

29、第四方面，本发明所述的一种车辆，采用如本发明所述的动力电池包。

30、第五方面，本发明所述的一种车辆，采用如本发明所述的低压系统。

31、本发明具有以下优点：

32、（1）本发明通过集成低压电池和dc/dc，提升了车辆轻量化系数及用户可感知的前舱或行李厢容积。

33、（2）本发明不仅通过将动力电池包的外部低压负载分成两路，实现车辆在下电时的智能管理，还通过对车辆上电时动力电池组的各种状态优化低压系统的管理策略，从而选用低电量的低压电池，不仅有利于车辆轻量化目标达成，还能在不影响车辆功能前提下，满足用户长时间停放车辆的需求。

技术特征：

1.一种动力电池包，其特征在于：包括动力电池组（101）、高压电器盒（102）、dc/dc（103）、bms（104）、低压电池（105）、高压输出接口（109）、低压输出接口（110）和通讯接口（111）；

2.根据权利要求1所述的动力电池包，其特征在于：所述bms（104）与动力电池组（101）之间，bms（104）与dc/dc（103）之间，bms（104）与低压电池（105）之间，以及bms（104）与通讯接口（111）之间均通过通讯线束（108）进行信号的传递。

3.根据权利要求1或2所述的动力电池包，其特征在于：所述动力电池组（101）与高压电器盒（102）之间，高压电器盒（102）与dc/dc（103）之间，以及高压电器盒（102）与高压输出接口（109）之间均通过高压线束（106）或铜排连接。

4.根据权利要求3所述的动力电池包，其特征在于：所述dc/dc（103）与bms（104）之间，dc/dc（103）与低压电池（105）之间，以及dc/dc（103）与低压输出接口（110）之间均通过低压线束（107）连接。

5.根据权利要求3所述的动力电池包，其特征在于：所述低压电池（105）由四个锂离子电池串联组成，其中，锂离子电池采用磷酸铁锂电芯或三元锂电芯。

6.一种低压系统，其特征在于：包括第一低压负载（3）、第二低压负载（4）和动力电池包，所述动力电池包采用如权利要求1至5任一所述的动力电池包（1）；

7.根据权利要求6所述的低压系统，其特征在于：所述开关模块为继电器。

8.一种低压系统管理方法，其特征在于：采用如权利要求6或7所述的低压系统；其管理方法包括以下步骤：

9.一种车辆，其特征在于：采用如权利要求1至5任一所述的动力电池包。

10.一种车辆，其特征在于：采用如权利要求6或7所述的低压系统。

技术总结
本发明公开了一种动力电池包、低压系统、低压系统管理方法及车辆，包括动力电池组、高压电器盒、DC/DC、BMS、低压电池、高压输出接口、低压输出接口和通讯接口；所述高压电器盒分别与动力电池组、DC/DC和高压输出接口连接；所述DC/DC分别与BMS、低压电池和低压输出接口连接；所述BMS分别与动力电池组、DC/DC、低压电池和通讯接口建立通讯连接；所述BMS用于采集并实时估算低压电池的电压、电流信号，以及对动力电池组、高压电器盒、DC/DC、低压电池的状态进行管理。本发明能够提升车辆轻量化系数及用户可感知的前舱或行李厢容积，以及实现车辆在下电时的智能管理。

技术研发人员：顾佳林,游洪毅,张金泰,薛亚飞
受保护的技术使用者：重庆长安汽车股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/11