【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本公開內容涉及一種用于電氣系統的高壓電池組。本公開內容還涉及一種用于向電氣系統的電氣負載供應高壓電功率和低壓電功率的方法。本公開內容的高壓電池組和相關方法，將主要聯系汽車形式的電動車輛來加以描述，但高壓電池組不限于該特定類型的交通工具，而是也可以在其他類型的交通工具中，諸如卡車、公共汽車、軌道車輛、飛行交通工具、海上船舶、越野車、采礦車、農用車輛、工作車輛(諸如輪式裝載機或挖掘機)、森林車輛(諸如收割機或運輸機)、摩托車等中安裝或實現。
技術介紹
1、在大多數現有類型的電動交通工具中，例如電池電動車輛、插電式混合電動車輛、混合電動車輛等中，交通工具電氣系統包括具有例如約800v、400v的電壓水平的高壓側或例如48v的中壓側和具有約12v的電壓水平的低壓側，還包括將高壓側與低壓側連接以用于實現所述各側之間的電功率傳輸(具體而言用于將電功率從高壓側傳輸到低壓側)的dc/dc轉換器。
2、此外，汽車行業以及幾乎所有的oem都在朝著不斷提高車輛電氣化水平以及不同級別的自動駕駛系統的方向發展。這通常需要雙路或甚至更多路獨立的供電和配電系統，以用于滿足對12v系統的與高安全性和高asil等級(汽車安全完整性等級)有關的冗余要求。
3、根據功率速率容量、封裝、成本、用于電源的冷卻系統、充電策略、以及dc/dc轉換器中的功率損耗，增加更多的dc/dc轉換器會導致此類冗余電源系統復雜化。車輛的雙12v電池通常僅在dc/dc關閉時的停車期間使用，以實現對各種電氣便利負載的持續功率供應(供電)，并且在dc/dc故障期間用于確
4、因此，需要一種改進的交通工具電氣系統，其能夠在12v系統上實現高安全性和高asil等級，同時減少與安裝雙12v電源系統和添加更多dc/dc轉換器相關聯的問題。
技術實現思路
1、本公開內容的一個目的在于提供一種避免了前述問題的高壓電池。該目的至少部分地通過獨立權利要求的特征實現。
2、根據本公開內容的第一方面，提供了一種用于電氣系統的高壓電池組，所述高壓電池組包括：高壓輸出端子，所述高壓輸出端子被配置成用于連接所述電氣系統的高壓電氣負載；多個電池單元，所述多個電池單元被連接，以形成串聯的至少一串電池單元，其中，所述至少一串電池單元被連接至所述高壓輸出端子，以用于向所述高壓電氣負載供應高壓電功率；第一低壓輸出端子，第一低壓輸出端子被配置成用于連接所述電氣系統的第一低壓電氣負載，其中，串聯的電池的第一子組被配置成用于向第一低壓電氣負載供應低壓電功率；以及第二低壓輸出端子，第二低壓輸出端子被配置成用于連接所述電氣系統的第二低壓電氣負載，其中，串聯的電池的第二子組被配置成用于向第二低壓電氣負載供應低壓電功率。
3、根據本公開內容的第二方面，提供了一種用于向電氣系統的電氣負載供應高壓電功率和低壓電功率的方法。所述方法包括提供高壓電池組，所述高壓電池組具有：高壓輸出端子、第一低壓輸出端子、第二低壓輸出端子、以及多個電池單元，所述多個電池單元被連接以形成串聯的至少一串電池單元，其中，所述至少一串電池單元連接至所述高壓輸出端子。所述方法還包括：將所述高壓輸出端子經由所述電動交通工具的高壓dc總線連接至所述電氣系統的高壓電氣負載，以用于向所述高壓電氣負載供應高壓電功率；經由所述電氣系統的第一低壓dc總線將第一低壓輸出端子連接至所述電氣系統的第一低壓電氣負載，其中，串聯的電池單元的第一子組被配置成用于經由所述電氣系統的第一低壓dc總線向第一低壓電氣負載供應低壓電功率；以及經由所述電氣系統的第二低壓dc總線將第二低壓輸出端子連接至所述電氣系統的第二低壓電氣負載，其中，串聯的電池單元的第二子組被配置成用于經由所述電氣系統的第二低壓dc總線向第二低壓電氣負載供應低壓電功率。
4、以這種方式，可以避免擴大dc/dc容量或向系統增加更多dc/dc單元。此外，能夠減少分布式電氣箱/負載之間的電纜線束，改善emi問題，并在電氣系統中提供更好的電壓品質。此外，該解決方案提高了電池容量和/或能量的可用性，并且提高了向高瞬態電流尖峰提供功率的可能性。省略dc/dc轉換器還使得系統的重量和成本降低。因此，根據獨立權利要求的電池組使得能夠實現針對12v系統具有高安全性和高asil等級的改進的交通工具電氣系統，同時減少了因安裝兩個或更多個dc/dc轉換器引起的問題。
5、此外，所述高壓電池組使得能夠改善對電氣系統低壓側的控制，因為高壓電池與低壓dc總線直接連接，從而使得能夠改進對低壓電氣負載的操作狀態、健康狀態等的檢測和監控，而不是僅僅將高壓電功率饋送到dc/dc轉換器而沒有關于低壓側的直接反饋。
6、通過實現從屬權利要求中的一個或若干個特征來實現其他優點。
7、在可以與上述實施方式中的任何一個或多個相結合的一些示例性實施方式中，所述高壓電池組還包括具有多個電氣開關的第一開關單元和具有多個電氣開關的第二開關單元，其中，第一開關單元連接至：串聯的電池單元的第一子組、串聯的電池單元的第三子組、以及第一低壓輸出端子，其中，第一開關單元能夠操作以選擇性地將串聯的電池單元的第一子組或第三子組連接至第一低壓輸出端子，其中，第二開關單元連接至：串聯的電池單元的第二子組、串聯的電池單元的第四子組、以及第二低壓輸出端子，其中，第二開關單元能夠操作以選擇性地將串聯的電池單元的第二子組或第四子組連接至第二低壓輸出端子。由此，高壓電池組提供了連接至第一低壓輸出端子和第二低壓輸出端子的電池單元的選擇性，以用于使得能夠供應不同電壓水平和不同容量水平，同時在單個電池單元或電池單元串發生故障時實現冗余。
8、在可以與上述實施方式中的任何一個或多個相結合的一些示例性實施方式中，至少一串電池單元的總電壓水平限定了在高壓輸出端子處供應的電壓水平。
9、在可以與上述實施方式中的任何一個或多個相結合的一些示例性實施方式中，串聯的電池單元的第一子組的電池單元中沒有一個被包括在串聯的電池單元的第二子組中。由此，第一子組和第二子組中的一者的電池單元的故障不會直接損害第一子組和第二子組中的另一者的操作(工作)，從而改善針對單點故障的冗余。
10、在可以與上述實施方式中的任何一個或多個相結合的一些示例性實施方式中，串聯的電池單元的第三子組的電池單元中沒有一個被包括在串聯的電池單元的第四子組中。由此，第三子組和第四子組中的一者的電池單元的故障不會直接損害第三子組和第四子組中的另一者的操作，從而改善針對單點故障的冗余。
11、在可以與上述實施方式中的任何一個或多個相結合的一些示例性實施方式中，串聯的電池單元的第一子組的電池單元中的一些被包括在串聯的電池單元的第三子組中，并且其中，串聯的電池單元的第二子組的電池單元中的一些被包括在串聯的電池單元的第四子組中。由此，第一開關單元中的每一者可以被布置成通過選擇具有適當電池單元數量和適當電壓水平的子組來提高或降低輸出電壓水平。
12、在可以與上述實施方式中的任何一個或多個相結合的本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種用于電氣系統(14)的高壓電池組(5)，所述高壓電池組(5)包括：
2.根據權利要求1所述的高壓電池組，還包括具有多個電氣開關(S11-S18)的第一開關單元(48)和具有多個電氣開關(S21-S28)的第二開關單元(49)，其中，第一開關單元(48)連接至：
3.根據權利要求1或2所述的高壓電池組，其中，串聯的電池單元的第一子組(38)的電池單元被包括在第一串電池單元(28)中，并且其中，串聯的電池單元的第二子組(39)的電池單元被包括在第二串電池單元(29)中。
4.根據前述權利要求中的任一項所述的高壓電池組，其中，串聯的電池單元的第一子組(38)的電池單元中沒有一個被包括在第二串電池單元(29)中，并且其中，串聯的電池單元的第二子組(39)的電池單元中沒有一個被包括在第一串電池單元(28)中。
5.根據前述權利要求1至3中的任一項所述的高壓電池組，其中，串聯的電池單元的第一子組(38)和第二子組(39)二者的電池單元被包括在第一串電池單元(28)和第二串電池單元(29)二者中。
6.根據前述權利要求中的任一
7.根據前述權利要求2至6中的任一項所述的高壓電池組，其中，第一開關單元(48)還連接至串聯的電池單元的第五子組(46)，其中，第一開關單元(48)能夠操作，以選擇性地將串聯的電池單元的第一子組(38)、第三子組(44)或第五子組(46)連接至第一低壓輸出端子(19)，其中，第二開關單元(49)還連接至串聯的電池單元的第六子組(47)，其中，第二開關單元(49)能夠操作，以選擇性地將串聯的電池單元的第二子組(39)、第四子組(45)或第六子組(47)連接至第二低壓輸出端子(20)。
8.根據前述權利要求2至7中的任一項所述的高壓電池組，其中，第一開關單元(48)和第二開關單元(49)具有相同的內部電氣設計和功能。
9.根據前述權利要求2至8中的任一項所述的高壓電池組，其中，第一開關單元(48)和第二開關單元(49)中的每一者具有電子開關單元控制器(32、33)，所述電子開關單元控制器(32、33)分別能夠操作地連接至第一開關單元(48)和第二開關單元(49)的開關，并且其中，所述高壓電池組包括電子電池組控制器(17)，所述電子電池組控制器(17)經由數據通信信道而連接至第一開關單元(48)和第二開關單元(49)，并被配置成用于向第一開關單元(48)和第二開關單元(49)提供控制指令。
10.根據前述權利要求2至9中的任一項所述的高壓電池組，還包括具有多個電氣開關(S31-S34)的第三開關單元(50)和第三低壓輸出端子(52)，其中，第三開關單元(50)連接至：
11.根據前述權利要求2至10中的任一項所述的高壓電池組，其中，所述高壓電池組的內部液體冷卻回路被構造成用于還冷卻第一開關單元(48)和第二開關單元(49)。
12.根據前述權利要求中的任一項所述的高壓電池組，其中，所述高壓電池組(5)包括多個獨立的高壓電池模塊(56-58)，所述高壓電池模塊(56-58)中的每個包括多串串聯的電池單元中的至少一串和連接至該至少一串的高壓輸出連接部(60)，
13.一種用于電動交通工具的車載電氣系統，包括：
14.一種用于向電氣系統的電氣負載供應高壓電功率和低壓電功率的方法，包括：
15.根據權利要求14所述的方法，其中，所述高壓電池組(5)包括具有多個電氣開關(S11-S18)的第一開關單元(48)和具有多個電氣開關(S21-S28)的第二開關單元(49)，
...【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】
1.一種用于電氣系統(14)的高壓電池組(5)，所述高壓電池組(5)包括：
2.根據權利要求1所述的高壓電池組，還包括具有多個電氣開關(s11-s18)的第一開關單元(48)和具有多個電氣開關(s21-s28)的第二開關單元(49)，其中，第一開關單元(48)連接至：
3.根據權利要求1或2所述的高壓電池組，其中，串聯的電池單元的第一子組(38)的電池單元被包括在第一串電池單元(28)中，并且其中，串聯的電池單元的第二子組(39)的電池單元被包括在第二串電池單元(29)中。
4.根據前述權利要求中的任一項所述的高壓電池組，其中，串聯的電池單元的第一子組(38)的電池單元中沒有一個被包括在第二串電池單元(29)中，并且其中，串聯的電池單元的第二子組(39)的電池單元中沒有一個被包括在第一串電池單元(28)中。
5.根據前述權利要求1至3中的任一項所述的高壓電池組，其中，串聯的電池單元的第一子組(38)和第二子組(39)二者的電池單元被包括在第一串電池單元(28)和第二串電池單元(29)二者中。
6.根據前述權利要求中的任一項所述的高壓電池組，其中，串聯的電池單元的第一子組(38)和第二子組(39)中的每一者包括每串3到13個電池單元，具體地包括每串3到5個電池單元。
7.根據前述權利要求2至6中的任一項所述的高壓電池組，其中，第一開關單元(48)還連接至串聯的電池單元的第五子組(46)，其中，第一開關單元(48)能夠操作，以選擇性地將串聯的電池單元的第一子組(38)、第三子組(44)或第五子組(46)連接至第一低壓輸出端子(19)，其中，第二開關單元(49)還連接至串聯的電池單元的第六子組(47)，其中，第二開關單元(49)能夠操作，以選擇性地將串聯的電池單元的第二子組(39)、第四子組(45)或第六子組(47)連接至第二...
【專利技術屬性】
技術研發人員：H·索拉尼，F·費蒂尤，
申請(專利權)人：寧波吉利汽車研究開發有限公司，
類型：發明
國別省市：
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