[发明专利]一种电动车的模块化电池增程换电结构及方法

权利要求书

1.一种电动车的模块化电池增程换电结构，其特征在于，包括：

预充电路，其与电动车的电机控制器串联；

其中，预充电路，包括主继电器和副继电器；主继电器，其串联定值电阻后，与串联电路串联；副继电器，其与相互串联的主继电器及定值电阻并联；

主电池电路，其包括多个相互串联的主电池模组，其用于向电动车供应电能；所述多个相互串联的主电池模组通过主断路器与预充电路串联后，再与电机控制器相连接，构成串联电路；

增程电池电路，其包括多个相互并联的增程电池模组，其用于向电动车供应增程电能；所述多个相互并联的增程电池模组的两端分别通过第一二路互锁开关、多路互锁开关与串联电路串联；

电池模组，包括单体电池，所述单体电池按照设计电压的需求进行串联和并联连接，所述电池模组采取模块化设计，所述主电池模组、增程电池模组均为模块化电池，主电池电路及增程电池电路，根据设计的需求随意增加电池模组的个数；

多个隔离式DC/DC变换器，其相互并联后与串联电路并联，多个增程电池模组分别与多个隔离式DC/DC变换器并联，隔离式DC/DC变换器用于增程电池模组的升压、隔离；每个隔离式DC/DC变换器上分别串联有断路器；

其中，当所述主电池电路发生故障，通过将第一二路互锁开关、多路互锁开关的活动端分别闭合，及将与增程电池模组并联的隔离式DC/DC上的断路器闭合，实现利用增程电池电路中的增程电池模组进行切换，代替发生故障的主电池电路工作。

2.据权利要求1所述的一种电动车的模块化电池增程换电结构，其特征在于：所述第一二路互锁开关与串联电路串联，其活动端及其一个触点分别接入到串联电路中；相互并联的多个所述隔离式DC/DC变换器的其中一个并联节点与第一二路互锁开关的活动端连接，所述相互并联的增程电池模组的其中一个并联节点与第一二路互锁开关的另一个触点连接；

多路互锁开关，其与串联电路串联，其活动端及其一个触点分别接入到串联电路中；多个所述增程电池模组的一端分别与多路互锁开关上的各个触点连接，

当所述主电池电路发生故障，通过第一二路互锁开关由常闭触点打至常开触点，将多路互锁开关的活动端打至电量最多的增程电池模组对应的触点上，及将与增程电池模组并联的隔离式DC/DC上的断路器闭合，实现利用增程电池电路中的增程电池模组进行切换，代替发生故障的主电池电路工作。

3.据权利要求1所述的一种电动车的模块化电池增程换电结构，其特征在于：每个所述主电池模组均并联了第二二路互锁开关，每个所述第二二路互锁开关的两个触点分别与该主电池模组的正极、负极连接，每个所述第二二路互锁开关的活动端与其相邻的主电池模组的正极连接；将所述第二二路互锁开关的一个触点与主电池模组的负极连接，实现利用该主电池模组向电机控制器及电机供应电能；

每个所述主电池模组上均并联有二极管，该二极管的阴极与主电池模组的正极连接，阳极与主电池模组上并联的所述第二二路互锁开关的活动端连接；

当任一个所述主电池模组发生故障时，在将该主电池模组切换后，则整个电路的工作电流从与该主电池模组并联的二极管中流过。

4.据权利要求1所述的一种电动车的模块化电池增程换电结构，其特征在于：还包括：

超级电容器，其并联在主电池电路两端，用于减少各个主电池模组的放电倍率；

所述超级电容器的充电方式为，利用相互并联的增程电池模组通过隔离式DC/DC转换器恒流控制实现对超级电容器充电，以及在电动车平稳行驶过程中通过相互串联的多个主电池模组充电；

在电动车启动或者加速的情况下，所述超级电容器先放电，使得多个主电池模组的电流增加至额定电流；

所述超级电容器的电容量的计算公式为：

其中，U_work为超级电容器的最高电压；U_min为超级电容器的最低电压；

I为超级电容器的放电电流；t为超级电容器的放电时间。