[发明专利]一种电动车的模块化电池增程换电结构及方法

说明书

本发明公开了一种电动车的模块化电池增程换电结构及方法，涉及电动车换电技术领域，包括主电池电路、增程电池电路、超级电容、充电回路、预充电路，主电池电路通过将多个主电池模组串联以提高直流供电电压，当主回路电池出现故障可通过每个主电池模组上并联的第二二路互锁开关对电池进行隔离保护；增程电池电路包括多个相互并联的增程电池模组，增程电池模组通过隔离式DC/DC变换器与主电池电路并联，并通过第一二路互锁开关、多路互锁开关、每个隔离式DC/DC变换器上分别串联有断路器的组合控制实现模块化换电电池由并联方式转化为串联方式接入。本发明实现了换电电池模组的串并联灵活转换，提高了电动车的换电便利性、降低换电成本。

技术领域

本发明涉及电动车换电技术领域，尤其涉及一种基于经济型低速电动车的电池增程换电结构及其控制方法。

背景技术

近年来，随着新能源汽车三电成本持续不断的下降、技术成熟度持续提升以及充电基础设施不断完善，新能源汽车越来越赢得用户的喜爱，使得新能源汽车的产销日益增长，其中纯电动汽车由于其良好的经济型和使用便利性，其近年来也取得飞速发展，随着国家环保政策的进一步严格以及锂离子电池成本下降，经济型电动车全锂化已成行业发展的普遍趋势。在现阶段，用户在使用新能源电动车的过程中主要存在以下问题：

充电时间长：目前最常见的充电模式的充电市场为5到10小时，这大大降低了电动车的便利性。快充也要1小时以上，且快充模式会大大降低电池的使用寿命，同时快速充电会对电网产生大的冲击。

续航里程不足，由于电池充电容量的限制，同时对于目前充电桩的大大不足从而影响了用车的体验。

传统的电动车换电模式的成本太高，虽然电动车的换电模式能够有效的解决续航问题。但还是存在前期投入太高、需要专用的换电站、换电机构等，且各生产厂家没有统一标准使电池不能互用等问题，推广效果也不太理想。

近年来，随着动力电池技术的进步，电动摩托车的换电取得了飞速的发展，目前市场上出现大量的标准化的换电电池，通过电池换电柜，可非常便利通过手动方式实现电动摩托车的换电。针对传动电动车存在的问题，本发明提出一种新型的增程换电系统结构及控制方法，可实现电动车电池与摩托车标准电池的兼容，通过将标准化的摩托车电池模组的灵活组合，实现了电动车电池的模块化便捷换电、故障隔离及高效驱动等功能，特别适用于经济型小型电动车。

发明内容

本发明提出了一种电动车的模块化电池增程换电结构及其控制方法，用以解决上述背景技术中提出的问题。

本发明提供了一种电动车的模块化电池增程换电结构，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，与所述串联电路串联；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；