[发明专利]基于级联架构的电池模块及电动车辆

说明书

本发明提供了一种用于电动车辆的电池模块(1)，包括：箱体(11)，所述箱体(11)内包括多个具有开口(1111)的容纳腔室(111)；多个电池(12)，每个电池(12)都能够单独地通过所述开口(1111)进入和/或离开相应的容纳腔室(111)；和级联架构(13)，所述级联架构(13)能够基于所述多个电池(12)输出的直流电而产生驱动所述电动车辆的电机(21)的三相交流电。本发明通过多个低压电池的合理分布式布局，使得每个电池能够单独地供电至级联架构，从而降低了电动车辆系统对电池一致性的要求，并可电隔离故障电池而不影响其它电池的正常供电，增加了系统鲁棒性。此外，还可实现电动车辆的多种充电方式。

技术领域

本发明涉及汽车领域，具体地涉及一种基于级联架构的电池模块、一种包括该电池模块的电动车辆以及一种用于电隔离故障电池的方法。

背景技术

当前，电动车辆常用的驱动架构是利用高压动力电池将高压电传送至前桥和/或后桥，通过电机驱动器将高压动力电池输出的直流电逆变为交流电来驱动高压电机。然而，由于电动车辆用由多个电芯串并联形成的高压动力电池作为驱动汽车行驶的能量存储与释放的工具，该技术方案对单体电芯的一致性要求极高，且由于高压对电池及整车绝缘要求带来挑战。当单个电芯出现故障时，只能停止运行，无法隔离故障电芯；在维修时只能更换整个动力电池，极大增加了用户的维修成本。当单个电芯出现热失控时，会连锁传导至全部电芯，造成极大安全隐患。

发明内容

本发明旨在提出一种改进的用于电动车辆的电池模块以及一种包括该电池模块的电动车辆，其中，该电池模块利用级联架构设计将电动车辆内的多个电池进行分布式布局以基于该多个电池的直流电而产生驱动电动车辆的高压交流电。

根据本发明的第一方面，提供了一种用于电动车辆的电池模块，包括：箱体，所述箱体内包括多个具有开口的容纳腔室；多个电池，每个电池都能够单独地通过所述开口进入和/或离开相应的容纳腔室；和级联架构，所述级联架构能够基于所述多个电池输出的直流电而产生驱动所述电动车辆的电机的三相交流电。

根据本发明的一个可选实施例，所述电池模块还包括电池管理系统或者与所述电池管理系统通信连接，所述电池管理系统被配置为能够在识别到所述电池模块中的故障电池后将所述故障电池从级联架构中电隔离。

根据本发明的一个可选实施例，所述级联架构包括A相电路、B相电路和C相电路，各相电路包括相同数量的H桥逆变器，在每相电路中，每个H桥逆变器的输入端连接一个电池，且每个H桥逆变器的输出端级联以输出三相交流电中的一相。

根据本发明的一个可选实施例，所述级联架构还包括与所述H桥逆变器的输入端连接的电容器。根据本发明的一个可选实施例，所述级联架构还包括滤波元件，用于将由所述H桥逆变器逆变的交流电进行滤波。

根据本发明的一个可选实施例，所述容纳腔室包括成对的接口电极，用于与所述电池的正负极配对以使所述电池接入所述级联架构。

根据本发明的一个优选实施例，所述成对的接口电极位于所述容纳腔室的与所述开口相对的侧面上。

根据本发明的一个可选实施例，所述容纳腔室包括引导结构，所述引导结构被配置为能够便于所述电池通过所述开口进入和离开所述容纳腔室。

根据本发明的一个可选实施例，所述容纳腔室包括止动结构，所述止动结构被配置为能够使所述电池在插入所述容纳腔室后固定在所述容纳腔室内。

根据本发明的一个可选实施例，所述电池是可充电电池。

根据本发明的一个可选实施例，所述电池还设置有便于用户抓握的把手。

根据本发明的一个优选实施例，所述把手被布置成与所述电池的正负极位于相反的两个侧面上，使得当所述电池进入所述容纳腔室时，所述把手朝向所述容纳腔室的外部。