[发明专利]一种用于救援充电的可更换车用电池包及互充电方法

说明书

本发明提出了一种用于救援充电的可更换车用电池包，包括多簇电池包；DC/DC充放电模块实现电能的输入和输出；主回路端口与DC/DC充放电模块并联对多簇电池包充电或放电；充电枪端口与DC/DC充放电模块并联，对多簇电池包充电或放电；电池管理系统收集多簇电池包内每个电池包的参数状态，并输入到DC/DC充放电模块。本发明针对换电模式下车辆，特别是用于重载车辆、工程机械的大型可更换电池系统，将通讯和电气解决方案均放置于可更换车用电池包内部，采用可更换车用电池包互相充电，充电方式更加灵活，不仅能够实现车辆之间的互充，还可以直接实现可更换车用电池包对另一可更换车用电池包的电力补充。

技术领域

本发明涉及电池包制造技术领域，特别涉及到一种用于救援充电的可更换车用电池包及互充电方法。

背景技术

锂离子电池和新能源电动车在近十年来逐渐成熟，在我国发展迅速。电能是未来汽车类交通工具的主要替代能源，因为电能可以由太阳能、水能、风能以及核能等多种清洁可再生能源转换得到，也可以减少国家对石油等不再生能源的依赖性。随着环境保护、低碳经济、降低能耗的理念为人们重视，汽车工业因其尾气排放污染环境、高能耗等一系列负效应，面临日益严峻的挑战。相对传统的燃油汽车，新能源汽车能够有效降低汽车排放废气污染。从环境角度讲，新能源汽车废气排出量比传统汽车可减少92％-98％，从而实现交通能源多元化，保护环境；从能源角度讲，全球石油危机日益严重，汽车工业又是能耗的最大组成部分，新能源汽车的开发和使用有效解决了交通能源重消耗的问题，实现低碳经济可持续发展。

近年来，国家和地方层面都明确鼓励和扶持新能源汽车的推广使用。2014年的政府工作报告再次明确提出“推广新能源汽车”，坚持发展新能源汽车的国家战略不变，以纯电驱动为新能源汽车发展和汽车工业转型的主要战略取向不变，规划确定的发展目标不变，政府扶持的政策取向不变等“四个不变”。为了加快推广新能源汽车，多地政府在购车补贴、充电桩建设、新车上牌等方面出台了相关规定。

新能源电动汽车能源补充可以分为插充和换电两种模式，其中在插充模式下，主要有购买电池初期成本高、充电时间长以及充电安全性低三大类问题，另外，插充模式下，新能源电动车充电负荷具有显著的时空随机性，对电网的运行和规划会带来不利影响。而换电模式配合大规模集中型充电已经成为当前电动汽车发展的另一个具备竞争力的商业技术模式，第一，该模式下可以有效减少电动汽车的能源补给时间。第二，该模式下可以集中管理充电安全性，保证电池系统的安全可靠性。第三，通过合理的商业运作模式，采用电池租赁方式，既可以有效控制商务成本，又可以集中有效的管控电池系统的溯源性。

由于目前充电桩/换电站的普及程度还远不及加油站，电动汽车难免出现由于电池电量不足又找不到地方充电/换电，导致电池耗尽需要救援的情况。特别是对于电动化的重载型车辆、矿山机械等，长时间运行于城市之间或非公路封闭道路，电量来不及补充导致耗尽的风险更高；同时由于车辆自重过高导致无法通过拖车方式救援，这些体积巨大的车辆一旦抛锚对于道路交通、矿区作业的影响也更为严重。目前市场上存在专门针对道路缺电救援的充电车或可移动式充电包，对于城市运行的乘用车来说，由于保有量大，这种方式的经济性尚可接受。但是对于较为分散、覆盖面广的长途重载运输车辆，或者封闭区域行驶的矿山机械/车辆，这种专门配置充电救援车辆的方式存在利用率低、调配不及时等问题，导致时效性和经济性不可接受。现有技术中虽然对“车对车”式充电进行了研究，但仅是车对车进行充电的场景，期间握手信号、电池信息的处理，互充电电气方案的实现依赖车辆本身的平台，而且应用不灵活目前也仅应用于乘用车领域。同时互充电电气方案多数采用的DA/AC模块，但是DA/AC模块调压范围较低，不能实现不同规格的电池包之间的互相充电，应用受限。

因此，如何提供一种用于重载车辆、工程机械的大型可更换电池系统，且互相充电方式更加灵活并具备更高调压范围的可更换互充电池包是本领域技术人员亟需解决的技术问题。

发明内容