[发明专利]电动汽车用混合电源系统及其控制方法、电动汽车

说明书

本发明提供一种电动汽车用混合电源系统及其控制方法、电动汽车。本发明中的电动汽车用混合电源系统，包括：主电池包，固定安装在电动汽车上，主电池包的输出端与负载的输入端电连接；换电电池包，可拆卸地安装在电动汽车上；电源变换器，该电源变换器的输入端与换电电池包的输出端电连接，电源变换器的输出端与主电池包的输出端并联连接；以及能源管理器，与换电电池包和电源变换器分别通信连接。单向电源变换器能够防止刹车回馈电流反充入换电电池包内，回馈电流只能充入主电池包内。当检测到主电池包未充满电或处在放电状态，能源管理器就控制电源变换器满负荷恒功率输出，为负载供电或给主电池包充电，从而让换电电池包优先放电。

技术领域

本发明属于电动汽车电源系统技术领域，具体涉及一种电动汽车用混合电源系统及其控制方法、电动汽车。

背景技术

为了给电动汽车的车载电池应急补充电来增加电动汽车的行驶里程，中国专利CN103419675A采用发动机与发电机一体机作为增程器，通过燃油发动机和电机为电动汽车增加行驶距离，明显不符合新能源汽车的宗旨。

在中国专利CN110293865A、CN109849717A、CN106208249A、CN109927569A、CN111731126A以及CN111746322A中，通过充电组件将移动电源的电量对车载电池进行补充电，从而提高电动汽车的行驶里程。在中国专利CN105978076B中，通过移动电源内的能源管理系统(BMS)与电动汽车内的电池系统通讯，控制逆变电源对车载电池进行交流充电或直流充电，或向电动汽车控制系统发出边充电边行驶的请求。上述专利基本都是采用充电端口将移动电源的电量通过逆变电源给整车补充电的方法，对车载电池补充电方法简便，但存在补电速度慢、转换效率低等缺点。

在中国专利CN104103865A中，让增程电池组与车载主电池通过高压开关实现并联，由采集板将增程电池组电压、温度等数据上传到车载主电池系统的BMS，并由主电池系统BMS控制高压并联开关，管理增程电池组的投入与切出。在中国专利CN205632165U中，将增程电池组的正负极通过接触器分别与车载主电池组的正负极相连，并由整车控制器依据并联电流大小通断接触器。上述两个专利将增程电池和车载主电池直接并联使用，提高的电池的能量转换效率。然而，只有增程电池组与车载主电池组电压接近时才能并联，电压差过大时，将两组电池并联会产生很大的环流电流，控制不当时，会同时导致这两组电池过充电或过放电，损伤两组电池，甚至可能出现安全事故。同时，增程电池组和整车主电池需进行通讯才能进行并联使用，对于主电池组是否接受并处理增程电池组的上传信息，对后期的增程改进存在不确定因素。

在中国专利CN112572234A和CN112677906A中，通过电压控制器控制直流变换器的输出电压，将电池模组输出电压通过直流变换器变换为目标电压输出，从而使电池系统能够适配不同电压需求的车辆，为不同电压等级的车辆补充电量。但是，该专利中也未体现将换电池包优先放电的理念，不适合快换电补电增程。

在中国专利CN108749617A中，通过一个充电模块，由可拆卸电池包对固定式电池包进行充电，确保固定式电池包的电量，通过电子开关模块切换放电端口，让可拆卸电池的电量优先使用，能够实现快速换电和快速续航。但需两个电子开关模块分别控制两个电池包放电端口的通断，需在新车设计时完成，不利于对存量车的改造升级。另外，优先供电方式是断开整车上固定式电池包，由可拆卸电池包单独供电，会明显提高可拆卸电池包的技术要求和设计成本。

发明内容

本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种电动汽车用混合电源系统及其控制方法、电动汽车，能够在不断开主电池包的放电端口的情况下实现换电电池包的自动优先放电，从而让换电池电池被优先使用。

为了实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案：

方案一