一种充电电压切换装置、控制方法及汽车制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种充电电压切换装置、控制方法及汽车，包括电压测量模块，用于测量充电设备的充电电压幅值；电压判断模块，用于根据充电设备的充电电压幅值判断充放电切换状态；充放电平台切换模块，用于根据充放电切换状态控制可控开关组的开断，即控制充放电电路在串联充电状态、并联充电状态和放电状态之间的切换，所述充放电电路包括第一电池组和第二电池组；切换状态监测模块，用于监测充放电电路的所在的充放电切换状态。采用把电池包电压分成两部分，通过切换控制器和开关组改变电池包两部分的逻辑关系，从而达到对电池包的升压和降压，在保障安全性的前提下，实现两种电压平台切换。

【技术实现步骤摘要】
一种充电电压切换装置、控制方法及汽车
本专利技术涉及新能源汽车领域，尤其涉及一种充电电压切换装置、控制方法及汽车。
技术介绍
充电系统为电动汽车运行提供能量补给，是电动汽车的重要基础支撑系统，也是电动汽车商业化、产业化过程中的重要环节。随着电动汽车产业的快速发展，充电技术成为制约行业发展关键因素之一，智能、快速的充电方式成为电动汽车充电技术发展的趋势。目前纯电动家用汽车的电压平台在400VDC，市场充电桩最高功率150kW，充满电的时间80-100分钟，现研发有车型已将平台电压提升至800VDC,来实现更快的充电时间，更高的系统效率，其充到80％SOC所用的时间缩短到25分钟。但现有中国市场没有能够对800VDC平台的私家车进行充电的设备，目前暂时没有车企和政府有在中国动800VDC充电桩的计划，欧洲的充电联盟Ionity在欧洲只是刚开始铺设800VDC的充电设备，其广泛的应用还需要几年的时间。市场现有的解决方案为DC/DC或Boost/buck，现有方案成本高、重量大和尺寸大，且由于产生大量的热，需要使用单独的冷却系统。因此，为解决上述方案，需要提供能够实现两种电压平台切换的充电电压切换装置、控制方法及汽车。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种充电电压切换装置，采用把电池包电压分成两部分，通过切换控制器和开关组改变电池包两部分的逻辑关系，从而达到对电池包的升压和降压，在保障安全性的前提下，实现电池包在低电压等级与高电压等级的电压平台切换，满足电池包可以在市场现有的充电桩上进行充电。本专利技术的技术效果通过如下实现的：一种充电电压切换装置，包括电压测量模块，用于测量充电设备的充电电压幅值；电压判断模块，用于根据充电设备的充电电压幅值判断充放电切换状态；充放电平台切换模块，用于根据充放电切换状态控制可控开关组的开断，即控制充放电电路在串联充电状态、并联充电状态和放电状态之间的切换，所述充放电电路包括第一电池组和第二电池组；切换状态监测模块，用于监测充放电电路的所在的充放电切换状态；所述第一电池组与所述第二电池组均与所述充放电平台切换模块电连接，所述充放电平台切换模块还设有充电输入端和放电输出端，所述充电输入端用于与所述充电设备电连接，所述放电输出端用于与电机电连接，所述电压测量模块的输入端用于与所述充电设备电连接，所述电压测量模块的输出端与所述电压判断模块的输入端电连接，所述电压判断模块的输出端与所述充放电平台切换模块电连接，所述切换状态监测模块与所述充放电平台切换模块电连接。进一步地，所述充放电平台切换模块包括切换控制器和开关组，所述开关组包括第一开关、第二开关、第三开关和第四开关，所述第一开关的一端与所述第一电池组的正极电连接，所述第一开关的另一端与所述第二电池组的负极用于分别与电机的两端电连接，所述第一电池组的负极与所述第二电池组的正极电连接，所述充电设备的第一端与所述第一电池组的正极电连接，所述充电设备的第二端通过所述第二开关与所述第一电池组的负极电连接，所述充电设备的第二端还通过第四开关与所述第二电池组的负极电连接，所述第三开关的两端分别与所述第一电池组的正极和所述第二电池组的负极电连接，所述切换控制器分别与所述第一开关、所述第二开关、所述第三开关和所述第四开关电连接。进一步地，还包括故障报警装置，所述故障报警装置与所述切换状态监测模块电连接。另一方面，本申请还提供一种充电电压切换装置的控制方法，所述方法用于控制上述的充电电压切换装置，所述方法包括：获取高压系统充放电信息；根据高压系统充放电信息，得到充放电切换状态；控制断开可控开关组内所有可控开关；根据充放电切换状态，执行控制开关组切换充放电电路。进一步地，所述高压系统充放电信息包括充放电信号和充电电压值，所述充放电信号包括充电信号和放电信号，所述充放电切换状态包括串联充电状态、并联充电状态和放电状态，根据高压系统充放电信息，得到充放电切换状态包括：判断充放电信号是否为放电信号；若是，则所述充放电切换状态为放电状态；若否，则判断充放电信号是否为充电信号；若是，判断充电电压值是否大于或等于预设电压；若充电电压值大于或等于预设电压，则所述充放电切换状态为串联充电状态；若充电电压值不满足大于或等于预设电压，则所述充放电切换状态为并联充电状态。进一步地，所述根据充放电切换状态，执行控制可控开关组动作包括：当所述充放电切换状态为串联充电状态时，控制所述第四开关闭合，所述第一开关、所述第二开关和所述第三开关断开；当所述充放电切换状态为并联充电状态时，依次控制所述第一开关和所述第四开关断开，所述第二开关闭合，所述第三开关闭合；当所述充放电切换状态为放电状态时，控制所述第一开关闭合，所述第二开关、所述第三开关和所述第四开关断开。进一步地，所述响应于高压系统充放电信息，执行控制可控开关组动作之后还包括：获取所述第一电池组及所述第二电池组的电气信息；根据所述第一电池组及所述第二电池组的电气信息，得到串并联状态，所述串并联状态包括并联状态、串联状态和异常状态；判断是否满足所述串并联状态为串联状态，且所述充放电切换状态为串联充电或放电状态；若否，则控制可控开关组全部断开并发出警报；判断是否满足所述串并联状态为并联状态，且所述充放电切换状态为并联充电状态；若否，则控制可控开关组全部断开并发出警报；判断是否满足所述串并联状态为异常状态；若所述串并联状态为异常状态，则控制可控开关组全部断开并发出警报。进一步地，所述第一电池组及所述第二电池组的电气信息包括所述第一电池组输出电流值、所述第二电池组输出电流值、所述第一电池组负极与所述第二电池组正极之间的电压值、所述第一电池组两端电压值和所述第二电池组两端电压值，根据所述第一电池组及所述第二电池组的电气信息，得到串并联状态，所述串并联状态包括并联状态、串联状态和异常状态包括：判断是否满足所述第一电池组输出电流值与所述第二电池组输出电流值相等且所述第一电池组负极与所述第二电池组正极之间的电压值为零；若是，则所述串并联状态为串联状态；若否，则判断是否满足所述第一电池组两端电压值和所述第二电池组两端电压值相等且所述第一电池组输出电流值与所述第二电池组输出电流值相等；若是，则所述串并联状态为并联状态；若否，则所述串并联状态为异常状态。进一步地，所述预设电压的范围为450～550V。另一方面，本申请还提供一种汽车，所述汽车包括上述的一种充电电压切换装置。如上所述，本专利技术具有如下有益效果：1)尺寸小，占用空间少。切换控制器通过控制开关组进行切换，集成在电池包内的高压控制盒内，不占用整车的其它部分空间，结构简单。2)重量轻。由于该方案只增加电路控制模块，电路控制模块重量轻，应用电气元件数量比较少。3)散热少本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种充电电压切换装置，其特征在于，包括：/n电压测量模块(6)，用于测量充电设备(5)的充电电压幅值；/n电压判断模块(7)，用于根据充电设备(5)的充电电压幅值判断充放电切换状态；/n充放电平台切换模块(3)，用于根据充放电切换状态控制可控开关组的开断，即控制充放电电路在串联充电状态、并联充电状态和放电状态之间的切换，所述充放电电路包括第一电池组(1)和第二电池组(2)；/n切换状态监测模块(8)，用于监测充放电电路的所在的充放电切换状态；/n所述第一电池组(1)与所述第二电池组(2)均与所述充放电平台切换模块(3)电连接，所述充放电平台切换模块(3)还设有充电输入端和放电输出端，所述充电输入端用于与所述充电设备(5)电连接，所述放电输出端用于与电机(4)电连接，所述电压测量模块(6)的输入端用于与所述充电设备(5)电连接，所述电压测量模块(6)的输出端与所述电压判断模块(7)的输入端电连接，所述电压判断模块(7)的输出端与所述充放电平台切换模块(3)电连接，所述切换状态监测模块(8)与所述充放电平台切换模块(3)电连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种充电电压切换装置，其特征在于，包括：
电压测量模块(6)，用于测量充电设备(5)的充电电压幅值；
电压判断模块(7)，用于根据充电设备(5)的充电电压幅值判断充放电切换状态；
充放电平台切换模块(3)，用于根据充放电切换状态控制可控开关组的开断，即控制充放电电路在串联充电状态、并联充电状态和放电状态之间的切换，所述充放电电路包括第一电池组(1)和第二电池组(2)；
切换状态监测模块(8)，用于监测充放电电路的所在的充放电切换状态；
所述第一电池组(1)与所述第二电池组(2)均与所述充放电平台切换模块(3)电连接，所述充放电平台切换模块(3)还设有充电输入端和放电输出端，所述充电输入端用于与所述充电设备(5)电连接，所述放电输出端用于与电机(4)电连接，所述电压测量模块(6)的输入端用于与所述充电设备(5)电连接，所述电压测量模块(6)的输出端与所述电压判断模块(7)的输入端电连接，所述电压判断模块(7)的输出端与所述充放电平台切换模块(3)电连接，所述切换状态监测模块(8)与所述充放电平台切换模块(3)电连接。


2.根据权利要求1所述的一种充电电压切换装置，其特征在于，所述充放电平台切换模块(3)包括切换控制器和开关组，所述开关组包括第一开关(31)、第二开关(32)、第三开关(33)和第四开关(34)，所述第一开关(31)的一端与所述第一电池组(1)的正极电连接，所述第一开关(31)的另一端与所述第二电池组(2)的负极用于分别与电机(4)的两端电连接，所述第一电池组(1)的负极与所述第二电池组(2)的正极电连接，所述充电设备(5)的第一端与所述第一电池组(1)的正极电连接，所述充电设备(5)的第二端通过所述第二开关(32)与所述第一电池组(1)的负极电连接，所述充电设备(5)的第二端还通过第四开关(34)与所述第二电池组(2)的负极电连接，所述第三开关(33)的两端分别与所述第一电池组(1)的正极和所述第二电池组(2)的负极电连接，所述切换控制器分别与所述第一开关(31)、所述第二开关(32)、所述第三开关(33)和所述第四开关(34)电连接。


3.根据权利要求1所述的一种充电电压切换装置，其特征在于，还包括故障报警装置(9)，所述故障报警装置(9)与所述切换状态监测模块(8)电连接。


4.一种充电电压切换装置的控制方法，所述方法用于控制如权利要求1-3任一项所述的充电电压切换装置，其特征在于，所述方法包括：
获取高压系统充放电信息；
根据高压系统充放电信息，得到充放电切换状态；
控制断开可控开关组内所有可控开关；
根据充放电切换状态，执行控制可控开关组动作。


5.根据权利要求4所述的一种充电电压切换装置的控制方法，其特征在于，所述高压系统充放电信息包括充放电信号和充电电压值，所述充放电信号包括充电信号和放电信号，所述充放电切换状态包括串联充电状态、并联充电状态和放电状态，
根据高压系统充放电信息，得到充放电切...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘福中，占莉，郑松太，李慧明，赵跃新，吴旭峰，张震，
申请(专利权)人：吉利汽车研究院宁波有限公司，威睿电动汽车技术宁波有限公司，浙江吉利控股集团有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33