[发明专利]电动汽车的能量管理系统及其控制方法、电动汽车

说明书

本发明公开了一种电动汽车的能量管理系统及其控制方法、电动汽车，所述系统包括：动力电池，动力电池包括多个电池模组；多个均衡DC‑DC转换器模块，每个模块的第一端与每个电池模组对应相连，第二端并联到低压直流母线；双向车载充电器，其交流端用于连接电网/充电盒，第一直流端连接到低压直流母线，第二直流端连接到高压直流母线；采样模块；控制模块根据采样的信息分别对每个均衡DC‑DC转换器模块进行控制以对多个电池模组进行均衡管理、对低压电器供电和给低压电池充电，并对双向车载充电器进行控制以对低压电器供电和给低压电池充电。该系统实现了为整车低压部件供电、对动力电池均衡以及关键功能的冗余设计，提高了系统安全性和可靠性。

技术领域

本发明涉及电动汽车技术领域，特别涉及一种电动汽车的能量管理系统、一种具有该系统的电动汽车以及一种电动汽车的能量管理系统的控制方法。

背景技术

随着化石能源的消耗，环境污染以及人们环保意识的逐步提升，加上各地政府陆续推出新能源汽车扶持政策，电动汽车越来越受到广大消费者追捧。

相关技术中，电动汽车的能量管理系统如图1所示，主要包括以下模块：

(1)高压电池包：用于电动汽车电能存储，为整车提供动力；

(2)BMS(Battery Management System，电池管理系统)：对高压电池包进行监控及管理；

(3)DC-DC转换器1：将高压电池包的高压电转换为低压电给整车低压电器(如12V或24V)供电，并给低压启动电池充电；

(4)车载充电器：车载充电器通常包括：PFC模块、DC-DC转换器2和DC-DC转换器3，车载充电器将电网/充电盒的交流电转换为高压直流电，给高压电池包充电，同时通过DC-DC转换器3转换为低压电给低压启动电池补电。

但是，高压电池包是由众多单体电池通过串、并联等方式组合而成。受制于电池制造工艺、材料等因素，电池的容量、自放电、内阻等性能参数存在或多或少的差异，这些差异在环境温度以及电池包散(受)热条件等不均匀外力作用下，表现为电池一致性变差，电池包可用容量将减少。这就需要BMS在对电池包能量进行管理的同时，对影响电池包一致性的单体电池进行均衡，以达到最大能量输出。相关技术中，采多节电池共用一个均衡电路的形式，通过选通电路，实现对不同电池的均衡。缺点是：选通电路的控制较为复杂，同时，由于需均衡的电池分布具有随机性，当多节电池处于共用均衡电路的电池组中时，均衡能力将大大减弱，而且均衡电路用途单一。

另外，DC-DC转换器1是整车低压系统的动力来源，当DC-DC转换器1出现故障或者不能正常工作时，整车将不能正常运行。同时，DC-DC转换器1的输入端是高压电池包的直流母线，其电压一般为几百伏，这对电路中器件的耐压能力和绝缘能力的要求较高。而且，实际使用时，DC-DC转换器1的功率密度大、发热量高，需采用大流量强迫风冷或液冷方式进行散热，散热方案的实现较为复杂。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的第一个目的在于提出一种电动汽车的能量管理系统，该系统实现了为整车低压部件的供电、对动力电池的均衡以及关键功能冗余设计，提高了系统安全性和可靠性。

本发明的第二个目的在于提出一种电动汽车。

本发明的第三个目的在于提出一种电动汽车的能量管理系统的控制方法。