[发明专利]一种动力电池系统、电动车辆及设计方法

权利要求书

1.一种动力电池系统，其特征在于，包括能量管理单元(1)和动力电池单元；所述能量管理单元(1)包括电源装置、控制装置和配电装置；所述动力电池单元包括储能装置、热管理装置和采样装置；所述配电装置串联在动力电池单元的高压接口与电装装置的直流母线接口之间；所述配电装置与控制装置通过低压线束连接；所述控制装置提供配电装置动作信号，配电装置动作实现开通和关断；所述储能装置固定在热管理装置上；所述采样装置与储能装置由低压线束连接，实现信号的传输。

2.根据权利要求1所述的一种动力电池系统，其特征在于，所述电源装置包括DC/DC和OBC，用于交直流变换、升降压变换，满足动力电池单元充电过程电压变换需求；所述控制装置，用于接收动力电池单元发送的电压和温度信号，以及整车控制器下达的指令，使得充放电过程可控；所述配电装置包括主正继电器、主负继电器、快充继电器和熔断器，用于接收控制装置的指令，实现开通与关断。

3.根据权利要求1所述的一种动力电池系统，其特征在于，所述热管理装置包括上板、下板和进出水管；所述上板平整，下板冲有流道；所述上板和下板固定连接后在与进出水管的接头固定；所述储能装置包括上箱体(2)、支撑板总成(3)、电芯集合(4)、箱体边框(5)、复合水冷板(6)、低压采样装置、高压连接装置、隔热装置和缓冲装置；所述能量管理单元(1)的壳体的下端与上箱体(2)固定；所述上箱体(2)的下端与支撑板总成(3)配合；所述支撑板总成(3)固定在箱体边框(5)上，实现对能量管理单元(1)的支撑；所述电芯集合(4)的下端与复合水冷板(6)接触；所述复合水冷板(6)与箱体边框(5)固定，实现对电芯的承载；所述低压采样装置、高压连接装置与电芯集合(4)激光焊接；所述隔热装置与缓冲装置固定连接；所述电芯集合(4)与箱体边框(5)卡接；所述采样装置与电芯集合(4)配合，用于采集电芯集合(4)的电压和温度信息，并且上报给控制装置。

4.根据权利要求3所述的一种动力电池系统，其特征在于，所述能量管理单元(1)的壳体的下端通过密封垫或密封胶与上箱体(2)密封；所述上板和下板通过钎焊连接后在与进出水管的接头焊接；所述隔热装置与缓冲装置通过结构胶或双面胶进行粘接；所述电芯集合(4)与箱体边框(5)通过非金属过渡件卡接实现绝缘和限位。

5.根据权利要求3所述的一种动力电池系统，其特征在于，所述复合水冷板(6)包括水冷板总成(6a)和底部板总成(6b)；所述水冷板总成(6a)和底部板总成(6b)固定连接；所述水冷板总成(6a)内嵌冷却水流道，冷却水流道与电芯集合(4)接触，实现冷却或加热。

6.一种电动车辆，其特征在于，包括权利要求1-5任一项所述的一种动力电池系统。

7.一种动力电池系统的设计方法，用于设计一种动力电池系统，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、布置动力电池单元中的电芯集合(4)；

步骤二、对动力电池单元进行载荷分配；

步骤三、对动力电池单元中的箱体边框(5)的支撑梁进行设计；

步骤四、对能量管理单元(1)进行设计，对动力电池单元中热管理装置和采样装置进行设计，从而完成对动力电池系统的设计。

8.根据权利要求7所述的一种动力电池系统的设计方法，其特征在于，所述步骤一的具体方法如下：

将熔断器置于直流母线输出极一侧，电芯集合1、2、3……N需满足：

U₁+……+U_N/2＝U_N/2+1+……+U_N＝U_O/2，其中N为偶数，且N≥4；

其中，N为电芯集合数；U_N为电芯集合N输出端电压；U_O为直流母线输出端电压。