一种用于电动汽车电池组的充电电路及电动汽车

摘要

本发明提供了一种用于电动汽车电池组的充电电路及电动汽车，充电电路包括输入端组，输入端组包括高压输入端子、低压输入端子及负极端子；开关组，包括双刀双掷开关和连接端，连接端包括与输入端组电连接的第一控制端组和第二控制端组；电动汽车电池组包括第一电池和第二电池，第一电池和第二电池之一的两端与双刀双掷开关的固定端组连接，另一的两端与输入端组连接；当双刀双掷开关于第一控制端组和第二控制端组间切换时，第一电池和第二电池于串联状态和并联状态间切换，使得第一电池和第二电池于自直流充电座接收高压充电输入和低压充电输入间切换。采用上述技术方案后，可以较少的硬件成本，增加了对不同直流充电桩的兼容性。

说明书

技术领域

本发明涉及新能源汽车领域，尤其涉及一种用于电动汽车电池组的充电电路及电动汽车。

背景技术

随着电动汽车的快速发展，其主要应解决的问题，在于用户的续航里程和充电速度。当电动汽车的电量殆尽时，需要用户快速地充电，以继续行驶。

通常充电的方式，为交流充电或直流充电，由于直流充电的充电速度快，已建有大量的直流充电基站。对于目前已普及的400V供电系统的电动汽车，目前已建成较完善的基础设施。而具有800V直流母线系统的电动汽车与400V直流母线相比，在动力性能上更具优势。因此，在电动汽车侧，配置了800V高压母线系统的情况越来越多，但兼容800V电池系统的直流快速充电桩的基础设施建设不足。

因此，在电动汽车侧，需要配置可同时适用于800V高压母线系统和400V低压母线系统的直流充电桩的充电电路，以提高电动汽车的充电适配性。

发明内容

为了克服上述技术缺陷，本发明的目的在于提供一种用于电动汽车电池组的充电电路及电动汽车，以较少的硬件成本，增加了对不同直流充电桩的兼容性。

本发明公开了一种用于电动汽车电池组的充电电路，与电动汽车电池组电连接，向电动汽车电池组充电，充电电路包括：

输入端组，外接一直流充电座以接收电能，输入端组包括高压输入端子、低压输入端子及负极端子；

开关组，包括双刀双掷开关和连接端，连接端包括与输入端组电连接的第一控制端组和第二控制端组；

电动汽车电池组包括第一电池和第二电池，第一电池和第二电池之一的两端与双刀双掷开关的固定端组连接，另一的两端与输入端组连接；

当双刀双掷开关于第一控制端组和第二控制端组间切换时，第一电池和第二电池于串联状态和并联状态间切换，使得第一电池和第二电池于自直流充电座接收高压充电输入和低压充电输入间切换。

优选地，高压输入端子为800V充电端子，低压输入端子为400V充电端子，负极端子为0V充电端子；

第一控制端组包括第一动端和第二动端，第二控制端组包括第三动端和第四动端；

固定端组包括第一固定端和第二固定端；

第一动端与800V充电端子连接，第二动端与400V充电端子连接，第三动端与400V充电端子连接，第四动端与0V充电端子连接。

优选地，第一固定端与第二电池的一端连接，第二固定端与第二电池的另一端连接；

第一电池的一端与800V充电端子连接，第一电池的另一端与400V充电端子连接；

当800V充电端子和400V充电端子与直流充电座连接时，双刀双掷开关的掷刀与第一动端和第二动端连接，第一电池和第二电池并联于800V充电端子和400V充电端子间；

当800V充电端子和0V充电端子与直流充电座连接时，双刀双掷开关的掷刀与第三动端和第四动端连接，第一电池和第二电池串联于800V充电端子和0V充电端子间。

优选地，第一固定端与第一电池的一端连接，第二固定端与第一电池的另一端连接；

第二电池的一端与400V充电端子连接，第二电池的另一端与0V充电端子连接；

当800V充电端子和0V充电端子与直流充电座连接时，双刀双掷开关的掷刀与第一动端和第二动端连接，第一电池和第二电池串联于800V充电端子和0V充电端子间；

当400V充电端子和0V充电端子与直流充电座连接时，双刀双掷开关的掷刀与第三动端和第四动端连接，第一电池和第二电池并联于400V充电端子和0V充电端子间。

本发明还公开了一种电动汽车，包括控制模块及电池组，还包括如上所述的充电电路，控制模块监测高压输入端子、低压输入端子及负极端子的连接状态，并与开关组连接，以控制连接端的连接关系。

采用了上述技术方案后，与现有技术相比，具有以下有益效果：

1.电动汽车可在400V充电模式与800V充电模式之间进行切换，增加了充电桩的兼容性，减小了对800V系统的依赖度；

2.解决了电动汽车的使用痛点，增加用户对于电动汽车的消费点；

3.硬件成本极低，改造难度极低。

附图说明

图1为符合本发明第一实施例中充电电路内第一电池和第二电池并联的电路设计示意图；

图2为符合本发明第一实施例中充电电路内第一电池和第二电池串联的电路设计示意图

图3为符合本发明第二实施例中充电电路内第一电池和第二电池并联的电路设计示意图；

图4为符合本发明第二实施例中充电电路内第一电池和第二电池串联的电路设计示意图。

具体实施方式

以下结合附图与具体实施例进一步阐述本发明的优点。

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本公开使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本公开。在本公开和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

应当理解，尽管在本公开可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本公开范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

在后续的描述中，使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本发明的说明，其本身并没有特定的意义。因此，“模块”与“部件”可以混合地使用。

为实现电动汽车既可兼容高压充电，又可兼容低压充电，对于电动汽车内的电动汽车电池组的充电方式，将由充电电路的调节切换，该充电电路与电动汽车电池组电连接，接收外部的直流充电座的电能，从而向电动汽车电池组充电。具体地，充电电路包括：

-输入端组

输入端组面向直流充电座，例如输入端组可设置在电动汽车的充电线内，与直流充电座连接时，将从直流充电座接收电能。该实施例中，为适应不同规格的直流充电座，例如支持高压(600V-800V)充电的直流充电座和支持低压(300V-450V)充电的直流充电座，输入端组将包括两种正极输入端子，即高压输入端子和低压输入端子，以及形成回路的负极端子，根据不同的直流充电座，将通过不同的输入端组与直流充电座连接。

-开关组

设于充电电路内的开关组将受控动态变化。因此，开关组包括双刀双掷开关和连接端，连接端包括与输入端组电连接的第一控制端组和第二控制端组，双刀双掷开关的掷刀可于与第一控制端组内的所有端子和与第二控制端组内的所有端子连接的状态间切换，使得充电电路分别适用于高压(600V-800V)充电的直流充电座和支持低压(300V-450V)充电的直流充电座。

电动汽车电池组内包括有第一电池和第二电池，第一电池和第二电池之一的两端与双刀双掷开关的固定端组连接，另一的两端与输入端组连接。当双刀双掷开关于第一控制端组和第二控制端组间切换时，第一电池和第二电池于串联状态和并联状态间切换，使得第一电池和第二电池于自直流充电座接收高压充电输入和低压充电输入间切换。例如当第一电池和第二电池串联时，直流充电座可以高压充电输入，向第一电池和第二电池高压充电；而当第一电池和第二电池并联时，直流充电座可以低压充电输入，向第一电池和第二电池低压充电。也就是说，不论直流充电座的充电系统所支持的为高压或低压，充电电路均可适配，在具有高压充电的能力下，向电动汽车提供快充功能；在仅具有低压充电的能力下，向电动汽车提供普充功能。

在不同的实施例中，同质化的配置为：高压输入端子为800V充电端子，低压输入端子为400V充电端子，负极端子为0V充电端子。第一控制端组包括第一动端和第二动端，第二控制端组包括第三动端和第四动端，则双刀双掷开关的掷刀将在同时连接第一动端和第二动端，与同时连接第三动端和第四动端间切换。固定端组包括第一固定端和第二固定端，作为双刀双掷开关的不同端。第一动端与800V充电端子连接，第二动端与400V充电端子连接，第三动端与400V充电端子连接，第四动端与0V充电端子连接，则当双刀双掷开关的掷刀连接第一动端和第二动端时，将连通800V充电端子和400V充电端子的与外部直流充电座的连接，当双刀双掷开关的掷刀连接第三动端和第四动端时，将连通400V充电端子和0V充电端子的与外部直流充电座的连接。

以下基于不同的实施例详细说明本发明中的充电电路。

实施例一

参阅图1及图2，示出了第一实施例中充电电路的电路设计示意图，其中第一固定端与第二电池的一端连接，第二固定端与第二电池的另一端连接；第一电池的一端与800V充电端子连接，第一电池的另一端与400V充电端子连接。

当800V充电端子和400V充电端子与直流充电座连接时，双刀双掷开关的掷刀与第一动端和第二动端连接，第一电池和第二电池并联于800V充电端子和400V充电端子间，形成自800V充电端子、第一电池、400V充电端子的第一充电回路，以及自800V充电端子、第二电池、400V充电端子的第二充电回路。此时第一电池和第二电池并联，且输入输出端的电势差为400V，使得第一电池和第二电池接收400V电压充电。

当800V充电端子和0V充电端子与直流充电座连接时，双刀双掷开关的掷刀与第三动端和第四动端连接，第一电池和第二电池串联于800V充电端子和0V充电端子间，形成自800V充电端子、第一电池、第二电池、0V充电端子的第三充电回路。此时第一电池和第二电池串联，且输入输出端的电势差为800V，使得第一电池和第二电池所形成的电池组接收800V电压充电。

也就是说，在实施例一中，用户可根据直流充电座支持的充电能力，选择不同的输入端插接，从而适应于直流充电座的充电方式。

实施例二

参阅图3及图4，示出了第二实施例中充电电路的电路设计示意图，其中第一固定端与第一电池的一端连接，第二固定端与第一电池的另一端连接。第二电池的一端与400V充电端子连接，第二电池的另一端与0V充电端子连接。

当800V充电端子和0V充电端子与直流充电座连接时，双刀双掷开关的掷刀与第一动端和第二动端连接，第一电池和第二电池串联于800V充电端子和0V充电端子间，形成自800V充电端子、第一电池、第二电池、0V充电端子的第四充电回路。此时第一电池和第二电池串联，且输入输出端的电势差为800V，使得第一电池和第二电池所形成的电池组接收800V电压充电。

当400V充电端子和0V充电端子与直流充电座连接时，双刀双掷开关的掷刀与第三动端和第四动端连接，第一电池和第二电池并联于400V充电端子和0V充电端子间，形成自400V充电端子、第一电池、0V充电端子的第五充电回路，以及自400V充电端子、第二电池、0V充电端子的第六充电回路。此时第一电池和第二电池并联，且输入输出端的电势差为400V，使得第一电池和第二电池接收400V电压充电。

上述实施例一中，若未外接直流充电座，可将双刀双掷开关的掷刀与第三动端和第四动端连接，实施例二中，若未外接直流充电座，可将双刀双掷开关的掷刀与第一动端和第二动端连接，即均处于当连接支持高压充电的直流充电座时，掷刀无需调整的状态，一旦连接直流充电座，尽早进入快充模式。

具有上述任意实施例中的充电电路后，可将其应用至电动汽车，电动汽车内还包括控制模块及电池组，控制模块监测高压输入端子、低压输入端子及负极端子的连接状态，即如上文所述的输入端组与直流充电座的连接状态，且控制模块与所述开关组连接，以控制所述连接端的连接关系，将双刀双掷开关的掷刀及时切换至适用的状态。

应当注意的是，本发明的实施例有较佳的实施性，且并非对本发明作任何形式的限制，任何熟悉该领域的技术人员可能利用上述揭示的技术内容变更或修饰为等同的有效实施例，但凡未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改或等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。