一种具有电池SOC监测的新能源汽车及其工作方法与流程

一种具有电池soc监测的新能源汽车及其工作方法
技术领域
1.本发明属于新能源汽车技术领域，具体涉及一种具有电池soc监测的新能源汽车及其工作方法。


背景技术：

2.在传统的串联式结构中，串联混合动力中发动机与车辆行驶工况完全解耦，其运行工况不受车辆行驶工况的影响，可以控制在最佳工作区运行，不受汽车行驶工况的影响，可以始终控制在最佳的工作区稳定运行。串联式混合动力电动汽车适合于负载频繁变化的市区工况，因为发动机可以不受道路情况影响保持高效率运行发电。但是，在负荷持续较高的高速路工况行驶时，往往因为要经过机械能―电能―机械能的多次能量转换，与传统车辆的并联构型相比，系统效率相对较低，不能体现出优势。
3.由于电池不能在充电时放电的特性，导致串联结构式的增程式汽车在选择工作模式时存在局限性，造成了辅助动力单元apu虽然可以在功耗比最优区间运行，但存在时间的局限性。而在一些运用多电池模组交替工作的工作构型中，解决了apu不能持续的在最优区间运行的问题，但没有考虑到电池自身工作效率区间问题，导致了电池的使用寿命和效率发生折扣。


技术实现要素：

4.本发明的目的就在于提供一种具有电池soc监测的新能源汽车，还提供一种具有电池soc监测的新能源汽车的工作方法，采用双电池模组并联交替工作，对电池的优秀效率工作区间进行了限制，在一定循环次数后对电池soc进行校验，以解决电动机持续由电池进行供电驱动，且发电机一直处于最佳工作区间状态，同时也避免了长时间工作而带来的电池老化的问题。
5.本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
6.一种具有电池soc监测的新能源汽车，采用双电池模组构型，所述双电池模组构型由辅助功率单元、两个电池模组以及驱动端构成。
7.其中，所述辅助功率单元由发动机与发电机组成，发动机通过燃料的燃烧带动发电机转动，经处理后输出可供电池充电的直流电；
8.所述两个电池模组包括并联两电池模组，两电池模组分别通过直流母线与发电机和电动机相连接；
9.所述驱动端由电机、减速器以及终端车轮构成，由电机通过直流母线接受来自单一电池模组的电流而进行驱动，通过减速器将扭矩传递到车轮实现动力的传递。
10.进一步地，所述两个电池模组由独立的电芯与接口构成，彼此之间的状态互不影响。
11.一种具有电池soc监测的新能源汽车的工作方法，包括以下步骤：
12.a、当电池模组1开始供电时，电池模组2不供电，电池模组1在进行电流输出时对其
soc进行检测，当soc达到电池模组的30％soc时，bms控制电池模组1停止供电，电池模组2开始通过直流母线对电动机进行供电；
13.b、发电机开始工作，停止供电的电池模组1开始通过发电机进行充电，进入模式一；
14.c、在充电的过程中对电池模组1的soc电量实时监测，当电池1soc达到电池模组的80％时，进入判断，若此时正在供电的电池模组2的soc电量高于50％，进入模式二；
15.d、发电机停机，当电池模组2的soc电量到达30％时，与驱动电机断开并与发电机连接进行充电，电池模组1与电机连接进行供电，进入模式三；
16.e、若电池模组2的soc电量低于50％，直接进入模式三，即电池模组2断开驱动连接与发电机连接充电，电池模组1与驱动电机连接进行放电驱动；
17.f、当电池模组2进行电流输出时也监测其soc电量，后续判断进入模式一或模式四。
18.g、当单电池模组在经过35个充放电循环后，对电池的soc进行矫正。
19.进一步地，模式一，充电电池模组1与放电电池模组2的soc均在30％-80％范围内。
20.进一步地，模式二，电池模组1达到最大80％soc，电池模组2在范围内，发电单元停机。
21.进一步地，模式三，充电电池模组2与放电电池模组1的soc均在30％-80％范围内，
22.进一步地，模式四，电池模组2达到80％soc，电池模组1在范围内，发电单元停机。
23.进一步地，一个循环指电池从30％soc到80％soc，再从80％soc到30％soc电量。
24.进一步地，步骤g，具体为：使其中一个电池模组放电到0％soc后，切换到另一个电池模组，并使该充电电池模组soc到100％，bms启动自检程序，两个电池模组交替进行。
25.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
26.本发明运用多电池模块的高效混动架构策略，可以避免因一组电池模块不能同时充放电而带来的apu限制问题，并且通过对电池的高效工作区间工作模式进行了限制，可以有效使得串联式增程结构提升工作效率、保证了电池的使用寿命与工作效率，并在一定程度内避免由于频繁充放电而造成的电池发热问题，大大提升车辆单位能耗下的续航里程和寿命。
附图说明
27.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
28.图1传统串联构型在纯电模式下的工作流程图；
29.图2-图5本发明双电池模组构型四种模式的工作流程图。
具体实施方式
30.下面结合实施例对本发明作进一步说明：
31.下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描
述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
32.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
33.如图1所示，传统串联构型在纯电模式下的工作方式，在传统的单一电池模组的串联结构中，在电池对电驱供电的时，由于电池无法同时充放电的特性，发电机处于停机状态，而当发电机对电池进行充电的时候，电池无法向电动机供电。
34.如图2-图5所示，本发明具有电池soc监测的新能源汽车，采用双电池模组构型，所述双电池模组构型由辅助功率单元、两个电池模组以及驱动端构成。
35.其中，所述辅助功率单元由发动机与发电机组成，发动机通过燃料的燃烧带动发电机转动，经处理后输出可供电池充电的直流电。
36.所述两个电池模组由独立的电芯与接口构成，彼此之间的状态互不影响，包括并联两电池模组，两电池模组分别通过直流母线与发电机和电动机相连接。
37.所述驱动端由电机、减速器以及终端车轮构成，由电机通过直流母线接受来自单一电池模组的电流而进行驱动，通过减速器将扭矩传递到车轮实现动力的传递。
38.在本发明中，发电机对电池模组1充电，电池模组2对电动机进行供电驱动。电池工作soc(电量)在过高与过低时都会对电池内部化学材料产生较大影响，使其加速变性，随着使用而降低电能利用效率。
39.当发电状态的电池模组1的soc达到下限阈值时停止使用并与发电单元连接进行充电，切换到另一电池模组2进行驱动工作。
40.而电池模组1的soc充电到上限阈值时停止对其充电，通过对正在发电状态的电池模组2的soc进行检测后判断，选择发电机对电池模组2进行充电或是停机。
41.另外，在电池模组经过一定数量的工作循环后，对电池模组进行soc矫正检验，保证电池的实际soc显示准确，提高该工作构型的可靠性。具体地，包括四种工作模式：
42.模式一：充电电池模组1与放电电池模组2的soc均在30％-80％范围内；
43.模式二：电池模组1达到最大80％soc，电池模组2在范围内，发电单元停机；
44.模式三：充电电池模组2与放电电池模组1的soc均在30％-80％范围内；
45.模式四：电池模组2达到80％soc，电池模组1在范围内，发电单元停机。
46.实施例1
47.一种具有电池soc监测的新能源汽车，采用双电池模组构型，所述双电池模组构型由辅助功率单元、两个电池模组以及驱动端构成。
48.其中，所述辅助功率单元由发动机与发电机组成，发动机通过燃料的燃烧带动发电机转动，经处理后输出可供电池充电的直流电。
49.所述两个电池模组包括并联的电池模组1和电池模组2，通过直流母线与发电机和电动机相连接。
50.所述驱动端由电机、减速器以及终端车轮构成，由电机通过直流母线接受来自单一电池模组的电流而进行驱动，通过减速器将扭矩传递到车轮实现动力的传递。
51.一种具有电池soc监测的新能源汽车的工作方法，包括以下步骤：
52.1、当电池模组1开始供电时，电池模组2不供电。电池模组1在进行电流输出时对其soc进行检测，当soc达到电池模组的30％soc时，bms控制电池模组1停止供电，电池模组2开始通过直流母线对电动机进行供电。
53.2、与此同时，发电机开始工作，停止供电的电池模组1开始通过发电机进行充电，进入图2中的模式一。
54.3、在充电的过程中对电池模组1的soc电量实时监测，当电池1soc达到电池模组的80％时，进入判断，若此时正在供电的电池模组2的soc电量高于50％，进入模式二。
55.4、发电机停机，当电池模组2的soc电量到达30％时，与驱动电机断开并与发电机连接进行充电，电池模组1与电机连接进行供电，进入模式三。
56.5、若电池模组2的soc电量低于50％，直接进入模式三，即电池模组2断开驱动连接与发电机连接充电，电池模组1与驱动电机连接进行放电驱动。
57.6、同样，当电池模组2进行电流输出时也监测其soc电量，后续判断进入模式一或是模式四。
58.7、另外，当单电池模组在经过35个充放电循环后，(一个循环指电池从30％soc到80％soc，再从80％soc到30％soc电量)需要对电池的soc进行矫正。具体方式是使其中一个电池模组放电到0％soc后，切换到另一个电池模组，并使该充电电池模组soc到100％，bms启动自检程序，两个电池模组交替进行。保证在这样的两电池循环工作模式下，电动机持续由电池进行供电驱动，而发电机一直处于最佳工作区间状态，同时也避免了长时间工作而带来的电池老化问题。
59.注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

技术特征：
1.一种具有电池soc监测的新能源汽车，其特征在于：采用双电池模组构型，所述双电池模组构型由辅助功率单元、两个电池模组以及驱动端构成。其中，所述辅助功率单元由发动机与发电机组成，发动机通过燃料的燃烧带动发电机转动，经处理后输出可供电池充电的直流电；所述两个电池模组包括并联两电池模组，两电池模组分别通过直流母线与发电机和电动机相连接；所述驱动端由电机、减速器以及终端车轮构成，由电机通过直流母线接受来自单一电池模组的电流而进行驱动，通过减速器将扭矩传递到车轮实现动力的传递。2.根据权利要求1所述的一种具有电池soc监测的新能源汽车，其特征在于：所述两个电池模组由独立的电芯与接口构成，彼此之间的状态互不影响。3.一种具有电池soc监测的新能源汽车的工作方法，其特征在于，包括以下步骤：a、当电池模组1开始供电时，电池模组2不供电，电池模组1在进行电流输出时对其soc进行检测，当soc达到电池模组的30％soc时，bms控制电池模组1停止供电，电池模组2开始通过直流母线对电动机进行供电；b、发电机开始工作，停止供电的电池模组1开始通过发电机进行充电，进入模式一；c、在充电的过程中对电池模组1的soc电量实时监测，当电池1soc达到电池模组的80％时，进入判断，若此时正在供电的电池模组2的soc电量高于50％，进入模式二；d、发电机停机，当电池模组2的soc电量到达30％时，与驱动电机断开并与发电机连接进行充电，电池模组1与电机连接进行供电，进入模式三；e、若电池模组2的soc电量低于50％，直接进入模式三，即电池模组2断开驱动连接与发电机连接充电，电池模组1与驱动电机连接进行放电驱动；f、当电池模组2进行电流输出时也监测其soc电量，后续判断进入模式一或模式四。g、当单电池模组在经过35个充放电循环后，对电池的soc进行矫正。4.根据权利要求1所述的一种具有电池soc监测的新能源汽车的工作方法，其特征在于：模式一，充电电池模组1与放电电池模组2的soc均在30％-80％范围内。5.根据权利要求1所述的一种具有电池soc监测的新能源汽车的工作方法，其特征在于：模式二，电池模组1达到最大80％soc，电池模组2在范围内，发电单元停机。6.根据权利要求1所述的一种具有电池soc监测的新能源汽车的工作方法，其特征在于：模式三，充电电池模组2与放电电池模组1的soc均在30％-80％范围内。7.根据权利要求1所述的一种具有电池soc监测的新能源汽车的工作方法，其特征在于：模式四，电池模组2达到80％soc，电池模组1在范围内，发电单元停机。8.根据权利要求1所述的一种具有电池soc监测的新能源汽车的工作方法，其特征在于：一个循环指电池从30％soc到80％soc，再从80％soc到30％soc电量。9.根据权利要求1所述的一种具有电池soc监测的新能源汽车的工作方法，其特征在于，步骤g，具体为：使其中一个电池模组放电到0％soc后，切换到另一个电池模组，并使该充电电池模组soc到100％，bms启动自检程序，两个电池模组交替进行。

技术总结
本发明涉及一种具有电池SOC监测的新能源汽车及其工作方法，新能源汽车采用双电池模组构型，由辅助功率单元、两个电池模组及驱动端构成，辅助功率单元由发动机与发电机组成，两个电池模组分别与发电机和电动机相连接；驱动端由电机、减速器以及终端车轮构成，由电机通过直流母线接受来自单一电池模组的电流而进行驱动，通过减速器将扭矩传递到车轮实现动力的传递。本发明可避免因一组电池模块不能同时充放电而带来的APU限制问题，并通过对电池的高效工作区间工作模式进行了限制，可有效使得串联式增程结构提升工作效率、保证了电池的使用寿命与工作效率，避免由于频繁充放电而造成的电池发热问题，大大提升车辆单位能耗下的续航里程和寿命。航里程和寿命。航里程和寿命。


技术研发人员：史云峰 薛宇 范广丽 孟德真 赵明达 吕灿 姚忠标 王冬冬 曲美玥 靳光盈
受保护的技术使用者：一汽奔腾轿车有限公司
技术研发日：2023.04.20
技术公布日：2023/7/6