双电池包的充电装置和电动车

技术领域

本发明涉及电动车的控制技术领域，尤其是涉及双电池包的充电装置和电动车。

背景技术

随着电动车的快速发展，市场对于续航里程的要求越来越高。一般是对电动车内的单个电池包进行充电，以实现续航的需求。但是，当单个电池包出现故障时，无法继续续航。

目前，市场上一般只存在对单个电池包进行充电的设备，该设备无法同时对两个电池包进行充电。当需要对两个电池包充电时，需要通过操作人员手动切换；在充电完成后，无法确保两个电池包的充电电压一致，从而对电池包的寿命、电压和容量产生不利影响，导致用户体验差。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供双电池包的充电装置和电动车，采用第一组电池包和第二组电池包，当第一组电池包出现故障时，可以采用第二组电池包实现续航；充电装置可以实现对第一组电池包和第二组电池包充电的自由切换，确保第一组电池包和第二组电池包的充电电压一致，提高电池包的使用寿命和用户体验。

第一方面，本发明实施例提供了双电池包的充电装置，所述充电装置包括AC输入滤波电路、APFC变换电路、DC/DC变换电路、分流电路和控制电路，所述分流电路包括第一组电池包和第二组电池包；

所述AC输入滤波电路、所述APFC变换电路、所述DC/DC变换电路、所述分流电路和所述控制电路依次连接；

所述AC输入滤波电路，用于将输入的交流电压进行滤波处理，得到滤波后的交流电压；

所述APFC变换电路，用于将所述滤波后的交流电压进行整流，得到整流后的第一直流电压；将所述整流后的第一直流电压进行升压，得到整流后的第二直流电压；

DC/DC变换电路，用于将所述整流后的第二直流电压进行逆变，得到方波形式的直流电压；将所述方波形式的直流电压进行隔离降压和整流，得到第三直流电压；

所述分流电路，用于在预设时间内检测到所述第一组电池包的电池电压和/或所述第二组电池包的电池电压的情况下，向所述控制电路发送充电请求信息；

所述控制电路，用于根据所述充电请求信息控制所述第三直流电压充电给所述第一组电池包和/或所述第二组电池包，使所述第一组电池包的电池电压和/或所述第二组电池包的电池电压达到饱和状态。

进一步的，所述第一组电池包包括第一BMS，所述第二组电池包包括第二BMS；

所述第一BMS，用于在检测到所述第一组电池包的电池电压的情况下，向所述控制电路发送第一充电请求信息；

所述第二BMS，用于在检测到所述第一组电池包的电池电压的情况下，向所述控制电路发送第二充电请求信息。

进一步的，所述分流电路还包括第一充电电路和第二充电电路，所述控制电路包括MCU和CAN总线；

所述第一充电电路分别与所述DC/DC变换电路和所述第一组电池包相连接，所述第二充电电路分别与所述DC/DC变换电路和所述第二组电池包相连接，所述第一组电池包和所述第二组电池包分别与所述CAN总线相连接，所述CAN总线与所述MCU相连接；

所述MCU，用于在通过所述CAN总线接收到所述第一充电请求信息的情况下，控制所述第一充电电路对所述第一组电池包进行充电；

或者，

在通过所述CAN总线接收到所述第二充电请求信息的情况下，控制所述第二充电电路对所述第二组电池包进行充电。

进一步的，所述MCU，用于在通过所述CAN总线接收到所述第一充电请求信息和所述第二充电请求信息的情况下，将所述第一组电池包的电池电压与所述第二组电池包的电池电压进行比较，选取电池电压最小的电池包进行充电；

当所述第一组电池包的电池电压与所述第二组电池包的电池电压的电压差值在预设电压阈值范围内时，根据所述第一组电池包和所述第二组电池包的内阻和线路阻抗进行均衡分流，并控制所述第一充电电路对所述第一组电池包进行充电，以及控制所述第二充电电路对所述第二组电池包进行充电，直至所述第一组电池包的电池电压和所述第二组电池包的电池电压均达到所述饱和状态。

进一步的，所述AC输入滤波电路包括共模电感、X电容和Y电容。

进一步的，所述APFC变换电路包括整流桥、PFC电感、第一MOS管、二极管和滤波电容；

所述整流桥，用于将所述滤波后的交流电压进行整流，得到所述整流后的第一直流电压；

PFC电感，用于将所述整流后的第一直流电压进行升压，得到所述整流后的第二直流电压。

进一步的，所述DC/DC变换电路包括第二MOS管、变压器、整流二极管和滤波电容；

所述第二MOS管，用于将所述整流后的第二直流电压进行逆变，得到所述方波形式的直流电压；

所述变压器，用于将所述方波形式的直流电压进行隔离降压，得到低压；

所述整流二极管，用于将所述低压进行整流，得到所述第三直流电压。

进一步的，还包括电流检测电路；

所述电流检测电路，与所述控制电路相连接，用于检测输入的所述交流电压；

所述控制电路，用于根据所述交流电压自动切换到对应的功率输出模式。

进一步的，所述控制电路，用于接收所述第一BMS发送的第一电池内部参数信息和/或所述第二BMS发送的第二电池内部参数信息，以及将所述充电装置的实时状态发送给所述第一BMS和/或所述第二BMS。

第二方面，本发明实施例提供了电动车，包括如上所述的双电池包的充电装置。

本发明实施例提供了双电池包的充电装置和电动车，包括：AC输入滤波电路、APFC变换电路、DC/DC变换电路、分流电路和控制电路，分流电路包括第一组电池包和第二组电池包；AC输入滤波电路、APFC变换电路、DC/DC变换电路、分流电路和控制电路依次连接；AC输入滤波电路用于将输入的交流电压进行滤波处理，得到滤波后的交流电压；APFC变换电路用于将滤波后的交流电压进行整流，得到整流后的第一直流电压；将整流后的第一直流电压进行升压，得到整流后的第二直流电压；DC/DC变换电路，用于将整流后的第二直流电压进行逆变，得到方波形式的直流电压；将方波形式的直流电压进行隔离降压和整流，得到第三直流电压；分流电路用于在预设时间内检测到第一组电池包的电池电压和/或第二组电池包的电池电压的情况下，向控制电路发送充电请求信息；控制电路用于根据充电请求信息控制第三直流电压充电给第一组电池包和/或第二组电池包，使第一组电池包的电池电压和/或第二组电池包的电池电压达到饱和状态；采用第一组电池包和第二组电池包，当第一组电池包出现故障时，可以采用第二组电池包实现续航；充电装置可以实现对第一组电池包和第二组电池包充电的自由切换，确保第一组电池包和第二组电池包的充电电压一致，提高电池包的使用寿命和用户体验。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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的附图。

图1为本发明实施例一提供的双电池包的充电装置示意图；

图2为本发明实施例一提供的另一双电池包的充电装置示意图；

图3为本发明实施例二提供的AC输入滤波电路的结构示意图；

图4为本发明实施例二提供的APFC变换电路、DC/DC变换电路和分流电路的结构示意图；

图5为本发明实施例二提供的控制电路的结构示意图；

图6为本发明实施例三提供的双电池包的充电方法流程图。

图标：

1-AC输入滤波电路；2-APFC变换电路；3-DC/DC变换电路；4-分流电路；5-控制电路；6-电流检测电路。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为便于对本实施例进行理解，下面对本发明实施例进行详细介绍。

随着电动车的快速发展，市场对于续航里程的要求越来越高。一般是对电动车内的单个电池包进行充电，以实现续航的需求。单个组合电池容量过大，需要增加电芯串并联的数量，并且需要重新设计电池和电池管理系统，以及增加新的物料，设计周期长，并且成本高；单个组合电池容量过大不利于散热，最内部的电芯会承受较大的压力。当单个电池包出现故障时，无法继续续航。本申请采用双电池包，当其中一个电池包出现故障时，可以切换到另一个电池包上，以达到继续续航的目的。

目前，市场上一般只存在对单个电池包进行充电的设备，该设备无法同时对两个电池包进行充电。当需要对两个电池包充电时，需要通过操作人员手动切换；在充电完成后，无法确保两个电池包的充电电压一致，从而对电池包的寿命、电压和容量产生不利影响，导致用户体验差。本申请提供的双电池包的充电装置可以实现对第一组电池包和第二组电池包充电的自由切换，确保第一组电池包和第二组电池包的充电电压一致，提高电池包的使用寿命和用户体验。

实施例一：

图1为本发明实施例一提供的双电池包的充电装置示意图。

参照图1，该装置包括：AC(Alternating Current，交流电)输入滤波电路1、APFC(Active Power Factor Correction，有源功率因数校正)变换电路2、DC/DC(DirectCurrent/Direct Current，直流-直流)变换电路3、分流电路4和控制电路5，分流电路4包括第一组电池包和第二组电池包；

AC输入滤波电路1、APFC变换电路2、DC/DC变换电路3、分流电路4和控制电路5依次连接；

AC输入滤波电路1，用于将输入的交流电压进行滤波处理，得到滤波后的交流电压；

APFC变换电路2，用于将滤波后的交流电压进行整流，得到整流后的第一直流电压；将整流后的第一直流电压进行升压，得到整流后的第二直流电压；

DC/DC变换电路3，用于将整流后的第二直流电压进行逆变，得到方波形式的直流电压；将方波形式的直流电压进行隔离降压和整流，得到第三直流电压；

分流电路4，用于在预设时间内检测到第一组电池包的电池电压和/或第二组电池包的电池电压的情况下，向控制电路发送充电请求信息；

控制电路5，用于根据充电请求信息控制第三直流电压充电给第一组电池包和/或第二组电池包，使第一组电池包的电池电压和/或第二组电池包的电池电压达到饱和状态。

这里，当控制电路5接收到第一组电池包发送的充电请求信息时，控制电路5控制第三直流电压输入至第一充电电路，第一充电电路对第一组电池包充电；当控制电路5接收到第二组电池包发送的充电请求信息时，控制电路5控制第三直流电压输入至第二充电电路，第二充电电路对第二组电池包充电；当控制电路5接收到第一组电池包和第二组电池包发送的充电请求信息时，控制电路5控制第一充电电路对第一组电池包充电，以及控制第二充电电路对第二组电池包充电，直至第一组电池包和第二组电池包均达到饱和状态，饱和状态即为第一组电池包和第二组电池包为满电且电压差值在预设电压阈值范围内。

进一步的，第一组电池包包括第一BMS，第二组电池包包括第二BMS；

第一BMS，用于在检测到第一组电池包的电池电压的情况下，向控制电路发送第一充电请求信息；

第二BMS，用于在检测到第一组电池包的电池电压的情况下，向控制电路发送第二充电请求信息。

进一步的，分流电路4还包括第一充电电路和第二充电电路，控制电路5包括MCU和CAN总线；

第一充电电路分别与DC/DC变换电路3和第一组电池包相连接，第二充电电路分别与DC/DC变换电路3和第二组电池包相连接，第一组电池包和第二组电池包分别与CAN(Controller Area Network，控制器局域网络)总线相连接，CAN总线与MCU(Microcontroller Unit，微控制单元)相连接；

MCU，用于在通过CAN总线接收到第一充电请求信息的情况下，控制第一充电电路对第一组电池包进行充电；

或者，

在通过CAN总线接收到第二充电请求信息的情况下，控制第二充电电路对第二组电池包进行充电。

进一步的，MCU，用于在通过CAN总线接收到第一充电请求信息和第二充电请求信息的情况下，将第一组电池包的电池电压与第二组电池包的电池电压进行比较，选取电池电压最小的电池包进行充电；

当第一组电池包的电池电压与第二组电池包的电池电压的电压差值在预设电压阈值范围内时，根据第一组电池包和第二组电池包的内阻和线路阻抗进行均衡分流，并控制第一充电电路对第一组电池包进行充电，以及控制第二充电电路对第二组电池包进行充电，直至第一组电池包的电池电压和第二组电池包的电池电压均达到饱和状态。

这里，第一充电电路包括保护电路Q9A和二极管D26A，第二充电电路包括开关K2和二极管D26B。

具体地，当MCU通过CAN总线接收到第一充电请求信息时，打开保护电路Q9A，开始对第一组电池包进行充电；当MCU通过CAN总线接收到第二充电请求信息时，打开开关K2，开始对第二组电池包进行充电。

当MCU通过CAN总线接收到第一充电请求信息和第二充电请求信息时，打开保护电路Q9A和开关K2，同时对第一组电池包和第二组电池包进行充电，即使第一组电池包的电池电压和第二组电池包的电池电压不同，由于二极管电流单相流动的特点，第一组电池包和第二组电池包被完全隔离，可以有效保护电池包能量互充或互灌的风险。

当对第一组电池包和第二组电池包开始充电时，将第一组电池包的电池电压与第二组电池包的电池电压进行比较，选取电池电压最小的电池包进行充电；当第一组电池包的电池电压与第二组电池包的电池电压的电压差值在预设电压阈值范围内时，即第一组电池包的电池电压与第二组电池包的电池电压基本接近时，根据第一组电池包和第二组电池包的内阻和线路阻抗进行均衡分流，使流入第一组电池包的电流和流入第二组电池包的电流达到均分的状态，同时为第一组电池包和第二组电池包进行充电，直至第一组电池包和第二组电池包处于饱和状态。此时，第一组电池包的电压和第二组电池包的电压基本相等，长期使用不会造成两组关联电池包的偏压或容量不平衡，有利于车辆电池并联系统。

参照图2，充电装置还包括电流检测电路6；

电流检测电路6，与控制电路5相连接，用于检测输入的交流电压；

控制电路5，用于根据交流电压自动切换到对应的功率输出模式。

具体地，控制电路5根据输入的交流电压自动切换到对应的功率输出模式，从而有效地兼顾了不同电网电压的输出功率模式。例如，当输入的交流电压为AC100V时，控制电路切换到低功率模式(电流为12A)；当输入的交流电压为AC220V时，控制电路切换到高功率模式(电流为15A)。

一种电动车，包括如上所述的双电池包的充电装置。

本发明实施例提供了双电池包的充电装置和电动车，包括：AC输入滤波电路、APFC变换电路、DC/DC变换电路、分流电路和控制电路，分流电路包括第一组电池包和第二组电池包；AC输入滤波电路、APFC变换电路、DC/DC变换电路、分流电路和控制电路依次连接；AC输入滤波电路用于将输入的交流电压进行滤波处理，得到滤波后的交流电压；APFC变换电路用于将滤波后的交流电压进行整流，得到整流后的第一直流电压；将整流后的第一直流电压进行升压，得到整流后的第二直流电压；DC/DC变换电路，用于将整流后的第二直流电压进行逆变，得到方波形式的直流电压；将方波形式的直流电压进行隔离降压和整流，得到第三直流电压；分流电路用于在预设时间内检测到第一组电池包的电池电压和/或第二组电池包的电池电压的情况下，向控制电路发送充电请求信息；控制电路用于根据充电请求信息控制第三直流电压充电给第一组电池包和/或第二组电池包，使第一组电池包的电池电压和/或第二组电池包的电池电压达到饱和状态；采用第一组电池包和第二组电池包，当第一组电池包出现故障时，可以采用第二组电池包实现续航；充电装置可以实现对第一组电池包和第二组电池包充电的自由切换，确保第一组电池包和第二组电池包的充电电压一致，提高电池包的使用寿命和用户体验。

实施例二：

充电装置包括AC输入滤波电路、APFC变换电路、DC/DC变换电路、分流电路和控制电路。图3为本发明实施例二提供的AC输入滤波电路的结构示意图。

参照图3，AC输入滤波电路包括共模电感(FL1、FL2和FL3)、X电容(CX1和CX2)和Y电容(CY1和CY2)。AC输入滤波电路对输入的交流电压进行滤波处理，得到滤波后的交流电压，从而避免充电装置对电网产生干扰或电网干扰到充电装置的正常运行。

参照图4，APFC变换电路包括整流桥BD1、PFC(Power Factor Correction，功率因数校正)电感L1、第一MOS(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor，金属氧化物半导体型场效应)管Q26、二极管(D1A、D1B和D7)和滤波电容(C7B和CE1C)；其中，FL3的一端与整流桥BD1的引脚2相连接，FL3的另一端与整流桥BD1的引脚3相连接。

整流桥BD1，用于将滤波后的交流电压进行整流，得到整流后的第一直流电压；

PFC电感L1，用于将整流后的第一直流电压进行升压，得到整流后的第二直流电压。

具体地，整流后的第一直流电压可以为DC310V，整流后的第二直流电压可以为DC380V。另外，APFC变换电路还可以追踪整流后的第一直流电压的相位，用于减少输入电流谐波，降低线路损耗，节约能源，减少电网谐波污染，提高电网供电质量，降低其对电网的污染，提高功率因素，同时确保DC/DC变换电路稳定工作。

DC/DC变换电路包括第二MOS管(Q2和Q4)、变压器T1、整流二极管(D24和D25)和滤波电容(CE2B、CE2C和CE2D)；

第二MOS管(Q2和Q4)，用于将整流后的第二直流电压进行逆变，得到方波形式的直流电压；

变压器T1，用于将方波形式的直流电压进行隔离降压，得到低压；

整流二极管(D24和D25)，用于将低压进行整流，得到第三直流电压。

这里，第三直流电压为DC60V，将方波形式的直流电压进行隔离降压得到的低压小于预设电压阈值，其中，预设电压阈值可以为DC67.2V，预设电压阈值根据用户需求设定。

参照图5，控制电路，用于接收第一BMS发送的第一电池内部参数信息和/或第二BMS发送的第二电池内部参数信息，以及将充电装置的实时状态发送给第一BMS和/或第二BMS。控制电路还包括光耦隔离电路(IC8、IC3A和IC3B)，用于隔离信号干扰，使光耦隔离电路左侧的控制芯片和MCU，以及光耦隔离电路右侧的控制芯片和MCU实现信号传输，它们之间不会相互干扰。

具体地，控制电路包括CAN总线、控制芯片和MCU，还包括CAN控制模块。MCU为单片机，控制芯片包括电流电压检测控制电路，通过单片机和电流电压检测控制电路来控制输出电压和电流。

CAN控制模块与第一组电池包和第二组电池包对应的CAN总线相连接，用于接收第一BMS发送的第一电池内部参数信息和/或第二BMS发送的第二电池内部参数信息，以及将充电装置的实时状态发送给第一BMS和/或第二BMS。

在整个充电过程中，通过MCU实时采样和CAN总线通讯监控，对第一组电池包和第二组电池包的内部参数进行监控，实时调节充电策略，有效保护电池包的充电安全。

其中，第一电池内部参数信息和第二电池内部参数信息均包括电池内部温度、单节电芯电压、电池充电电流、电池总电压、电池需要的当前允许电压和电流、电池是否有故障和故障等级等，充电装置的实时状态包括充电电流、充电电压、充电装置内部温度、充电装置故障信息和故障等级等。

分流电路包括第一充电电路、第二充电电路、第一组电池包和第二组电池包，第一充电电路对第一组电池包充电，第二充电电路对第二组电池包充电。其中，第一充电电路包括保护电路Q9A和二极管D26A，第二充电电路包括开关K2和二极管D26B。

实施例三：

图6为本发明实施例三提供的双电池包的充电方法流程图。

参照图6，该方法应用于如上所述的双电池包的充电装置，该装置包括：AC输入滤波电路、APFC变换电路、DC/DC变换电路、分流电路和控制电路，分流电路包括第一组电池包和第二组电池包；该方法包括以下步骤：

步骤S101，AC输入滤波电路将输入的交流电压进行滤波处理，得到滤波后的交流电压；

步骤S102，APFC变换电路将滤波后的交流电压进行整流，得到整流后的第一直流电压；将整流后的第一直流电压进行升压，得到整流后的第二直流电压；

步骤S103，DC/DC变换电路将整流后的第二直流电压进行逆变，得到方波形式的直流电压；将方波形式的直流电压进行隔离降压和整流，得到第三直流电压；

步骤S104，分流电路在预设时间内检测到第一组电池包的电池电压和/或第二组电池包的电池电压的情况下，向控制电路发送充电请求信息；

步骤S105，控制电路根据充电请求信息控制第三直流电压充电给第一组电池包和/或第二组电池包，使第一组电池包的电池电压和/或第二组电池包的电池电压达到饱和状态。

本发明实施例还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述实施例提供的双电池包的充电方法的步骤。

本发明实施例还提供一种具有处理器可执行的非易失的程序代码的计算机可读介质，计算机可读介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器运行时执行上述实施例的双电池包的充电方法的步骤。

本发明实施例所提供的计算机程序产品，包括存储了程序代码的计算机可读存储介质，所述程序代码包括的指令可用于执行前面方法实施例中所述的方法，具体实现可参见方法实施例，在此不再赘述。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统和装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

另外，在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。