具体实施方式

以下将参考附图详细说明本发明的示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。

具体地，本发明提供一种能切换多电压等级输出的电池箱系统，如图1至图3所示，其包括多个电池模组1、电池模组切换单元2、电池管理单元3、高压控制单元4及电池箱连接器5，电池模组1、电池模组切换单元2、高压控制单元4和电池箱连接器5依次电连接；电池管理单元3与电池模组1、电池模组切换单元2、高压控制单元4和电池箱连接器5分别通信连接，电池管理单元用于对整个电池系统进行信息监测及故障处理并识别不同车型的电压等级控制切换单元的开合状态。

电池模组切换单元安装于多个电池模组之间，电池模组切换单元根据需要的电压或电流切换相匹配的电池模组进行电压输出，电池模组切换单元的数量为电池模组数量减1。

假设某一辆电动车具有M个电池箱，每个电池箱具有N个电池模组以及N-1个电池模组切换单元，则该电动车总共有M(N-1)个电池模组切换单元，根据需要计算切换次数X₁，计算公式如下：

其中，V₁为每个电池模组的电压，V₂为电池箱需求电压，每个电池箱切换次数为X₁，X₁取整数，X为每个电池箱最大切换次数；电池管理单元根据需求电压计算出切换次数后，通过CAN通信下发切换命令至电池模组切换单元，电池切换单元动作后，使电池箱输出电压满足电动车需求电压。

每次切换完成后，存储单元会对每次切换工作的参数以矩阵的方式进行存储，存储矩阵为P，每次切换工作的参数为A，存储矩阵P的表达式如下：

P＝{A₁,A₂,A₃.....A_i}

其中，P为存储矩阵，A为每次切换工作的参数，A的表达式如下：

A＝{V₁∩V₂∩X₁}；

之后再需要切换时，电池管理单元与存储单元进行通讯，在存储矩阵中调取与电池箱需求电压相同的每次切换工作的参数A，从该切换工作的参数A中获得电池箱切换次数X₁。

电池箱连接器具备动力输出接口DC+、动力输出接口DC-、输出接口PE、多组通信接口及多组辅助电源接口，从而能够为电池箱与电动车之间提供高压动力电源，通信信息交互及低压辅助电源通道。

优选地，高压控制单元具有预充电功能，高压控制单元能够与电池管理单元通信，控制高压输出开合状态，从而满足电池充电放电要求。

优选地，电压输出总线上设置有电压传感器以及电流传感器，电压传感器能够测量输出电压，当电压超出工作范围时进行报警；

电流传感器能够测量工作状态下的电流，当电流超出范围进行报警并中断或减小输出功率，防止短路或过载现象。

优选地，本发明还提供一种输出电压切换方法，其包括以下步骤：

S1、当车辆上电时，车辆管理系统向电池管理单元发生需求电压；

S2、电池管理单元接受车辆需求电压后，判定现有电池箱是否满足需求电压，当现有电池箱不能满足需求电压时，电池管理单元根据需求电压计算切换次数，切换次数通过以下公式进行计算：

其中，V₁为每个电池模组的电压，V₂为电池箱需求电压，每个电池箱切换次数为X₁，X₁取整数，X为每个电池箱最大切换次数；

S2、电池管理单元根据需求电压计算出切换次数后，通过CAN通信向电池模组切换单元下发切换命令及切换动作；

S3、电池模组切换单元完成切换后，如切换后电池箱满足需求电压，则结束切换流程，启动高压控制单元进行充电保护；如不能满足需求电压，则报警并更换具有其余电池模组的电池箱之后重复步骤S1-S2。

S4、每次切换完成后，存储单元会对每次切换工作的参数以矩阵的方式进行存储，存储矩阵为P，每次切换工作的参数为A，存储矩阵P的表达式如下：

P＝{A₁,A₂,A₃.....A_i}

其中，P为存储矩阵，A为每次切换工作的参数，A的表达式如下：

A＝{V₁∩V₂∩X₁}；

S5、之后再需要切换时，电池管理单元与存储单元进行通讯，在存储矩阵中调取与电池箱需求电压相同的每次切换工作的参数A，从该切换工作的参数A中获得电池箱切换次数X₁，并将该切换次数通过CAN通信向电池模组切换单元下发，如切换后电池箱满足需求电压，则结束切换流程，启动高压控制单元进行充电保护；如不能满足需求电压，则报警并更换具有其余电池模组的电池箱之后重复步骤S2。

如图4所示电池管理单元接受车辆需求电压后，判定现有电池系统不满足需求电压时，向电池模组切换单元下发切换动作及切换次数，切换次数≤N-1次，在电池模组切换单元完成切换后，如满足需求，结束切换流程，启动高压控制单元；如不能满足，报警更换另一种电池模组的电池系统。

综上，本发明涉及一种多电压等级输出的电池箱系统，该电池箱系统与车辆通信识别需求电压等级，通过电池模组，电池模组切换单元，高压控制单元联接输出多个电压等级的电池箱。通过电池管理单元与车辆信息交互，识别车型及需求电压，控制电池模组切换单元的切换状态，完成电池模组串并联状态，高压控制单元控制输出实现电池箱电压等级变换，提升电池箱系统的兼容性，降低整站运行成本。

最后应说明的是：以上所述的各实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；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：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或全部技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。