一種電動車用電源系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種電動車用電源系統(tǒng)，包括：一整車控制器，一動力電源，向驅(qū)動系統(tǒng)供電；所述動力電源上有第一充電接口，與第一地面充電裝置連接；一儲能電源，通過DC/DC變換器向所述動力電源充電，同時在吸收所述驅(qū)動系統(tǒng)的制動回饋能量時起輔助作用；所述儲能電源上有與第二地面充電裝置連接的第二充電接口，在所述整車控制器的控制下，所述儲能電源亦可以實現(xiàn)向所述驅(qū)動系統(tǒng)進(jìn)行輔助供電,所述儲能電源的容量小于所述動力電源的容量。本實用新型電動車用電源系統(tǒng)，增加一個儲能電源，一方面能夠在多循環(huán)的汽車行駛過程中對動力電源多次充電，有效增加動力電源的可輸出容量，同時可激發(fā)動力電源活性，有效延長動力電源的壽命；另一方面儲能電源的特性是可在短時間內(nèi)大量充電，特別適用于如公交車、專用車等定時定點進(jìn)行短時間?？?、多循環(huán)作業(yè)的車輛。
【專利說明】 —種電動車用電源系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電動車領(lǐng)域，尤其涉及一種電動車用電源系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]電動汽車是指以車載電源為動力，用電機(jī)驅(qū)動車輪行駛，符合道路交通、安全法規(guī)各項要求的車輛。由于對環(huán)境影響相對傳統(tǒng)汽車較小，其前景被廣泛看好。
[0003]目前制約電動車廣泛應(yīng)用的一個重要因素是由于車載電源的容量有限，使其行駛里程短；再一個因素是在車載電源的電量用罄后，需要較長時間的充電才可以正常使用。
[0004]當(dāng)前所采用的雙電源技術(shù)是在主電源的基礎(chǔ)上增加一個超級電源輔助電源，用于車輛加速或爬坡時協(xié)助主電源向電機(jī)供電。超級電容輔助電源系統(tǒng)利用超級電容功率密度大的優(yōu)點，在電動車加速時可以以很大的放電電源協(xié)助主電源供電，使得電動車的加速性能有所改善。這種雙電源技術(shù)在一定程度增加了車載電源的容量，改善了電動車的加速性能，但對于在車載主電源的電量用罄后需要較長時間的充電才可以正常使用這個缺點，沒有相應(yīng)性的改進(jìn)。
[0005]中國發(fā)明專利CN1304217C披露了一種將電力供應(yīng)至驅(qū)動馬達(dá)的電源，其中，主電源在前，輔電源在后，輔電源為電機(jī)供電。其適用于功率范圍變化較大的可調(diào)速的高速電機(jī)，即速度急變的乘用車用，故利用的是功率型電池輸出功率寬泛的特點。另外，該文獻(xiàn)披露的技術(shù)方案中，前電源的作用主要是用一次性充電的大儲能量，來長時間地給后電源充電，是主電源，使用壽命相對較短。另外，該專利技術(shù)方案中的兩電源的連接只有串聯(lián)一種方式，對被驅(qū)動機(jī)器的多變性供電需求不能夠給予響應(yīng)，從而導(dǎo)致被驅(qū)動機(jī)器在某些情況下動力不足。
[0006]中國發(fā)明專利CNl 187208C公開了一種電動車超級電容輔助電源系統(tǒng)，該文獻(xiàn)披露的技術(shù)方案中的兩個電源之間的關(guān)系為各自獨立工作，即在車輛起步階段(例如，在時速20公里/小時以內(nèi))，使用功率型電源單獨工作；在速度穩(wěn)定在20公里/小時以上的正常行駛期，使用主電源供電，此為目前電電混合動力客車的較常用車載電源，使用中不同電壓平臺切換時存在問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題是提供一種具有相對穩(wěn)定功率低速的電動車用電源系統(tǒng)，能夠在汽車行駛過程中對動力電源持續(xù)充電，并可在短時間內(nèi)大量充電。
[0008]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的一個技術(shù)方案是:提供一種電動車用電源系統(tǒng)，包括:
[0009]一整車控制器；
[0010]—動力電源，向驅(qū)動系統(tǒng)供電；所述動力電源上有第一充電接口，與第一地面充電裝置連接；
[0011]一儲能電源，通過DC/DC變換器向所述動力電源充電，同時吸收所述驅(qū)動系統(tǒng)的制動回饋能量；
[0012]所述儲能電源上設(shè)有與第二地面充電裝置連接的第二充電接口 ；
[0013]在所述整車控制器的控制下，所述儲能電源亦可以實現(xiàn)向所述驅(qū)動系統(tǒng)供電；
[0014]所述儲能電源的容量小于所述動力電源的容量。
[0015]以上技術(shù)方案所定義的電動車用電源系統(tǒng)可以充分利用動力電源的儲能量大、充放電倍率較小的特點；并且儲能電源利用多次、極短時間的充電，分次為輔負(fù)載或者動力電源充電，以延長主電源一次外源性充電后的在途作業(yè)時間，并且，利用多次短中時段對主電源的激活，延長其壽命。另外，以上技術(shù)方案所定義的電動車用電源系統(tǒng)可以解決了現(xiàn)有的兩個電源獨立工作系統(tǒng)的使用中的不同電壓平臺電源在切換時帶來的問題，根據(jù)長期探索，不論起步期還是正常行駛期，都只是用主電源為主負(fù)載(電機(jī))供電，從而提高可靠性。輔助電源優(yōu)先為輔負(fù)載(空調(diào)、助力轉(zhuǎn)向、電動打氣泵、風(fēng)機(jī)等)供電，剩余為主電源充電。在制動能量反饋的方式上，本發(fā)明的系統(tǒng)中，反饋能量將主電源可接受的部分優(yōu)先加到主電源(能量型)上，剩余加到輔電源(功率型)上。這樣主電源得到適當(dāng)小能量的激活和補(bǔ)電，使用壽命更長，能量利用率也更高。
[0016]在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述儲能電源的容量和所述動力電源的容量比例為1:2 或 1:3 或 1:4。
[0017]在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述儲能電源為超級電容或功率型電池。
[0018]在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述動力電源為能量型電池。
[0019]在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述儲能電源與輔助設(shè)備連接，并向所述輔助設(shè)備供電。
[0020]在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述電動車用電源系統(tǒng)還包括第一切換開關(guān)，所述第一切換開關(guān)安裝在輔助設(shè)備的供電線路上，包括儲能電源向所述輔助設(shè)備供電的第一狀態(tài)和動力電源向所述輔助設(shè)備供電的第二狀態(tài)，當(dāng)儲能電源的剩余電量不足以提供輔助設(shè)備使用時，所述第一切換開關(guān)切換第二狀態(tài)。
[0021 ] 在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述輔助設(shè)備包括電動助力轉(zhuǎn)向、電動打氣泵和空調(diào)。
[0022]在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述動力電源和所述儲能電源之間還連接有防止電池反向充電電路，防止所述動力電源向所述儲能電源反向充電。
[0023]在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述儲能電源還直接向所述驅(qū)動系統(tǒng)供電，在所述驅(qū)動系統(tǒng)的供電線路上安裝有快速切換開關(guān)，當(dāng)驅(qū)動系統(tǒng)需要大功率動能時，啟動所述快速切換開關(guān)，所述快速切換開關(guān)在儲能電源和動力電源之間快速切換，所述儲能電源和所述動力電源同時向驅(qū)動系統(tǒng)供電。
[0024]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明電動車用電源系統(tǒng)，增加一個儲能電源，一方面能夠在汽車行駛過程中對動力電源持續(xù)充電，有效增加動力電源的容量，同時可保護(hù)動力電源有效延長動力電源的壽命；另一方面儲能電源的特性可在短時間內(nèi)大量充電，特別適用于如公交車之類的會定時定點進(jìn)行短時間?？康能囕v。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]圖1是本發(fā)明電動車用電源系統(tǒng)一較佳實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；[0026]圖2是本發(fā)明電動車用電源系統(tǒng)另一較佳實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0027]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的較佳實施例進(jìn)行詳細(xì)闡述，以使本發(fā)明的優(yōu)點和特征能更易于被本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，從而對本發(fā)明的保護(hù)范圍做出更為清楚明確的界定。
[0028]請參閱圖1,本發(fā)明實施例包括:
[0029]一種電動車用電源系統(tǒng)，包括:一整車控制器；動力電源和儲能電源兩個電源。
[0030]所述動力電源與驅(qū)動系統(tǒng)、輔助設(shè)備相連接，主要向所述驅(qū)動系統(tǒng)供電；所述動力電源上還有第一充電接口，可與地面充電裝置I連接；所述動力電源為能量型電池，所述能量型電池通常具有比較大的容量，能夠為用電設(shè)備提供比較持久的能源供給。
[0031]所述儲能電源，通過DC/DC變換器，向所述動力電源充電，同時吸收所述驅(qū)動系統(tǒng)的制動回饋能量；所述儲能電源上有第二充電接口，與地面充電裝置2連接。所述儲能電源為超級電容或功率型電池或鎳氫電池。特別優(yōu)選為超級電容。所述儲能電源通過DC/DC變換器，與車載空調(diào)等輔助設(shè)備連接，向所述輔助設(shè)備供電。在輔助設(shè)備的供電線路上安裝所述第一切換開關(guān)，正常情況下由所述儲能電源向所述輔助設(shè)備供電，當(dāng)儲能電源的剩余電量不足以提供輔助設(shè)備使用時， 所述第一切換開關(guān)切換至由所述動力電源向所述輔助設(shè)備供電的狀態(tài)。
[0032]所述儲能電源還可直接向所述驅(qū)動系統(tǒng)供電，在所述驅(qū)動系統(tǒng)的供電線路上安裝有快速切換開關(guān)，當(dāng)驅(qū)動系統(tǒng)需要大功率動能時，比如汽車啟動爬坡的狀態(tài)，則啟動所述快速切換開關(guān)，所述快速切換開關(guān)在儲能電源和動力電源之間進(jìn)行快速切換，使得所述儲能電源和所述動力電源同時向驅(qū)動系統(tǒng)供電。
[0033]本發(fā)明電動車用電源系統(tǒng)，所有充放電過程受控制器管理。所述儲能電源的容量小于所述動力電源的容量，主要靠動力電源能量放電給驅(qū)動系統(tǒng)。優(yōu)選地，所述儲能電源的容量和所述動力電源的容量比例為1:2、1:3或1:4。
[0034]優(yōu)選地，所述動力電源和所述儲能電源之間還連接有防止電池反向充電電路，防止所述動力電源向所述儲能電源反向充電。
[0035]所述超級電容主要有以下優(yōu)點:1)充電速度快，充電10秒~10分鐘可達(dá)到其額定容量的95%以上；(2)循環(huán)使用壽命長，深度充放電循環(huán)使用次數(shù)可達(dá)廣50萬次，沒有“記憶效應(yīng)”;(3)大電流放電能力超強(qiáng)，能量轉(zhuǎn)換效率高，過程損失小，大電流能量循環(huán)效率≥90% ； (4)功率密度高，可達(dá)300W/KG~5000W/KG，相當(dāng)于電池的5~10倍；(5)產(chǎn)品原材料構(gòu)成、生產(chǎn)、使用、儲存以及拆解過程均沒有污染，是理想的綠色環(huán)保電源；(6)充放電線路簡單，無需充電電池那樣的充電電路，安全系數(shù)高，長期使用免維護(hù)；(7)超低溫特性好，溫度范圍寬_40°C~+70°C ; (8)檢測方便，剩余電量可直接讀出；(9)容量大，容量范圍通常0.1F—1000F。
[0036]請參閱圖2，一種電動車用電源系統(tǒng)，包括:
[0037]—動力電源，能向驅(qū)動系統(tǒng)和輔助設(shè)備供電；所述動力電源上有第一充電接口，與第一地面充電裝置連接；
[0038]一儲能電源，能向所述動力電源充電，或向驅(qū)動系統(tǒng)和輔助設(shè)備供電，同時吸收所述驅(qū)動系統(tǒng)的制動回饋能量；所述儲能電源上有與第二地面充電裝置連接的第二充電接π ；
[0039]一高壓配電裝置，與所述動力電源、儲能電源、輔助設(shè)備和驅(qū)動系統(tǒng)連接，通過控制所述高壓配電裝置中的接口連接或斷開，控制所述動力電源和儲能電源的工作。
[0040]所述輔助設(shè)備包括分別和所述高壓配電裝置連接的高壓輔助設(shè)備和低壓輔助設(shè)備。
[0041]所述高壓配電裝置包括第一接口、第二接口、第三接口、第四接口、第五接口、第六接口、第七接口和第八接口，所述第一接口通過D⑶C電路和所述儲能電源連接，所述第二接口通過D⑶C電路和所述低壓輔助設(shè)備連接，所述第三接口和所述高壓輔助設(shè)備連接，所述第四接口通過保護(hù)電路和所述動力電源連接，所述第五接口和所述動力電源連接，所述第六接口和所述動力系統(tǒng)連接，所述第七接口和所述動力系統(tǒng)的制動回饋電路連接，所述第八接口和所述儲能電源連接。
[0042]所述電動車用電源系統(tǒng)通過控制器控制所述高壓配電裝置的連接和斷開，從而實現(xiàn)多種工作狀態(tài)；
[0043]第一工作狀態(tài)，所述第一接口、第二接口、第三接口和第四接口連通，所述第五接口和第六接口連通，實現(xiàn)所述儲能電源對高壓輔助設(shè)備和低壓輔助設(shè)備供電及動力電源的充電，所述動力電源對驅(qū)動電機(jī)供電；
[0044]第二工作狀態(tài)，所述第五接口、第六接口、第二接口和第三接口連通，實現(xiàn)了動力電源對高壓輔助設(shè)備和低壓輔助設(shè)備及驅(qū)動電機(jī)供電；
[0045]第三工作狀態(tài)，所述第六接口、第一接口、第二接口、第三接口和第五接口連通，實現(xiàn)了儲能電源和動力電源的并聯(lián)，并共同對高壓輔助設(shè)備和低壓輔助設(shè)備供電；
[0046]第四工作狀態(tài)，所述第一接口、所述第二接口、所述第三接口和所述第六接口連通，實現(xiàn)儲能電源單獨對高壓輔助設(shè)備和低壓輔助設(shè)備及驅(qū)動電機(jī)供電；
[0047]第五工作狀態(tài)，所述第七接口和第四接口連通實現(xiàn)制動回饋對動力電源充電；
[0048]第六工作狀態(tài)，所述第七接口和第八接口連通實現(xiàn)制動回饋對儲能電源充電；
[0049]第七工作狀態(tài)，所述第七接口、第四接口和第八接口連通實現(xiàn)制動回饋對儲能電源及動力電源同時充電。
[0050]本發(fā)明電動車用電源系統(tǒng)，主要利用超級電容充電速度快、循環(huán)使用壽命長和容量大的優(yōu)點，并通過DC/DC變換器控制超級電容的放電速度，實現(xiàn)快充慢放的效果。特別適用于如公交車之類的會定時定點進(jìn)行短時間?？康能囕v，在短時間?？科陂g，對超級電容構(gòu)成的儲能電源進(jìn)行充電，充電10分鐘左右就可達(dá)到其額定容量的95%以上。在汽車行駛過程中，所述儲能電源對動力電源持續(xù)充電，有效增加動力電源的容量，增加汽車的可行駛距離，同時可保護(hù)動力電源，有效延長動力電源的壽命。
[0051]在汽車行駛過程中，所述儲能電源吸收所述驅(qū)動系統(tǒng)的制動回饋能量，增加電能。當(dāng)所述儲能電源的電壓小于動力電源的電壓時，為防止動力電源對儲能電源的反向充電，可通過防止電池反向充電電路來實現(xiàn)。
[0052]以上所述僅為本發(fā)明的實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關(guān)的【技術(shù)領(lǐng)域】，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種電動車用電源系統(tǒng)，其特征在于，包括: 一整車控制器； 一動力電源，向驅(qū)動系統(tǒng)供電；所述動力電源上有第一充電接口，與第一地面充電裝置連接； 一儲能電源，通過DC/DC變換器與所述動力電源連接并向所述動力電源充電，同時吸收所述驅(qū)動系統(tǒng)的制動回饋能量； 所述儲能電源上設(shè)有與第二地面充電裝置連接的第二充電接口； 在所述整車控制器的控制下，所述儲能電源可選擇地向所述驅(qū)動系統(tǒng)供電； 所述儲能電源的容量小于所述動力電源的容量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動車用電源系統(tǒng)，其特征在于，所述儲能電源的容量和所述動力電源的容量比例為1:2或1:3或1:4。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2任一所述的電動車用電源系統(tǒng)，其特征在于，所述儲能電源為超級電容或功率型電池。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2任一所述的電動車用電源系統(tǒng)，其特征在于，所述動力電源為能量型電池。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2任一所述的電動車用電源系統(tǒng)，其特征在于，所述儲能電源與輔助設(shè)備連接，并向所述輔助設(shè)備供電。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電動車用電源系統(tǒng)，其特征在于，所述電動車用電源系統(tǒng)還包括第一切換開關(guān)，所述第一切換開關(guān)安裝在輔助設(shè)備的供電線路上，包括儲能電源向所述輔助設(shè)備供電的第一狀態(tài)和動力電源向所述輔助設(shè)備供電的第二狀態(tài)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電動車用電源系統(tǒng)，其特征在于，所述輔助設(shè)備包括電動助力轉(zhuǎn)向、電動打氣泵和空調(diào)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2任一所述的電動車用電源系統(tǒng)，其特征在于，所述動力電源和所述儲能電源之間還連接有防止電池反向充電電路，防止所述動力電源向所述儲能電源反向充電。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2任一所述的電動車用電源系統(tǒng)，其特征在于，所述儲能電源還直接向所述驅(qū)動系統(tǒng)供電，在所述驅(qū)動系統(tǒng)的供電線路上安裝有快速切換開關(guān)。
【文檔編號】B60L11/18GK203543705SQ201320328987
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2013年6月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月8日
【發(fā)明者】汪波, 鄭廣州, 吳康, 汪洋 申請人:蘇州市萊賽電車技術(shù)有限公司