專(zhuān)利名稱(chēng)：能量分配器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)能量控制系統(tǒng)，特別涉及一種用于混合動(dòng)力電 動(dòng)汽車(chē)上、用來(lái)控制牽引電池組和牽引電機(jī)之間的能量流動(dòng)方向和能量分配方式的能量分 配器。
背景技術(shù)：
目前，電動(dòng)汽車(chē)的能量供給系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)主要有兩種一種是純電動(dòng)汽車(chē)(見(jiàn) 圖1)，這種車(chē)輛是利用電網(wǎng)給車(chē)載牽引電池組充電，利用存儲(chǔ)在牽引電池組內(nèi)的能量來(lái)維 持車(chē)輛行駛。牽引電池的能量直接輸給牽引電機(jī)控制器和輔助設(shè)備。這種車(chē)輛的主要特 點(diǎn)是儲(chǔ)能時(shí)間長(zhǎng)(充電時(shí)間)和連續(xù)行駛里程短，只能用于固定公交線(xiàn)路使用或短距離環(huán) 境使用。另一種是混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)。與純電動(dòng)汽車(chē)結(jié)構(gòu)相比，混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)系統(tǒng)增 設(shè)了車(chē)載發(fā)電機(jī)組、車(chē)載電源、電網(wǎng)切入接口。這種車(chē)輛的主要特點(diǎn)是即具有前種車(chē)輛的性 能，如無(wú)污染物排放、能滿(mǎn)足特定環(huán)境使用；又具有普通燃油車(chē)輛的性能，能滿(mǎn)足長(zhǎng)途行駛 要求。由于具有多種動(dòng)力源，混合動(dòng)力電動(dòng)車(chē)輛需要一種能夠安全、可靠、精確地分配能 量和控制能量流向的能量分配設(shè)備，而目前市場(chǎng)上還沒(méi)有出現(xiàn)專(zhuān)用的能量分配設(shè)備。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所涉及的電動(dòng)汽車(chē)為第二種類(lèi)型車(chē)輛，為滿(mǎn)足混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的需求，本實(shí)用新型提供一種用于混合動(dòng)力電動(dòng)車(chē)輛上 的能量分配器。本實(shí)用新型能量分配器，包括執(zhí)行部分、檢測(cè)部分、控制部分和若干接線(xiàn)端子，其 中所述接線(xiàn)端子包括牽引電池組正極接線(xiàn)端子、車(chē)載電源正極接線(xiàn)端子、總負(fù)接線(xiàn)端子、 輔助電源正極接線(xiàn)端子、牽引正極接線(xiàn)端子和牽引總電源負(fù)極接線(xiàn)端子，車(chē)載電源正極接 線(xiàn)端子和輔助電源正極接線(xiàn)端子相互連接，執(zhí)行部分包括車(chē)載電源正極接線(xiàn)端子和牽引電 池組正極接線(xiàn)端子之間串有牽引電池輸入輸出控制單元、車(chē)載電源正極接線(xiàn)端子和牽引正 極接線(xiàn)端子串有牽引總電源正極輸出控制單元、總負(fù)接線(xiàn)端子和牽引總電源負(fù)極接線(xiàn)端子 串有牽引總電源負(fù)極輸出控制接觸器單元。所述牽引電池輸入輸出控制單元由并聯(lián)的第一接觸器支路、第一緩沖支路和可控 硅支路組成，緩沖支路由串聯(lián)的輔助接觸器和緩沖電阻組成，第一接觸器之路和的一緩沖 之路為充電回路，可控硅為輸出回路。所述牽引總電源負(fù)極輸出控制單元由并聯(lián)的第二接觸器支路和第二緩沖支路組 成，緩沖支路由串聯(lián)的輔助接觸器和緩沖電阻組成。所述總電源負(fù)極輸出控制單元由第三接觸器組成。所述檢測(cè)部分包括牽引電池組正極接線(xiàn)端子和牽引電池輸入輸出控制單元之間 串接的第二電流表、車(chē)載電源正極接線(xiàn)端子和牽引總電源負(fù)極輸出控制單元之間串接的第三電流表、總負(fù)接線(xiàn)端子和總電源負(fù)極輸出控制單元串接的第一電流表和總電源負(fù)極輸出 控制單元和牽引總電源負(fù)極輸出控制單元的上端之間串接的電壓表，以及電量檢測(cè)器。所述電量檢測(cè)器是通過(guò)監(jiān)測(cè)牽引電池組的靜態(tài)總電壓值的變化來(lái)確定電池組電 量的變化的電量檢測(cè)器，采用高壓隔離模塊。所述控制部分包括主控制板和擴(kuò)展接口，主控制板分別連接可控硅、第一接觸器、 第二接觸器、第三接觸器、第一電流表、第二電流表、第三電流表、和擴(kuò)展接口。所述擴(kuò)展接口連接顯示器、手控器和警報(bào)電路，并留有連接汽車(chē)其它部分的接口。所述能量分配器的控制方法如下1)當(dāng)牽引電池組中的任何單體電池的儲(chǔ)能量低于規(guī)定最低放電量的下限時(shí)，所述 控制部分控制執(zhí)行部分啟動(dòng)發(fā)電機(jī)組，牽引電池組進(jìn)入浮動(dòng)充電狀態(tài)；2)當(dāng)牽引電池組中的任何單體電池的儲(chǔ)能量超過(guò)飽和能量上限時(shí)，所述執(zhí)行部分 切斷充電回路，并關(guān)閉發(fā)電機(jī)組。3)當(dāng)牽引電池組儲(chǔ)能量處于所述能量下限和能量上限之間時(shí)，如果牽引電機(jī)的動(dòng) 力輸出量大于所述牽引發(fā)電機(jī)組的輸出功率，執(zhí)行部分控制牽引電池組與牽引發(fā)電機(jī)組同 步對(duì)牽引電機(jī)輸出能量，如牽引電機(jī)動(dòng)力輸出量小于發(fā)電機(jī)組輸出功率，則執(zhí)行部分控制 電池組進(jìn)入充電狀態(tài)；4)當(dāng)不使用或需要限制牽引電池組輸出能量時(shí)，執(zhí)行部分切斷牽引電池組的輸出 回路。具體的所述控制方法的情況2)中，執(zhí)行部分是通過(guò)斷開(kāi)直流接觸器Kl來(lái)切斷所述充電 回路；執(zhí)行部分的可控硅處于單向通電狀態(tài)，使得牽引電池組的輸出回路不間斷。所述控制方法的情況3)中，執(zhí)行部分的可控硅處于關(guān)斷狀態(tài)，直流接觸器Kl處于 開(kāi)路狀態(tài)；此時(shí)牽引電池組對(duì)外無(wú)連接。本實(shí)用新型能量分配器具有如下技術(shù)效果現(xiàn)有技術(shù)中，所有供電和用電設(shè)備與動(dòng)力電池組都是直通連接方式，無(wú)中間調(diào)整、 控制設(shè)備，此種結(jié)構(gòu)用于現(xiàn)代電動(dòng)汽車(chē)上，會(huì)造成動(dòng)力電池組燃燒而燃?xì)к?chē)輛。而本實(shí)用新 型的專(zhuān)用能量分配器接入電池組、車(chē)載電源及負(fù)載之間，能夠保障充電時(shí)電網(wǎng)安全接入，保 障發(fā)電機(jī)組妄全使用，保障每節(jié)動(dòng)力電池都工作在安全容限內(nèi)，同時(shí)也保障用電設(shè)備(牽 引電機(jī)控制器、牽引電機(jī)和其它輔助設(shè)備)的能量供應(yīng)。另外，本實(shí)用新型還為主接觸器提 供緩沖支路，能夠消除電容負(fù)載的沖擊作用，有效地保證了電動(dòng)車(chē)工作狀態(tài)切換時(shí)的安全。本實(shí)用新型直接檢測(cè)單體電池的電量，并據(jù)此進(jìn)行能量分配，很好防止了過(guò)量充 電的現(xiàn)象，防止出現(xiàn)電池燃燒、爆裂等損壞現(xiàn)象。本實(shí)用新型特別適合于配備新型鋰動(dòng)力電 池組的電動(dòng)汽車(chē)，鋰動(dòng)力電池的能量密度比普通鉛酸電池高3-5倍，要求嚴(yán)格控制每節(jié)電 池的充電飽和量。儲(chǔ)能設(shè)備為鋰動(dòng)力電池；供能方式是以電網(wǎng)充電為主，備用發(fā)電機(jī)組為應(yīng)急備用 系統(tǒng)，只在應(yīng)急和特殊環(huán)境下才使用。如當(dāng)儲(chǔ)能器能量不足時(shí)，起動(dòng)車(chē)載發(fā)電機(jī)組供能可維 持車(chē)輛行駛，避免出現(xiàn)車(chē)輛不能行駛的現(xiàn)象；在遠(yuǎn)離城區(qū)的環(huán)境起動(dòng)發(fā)屯機(jī)組，維持車(chē)輛正 常行駛，滿(mǎn)足車(chē)輛長(zhǎng)途使用需求。在以電網(wǎng)充電為主的工作模式下，車(chē)輛運(yùn)行時(shí)無(wú)任何污染 物排放，是真正意義上的環(huán)保型車(chē)輛。


[0026]圖1是以牽引電池組儲(chǔ)能工作為主的混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的能量流程圖[0027]圖2是能量分配器的核心部分的示意圖；[0028]圖3是能量分配器的外型CAD圖；[0029]圖4是能量分配器內(nèi)部布置示意圖；[0030]圖5是混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的整車(chē)系統(tǒng)框圖；[0031]圖6是電量檢測(cè)電路組成圖；[0032]圖7是電量檢測(cè)器基本單元電路圖；[0033]圖8是能量分配器的邏輯連接示意圖；[0034]圖9是能量分配器的系統(tǒng)功能框圖；[0035]圖10是能量分配器的顯示示意圖；[0036]圖11是能量分配器的外圍接線(xiàn)圖；[0037]圖12是報(bào)警顯示信號(hào)的基本電路圖；[0038]圖13是電網(wǎng)優(yōu)先切入控制電路示意圖[0039]圖14是控制部分的邏輯連接示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型能量分配器作更詳盡的說(shuō)明。本實(shí)用新型所涉及的能量分配器主要適合于依靠電池儲(chǔ)能工作為主，發(fā)電機(jī)組供 能為輔的混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)。如圖1所示，相比純電動(dòng)汽車(chē)，混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)增設(shè)了車(chē)載 發(fā)電機(jī)組、車(chē)載電源、電網(wǎng)切入接口以及用于調(diào)整能量設(shè)備的能量分配器。車(chē)載電源可切換 發(fā)電機(jī)組和電網(wǎng)接入方式，并經(jīng)整流、調(diào)整、控制、驅(qū)動(dòng)、隔離系統(tǒng)向能量分配器提供能量。 圖5是這種混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的整車(chē)系統(tǒng)框圖。該種車(chē)輛的工作狀態(tài)有以下幾種1牽引電池組直接驅(qū)動(dòng)車(chē)輛，此時(shí)發(fā)電機(jī)組不工作；2發(fā)電機(jī)組直接供能給動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，獨(dú)立驅(qū)動(dòng)車(chē)輛行駛；3發(fā)電機(jī)組與牽引電池組同時(shí)工作，向動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)供能4發(fā)電機(jī)組只為牽引電池組充電；5剎車(chē)時(shí)牽引電機(jī)變?yōu)榘l(fā)電機(jī)提供能量給電池組充電6通過(guò)電網(wǎng)給電池組充電。其中第1種狀態(tài)時(shí)，在電池組的電量過(guò)低時(shí)發(fā)電機(jī)組要及時(shí)起動(dòng)；第2種狀態(tài)時(shí)， 發(fā)電機(jī)組不能出現(xiàn)過(guò)載現(xiàn)象；第3種狀態(tài)時(shí)，牽引電池組不能出現(xiàn)過(guò)量放電現(xiàn)象和發(fā)電機(jī) 組不能出現(xiàn)過(guò)載現(xiàn)象；第4種狀態(tài)時(shí)必須具有限制電壓來(lái)保障牽引電池不出現(xiàn)過(guò)量充電現(xiàn)象。本實(shí)用新型涉及的能量分配器是通過(guò)檢測(cè)各單元設(shè)備的參數(shù)變化，控制各單元設(shè) 備的工作狀態(tài)，從而保障能量供給系統(tǒng)連續(xù)、高效、可靠、安全運(yùn)行，它是該種車(chē)輛的核心設(shè) 備。下面結(jié)合優(yōu)選實(shí)例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步地描述。實(shí)施例[0052]本實(shí)施例的能量分配器連接在電動(dòng)汽車(chē)的供能設(shè)備與牽引電機(jī)之間。該能量分配 器的輸入連接端子在工作狀態(tài)下分別與牽弓I發(fā)電機(jī)組和牽弓I電池組連接；在電網(wǎng)接入充電 時(shí)與電網(wǎng)連接。輸出連接端子與牽引電機(jī)控制器和輔助設(shè)備連接(見(jiàn)圖1)。本能量分配器的主要功能包括電網(wǎng)輸入控制、發(fā)電機(jī)組的電能輸出控制、牽引電 池的儲(chǔ)能量控制、牽引電池組儲(chǔ)能的釋放量控制、剎車(chē)動(dòng)能回收控制和報(bào)警輸出控制。本實(shí)施例的能量分配器包括主體部分和外設(shè)部分。下面分別描述主體部分和外設(shè) 部分。一、主體部分所述能量分配器的主體部分可參考圖2，牽引電池輸入輸出控制接觸器由可控硅 T、主接觸器K1，鋪助接觸器Kl-I和限流電阻URl組成，用于控制充電回路、電池組輸出回路 的通斷(能量由車(chē)載電源輸入電池組的通路為充電回路，能量由電池組輸出給負(fù)載的通路 為電池組輸出回路)。KO是牽引總電源負(fù)極輸出控制接觸器。牽引總電源正極輸出控制接 觸器由電源總正輸出控制接觸器K2，緩沖回路接觸器K2-1和緩沖電阻UR2組成。AO是用于 檢測(cè)牽引總電源負(fù)極電流的電流傳感器、Al是用于檢測(cè)牽引電池組輸入輸出電流的電流傳 感器、A2是用于檢測(cè)車(chē)載電源輸入輸出電流的電流傳感器。車(chē)載電源由電網(wǎng)或車(chē)載發(fā)電機(jī) 組供能，其能量輸出給車(chē)載牽引電池組或車(chē)載動(dòng)力系統(tǒng)(包括牽引動(dòng)力系統(tǒng)和其它車(chē)載輔 助設(shè)備)。V是用于檢測(cè)牽引電源總正、負(fù)極之間電壓的電壓傳感器。本能量分配器中，核 心部分的接線(xiàn)端子包括總負(fù)極(車(chē)載電源和牽引電池組的公共負(fù)極)、牽引電池組正極、 車(chē)載電源正極、牽引電源總負(fù)極、牽引電源總正極和輔助電源正極。參考圖9，本能量分配器的主體從功能上劃分，包括執(zhí)行部分、檢測(cè)部分和控制部 分。這三個(gè)部分均置于能量分配器殼體的內(nèi)部(見(jiàn)圖4)。能量分配器主體部分的外型見(jiàn)圖 3，設(shè)有信號(hào)接口 1、接線(xiàn)端子2和固定用螺栓孔3，主體部分的內(nèi)部布置如圖4所示。下面 分別詳細(xì)描述本能量分配器的執(zhí)行部分、檢測(cè)部分和控制部分。①執(zhí)行部分執(zhí)行部分包括牽引電池輸入輸出控制接觸器、牽引總電源負(fù)極輸出控制接觸器和 牽引總電源正極輸出控制接觸器，用于完成相關(guān)能量流的通/斷。當(dāng)牽引電池組中的任何單體電池儲(chǔ)能量超過(guò)飽和限量時(shí)，應(yīng)切斷充電回路；此時(shí) 主接觸器Kl斷開(kāi)、輔助接觸器Kl-I斷開(kāi)、可控硅T處于單向通電狀態(tài)阻斷充電回路，但可 以釋放電池組的能量。當(dāng)不使用或需要限制牽引電池組輸出能量時(shí)，應(yīng)當(dāng)切斷牽引電池組的輸出回路。 此時(shí)圖3中主接觸器Kl斷開(kāi)、輔助接觸器Kl-I斷開(kāi)、可控硅T雙向阻斷。牽引電池輸入輸出控制接觸器的串朕支路中的電阻URl和輔功接觸器Kl-I是緩 沖控制電路，用于保護(hù)主接觸器Kl的觸點(diǎn)。其原理在于當(dāng)需要閉合主接觸器Kl時(shí)，首先 閉合輔助接觸器K1-1，利用電阻URl的限制電流作用限制電容性負(fù)載的沖擊電流；在消除 電容性負(fù)載沖擊作用后，通過(guò)延時(shí)接通主接觸器K1。輔助接觸器的觸點(diǎn)額定電流較小，本例 中輔助接觸器的觸點(diǎn)額定電流是主接觸器的10%。電容性負(fù)載會(huì)產(chǎn)生瞬間大電流沖擊；電 容的容量越大作用越強(qiáng)，可根據(jù)負(fù)載電容的容量設(shè)定緩沖電阻的大小，經(jīng)2-3秒緩沖就可 消除電容負(fù)載的沖擊作用。KO是牽引總電源負(fù)極輸出控制接觸器、K2是牽引總電源正極輸出控制接觸器的主接觸器，K2-1、UR2是主接觸器K2的緩沖控制支路。這些接觸器由控制部分按一定邏輯 進(jìn)行控制，以達(dá)到導(dǎo)通或切斷供能回路的目的。②檢測(cè)部分本實(shí)施例中，檢測(cè)部分包括電流傳感器AO、Al、A2、電壓傳感器V和電量檢測(cè)器。本 實(shí)施例中的檢測(cè)部分一方面用于檢測(cè)各電器的參數(shù)變化，檢測(cè)結(jié)果輸出給控制部分，為控
制部分提供控制參量；另一方面用于檢測(cè)汽車(chē)供能系統(tǒng)中各器件的狀態(tài)，以提供顯示和預(yù) 警。下面展開(kāi)描述本實(shí)施例中的各種檢測(cè)部件和檢測(cè)方法1、電壓檢測(cè)，采用通用標(biāo)準(zhǔn)隔離形電壓檢測(cè)模塊，檢測(cè)范圍輸入DC 0-500V、輸 出DC 0-5V、模塊工作電壓DC士I5V和中性地。2、電流檢測(cè)，采用通用標(biāo)準(zhǔn)隔離形電流檢測(cè)模塊，檢測(cè)范圍輸入DC 0-400A、輸 出DC 0-4V、模塊工作電壓DC士 I5V和中-陸地。3、電量檢測(cè)，電量檢測(cè)是通過(guò)監(jiān)測(cè)牽引電池組的靜態(tài)總電壓值的變化來(lái)確定電池 組容量的變化。如圖6、圖7所示利用電壓比較器對(duì)串聯(lián)回路R1、R2中點(diǎn)電壓和串聯(lián)回路RX、R3中點(diǎn)電壓比，可鎖 定某一特定值的電壓變化。比如通過(guò)調(diào)整RX的阻值，當(dāng)牽引電池的總電壓低于DC 388V時(shí)，比較器輸出為 +5V、當(dāng)牽引電池總電壓高于DC 388V時(shí)，比較器輸出為0V。Cl作用是消除瞬間電壓變化沖擊。DC 388V就是一個(gè)電壓采樣點(diǎn)，通過(guò)對(duì)牽引電 池組的電壓最高點(diǎn)和最低點(diǎn)之間的電壓連續(xù)采樣，就可標(biāo)定出牽引電池組的總?cè)萘康淖兓?狀態(tài).即為牽引電池組的電量值。如圖8所示。以額定電壓為288V的牽引電池組為例，其最低放電電壓為240V、最高充電電壓是 336V。牽引電池組在飽和狀態(tài)下開(kāi)始放電，其電壓變化范圍是336V-240V = 96V。如果設(shè) 10 個(gè)電壓采樣點(diǎn)，各點(diǎn)的電壓應(yīng)該是 240V. 249. 6V、259. 2V、268. 8V、278. 4,288V,297. 6V、 307. 2V、316. 8,326. 4、336V。共11個(gè)采樣點(diǎn)。就可標(biāo)定出整個(gè)牽引電池組的電量變化特性。4、電網(wǎng)輸入狀態(tài)檢測(cè)(電網(wǎng)優(yōu)先切入)，如圖13所示，當(dāng)電網(wǎng)切入時(shí)，交流接觸器 Jl的常閉合觸點(diǎn)會(huì)斷開(kāi)，J2工作回路自動(dòng)斷開(kāi)；在Jl閉合時(shí)，J2沒(méi)有工作條件，電網(wǎng)優(yōu)先 切入。(此電路是外圍安全控制電路，給能量分配器一個(gè)狀態(tài)控制開(kāi)關(guān)信號(hào)。)5、發(fā)電機(jī)組的工作狀態(tài)檢測(cè)，如圖13所示，在無(wú)電網(wǎng)切入狀態(tài)，當(dāng)發(fā)電機(jī)工作時(shí)， J2會(huì)閉合，J2的接入有效觸點(diǎn)會(huì)閉合，確定發(fā)電機(jī)處于工作狀態(tài)。反之確定發(fā)動(dòng)機(jī)是不工 作狀態(tài)。6、電池的飽和狀態(tài)檢測(cè)，由電池管理器完成，并向能量分配器提供電池單體的飽 和信號(hào)、電池單體的欠壓信號(hào)，并以開(kāi)關(guān)信號(hào)形式輸出。③控制部分見(jiàn)圖8，控制部分是能量分配器的控制單元，按設(shè)定的程序，把各種情況下的相應(yīng) 的控制程序存儲(chǔ)在內(nèi)存里，根據(jù)對(duì)應(yīng)的檢測(cè)參量的變化輸出相應(yīng)的控制模式(就如同電噴 發(fā)動(dòng)機(jī)上的ECU所具備的性能一樣)，用以控制執(zhí)行部分的各執(zhí)行部件的操作，具體如下1、在電網(wǎng)接入時(shí)，Kl回路閉合、K2回路斷開(kāi)。此程序不受車(chē)上的電器開(kāi)關(guān)系統(tǒng)控 制，限制車(chē)輛的動(dòng)力輸出、同時(shí)關(guān)閉發(fā)電機(jī)組。電網(wǎng)接入是在充電站內(nèi)進(jìn)行，通過(guò)插接器件與三相380V動(dòng)力電網(wǎng)連接。2、在電網(wǎng)接入充電條件下，當(dāng)牽引電池組中的任何單體電池的電壓超過(guò)最高限壓 時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)切斷Ki (切斷充電回路)，防止任何單體電池出現(xiàn)過(guò)量充電現(xiàn)象。3、在任何條件下，當(dāng)單體電池的溫度超過(guò)規(guī)定溫限時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)切斷K0、Kl和 K2.特殊條件下，可手動(dòng)解除。4、在發(fā)電機(jī)組工作條件下，接觸器Kl閉合。當(dāng)出現(xiàn)任何單體牽引電池的電壓達(dá)到 規(guī)定上限時(shí)接觸器Kl斷開(kāi)，此時(shí)可控硅處于單向?qū)顟B(tài)。在此狀態(tài)下，當(dāng)可控硅通過(guò)電 流大于限定電流允許上限時(shí)，在控制部分的控制下接觸器Kl自動(dòng)閉合。5、在發(fā)電機(jī)組工作時(shí)，電池組電壓沒(méi)有達(dá)到截至上限時(shí)，Kl重新閉合。6、在發(fā)電機(jī)工作時(shí)，生牽引電池組的總電量超規(guī)定的上限時(shí)，控制部分控制發(fā)電 機(jī)組自動(dòng)關(guān)閉。7、在發(fā)電機(jī)組不工作時(shí)，當(dāng)牽引電池組的總電量低于規(guī)定的下限時(shí)，自動(dòng)啟動(dòng)發(fā) 電機(jī)組。8、當(dāng)牽引電池組的總電量低于最低限量時(shí)，自動(dòng)斷開(kāi)K2。此項(xiàng)功能可手動(dòng)解除。9、剎車(chē)狀態(tài)下，接觸器K0、K1、K2同時(shí)閉合，剎車(chē)動(dòng)能直接回饋給牽引電池組。10、通過(guò)檢測(cè)AO、Al、Α2的電流參數(shù)變化，控制發(fā)電機(jī)組的工作狀態(tài)。如加速行車(chē) 時(shí)，AO = A1+A2、靜態(tài)充電時(shí)，AO = Al = A2、減速行車(chē)時(shí)，Α0+ΑΙ = A2、制動(dòng)時(shí)，A0+A2 = Al。 根據(jù)三點(diǎn)的電流狀態(tài)確定車(chē)量的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，從而確定發(fā)電機(jī)組的發(fā)動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)量的增益變 化。二、外設(shè)部分本實(shí)施例的能量分配器的外設(shè)部分包括顯示部分、手動(dòng)操作部分和外圍聯(lián)動(dòng)控制 信號(hào)部分。顯示部分，顯示控制單元的主要參數(shù)如總電壓、總電流、總電量、電池組溫度、環(huán)境 溫度和系統(tǒng)的瞬時(shí)電流走向等，如圖10所示。手動(dòng)操作部分，屬手動(dòng)控制單元，用于在特殊條件下人工操控能量分配器。如發(fā)電 機(jī)組的點(diǎn)火開(kāi)關(guān)的1、2檔的控制信號(hào)輸入。擴(kuò)展接口電路(外圍聯(lián)動(dòng)控制信號(hào)部分)，如圖11所示。除總電流、總電壓信號(hào)為 模擬量外，其它都是數(shù)字開(kāi)關(guān)量。用于控制功能指示燈和其它相關(guān)功能設(shè)備。本實(shí)施例的能量分配器在啟動(dòng)時(shí)，需要確定所有的控制模式，這些控制模式存儲(chǔ) 在控制部分的模式存儲(chǔ)器中，如圖14所示。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，確定所有的輸入狀態(tài)模式，存入內(nèi)存1中；針對(duì)每種輸入狀態(tài)，確 定對(duì)應(yīng)的控制模式并存入內(nèi)存2中，通過(guò)比較器使輸入狀態(tài)與控制方式一一對(duì)應(yīng)，并通過(guò) 執(zhí)行部分進(jìn)行邏輯控制。然后設(shè)置控制信號(hào)傳遞端口，如圖11所示。利用開(kāi)關(guān)量接地和懸空兩種狀態(tài)進(jìn)行 邏輯狀態(tài)控制，不會(huì)因連接線(xiàn)的短接或斷路造成設(shè)備損壞。本實(shí)施例還具有故障顯示功能，所有報(bào)警顯示信號(hào)均采用半導(dǎo)體發(fā)光二極管為信 號(hào)源，如圖12所示，限流電阻R和發(fā)光二極管D在儀袁內(nèi)，經(jīng)導(dǎo)線(xiàn)與能量分配器內(nèi)的驅(qū)動(dòng)管 Q相連接。這種結(jié)構(gòu)連接線(xiàn)開(kāi)路或短路時(shí)，只能出現(xiàn)顯示燈不亮或常亮兩種狀態(tài)，不會(huì)造成 設(shè)備損壞。[0098]值得注意的是，本實(shí)施例中雖然包含了執(zhí)行部分、檢測(cè)部分、控制部分以及外設(shè)部 分，但能量分配中對(duì)各回路的通/斷操作均由執(zhí)行部分實(shí)現(xiàn)，因此本實(shí)用新型的執(zhí)行部分 可以單獨(dú)成為一個(gè)獨(dú)立的能量分配器，也可以把本實(shí)用新型的執(zhí)行部分與現(xiàn)有的控制邏輯 結(jié)合起來(lái)使用。同理，本實(shí)用新型中的控制部分和檢測(cè)部分也可以與現(xiàn)有技術(shù)結(jié)合做相應(yīng) 擴(kuò)展，這些擴(kuò)展都不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的 權(quán)利要求范圍當(dāng)中。最后所應(yīng)說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非限制。盡 管參照實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，對(duì)本實(shí)用 新型的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，都不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的精神和范圍，其 均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求1.一種能量分配器，應(yīng)用于混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)，其特征在于所述能量分配器包括執(zhí) 行部分、檢測(cè)部分、控制部分和若干接線(xiàn)端子，所述接線(xiàn)端子包括牽引電池組正極接線(xiàn)端 子、車(chē)載電源正極接線(xiàn)端子、總負(fù)接線(xiàn)端子、輔助電源正極接線(xiàn)端子、牽引正極接線(xiàn)端子和 牽引總電源負(fù)極接線(xiàn)端子，車(chē)載電源正極接線(xiàn)端子和輔助電源正極接線(xiàn)端子相互連接，執(zhí) 行部分包括車(chē)載電源正極接線(xiàn)端子和牽引電池組正極接線(xiàn)端子之間串有牽引電池輸入輸 出控制單元、車(chē)載電源正極接線(xiàn)端子和牽引正極接線(xiàn)端子串有牽引總電源正極輸出控制單 元、總負(fù)接線(xiàn)端子和牽引總電源負(fù)極接線(xiàn)端子串有牽引總電源負(fù)極輸出控制接觸器單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的能量分配器，其特征在于所述牽引電池輸入輸出控制單元 由并聯(lián)的第一接觸器支路、第一緩沖支路和可控硅支路組成，緩沖支路由串聯(lián)的輔助接觸 器和緩沖電阻組成，第一接觸器之路和的一緩沖之路為充電回路，可控硅為輸出回路。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的能量分配器，其特征在于所述牽引總電源負(fù)極輸出控制單 元由并聯(lián)的第二接觸器支路和第二緩沖支路組成，緩沖支路由串聯(lián)的輔助接觸器和緩沖電 阻組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的能量分配器，其特征在于所述總電源負(fù)極輸出控制單元由 第三接觸器組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的能量分配器，其特征在于所述檢測(cè)部分包括牽引電池組正 極接線(xiàn)端子和牽引電池輸入輸出控制單元之間串接的第二電流表、車(chē)載電源正極接線(xiàn)端子 和牽引總電源負(fù)極輸出控制單元之間串接的第三電流表、總負(fù)接線(xiàn)端子和總電源負(fù)極輸出 控制單元串接的第一電流表和總電源負(fù)極輸出控制單元和牽引總電源負(fù)極輸出控制單元 的上端之間串接的電壓表，以及電量檢測(cè)器。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的能量分配器，其特征在于所述電量檢測(cè)器是通過(guò)監(jiān)測(cè)牽引 電池組的靜態(tài)總電壓值的變化來(lái)確定電池組電量的變化的電量檢測(cè)器，采用高壓隔離模 塊。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的能量分配器，其特征在于所述控制部分包括主控制板和擴(kuò) 展接口，主控制板分別連接可控硅、第一接觸器、第二接觸器、第三接觸器、第一電流表、第 二電流表、第三電流表、和擴(kuò)展接口。
專(zhuān)利摘要一種用于混合動(dòng)力電動(dòng)車(chē)上的能量分配器，包括執(zhí)行部分、控制部分和顯示部分；執(zhí)行部分分別與牽引發(fā)電機(jī)組、牽引電池組和牽引電機(jī)控制器連接，形成牽引電池組的充、放電控制回路；執(zhí)行部分是通過(guò)并聯(lián)的可控硅和直流接觸器控制牽引屯池組的充放電回路；執(zhí)行部分由控制部分驅(qū)動(dòng)；該能量分配器是對(duì)牽引發(fā)電機(jī)組、牽引電池組和牽引電機(jī)之間的能量流動(dòng)方向和能量的分配方式進(jìn)行有效控制的設(shè)備。本實(shí)用新型能夠很好防止了電池組過(guò)量充電的現(xiàn)象，能夠保障充電時(shí)電網(wǎng)安全接入，保障發(fā)電機(jī)組安全使用，保障每節(jié)動(dòng)力電池都工作在安全容限內(nèi)，同時(shí)也保障用電設(shè)備的能量供應(yīng)。
文檔編號(hào)H01M10/44GK201789047SQ20102027059
公開(kāi)日2011年4月6日 申請(qǐng)日期2010年7月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月22日
發(fā)明者徐華, 毛永志, 王雅和, 羅紅旭, 蔡春華 申請(qǐng)人:中信國(guó)安盟固利動(dòng)力科技有限公司