專利名稱：具有車載充電功能的雙儲能裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種具有車載充電功能的雙儲能裝置。
背景技術：
新能源汽車通過能源多元化、動力電氣化、排放潔凈化推動我國新能源汽車的迅速發(fā)展。針對現(xiàn)有車用動力系統(tǒng)的技術特點，以各種能源互補、動力互補為技術特點的車用動力系統(tǒng)成為新能源汽車技術的發(fā)展主流。目前，受電池技術發(fā)展制約，單一儲能系統(tǒng)很難同時滿足新能源汽車運行過程中對能量和功率的要求，使用復合能源系統(tǒng)可以綜合多種儲能系統(tǒng)的優(yōu)點，達到優(yōu)勢互補，同時滿足新能源汽車對儲能系統(tǒng)能量和功率的雙重要求，最大限度的改善新能源汽車的性能。復合能源控制策略的核心在于兩種儲能系統(tǒng)間功率的合理分配，即采用合理的控制策略，充分發(fā)揮兩種儲能系統(tǒng)各自的特點，延長儲能系統(tǒng)的使用壽命，提高系統(tǒng)的效率和燃油經濟性，而且，新能源汽車的各動力總成使得新能源汽車具有高度的復雜性，給高壓安全、散熱、布置、整車抗干擾等帶來許多問題，并使整車成本增加，整車有效使用空間降低。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種具有車載充電功能的雙儲能裝置，用以解決現(xiàn)有技術中新能源利用效率低的問題。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的方案是提供一種具有車載充電功能的雙儲能裝置，包括主儲能單元和輔助儲能單元，所述主儲能單元連接到所述雙儲能裝置的輸出端，所述輔助儲能單元連接雙向半橋DC/DC變換器的輸入端，所述雙向半橋DC/DC變換器的輸出端通過開關連接該雙儲能裝置的輸出端，所述雙儲能裝置的輸出端用于與電動機的供電電機控制器連接；
所述雙儲能裝置還設有用于控制雙向半橋DC/DC變換器的控制單元；
所述雙儲能裝置設有充電單元，所述充電單元包括整流模塊和充電接口，所述整流模塊的交流輸入端連接充電接口，其直流輸出端連接所述雙向半橋DC/DC變換器的輸出端。進一步地，所述雙向半橋DC/DC變換器包括電容、電感和兩個串聯(lián)的IGBT模塊，所述電容并聯(lián)到所述主儲能單元的兩端，所述電感一端連接所述主儲能單元的正極，其另一端連接到所述兩個串聯(lián)的IGBT模塊漏極與源極的串聯(lián)點，所述兩個串聯(lián)的IGBT模塊的另一組漏極和源極連接所述雙儲能裝置的輸出端。所述控制單元為PWM控制單元。所述輔助儲能單元為蓄電池，所述主儲能單元為超級電容。所述整流模塊為三相整流器。本發(fā)明在兩儲能單元之間連接有雙向半橋DC/DC變換器，當主儲能單元能量不足時，輔助儲能單元可以通過雙向半橋DC/DC變換器將能量轉移到主儲能單元中，當主儲能單元能量制動回收過剩時，可通過雙向半橋DC/DC變換器將能量轉移到輔助儲能單元中，能量可在儲能單元之間相互傳遞，實現(xiàn)能量源的優(yōu)勢互補有效利用，提高各儲能單元的使用效率。而且，該裝置還集成了整流模塊和充電接口，當外接電網(wǎng)時，整流模塊將充電接口的交流電整流為直流電，實現(xiàn)車載充電功能，并可通過對電池補電實現(xiàn)整車續(xù)駛里程。本發(fā)明既能實現(xiàn)對復合能源系統(tǒng)的控制，又具有車載充電系統(tǒng)的功能給儲能系統(tǒng)充電，能夠提高新能源的利用效率，并減少了動力總成部件，使得電動汽車系統(tǒng)更加緊湊，并且降低了系統(tǒng)成本。


圖I是本發(fā)明電路原理 圖2是本發(fā)明實施例電路原理圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發(fā)明做進一步詳細的說明。如圖I所示的電路原理圖，包括主儲能單元I、輔助儲能單元2、雙向半橋DC/DC變換器3及其控制單元6、開關4、整流模塊5和充電接口 7，圖中虛線框中所示為供電電機控制器。雙向半橋DC/DC變換器通過開關連接于主儲能單元與輔助儲能單元之間，其控制單元的信號輸出端連接到雙向半橋DC/DC變換器中IGBT的柵極觸發(fā)端，整流模塊的交流輸入端連接充電接口，直流輸出端連接于開關與雙向半橋DC/DC變換器之間，主儲能單元和雙向半橋DC/DC變換器的輸出端連接該雙儲能裝置的輸出端，該雙儲能裝置的輸出端用于與電動機的供電電機控制器連接。如圖2所示，本實施例中主儲能單元為超級電容，輔助儲能單元為蓄電池，整流模塊為三相整流器，控制單元為PWM控制單元，雙向半橋DC/DC變換器為蓄電池與超級電容提供供電路徑，蓄電池與超級電容通過雙向半橋DC/DC變換器可以相互傳遞能量；雙向半橋DC/DC變換器及其PWM控制單元在工作時，可為電機系統(tǒng)供電并驅動車輛，也可以進行制動能量回收；該裝置還集成了充電接口和三相整流器，可以通過雙向半橋DC/DC變換器為蓄電池充電，當需要充電時，開關斷開。具體工作過程如下
正常行車時，整車提供低壓24V，PWM控制單元工作，進行自檢，自檢通過后進行預充和上電。根據(jù)整車的能量需求，PWM控制單元接受整車指令，發(fā)出PWM控制信號，一方面超級電容能量不足時，PWM控制單元通過雙向半橋DC/DC變換器，將蓄電池中的能量轉移到超級電容并供各類負載使用；另一方面，超級電容能量制動回收過剩時，PWM控制單元通過雙向半橋DC/DC變換器，將超級電容中的能量轉移到蓄電池中，最終實現(xiàn)超級電容與蓄電池之間的能量轉移。整車停機充電時，充電接口與外部插槍連接，充電連接確認后，通過三相整流器獲得充電輔助電源，為PWM控制單元及內部接觸器供電，而后進行自檢，自檢通過后將外部交流電通過三相整流器整流出直流電，然后通過PWM控制單元控制雙向半橋DC/DC變換器實現(xiàn)為蓄電池充電的功能。
在低速(l(T30km/h以下)和起動過程中，該雙儲能裝置為電動機供電，使汽車運行到一定速度后，由發(fā)動機和該雙儲能裝置共同為汽車提供動力。在低速運行和起動過程中，特別是起動過程，采用本發(fā)明的雙儲能裝置，依靠電動機產生的大扭矩起動，相比24V低壓啟動機起動耗油大、起動扭矩小，起動效果好、效率高；而且，相比用發(fā)動機發(fā)電為超級電容充電的方式，本發(fā)明的雙儲能裝置避免了動能——電能轉換的能量損耗，節(jié)約能源。 綜上所述，本發(fā)明實現(xiàn)了兩儲能單元能量傳遞與車載充電的有效集成，主儲能單元與輔助儲能單元可以實現(xiàn)能量的相互傳遞，同時，裝置集成了整流模塊和充電接口，可以實現(xiàn)車載充電的功能。
權利要求
1.一種具有車載充電功能的雙儲能裝置，其特征在于，包括主儲能單元和輔助儲能單元，所述主儲能單元連接到所述雙儲能裝置的輸出端，所述輔助儲能單元連接雙向半橋DC/DC變換器的輸入端，所述雙向半橋DC/DC變換器的輸出端通過開關連接該雙儲能裝置的輸出端，所述雙儲能裝置的輸出端用于與電動機的供電電機控制器連接； 所述雙儲能裝置還設有用于控制雙向半橋DC/DC變換器的控制單元； 所述雙儲能裝置設有充電單元，所述充電單元包括整流模塊和充電接口，所述整流模塊的交流輸入端連接充電接口，其直流輸出端連接所述雙向半橋DC/DC變換器的輸出端。
2.根據(jù)權利要求I所述的具有車載充電功能的雙儲能裝置，其特征在于，所述雙向半橋DC/DC變換器包括電容、電感和兩個串聯(lián)的IGBT模塊，所述電容并聯(lián)到所述主儲能單元的兩端，所述電感一端連接所述主儲能單元的正極，其另一端連接到所述兩個串聯(lián)的IGBT模塊漏極與源極的串聯(lián)點，所述兩個串聯(lián)的IGBT模塊的另一組漏極和源極連接所述雙儲能裝置的輸出端。
3.根據(jù)權利要求I所述的具有車載充電功能的雙儲能裝置，其特征在于，所述控制單元為PWM控制單元。
4.根據(jù)權利要求I所述的具有車載充電功能的雙儲能裝置，其特征在于，所述輔助儲能單元為蓄電池，所述主儲能單元為超級電容。
5.根據(jù)權利要求I所述的具有車載充電功能的雙儲能裝置，其特征在于，所述整流模塊為三相整流器。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具有車載充電功能的雙儲能裝置，包括主儲能單元、輔助儲能單元、充電單元、雙向半橋DC/DC變換器及其PWM控制單元，雙向半橋DC/DC變換器連接于主儲能單元和輔助儲能單元之間，為其提供供電路徑，實現(xiàn)儲能單元間的能量轉移，充電單元包括充電接口和整流模塊，整流模塊的交流輸入端連接充電接口，其直流輸出端連接雙向半橋DC/DC變換器的輸出端，該雙儲能裝置既能實現(xiàn)對復合能源系統(tǒng)的控制，又具有車載充電的功能，減少了動力總成部件，使得電動汽車系統(tǒng)更加緊湊，并且降低了系統(tǒng)成本。
文檔編號H02J15/00GK102891522SQ20121036865
公開日2013年1月23日 申請日期2012年9月28日 優(yōu)先權日2012年9月28日
發(fā)明者鄭維, 楊泗鵬, 靳超, 丁計飛, 岳建, 韓光輝 申請人:鄭州宇通客車股份有限公司