一種基于鋰離子電容器的加速能量包、純電動汽車電源裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種基于鋰離子電容器的加速能量包，采用該加速能量包的純電動汽車電源裝置，屬于電動車能源技術領域。
【背景技術】
[0002]由于環(huán)境污染和非可再生能源危機，電動汽車已經(jīng)逐漸成為一種重要的綠色交通工具，其具有節(jié)能、低噪聲、降低排放等突出特點。電動汽車所用的動力電池與啟動電源一般不相同，它是以較長時間的中等電流持續(xù)大電流放電(啟動、加速或爬坡)。因此對動力電池的基本要求是:高能量密度、高功率密度、較長的循環(huán)壽命、較好的充放電性能、價格低等。(參考:《電源技術》，電動車，電動車用電源及其發(fā)展戰(zhàn)略，雷驚雷等，2001年25卷)
[0003]目前應用于電動汽車的電源主要分為兩類，一類是單一電源系統(tǒng)，例如:鉛酸蓄電池、鋰離子電池、超級電容器等，比如專利:CN103057407A、CN204315642U、CN201559546U;另一類的復合電源，例如:蓄電池-超級電容器、動力電池-超級電容器、高能量動力電池-高功率動力電池等，比如專利:CN102501778A、CN104015626A、CN201457108U。
[0004]然而，對于市場化的純電動汽車而言，主要是以動力電池驅動，輔以蓄電池為車內負載供電；高檔電動車還配備有啟停系統(tǒng)。
[0005]超級電容器是具有高比功率、高比能量、儲能多等特點的儲能元件，并且還具有低內阻，充放電效率高，循環(huán)壽命長等優(yōu)點，可以與其他動力電池等結合，用于電動車的啟動、加速和爬坡。
[0006]而對于動力電池-超級電容器的復合電源系統(tǒng)而言，超級電容器的笨重、體積大導致這種方式很難大范圍的應用于純電動汽車。行駛的道路復雜，頻繁加速行駛導致動力電池頻繁的瞬時大功率放電，對動力電池的性能有很大的不可逆轉的影響，例如使其循環(huán)使用壽命縮短、放電容量減少、內阻增加。
【實用新型內容】
[0007]本實用新型所要解決的技術問題是，提供一種基于鋰離子電容器的加速能量包，采用該能量包的純電動汽車電源裝置，以消除純電動汽車的頻繁加速而對動力電池造成的不可挽回的影響。
[0008]鋰離子電容器采用鋰離子電池和超級電容器混合結構，其正極采用超級電容器的正極，負極采用鋰離子電池的負極結構，兼具超級電容器的高功率、長壽命特性和鋰離子電池高能量密度(其能量密度遠大于鉛酸蓄電池)的特性。本身具有很高的電壓保持能力，常溫25°C放置3個月，電壓下降<5%;寬使用溫度范圍的運行安全性、可靠性。
[0009]本實用新型在不改變現(xiàn)有純電動汽車構造的基礎上，提出了一種基于鋰離子電容器的加速能量包，主要包括鋰離子電容器模組、單向直流電源和第二直流繼電器，所述鋰離子電容器模組設有三個接線端，包括兩個正極接線端和一個負極接線端，其中兩個正極接線端分別連接至單向直流電源的正極端和第二直流繼電器。
[0010]本實用新型還提出了一種采用以上基于鋰離子電容器的加速能量包用于純電動汽車電源裝置，包括依次連接并可形成第二閉合回路的動力電池、第一直流繼電器、逆變器和二相電機，
[0011]所述加速能量包里的鋰離子電容器模組依次通過第二直流繼電器、逆變器與三相電機連接，可形成第一閉合回路；
[0012]所述動力電池通過單向直流電源與所述鋰離子電容器模組連接，可形成第三閉合回路。
[0013]進一步地，所述單向直流電源導通方向為從動力電池到鋰離子電容器模組。
[0014]采用本實用新型的加速能量包得到的純電動汽車的電源裝置，可以避免動力電池的頻繁的瞬時大功率的供電，有效改善了動力電池的使用條件，延長了動力電池的使用壽命，提高了動力電池在其使用壽命內的充放電循環(huán)性能。
[0015]與超級電容器相比，鋰離子電容器具有高功率密度和高能量密度的特性，在滿足相同的加速純電動汽車的條件下所需的鋰離子電容器的量大大減少，所需的體積和重量都遠遠小于超級電容器，因此將其設計成可拆裝的加速能量包。即該加速能量包重量少、體積小，便于攜帶。
[0016]另外，由于鋰離子電容器的高電壓保持能力，幾個月內未使用，也依舊有很高的電壓來滿足純電動汽車的加速條件。
【附圖說明】
[0017]圖1為本實用新型的加速能量包的線路電路示意圖；
[0018]圖2為原有純電動汽車的電源裝置的線路電路示意圖；
[0019]圖3為采用本實用新型的加速能量包的純電動汽車的電源裝置的線路電路圖。
[0020]圖中:動力電池BAT，直流繼電器EV1、E V2，逆變器DC/AC，三相電機MOTOR，單向直流電源DC/DC，鋰離子電容器模組LIC。
【具體實施方式】
[0021]實施例1:本實用新型所述基于鋰離子電容器的加速能量包如圖1所示，主要包括鋰離子電容器模組LIC、單向直流電源DC/DC、第二直流繼電器EV2，所述鋰離子電容器模組LIC設有三個接線端，包括兩個正極接線端和一個負極接線端，其中兩個正極接線端分別連接至單向直流電源DC/DC和第二直流繼電器EV2。
[0022]實施例2:純電動汽車原有電源裝置如圖2所示，包括依次連接并可形成第二閉合回路的動力電池BAT、第一直流繼電器EVl、逆變器DC/AC和三相電機MOTOR，采用實施例1所述的加速能量包按照如圖3所示連接至原有電源裝置，即形成了本實用新型所述的純電動汽車電源裝置，
[0023]其中，鋰離子電容器模組LIC依次通過第二直流繼電器EV2、逆變器DC/AC與三相電機MOTOR連接，該四者連通形成第一閉合回路；
[0024]動力電池BAT依次通過第一直流繼電器EVl、逆變器DC/AC與三相電機MOTOR連接，該四者之間連通形成第二閉合回路；
[0025]動力電池BAT通過單向直流電源DC/DC與鋰離子電容器模組LIC連接，連通后形成第三閉合回路，單向直流電源DC/DC導通方向為從動力電池BAT到鋰離子電容器模組LIC。
[0026]該純電動汽車電源裝置，對電動汽車的加速控制過程為:
[0027](I )、接收電動汽車踏板發(fā)出的加速信號，第一直流繼電器EVl斷開，動力電池BAT通過第一直流繼電器EVl、逆變器DC/AC與三相電機MOTOR形成的第二閉合回路斷開；
[0028](2)、在步驟(I)的同時，第二直流繼電器EV2閉合，鋰離子電容器LIC通過第二直流繼電器EV2、逆變器DC/AC與三相電機MOTOR形成的第一閉合回路導通，逆變器DC/AC將鋰離子電容器模組LIC的直流電壓轉換為交流電壓為三相電機MOTOR提供大功率電壓使其短時快速運轉，從而為電動汽車加速提供大功率的動力；
[0029](3)電動汽車踏板的加速信號取消時，第二直流繼電器EV2斷開，第一閉合回路斷開；
[0030](4 )、在步驟(3 )的同時，第一直流繼電器EVl閉合，動力電池BAT通過第一直流繼電器EVl、逆變器DC/AC與三相電機MOTOR重新形成導通的第二閉合回路，逆變器DC/AC將動力電池BAT的直流電壓轉換為交流電壓為三相電機MOTOR提供持續(xù)的長時間運轉，為電動汽車長時間穩(wěn)速行駛提供動力；
[0031](5)、電動汽車無加速信號運行時，當單向直流電源DC/DC檢測到鋰離子電容器模組LIC的電壓低于提供一次純電動汽車加速所需的最低電壓要求，單向直流電源DC/DC將第三閉合回路導通，并將動力電池BAT的低壓直流電壓轉為高壓直流電壓為鋰離子電容器模組LIC充電至額定電壓，然后單向直流電源DC/DC斷開第三閉合回路。
[0032]鋰離子電容器的高電壓保持能力，可以使該能量加速包擱置幾個月后，依舊能夠提供較大的電壓對三相電機MOTOR進行大功率供電。
【主權項】
1.一種基于鋰離子電容器的加速能量包，其特征在于:該加速能量包主要包括鋰離子電容器模組、單向直流電源和第二直流繼電器，所述鋰離子電容器模組設有三個接線端，包括兩個正極接線端和一個負極接線端，其中兩個正極接線端分別連接至單向直流電源的正極端和第二直流繼電器。2.—種采用權利要求1所述加速能量包的純電動汽車電源裝置，包括依次連接并可形成第二閉合回路的動力電池、第一直流繼電器、逆變器和三相電機，其特征在于: 所述加速能量包里的鋰離子電容器模組依次通過第二直流繼電器、逆變器與三相電機連接，可形成第一閉合回路； 所述動力電池通過單向直流電源與所述鋰離子電容器模組連接，可形成第三閉合回路。3.根據(jù)權利要求2所述加速能量包的純電動汽車電源裝置，其特征在于:所述單向直流電源導通方向為從動力電池到鋰離子電容器模組。
【專利摘要】本實用新型公開了一種基于鋰離子電容器的加速能量包，主要包括鋰離子電容器模組、單向直流電源和第二直流繼電器，所述鋰離子電容器模組設有三個接線端，包括兩個正極接線端和一個負極接線端，其中兩個正極接線端分別連接至單向直流電源的正極端和第二直流繼電器。以及公開了一種是用該能量包的純電動汽車的電源裝置。本實用新型的加速能量包，可以避免動力電池的頻繁的瞬時大功率的供電，有效改善了動力電池的使用條件，延長了動力電池的使用壽命，提高了動力電池在其使用壽命內的充放電循環(huán)性能。
【IPC分類】H01G11/08, B60L11/18, H01G11/06, B60L15/20
【公開號】CN205194527
【申請?zhí)枴緾N201520954360
【發(fā)明人】梁亞青, 廖運平, 尹傳豐, 閔凡奇, 熊棟
【申請人】上海展梟新能源科技有限公司
【公開日】2016年4月27日
【申請日】2015年11月25日