一種車用電源系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種車用電源系統(tǒng)，包括：一整車控制器，一動(dòng)力電源，向驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)供電；所述動(dòng)力電源上有第一充電接口，與第一地面充電裝置連接；一儲(chǔ)能電源，通過(guò)DC/DC變換器向所述動(dòng)力電源充電，同時(shí)在吸收所述驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的制動(dòng)回饋能量時(shí)起輔助作用；所述儲(chǔ)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(chǔ)能電源亦可以實(shí)現(xiàn)向所述驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行輔助供電,所述儲(chǔ)能電源的容量小于所述動(dòng)力電源的容量。本發(fā)明車用電源系統(tǒng)有效增加動(dòng)力電源的可輸出容量，同時(shí)可激發(fā)動(dòng)力電源活性，有效延長(zhǎng)動(dòng)力電源的壽命。
【專利說(shuō)明】
一種車用電源系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及電動(dòng)車領(lǐng)域，尤其涉及一種車用電源系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
目前制約電動(dòng)車廣泛應(yīng)用的一個(gè)重要因素是動(dòng)力電源能量密度較低。由于車載電源的安裝尺寸有限和自重等問(wèn)題，使其能效受限和行駛里程短;再一個(gè)因素是在車載電源在車輛行駛過(guò)程中僅用于放電，在電量用罄后，停駛時(shí)僅用于充電，且需要較長(zhǎng)時(shí)間的充電過(guò)程。
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(gè)超級(jí)電容的輔助電源，用于車輛行駛過(guò)程中的主電源放電時(shí)的淺補(bǔ)，提高主電源使用效率和壽命，以及在加速或爬坡時(shí)協(xié)助主電源向電機(jī)供電。超級(jí)電容輔助電源系統(tǒng)利用超級(jí)電容功率密度大的優(yōu)點(diǎn)，在車輛短暫?？繒r(shí)，可大功率充電，使其短時(shí)間內(nèi)可充盈，并在車輛下一個(gè)循環(huán)行駛周期中，將充入的電量補(bǔ)充到主電源中；同時(shí)，在電動(dòng)車加速時(shí)可以以很大的放電電源協(xié)助主電源供電，使得電動(dòng)車的啟動(dòng)和加速性能有所改善。這種雙電源技術(shù)利用了輔助電源的短時(shí)間功率電量導(dǎo)入的緩沖作用，將主電源在短暫?？繒r(shí)間內(nèi)的小功率補(bǔ)電變成在?？亢托旭傔^(guò)程中的較長(zhǎng)時(shí)間段的小功率補(bǔ)電，極大提高了主電源的補(bǔ)電量，增加了車輛在工作時(shí)段的行駛里程。對(duì)車輛在主電源電量用磬后非工作時(shí)段的的充電，由于輔助電源的電量占到主電源的一定比例，因此外接充電裝置對(duì)主電源的充電總量就相應(yīng)減少了，剩余的電量由輔助電源完成充電。使得使用外接充電裝置的時(shí)間相應(yīng)縮短了。

【發(fā)明內(nèi)容】

本發(fā)明主要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種大部分時(shí)間功率需求范圍較窄，小部分時(shí)間有瞬間大功率需求，且車輛全天工作時(shí)段中有多次短暫?？砍潆姉l件的車用電源系統(tǒng)，能夠利用短暫充電獲取較大電量，存儲(chǔ)在輔助電源中，并在車輛行駛過(guò)程中將輔助電源中電量補(bǔ)充到主動(dòng)力電源，或直接對(duì)輔助設(shè)備供電，或在必要時(shí)參與主電源供電。
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的一個(gè)技術(shù)方案是:提供一種車用電源系統(tǒng)，包括:一整車控制器，對(duì)主電源和各用電裝置的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)、判斷和控制，使輔助電源與主電源、各用電裝置形成各種搭配狀態(tài)；
一動(dòng)力電源，主要向驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)供電，亦可以吸收所述驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的制動(dòng)回饋能量，在需要時(shí)輔助向車載其他輔助裝置供電，所述動(dòng)力電源上有第一充電接口，與第一地面充電裝置連接;同時(shí)在吸收所述驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的制動(dòng)回饋能量中起主導(dǎo)作用；
一儲(chǔ)能電源，主要通過(guò)DC/DC變換器向所述動(dòng)力電源充電，向其他輔助裝置供電，同時(shí)輔助吸收所述驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的制動(dòng)回饋能量，參與向驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)供電；
所述儲(chǔ)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(chǔ)能電源亦可以實(shí)現(xiàn)向所述驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行輔助供電； 所述儲(chǔ)能電源的容量小于所述動(dòng)力電源的容量。
以上技術(shù)方案所定義的車用電源系統(tǒng)可以充分利用動(dòng)力電源的儲(chǔ)電量大、適于向低速電機(jī)供電的特點(diǎn)；并且儲(chǔ)能電源利用多次、短時(shí)間的大功率充電，最大限度地獲取外援電量，分次為輔負(fù)載供電或者為動(dòng)力電源在放電過(guò)程中充電，以延長(zhǎng)主電源一次外源性充電后的在途作業(yè)時(shí)間，并且，利用多次短中時(shí)段對(duì)主電源的激活，延長(zhǎng)其壽命。另外，以上技術(shù)方案所定義的車用電源系統(tǒng)可以解決了現(xiàn)有的兩個(gè)電源合并工作于電機(jī)的問(wèn)題，以及在合并使用中的不同電壓平臺(tái)電源在切換時(shí)帶來(lái)的問(wèn)題。根據(jù)長(zhǎng)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(dòng)打氣栗、風(fēng)機(jī)、低壓電源等)供電，剩余為主電源充電。在制動(dòng)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(zhǎng)，能量利用率也更高。
本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明車用電源系統(tǒng)，增加一個(gè)儲(chǔ)能電源，一方面能夠在汽車行駛過(guò)程中對(duì)動(dòng)力電源持續(xù)充電，有效增加動(dòng)力電源的容量，同時(shí)可保護(hù)動(dòng)力電源有效延長(zhǎng)動(dòng)力電源的壽命;另一方面儲(chǔ)能電源的特性可在短時(shí)間內(nèi)大量充電，特別適用于如公交車、環(huán)衛(wèi)車之類的會(huì)定時(shí)定點(diǎn)進(jìn)行短時(shí)間?？康能囕v。
【附圖說(shuō)明】
圖1是本發(fā)明車用電源系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
【具體實(shí)施方式】
請(qǐng)參閱圖1，本發(fā)明包括:一種車用電源系統(tǒng)，包括:一整車控制器;動(dòng)力電源和儲(chǔ)能電源兩個(gè)電源。
所述動(dòng)力電源與驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、輔助設(shè)備相連接，主要向所述驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)供電;所述動(dòng)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(dòng)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?yàn)橛秒娫O(shè)備提供比較持久的能源供給。
所述儲(chǔ)能電源，通過(guò)DC/DC變換器，向所述動(dòng)力電源充電，同時(shí)輔助吸收所述驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的制動(dòng)回饋能量;所述儲(chǔ)能電源上有第二充電接口，與地面充電裝置2連接。所述儲(chǔ)能電源為超級(jí)電容或功率型電池或鎳氫電池。特別優(yōu)選為超級(jí)電容。所述儲(chǔ)能電源通過(guò)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(kāi)關(guān)，正常情況下由所述儲(chǔ)能電源向所述輔助設(shè)備供電，當(dāng)儲(chǔ)能電源的剩余電量不足以提供輔助設(shè)備使用時(shí)，所述第一切換開(kāi)關(guān)切換至由所述動(dòng)力電源向所述輔助設(shè)備供電的狀態(tài)。
所述儲(chǔ)能電源還可直接向所述驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)供電，在所述驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的供電線路上安裝有快速切換開(kāi)關(guān)，當(dāng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)需要大功率動(dòng)能時(shí)，比如汽車啟動(dòng)爬坡的狀態(tài)，則啟動(dòng)所述快速切換開(kāi)關(guān)，所述快速切換開(kāi)關(guān)在儲(chǔ)能電源和動(dòng)力電源之間進(jìn)行快速切換，使得所述儲(chǔ)能電源和所述動(dòng)力電源同時(shí)向驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)供電。
本發(fā)明車用電源系統(tǒng)，所有充放電過(guò)程受控制器管理。所述儲(chǔ)能電源的容量小于所述動(dòng)力電源的容量，主要靠動(dòng)力電源能量放電給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。優(yōu)選地，所述儲(chǔ)能電源的容量和所述動(dòng)力電源的容量比例為1: 2、1:3或1:4。
優(yōu)選地，所述動(dòng)力電源和所述儲(chǔ)能電源之間還連接有防止電池反向充電電路，防止所述動(dòng)力電源向所述儲(chǔ)能電源反向充電。
所述超級(jí)電容主要有以下優(yōu)點(diǎn):I)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(zhǎng)，深度充放電循環(huán)使用次數(shù)可達(dá)I?50萬(wàn)次，沒(méi)有“記憶效應(yīng)”；(3)能量轉(zhuǎn)換效率高，過(guò)程損失小，大電流能量循環(huán)效率多90 % ; (4)功率密度高，可達(dá)300W/KG?5000W/KG，相當(dāng)于電池的5?1倍；(5)產(chǎn)品原材料構(gòu)成、生產(chǎn)、使用、儲(chǔ)存以及拆解過(guò)程均沒(méi)有污染，是理想的綠色環(huán)保電源；(6)充放電線路簡(jiǎn)單，無(wú)需充電電池那樣的充電電路，安全系數(shù)高，長(zhǎng)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(cè)方便，剩余電量可直接讀出；(9)容量大，容量范圍通常0.1F—1000F。
[0034]以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)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(shuō)明書(shū)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(yùn)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)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種車用電源系統(tǒng)，其特征在于，包括: 一整車控制器，對(duì)主電源和各用電裝置的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)、判斷和控制，使輔助電源與主電源、各用電裝置形成各種搭配狀態(tài)； 一動(dòng)力電源，主要向驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)供電，亦可以吸收所述驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的制動(dòng)回饋能量，必要時(shí)輔助向車載其他輔助裝置供電，所述動(dòng)力電源上有第一充電接口，與第一地面充電裝置連接;同時(shí)在吸收所述驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的制動(dòng)回饋能量中起主導(dǎo)作用； 一儲(chǔ)能電源，通過(guò)DC/DC變換器與所述動(dòng)力電源連接并可以向所述動(dòng)力電源充電，向其他輔助裝置供電，同時(shí)輔助吸收所述驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的制動(dòng)回饋能量，參與向驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)供電； 所述儲(chǔ)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(chǔ)能電源亦可以實(shí)現(xiàn)向所述驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行輔助供電； 所述儲(chǔ)能電源的容量小于所述動(dòng)力電源的容量； 所述車用電源系統(tǒng)還包括第一切換開(kāi)關(guān)，所述第一切換開(kāi)關(guān)安裝在輔助設(shè)備的供電線路上，包括儲(chǔ)能電源向所述輔助設(shè)備供電的第一狀態(tài)和動(dòng)力電源向所述輔助設(shè)備供電的第二狀態(tài)，當(dāng)儲(chǔ)能電源的剩余電量不足以提供輔助設(shè)備使用時(shí)，所述第一切換開(kāi)關(guān)切換第二狀態(tài)。
【文檔編號(hào)】B60L11/00GK106004505SQ201610541715
【公開(kāi)日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年7月10日
【發(fā)明人】不公告發(fā)明人
【申請(qǐng)人】安慶新景技電子科技有限公司