CN100495859C - 一种电动车混合电源 - Google Patents

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Abstract

本发明的名称为一种电动车混合电源。属于电动车技术领域。它主要是解决现有电动车电源要么造价极高，如高能电池，市场不能接受，要么达不到要求，不能使用，如铅酸蓄电池的问题。它的主要特征是包括铅酸蓄电池、超级电容器及一个由IGBT构成的限流控制电路；该限流控制电路与铅酸蓄电池联接后，再与超级电容器并联。当电动车起步时瞬间等需要大电流输出时，由超级电容器瞬时输出大电流；当电动车正常行驶时，由铅酸蓄电池正常供电，同时也可对超级电容器进行充电；当能量回收时，超级电容器先接收大电流充电，待电动车正常运行时，超级电容器再慢慢向铅酸蓄电池充电。本发明主要用作纯电动车的混合电源。

Description

一种电动车混合电源
技术领域
本发明属于电动车技术领域，具体涉及一种电动车铅酸蓄电池与超级电容器混合使用的电源。
背景技术
目前，纯电动汽车不能进入市场的瓶颈，主要是电池不过关。原因是电动汽车在运行中条件变化无常，如起步、加速、刹车、上坡、下坡等，要求电池的适应范围广，比功率、比能量、充放电特性等都要求较高，要找一种实用的电池很难。要么造价极高，如高能电池，市场不能接受；要么达不到要求，不能使用，如铅酸蓄电池。铅酸蓄电池性能稳定，安全可靠，价格低，但是重量大，用于电动汽车使用寿命短。造成铅酸蓄电池使用寿命短的主要原因是频繁的强放电和强充电所致。因为电动汽车起步、上坡、加速时需要电池提供正常时几倍到十几倍的电流，这对铅酸蓄电池是非常严重的损坏冲击；如果要进行能量回收，刹车、制动时有高达几百安培的电流，这对铅酸蓄电池同样是非常严重的损坏冲击。超级电容器虽然具有能强充电、强放电的特点，瞬间放电能大于1000A以上，同时充电电流也能承受大于1000A以上，但不能单独作为纯电动汽车电源的蓄电池。
发明内容
本发明的目的就是针对上述不足之处而提供一种将铅酸蓄电池与超级电容器结合而构成的结构简单、使用寿命长、安全可靠的电动车混合电源。
本发明的技术解决方案是：一种电动车混合电源，包括铅酸蓄电池，超级电容器，其特征是：还包括一个由IGBT构成的限流控制电路；该限流控制电路与铅酸蓄电池联接后，再与超级电容器并联。
本发明技术方案中所述的限流控制电路包括由电流分流器、光电耦合器和可调电位器构成的电流取样电路，由IGBT、触发器及其外围元器件构成的电流控制电路，其中，电流分流器和IGBT的C、E极均串接在铅酸蓄电池正极上。
本发明技术方案中所述的铅酸蓄电池包括铅酸蓄电池组。
本发明技术方案中所述的超级电容器为串联或并联的超级电容组。
本发明由于将铅酸蓄电池和超级电容器这两种不同性能特点的电源结合在一起，即将由IGBT构成的限流控制电路与普通铅酸蓄电池联接后再与超级电容器并联，因而，当电动车起步时瞬间等需要大电流输出时，铅酸蓄电池只能输出额定的电流，该额定电流不能满足电动车起步等的要求，这时超级电容器瞬时输出大电流满足电动车起步等的要求，弥补铅酸蓄电池的不足，达到起步等所需的电流；当电动车正常行驶时，由铅酸蓄电池在额定输出电流范围内正常供电，同时也可对超级电容器进行充电；当电动车下坡、减速、刹车制动进行能量回收时，超级电容器先接收大电流充电，待电动车正常运行时，超级电容器再慢慢向铅酸蓄电池充电。本发明新型克服了现有技术的不足，具有结构简单、使用寿命长、价廉物美和安全可靠的特点，因而达到了本发明新型目的。本发明新型主要用作纯电动车的混合电源。
附图说明
图1是本发明的电路图。
具体实施方式
如图所示。铅酸蓄电池F1与限流控制电路图联接后，再与超级电容器F2并联构成电动车混合电源。限流控制电路由电流取样电路和电流控制电路构成。电流取样电路由电流分流器A、光电耦合器TLP550和可调电位器R1构成，其中，电流分流器A串接在铅酸蓄电池F1正极上。电流控制电路由IGBT、触发器EXB841、开关三极管BG、二极管D、电阻R2、R3构成，其中，IGBT的C、E极串接在铅酸蓄电池F1正极上。电流分流器A主要用于检测铅酸蓄电池F1的输出电流，由IGBT控制其输出电流在额定输出电流范围之内。可调电位器R1主要用于调节控制铅酸蓄电池F1电流大、小的输出。限流控制电路采用20V直流供电。
工作过程如下：
使用前首先调整可调电阻R1，并锁定使铅酸蓄电池F1输出电流控制在额定电流范围内。当电源起动后，如果流经电流分流器A的电流没超过额定电流，则光电耦合器TLP550的5、6两脚不导通，这时三极管BG则导通，电流经触发器EXB841的14脚到15脚，使触发器EXB841正常工作，触发IGBT导通，这时铅酸蓄电池F1正电源经IGBT的C极到E极向电动车电机供电。如果电源起动后流经电流分流器A的电流大于额定电流，这时光电耦合器TLP550的5、6两脚导通，此时三极管BG截止(即断开)，触发器EXB841的14、15脚没有电流通过，则触发器EXB841不工作，IGBT的C、E两极断开，铅酸蓄电池组F1没电流输出，但此时超级电容器组F2立即可输出大电流向电动车电机供电，有效地保护了铅酸电池放电过程中的强放电。当铅酸蓄电池组F1电流降到额定电流以下时，光电耦合器TLP550的5、6两脚断开，三极管BG导通，IGBT的C、E两极也导通，铅酸蓄电池组F1继续向电动车电机供电。
当电动车下坡、减速、刹车制动进行能量回收时，因超级电容器组F2内阻比铅酸蓄电池F1的内阻小很多，所以超级电容器组F2首先得到80％左右充电电流，只有一少部分电流经IGBT内部一支二极管向铅酸蓄电池F1充电，这样又有效地保护了铅酸电池充电过程中的强充电。

Claims (3)

1、一种电动车混合电源，包括铅酸蓄电池，超级电容器，其特征在于：还包括一个由IGBT构成的限流控制电路；所述的限流控制电路包括：由电流分流器、光电耦合器TLP550和可调电位器构成的电流取样电路，以及由IGBT、触发器EXB841、开关三极管BG、二极管D、电阻R2、R3构成的电流控制电路，其中，电流分流器的一端连接于光电耦合器TLP550的引脚1以及铅酸蓄电池的正极，电流分流器的另一端连接于可调电位器的一端、二极管D的负极、以及IGBT的集电极，可调电位器的另一端连接于光电耦合器TLP550的引脚2，光电耦合器TLP550的引脚5接地，光电耦合器TLP550的引脚6连接于电阻R2的一端以及开关三极管BG的基极，电阻R2的另一端连接于电阻R3的一端以及触发器EXB841的引脚2，并且，触发器EXB841的引脚2连接到直流供电20V，电阻R3的另一端连接于开关三极管BG的集电极，开关三极管BG的发射极连接于触发器EXB841的引脚14，二极管D的正极连接于触发器EXB841的引脚6，触发器EXB841的引脚15和引脚9接地，IGBT的栅极连接于触发器EXB841的引脚3，IGBT的发射极连接于超级电容器的正极、触发器EXB841的引脚1以及光电耦合器TLP550的引脚8，并且其中铅酸蓄电池和超级电容器的负极均接地。
2、根据权利要求1所述的一种电动车混合电源，其特征是：所述的铅酸蓄电池包括铅酸蓄电池组。
3、根据权利要求1或2所述的一种电动车混合电源，其特征是：所述的超级电容器为串联或并联的超级电容组。
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超级电容与蓄电池并联使用对混合动力公交车的改进. 方伟新，吴森，宗杨.客车技术与研究，第5期. 2005
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