CN102358200A - 一种用于纯电动货车的双能源系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于纯电动货车的双能源系统及其控制方法，系统包括驱动系统和通过接插件相互并联的第一内置电池组和第二内置电池组，所述的驱动系统分别由第一内置电池组和第二内置电池组供电，所述的第一内置电池组和第二内置电池组之间设有电流控制装置；所述的电流控制装置由控制器控制。控制方法是当第一内置电池组和第二内置电池组通过接插件相互并联时，控制器控制电流控制装置使第一内置电池组和第二内置电池组的电压逐渐趋于一致，当第一内置电池组和第二内置电池组的电压完全一致时，控制器自动将第一内置电池组和第二内置电池组相连。本发明对于不同电压等级和能量的电池能实现便捷的并联，可以使能量得以快速提高。

Description

一种用于纯电动货车的双能源系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及双能源系统，特别是涉及一种用于纯电动货车的双能源系统及其控制方法。

背景技术

纯电动的货车由于其整车由两大部分组成，分别为车头部分和后置拖车部分。这样的结构能将电池分别安装在车头空间和后置拖车空间，由于电池分成了两部分，因此电池的容量被扩容了，增强了综合驱动能力。

但是，由于电池分成了两部分，其外部特征很难做到一致，因此，将独立的两个电池系统进行组合，在合并过程的开始瞬间会面临挑战。由于前后车体电池的容量不一致、电压不一致，合并过程中由于大容量电池的电压差存在，因此会产生很大的电流，会将电池或连接件的触点烧熔。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种用于纯电动货车的双能源系统及其控制方法，对于不同电压等级和能量的电池能实现便捷的并联，可以使能量得以快速提高。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种用于纯电动货车的双能源系统，包括驱动系统和通过接插件相互并联的第一内置电池组和第二内置电池组，所述的驱动系统分别由第一内置电池组和第二内置电池组供电，所述的第一内置电池组和第二内置电池组之间设有电流控制装置；所述的电流控制装置由控制器控制。所述的电流控制装置包括n个功率电阻和n+1个开关；所述的一个开关与一个功率电阻串联形成n组开关电阻；所述的n组开关电阻相互并联，所述剩下的一个开关并联在n组开关电阻的两端；其中，n≥1。

所述的电流控制装置包括两个功率电阻和三个开关；所述两个功率电阻的阻值不等，功率相同。

所述的第一内置电池组和驱动系统安置在纯电动货车的车头部分，所述的第二内置电池组安置在纯电动货车的后置拖车部分。

所述的第一内置电池组由170个单体电池串联而成；所述的第二内置电池组由170个单体电池串联而成。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：还提供一种用于纯电动货车的双能源系统的控制方法，当第一内置电池组和第二内置电池组通过接插件相互并联时，控制器控制电流控制装置控制第一内置电池组和第二内置电池组之间的电流使第一内置电池组和第二内置电池组的电压逐渐趋于一致，当第一内置电池组和第二内置电池组的电压完全一致时，控制器自动将第一内置电池组和第二内置电池组相连。

所述的用于纯电动货车的双能源系统的控制方法包括以下步骤：

(1)将第一内置电池组和第二内置电池组通过接插件并联；

(2)控制器检测到第一内置电池组和第二内置电池组相连后，至少闭合一个与功率电阻串联的开关，并打开未与功率电阻串联的开关；

(3)当第一内置电池组和第二内置电池组的电压完全一致时，控制器打开步骤(2)中闭合的开关，并闭合未与功率电阻串联的开关。

所述步骤(2)中闭合的开关为与最大功率电阻串联的开关。

所述步骤(2)和步骤(3)之间还包括当第一内置电池组和第二内置电池组之间的电流下降时，打开闭合的开关，关闭另一组开关电阻上的开关的步骤。

所述步骤(2)和步骤(3)之间还包括当第一内置电池组和第二内置电池组趋于一致时，闭合所有开关电阻上的开关的步骤。

在所述的当第一内置电池组和第二内置电池组之间的电流下降时，打开闭合的开关，关闭另一组开关电阻上的开关步骤之后，还包括当第一内置电池组和第二内置电池组趋于一致时，闭合所有开关电阻上的开关的步骤。

有益效果

由于采用了上述的技术方案，本发明与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：本发明通过在两部分电池之间设置开关切换装置，利用开关切换的过程将由电流的参数进行控制，由于对电流的监测，使得不同电压等级和能量的电池能实现便捷的并联，从而可以使能量得以快速提高。

附图说明

图1是本发明的电路原理图；

图2是车头部分的安置示意图；

图3是后置拖车部分的安置示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

本发明的第一实施方式涉及一种用于纯电动货车的双能源系统，如图1所示，包括驱动系统和通过接插件相互并联的第一内置电池组和第二内置电池组，所述的驱动系统分别由第一内置电池组和第二内置电池组供电，所述的第一内置电池组和第二内置电池组之间设有电流控制装置；所述的电流控制装置由控制器控制，其中，电流控制装置包括n个功率电阻和n+1个开关；所述的一个开关与一个功率电阻串联形成n组开关电阻；所述的n组开关电阻相互并联，所述剩下的一个开关并联在n组开关电阻的两端；其中，n≥1。

图1中，电流控制装置包括两个功率电阻和三个开关；所述两个功率电阻的阻值不等，功率相同。其中，第一功率电阻R1和第一开关K1相互串联组成第一开关电阻，第二功率电阻R2和第二开关K2相互串联组成第二开关电阻，第一开关电阻和第二开关电阻相互并联后再与第三开关K3并联，第一功率电阻R1的阻值大于第二功率电阻R2的阻值，并且两者的功率相等，经过参数整定，第一功率电阻R1＝12Ω/300w，第二功率电阻R2＝6Ω/300w。如图2和图3所示，所述的第一内置电池组和驱动系统安置在纯电动货车的车头部分，所述的第二内置电池组安置在纯电动货车的后置拖车部分。其中，第一内置电池组由170个单体电池串联而成；第二内置电池组由170个单体电池串联而成。

本发明的第二实施方式涉及一种用于纯电动货车的双能源系统的控制方法，当第一内置电池组和第二内置电池组通过接插件相互并联时，控制器控制电流控制装置控制第一内置电池组和第二内置电池组之间的电流使第一内置电池组和第二内置电池组的电压逐渐趋于一致，当第一内置电池组和第二内置电池组的电压完全一致时，控制器自动将第一内置电池组和第二内置电池组相连。具体包括以下步骤：

(1)将第一内置电池组和第二内置电池组通过接插件并联；

(2)控制器检测到第一内置电池组和第二内置电池组相连后，至少闭合一个与功率电阻串联的开关，并打开未与功率电阻串联的开关；其中，闭合的开关为与最大功率电阻串联的开关。

(3)当第一内置电池组和第二内置电池组的电压完全一致时，控制器打开步骤(2)中闭合的开关，并闭合未与功率电阻串联的开关。

在所述步骤(2)和步骤(3)之间还可以包括，当第一内置电池组和第二内置电池组之间的电流下降时，打开闭合的开关，关闭另一组开关电阻上的开关的步骤。如此可以加快电池电压的平衡速度。

所述步骤(2)和步骤(3)之间还可以包括当第一内置电池组和第二内置电池组趋于一致时，闭合所有开关电阻上的开关的步骤。如此可以进一步地使第一内置电池组和第二内置电池组的电压相等。该步骤也可以放置在当第一内置电池组和第二内置电池组之间的电流下降时，打开闭合的开关，关闭另一组开关电阻上的开关的步骤之后进行。

下面具体说明本发明的运行过程，经过工程验证，可以由如下表格综述：

上表中，“0”表示开关处于断开状态，“1”表示开关处于关闭状态。

为了保证货车的头尾相连时由于电压差造成的瞬间功率释放，在前后接插件相连的最初，由控制器控制的第一开关K1、第二开关K2和第三开关K3处于断开状态，即状态序号1。

当系统监测到插件稳定插入后，控制器控制第一开关K1闭合，将第一功率电阻R1接入，系统将通过第一功率R1，将第一内置电池组和第二内置电池组进行等压处理，即状态序号2。

当电流下降后，为了加快电池电压的平衡速度，控制器将断开第一开关K1而闭合第二开关K2，因为，第二开关K2闭合后，第二功率电阻R2将接入，由于第二功率电阻R2的阻值小于第一功率电阻R1的阻值，因此，将保持进一步地让第一内置电池组和第二内置电池组的电压差进一步减小，即状态3。

当第一内置电池组和第二内置电池组的电压差进一步减小后，电流将趋于0，此时，为了进一步地对电池平衡，因此将第一功率电阻和第二功率电阻同时接入，并联后的电阻值更小，这样可以进一步地使第一内置电池组和第二内置电池组的电压相等，即状态4。

在状态4经过数分钟的运行后，系统即闭合第三开关K3，第一内置电池组和第二内置电池组将共同输出能量，平衡过程随即完成，即状态5。

不难发现，本发明在连接的过程中由控制器进行自动检测，在初始连接的瞬间自动将一定阻值的电阻加入(电阻较大，两内置电池组之间的电流小)，经过一段时间，两内置电池组的电压差将逐步减小，此时，将连接中的阻值降低(电阻变小，进一步降低两电池组的压差)，最后将迫使其两处电池的电压趋于一致，当两处的电压相等之时，系统便将两组等电位的电池进行并联，使容量相加。当车辆前后部分电压相等时，系统自动将电池进行连接，此时，将不再会有瞬间大电流的产生对于不同电压等级的和能量的电池即能实现便捷的并联，可以使能量得以快速提高。

Claims (10)

1.一种用于纯电动货车的双能源系统，包括驱动系统(1)和通过接插件相互并联的第一内置电池组(2)和第二内置电池组(3)，所述的驱动系统(1)分别由第一内置电池组(2)和第二内置电池组(3)供电，其特征在于，所述的第一内置电池组(2)和第二内置电池组(3)之间设有电流控制装置(4)；所述的电流控制装置(4)由控制器控制。所述的电流控制装置(4)包括n个功率电阻和n+1个开关；所述的一个开关与一个功率电阻串联形成n组开关电阻；所述的n组开关电阻相互并联，所述剩下的一个开关并联在n组开关电阻的两端；其中，n≥1，n个功率电阻的阻值不全相同，但功率相同。

2.根据权利要求1所述的用于纯电动货车的双能源系统，其特征在于，所述的电流控制装置(4)包括两个功率电阻和三个开关。

3.根据权利要求1所述的用于纯电动货车的双能源系统，其特征在于，所述的第一内置电池组(2)和驱动系统(1)安置在纯电动货车的车头部分(5)，所述的第二内置电池组(3)安置在纯电动货车的后置拖车部分(6)。

4.根据权利要求1所述的用于纯电动货车的双能源系统，其特征在于，所述的第一内置电池组(2)由170个单体电池串联而成；所述的第二内置电池组(3)由170个单体电池串联而成。

5.一种如权利要求1所述的用于纯电动货车的双能源系统的控制方法，其特征在于，当第一内置电池组和第二内置电池组通过接插件相互并联时，控制器控制电流控制装置控制第一内置电池组和第二内置电池组之间的电流使第一内置电池组和第二内置电池组的电压逐渐趋于一致，当第一内置电池组和第二内置电池组的电压完全一致时，控制器自动将第一内置电池组和第二内置电池组相连。

6.根据权利要求5所述的用于纯电动货车的双能源系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将第一内置电池组和第二内置电池组通过接插件并联；

(2)控制器检测到第一内置电池组和第二内置电池组相连后，至少闭合一个与功率电阻串联的开关，并打开未与功率电阻串联的开关；

(3)当第一内置电池组和第二内置电池组的电压完全一致时，控制器打开步骤(2)中闭合的开关，并闭合未与功率电阻串联的开关。

7.根据权利要求6所述的用于纯电动货车的双能源系统的控制方法，其特征在于，所述步骤(2)中闭合的开关为与最大功率电阻串联的开关。

8.根据权利要求7所述的用于纯电动货车的双能源系统的控制方法，其特征在于，所述步骤(2)和步骤(3)之间还包括当第一内置电池组和第二内置电池组之间的电流下降时，打开闭合的开关，关闭另一组开关电阻上的开关的步骤。

9.根据权利要求7所述的用于纯电动货车的双能源系统的控制方法，其特征在于，所述步骤(2)和步骤(3)之间还包括当第一内置电池组和第二内置电池组趋于一致时，闭合所有开关电阻上的开关的步骤。

10.根据权利要求8所述的用于纯电动货车的双能源系统的控制方法，其特征在于，在所述的当第一内置电池组和第二内置电池组之间的电流下降时，打开闭合的开关，关闭另一组开关电阻上的开关步骤之后，还包括当第一内置电池组和第二内置电池组趋于一致时，闭合所有开关电阻上的开关的步骤。

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