CN103465796A - 新能源汽车智能化电源系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新能源汽车智能化电源系统，包括动力电池、超级电容、DC/DC功率变换器和电动机，所述动力电池连接DC/DC功率变换器，所述DC/DC功率变换器连接电动机，所述电池连接DC/DC功率变换器，所述电动机采用双绕组电动机。本发明中采用上述技术方案的两种电源相结合的方式，充分利用两种电源的优点，应用于纯电动汽车电源系统中，在保护电源的同时提供完整、持续的供电。

Description

新能源汽车智能化电源系统
技术领域
本发明涉及汽车电源管理系统技术领域，特别是一种新能源汽车智能化电源系统。
背景技术
随着人们环境意识的提高，传统燃油汽车逐渐被节能和新能源汽车所取代，节能和新能源汽车一般指混合动力汽车及纯电动汽车，无论是那种汽车，其基本驱动结构中都包含电源和驱动电机，以电源通过一定控制装置给驱动电机供电，进而给车辆提供全部或者部分驱动力。传统混合动力汽车和纯电动汽车中一般都是使用单一电源，即动力电池或者超级电容，二者因为各自的优缺点而适合不同的系统上。超级电容具有较大的电荷吞吐量，循环使用寿命长，大电流放电能力超强，能量转换效率高，过程损失小，适用于混合动力驱动系统中与发动机进行配合，但是超级电容器存储电量较小，不能较久的维持车辆的纯电动行驶；而动力电池具有高能量密度和高的输出功率，高倍率部分电荷状态下能够循环使用。工作温度范围宽，使用寿命可达10年，安全可靠。一般用于纯电动汽车的驱动，但是其循环使用寿命短，充放电较慢，并且在电机启动和加速时所需功率较大，需要电源有一个尖锐的放电过程，随着电机平稳运行电池的输出功率才会逐渐保持平稳，由于电池本身的特性，电池反复传输高功率脉冲其寿命大打折扣，这种放电方式会严重影响到电池的寿命。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足,提供一种新能源汽车智能化电源系统，其将两种电源有效的结合起来，可以应用于纯电动汽车电源系统中，充分利用两种电源的优点，在保护电源的同时提供完整、持续的供电。
本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：
一种新能源汽车智能化电源系统，包括动力电池、超级电容、DC/DC功率变换器和电动机，所述动力电池连接DC/DC功率变换器，所述DC/DC功率变换器连接电动机，所述电池连接DC/DC功率变换器，所述电动机采用双绕组电动机。
而且，所述的电动机机械连接有发动机。
本发明的优点和积极效果是：
1、本发明中采用上述技术方案的两种电源相结合的方式，充分利用两种电源的优点，应用于纯电动汽车电源系统中，在保护电源的同时提供完整、持续的供电。
附图说明
图1是本发明实施例的结构示意图；
图2是本发明实施例汽车正常行驶工况的工作原理示意图；
图3是本发明实施例汽车加速/爬坡行驶工况的工作原理示意图；
图4是本发明实施例汽车制动/下坡行驶工况的工作原理示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明实施例做进一步详述：
一种新能源汽车智能化电源系统，如图1所示，包括动力电池、超级电容、DC/DC功率变换器和电动机，所述动力电池连接DC/DC功率变换器，所述DC/DC功率变换器连接电动机，所述电池连接DC/DC功率变换器，所述电动机采用双绕组电动机；所述的电动机机械连接有发动机。
结合附图，阐述本发明的工作原理：
将超级电容作为辅助电源与动力电池组成联合体共同工作，可以将蓄电池的高比能量和超级电容的高比功率的优点结合到一起。让超级电容在电动汽车启动和爬坡时快速提供大功率电流；在正常行驶时由蓄电池快速充电；在刹车时快速储存发电机产生的瞬间大电流。这可以降低电动车辆对蓄电池大功率放电的限制要求，使系统同时买足动力性、经济性的要求，并对蓄电池起保护作用，大大延长了蓄电池循环使用寿命，提供电动汽车的实用性，极有发展前途。同时，复合电源中由于有了超级电容的加入，全部的能量或功率不是由一个部分来提供，不仅可以减少动力电池的使用数量，且还可以优化输出能量。
以上所述的驱动装置的功能需要通过合理的控制方式实现，下面以纯电动状态为例详细分析本发明驱动装置的工作方式。双绕组电机是由两组三相绕组构成，其工作原理与普通的三相绕组电机无异。首先需要确定电动机的状态：启动状态、加速/爬坡行驶状态、正常行驶状态以及制动/下坡行驶状态。通过电动机的状态确定系统从电源获取电量的方式。
如图2所示，若电动机处于正常行驶状态，即输出功率不变，此时可以是由动力电池为其提供动力，持续给电动机供电。
如图3所示，若电动机处于启动状态或加速/爬坡行驶状态，选择动力电池与超级电容共同输出的方式。通过电池管理系统发送的电池数据计算电池的输出能力。结合驾驶员的意愿（如加速踏板的深度），控制超级电容与动力电池共同输出，结合超级电容和动力电池自身的特点，超级电容容量小但是瞬时输出功率大，动力电池容量大但是无法段时间提供较大的输出功率，故共同输出时由超级电容提供较大的输出功率，动力电池提供较小输出功率；若此时超级电容电量充足，则也可使超级电容单独输出，提供电动机启动或加速/爬坡行驶状态过程中所需的功率，当然，也可以使超级电容和动力电池共同输出，但考虑到动力电池循环放电寿命较小，在超级电容电量充足的情况下，尽量全部使用超级电容进行输出功率较大的驱动工作。
如图4所示，若电动机处于制动/下坡行驶状态，即车辆减速，为减少能量损失，纯电动汽车一般设计了能量制动回收功能，即由于刹车带动的电动机反转，机械能转化为电能回收至动力电池或者超级电容。
需要强调的是，本发明所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本发明保护的范围。

Claims (2)

1.一种新能源汽车智能化电源系统，其特征在于：包括动力电池、超级电容、DC/DC功率变换器和电动机，所述动力电池连接DC/DC功率变换器，所述DC/DC功率变换器连接电动机，所述电池连接DC/DC功率变换器，所述电动机采用双绕组电动机。
2.根据权利要求1所述的新能源汽车智能化电源系统，其特征在于：所述的电动机机械连接有发动机。
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