CN104442437A - 一种兼具均衡功能的电动汽车优化能源系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种兼具均衡功能的电动汽车优化能源系统，包括，包括反激式变压器、电池模块、低压用电器、主开关、第一副开关和第二副开关；反激式变压器包含初级线圈以及连接初级线圈两端顺次级联的数个次级线圈；初级线圈、低压用电器与和电池模块并联；第一副开关设在次级线圈与电池模块之间；第二副开关设在低压用电器与电池模块之间；主开关设在初级线圈与电池模块的负极之间；本发明的益处是：通过反激式变压器的储能，闭合或断开不同电压的电池模块，使得高电压电池模块的能量转移至低电压电池模块，实现电池模块间的能量均衡，将能源系统的优化与电池均衡集中到一套系统中，既优化了能源系统，省去了DC/DC和低压能源系统，同时具备电池均衡功能。

Description

一种兼具均衡功能的电动汽车优化能源系统
技术领域
本发明涉及一种电动汽车优化能源系统，尤其是该系统同时具备电池均衡功能，属于电动汽车能源系统领域。
背景技术
近年来，环境污染问题日益突出，电动汽车的出现能够在很大程度上缓解空气污染。然而由于电动汽车的技术目前尚不成熟，存在的续驶里程短，安全性差等问题使得人们对电动汽车接受度较低。
电动汽车续驶里程与能源系统有很大关系。但是受整车空间限制，提升能源系统的能量密度非常有限。所以，对有限空间内的能源系统进行优化非常必要。
对于能源系统的优化，目前的研究主要集中在两个方面，一是硬件方面的优化，二是管理方面的优化。对于硬件方面的优化，主要集中在优化现有能源体系，合理匹配能量源等方面。专利CN102717723A中公开了一种电动汽车能源优化系统，该系统将车载充电机的低压输出端与低压能源系统相连，同时通过低压开关与低压用电系统相连，经过优化之后的系统不再需要DC/DC，当电动汽车正常行驶时，不再消耗高压能源系统的电量，提高了能量利用率。但是该系统低压供电仍然需要低压能源系统，并没有省去低压供电系统。
能源系统在管理方面的优化主要集中在电池均衡方面。由于动力电池系统是由成百上千个电芯经过串并联连接而成，电芯间的差异会影响整个动力电池系统的性能，严重的情况下会导致安全事故。所以，采用电池均衡技术非常必要。专利CN103606999A公开了一种新型电池均衡充电方法，每个电池单体均并联一个均衡单元，在电池充电过程中，对单体电池电压小于平均单体电压的单体电池，相应的均衡单元工作，向各相应的单体补充充电；对单体电池电压大于平均单体电压的单体电池，依旧由充电机充电。随着补充充电的进行，各单体电压越来越接近，直至最后一个均衡单元补充充电完成。专利CN103633695A提出了一种改进的锂电池组均衡方法及其均衡电路，利用聚类分析的方法对电池组各单体电池一个时间段内的各种数据进行聚类分析，对各电池组进行分类，同时结合进行均衡方法判断时刻的各电池的电压，充放电电流等当前信息对前面得到的各分类进行进一步选择，最终得到电池组中需要进行均衡单体电池，并通过控制均衡电路对其进行均衡维护。以上提到的电池均衡系统对于电池的均衡都有一定的效果，但没有电器元件的没有得到简化。
发明内容
为解决现有技术中存在问题，本发明提供了一种兼具均衡功能的电动汽车优化能源系统，以克服目前纯电驱动汽车四轮驱动后驱动装置布置空间小，悬挂性能差的不足，拓展纯电动汽车的驱动形式，优化四轮驱动电动汽车的操稳平顺性。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：包括反激式变压器、电池模块、低压用电器、主开关、第一副开关和第二副开关；所述反激式变压器包含初级线圈以及连接所述初级线圈两端顺次级联的数个次级线圈；所述初级线圈、所述低压用电器与和所述电池模块并联；所述第一副开关设在所述次级线圈与所述电池模块之间；所述第二副开关设在所述低压用电器与所述电池模块之间；所述主开关设在所述初级线圈与所述电池模块的负极之间。
进一步地，所述电池模块的正极材料是三元材料或者锰酸锂材料。
进一步地，所述电池模块的数量为10-25个，所述每个模块的电压是14.8V。
进一步地，所述的每个电池模块相并联的次级线圈砸数相同。
进一步地，当数个电池模块中的某个电池模块的电压高于其他电池模块的平均电压时，闭合所述电池模块的第二副开关，所述某个电池模块作为整车的低压能源系统，向所述低压用电器供电；同时，闭合所述电池模块的第一副开关，电流从所述某个电池模块流向所述反激式变压器，所述反激式变压器储能；断开所述某个电池模块的第一副开关，闭合主开关，所述反激式变压器从储能模式进入能量输出模式，对其他电池模块进行充电，实现能量从高电压的电池模块向其他低电压的电池模块的再分配。
进一步地，当数个电池模块中的某个电池模块的电压低于其他电池模块的平均电压时，闭合主开关；所述其他电池模块对所述反激式变压器充电，所述反激式变压器储能；断开主开关，闭合所述某个电池模块的第一副开关，所述反激式变压器的能量转移至所述某个电池模块，对所述低电压的所述某个电池模块进行充电；电池模块组间的均衡可提高整个动力电池系统的工作时间，从而提高电动汽车的续驶里程。
本发明的益处为：通过反激式变压器的储能，闭合或断开不同电压的电池模块，使得高电压电池模块的能量转移至低电压电池模块，实现电池模块间的能量均衡，将能源系统的优化与电池均衡集中到一套系统中，既优化了能源系统，省去了DC/DC和低压能源系统，同时具备电池均衡功能。
附图说明
图1为本发明兼具均衡功能的电动汽车优化能源系统的示意图。
具体实施方式
当结合附图考虑时，通过参照下面的详细描述，能够更完整更好地理解本发明以及容易得知其中许多伴随的优点，但此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定，如图其中：
显然，本领域技术人员基于本发明的宗旨所做的许多修改和变化属于本发明的保护范围。
实施例1：如图1所示，本实施例提供一种兼具均衡功能的电动汽车优化能源系统，包括初级线圈1、次级线圈3、电池模块、低压用电器2、主开关(S)、第一副开关(S1、S2、S3、S4、S5……Sn)和第二副开关(S0’、S1’、S2’、S3’、S4’、S5’……Sn’)；次级线圈1、低压用电器2与和电池模块并联；第一副开关设在次级线圈与电池模块之间；第二副开关设在低压用电器与电池模块之间；主开关设在初级线圈与电池模块的负极之间。
工作原理：
当电池模块4的电压高于其他电池模块的平均电压，闭合第二副开关S2’，此时电池模块4作为整车的低压能源系统，向低压用电器2供电。同时闭合第一副开关S2，电流从电池模块流向反激式变压器，此时反激式变压器储能。断开开关S2，闭合主开关S，此时反激式变压器从储能模式进入能量输出模式，对所有电池模块进行充电，实现能量从高电压模块向所有电池模块的再分配。
当电池模块5的电压低于其他电池模块的平均电压，闭合主开关S，此时电池模块对反激式变压器充电，反激式变压器储能。断开主开关S，闭合开关S5，此时反激式变压器的能量转移至电池模块5，对低电压的电池模块5进行充电。电池模块组间的均衡可提高整个动力电池系统的工作时间，从而提高电动汽车的续驶里程。
本实施例的技术效果为：通过反激式变压器的储能，闭合或断开不同电压的电池模块，使得高电压电池模块的能量转移至低电压电池模块，实现电池模块间的能量均衡，将能源系统的优化与电池均衡集中到一套系统中，既优化了能源系统，省去了DC/DC和低压能源系统，同时具备电池均衡功能。
在优选方案中，电池模块的正极材料是三元材料或者锰酸锂材料。
在优选方案中，电池模块的数量为10-25个。
在优选方案中，每个电池模块相并联的次级线圈砸数相同。
以上仅是本发明的一个优选实施例，所述具体实施方式只是用于帮助理解本发明的核心思想。应当指出，对于本技术领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (6)

1.一种兼具均衡功能的电动汽车优化能源系统，其特征在于，
包括反激式变压器、电池模块、低压用电器、主开关、第一副开关和第二副开关；
所述反激式变压器包含初级线圈以及连接所述初级线圈两端顺次级联的数个次级线圈；
所述初级线圈、所述低压用电器与和所述电池模块并联；
所述第一副开关设在所述次级线圈与所述电池模块之间；
所述第二副开关设在所述低压用电器与所述电池模块之间；
所述主开关设在所述初级线圈与所述电池模块的负极之间。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，
所述电池模块的正极材料是三元材料或者锰酸锂材料。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，
所述电池模块的数量为10-25个，所述每个模块的电压是14.8V。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，
所述的每个电池模块相并联的次级线圈砸数相同。
5.根据权利要求1-4其中任意一项所述的系统，其特征在于，
当数个电池模块中的某个电池模块的电压高于其他电池模块的平均电压时，闭合所述电池模块的第二副开关，所述某个电池模块作为整车的低压能源系统，向所述低压用电器供电；同时，闭合所述电池模块的第一副开关，电流从所述某个电池模块流向所述反激式变压器，所述反激式变压器储能；断开所述某个电池模块的第一副开关，闭合主开关，所述反激式变压器从储能模式进入能量输出模式，对其他电池模块进行充电，实现能量从高电压的电池模块向其他低电压的电池模块的再分配。
6.根据权利要求1-4其中任意一项所述的系统，其特征在于，
当数个电池模块中的某个电池模块的电压低于其他电池模块的平均电压时，闭合主开关；所述其他电池模块对所述反激式变压器充电，所述反激式变压器储能；断开主开关，闭合所述某个电池模块的第一副开关，所述反激式变压器的能量转移至所述某个电池模块，对所述低电压的所述某个电池模块进行充电；电池模块组间的均衡可提高整个动力电池系统的工作时间，从而提高电动汽车的续驶里程。
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