CN105186054B - 电动汽车的动力电池系统及电动汽车 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电动汽车技术领域，提供一种电动汽车的动力电池系统及电动汽车，以解决目前的电动汽车充电时间长、充电设施少、电池寿命短、续航里程短的问题，该系统包括控制器、铝空气电池组、第一电量采集模块、锂离子电池组、第二电量采集模块和DC/DC模块。本发明提出的电池系统的充电控制更加智能，同时充电速度快。

Description

电动汽车的动力电池系统及电动汽车
技术领域
本发明涉及电动汽车技术领域，特别涉及一种电动汽车的动力电池系统及电动汽车。
背景技术
目前，纯电动车由于其有害气体零排放、能效高、声噪低以及结构简单等诸多优点而得到重视和发展。
现有技术中的纯电动汽车一般采用磷酸铁锂或Li[Ni-Co-Mn]O2三元锂离子电池，采用此类电池的电动汽车的充电时间长、充电设施少、电池寿命短、续航里程短。如果想增加续驶里程只有增加锂离子电池数量，但是同时会导致电动汽车的整备质量大大增加，减少了车辆的质量利用系数，而且还会增加车辆的制造难度以及使用和维护成本。
发明内容
【要解决的技术问题】
本发明的目的是提供一种电动汽车的动力电池系统及电动汽车，以至少解决上述技术问题之一。
【技术方案】
本发明是通过以下技术方案实现的。
本发明涉及一种电动汽车的动力电池系统，包括控制器、铝空气电池组、第一电量采集模块、锂离子电池组、第二电量采集模块和DC/DC模块，所述第一电量采集模块的输出端、第二电量采集模块的输出端、铝空气电池组、锂离子电池组和DC/DC模块均与控制器连接，所述第一电量采集模块的输入端与铝空气电池组连接，所述第二电量采集模块的输入端与锂离子电池组连接，所述铝空气电池组与锂离子电池组通过DC/DC模块连接，所述充电模块的输出端与锂离子电池组连接，所述充电模块的控制端与控制器连接，
所述第一电量采集模块被配置成：采集铝空气电池组的电压值并将该电压值发送至控制器；
所述第二电量采集模块被配置成：采集锂离子电池组的电压值并将该电压值发送至控制器；
所述控制器被配置成：当锂离子电池组的电压值低于第一电压阈值时，开启DC/DC模块，使铝空气电池组为锂离子电池组充电；当锂离子电池组的电压值高于第二电压阈值时，关闭DC/DC模块，使铝空气电池组停止为锂离子电池组充电；当铝空气电池组的电压值低于第三电压阈值时，提示更换铝空气电池组。
作为一种优选的实施方式，所述第一电压阈值为锂离子电池组额定电压值的20～30％。
作为另一种优选的实施方式，所述第一电压阈值为锂离子电池组额定电压值。
作为另一种优选的实施方式，所述第三电压阈值为铝空气电池组额定电压值的5～10％。
作为另一种优选的实施方式，所述铝空气电池组由至少两个铝空气电池并联而成。
作为另一种优选的实施方式，所述铝空气电池是采用碱性电解液的铝空气电池。
作为另一种优选的实施方式，所述锂离子电池电池组至少由两个锂离子电池并联而成。
作为另一种优选的实施方式，所述锂离子电池的正极材料为Li[Ni-Co-Al]O2。
作为另一种优选的实施方式，所述控制器为单片机或DSP。
本发明还涉及一种电动汽车，其包括电机控制模块，所述电机控制模块包括电机控制器和驱动电机，其还包括上述技术方案中任一所述的动力电池系统，所述电机控制模块与控制器连接。
【有益效果】
本发明提出的技术方案具有以下有益效果：
(1)本发明能够对锂离子电池组的充电进行实时控制，充电模式更加智能，充电效率更高，另外，本发明还通过对铝空气电池组的电量进行实时监控，达到提醒使用者更环铝空气电池组的目的。
(2)本发明采用铝空气电池组与锂离子电池组构成电动汽车的动力电池系统，由于铝空气电池组能量密度高，而锂离子电池组性能优异，因此能够平衡车辆整备质量和电池本身体积，同时更加有效地利用动力电池能量，克服了采用纯锂离子电池的车辆的自身重量与续驶里程的矛盾，在不增加整备质量的基础上大幅度提高了续航里程。
(3)本发明中的铝空气电池组采用更换铝板的机械式充电方式，只需要几分钟即可充满电，因此采用铝空气电池组无须充电设施，克服了充电难的问题。另外，铝空气电池组不工作时，能放置20年，同时能保证电量不损失，因此使用维护成本低。
附图说明
图1为本发明的实施例提供的电动汽车的动力电池系统的原理框图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图，对本发明的具体实施方式进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，也不是对本发明的限制。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在不付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
实施例
图1为本发明实施例提供的电动汽车的动力电池系统的原理框图。如图1所示，该动力电池系统包括控制器1、铝空气电池组2、电量采集模块3、锂离子电池组4、电量采集模块5、充电模块6和DC/DC模块7，电量采集模块3的输出端、电量采集模块5的输出端、铝空气电池组2、锂离子电池组4和DC/DC模块7均与控制器1连接，电量采集模块3的输入端与铝空气电池组2连接，电量采集模块5的输入端与锂离子电池组4连接，铝空气电池组2与锂离子电池组4通过DC/DC模块7连接，充电模块6的输出端与锂离子电池组4连接，充电模块6的控制端与控制器1连接，在需要通过外接电源对锂离子电池组4充电时，将充电模块6的输入端与市电电源连接。
电量采集模块3被配置成：采集铝空气电池组2的电压值并将该电压值发送至控制器1。
电量采集模块5被配置成：采集锂离子电池组4的电压值并将该电压值发送至控制器1。
控制器1被配置成：当锂离子电池组4的电压值低于预设的第一电压阈值时，开启DC/DC模块7，使铝空气电池组2为锂离子电池组4充电；当锂离子电池组4的电压值高于第二电压阈值时，关闭DC/DC模块7，使铝空气电池组2停止为锂离子电池组4充电；当铝空气电池组2的电压值低于预设的第三电压阈值时，提示更换铝空气电池组2。具体地，可以根据自身需求设置第一电压阈值、第二电压阈值和第三电压阈值，本实施例中，将第一电压阈值设置为锂离子电池组4额定电压值的25％，将第二电压阈值设置为锂离子电池组4额定电压值，将第三电压阈值为铝空气电池组2额定电压值的6％。具体地，本实施例采用DSP作为控制器1。
本实施例中，铝空气电池组2由两个铝空气电池并联而成，铝空气电池是采用碱性电解液的铝空气电池。锂离子电池组4由两个锂离子电池并联而成，锂离子电池的正极材料为Li[Ni-Co-Al]O2，正极材料为Li[Ni-Co-Al]O2的锂离子电池的放电深度在80％～100％区间的输出功率依然稳定，成组后循环寿命不低于4000次，约为普通磷酸铁锂单体的2倍，另外，成组后能量密度200Wh/Kg，约为磷酸铁锂2倍，同等质量下能够提供翻倍的电量，而且循环寿命翻倍，大大降低了使用维护成本，最后，其使用环境温度为-40～70，适用各种地域环境。
从以上实施例可以看出，本发明实施例能够对锂离子电池组的充电进行实时控制，充电模式更加智能，充电效率更高，本发明实施例还通过对铝空气电池组的电量进行实时监控，达到提醒使用者更环铝空气电池组的目的；另外，本发明实施例采用铝空气电池组与锂离子电池组构成电动汽车的动力电池系统，由于铝空气电池组能量密度高，而锂离子电池组性能优异，因此能够平衡车辆整备质量和电池本身体积，同时更加有效地利用动力电池能量，克服了采用纯锂离子电池的车辆的自身重量与续驶里程的矛盾，在不增加整备质量的基础上大幅度提高了续航里程；最后，本发明实施例中的铝空气电池组采用更换铝板的机械式充电方式，只需要几分钟即可充满电，因此采用铝空气电池组无须充电设施，克服了充电难的问题。另外，铝空气电池组不工作时，能放置20年，同时能保证电量不损失，因此使用维护成本低。

Claims (8)

1.一种电动汽车的动力电池系统，其特征在于包括控制器、铝空气电池组、第一电量采集模块、锂离子电池组、第二电量采集模块和DC/DC模块，所述第一电量采集模块的输出端、第二电量采集模块的输出端、铝空气电池组、锂离子电池组和DC/DC模块均与控制器连接，所述第一电量采集模块的输入端与铝空气电池组连接，所述第二电量采集模块的输入端与锂离子电池组连接，所述铝空气电池组与锂离子电池组通过DC/DC模块连接，
所述第一电量采集模块被配置成：采集铝空气电池组的电压值并将该电压值发送至控制器；
所述第二电量采集模块被配置成：采集锂离子电池组的电压值并将该电压值发送至控制器；
所述控制器被配置成：当锂离子电池组的电压值低于第一电压阈值时，开启DC/DC模块，使铝空气电池组为锂离子电池组充电；当锂离子电池组的电压值高于第二电压阈值时，关闭DC/DC模块，使铝空气电池组停止为锂离子电池组充电；当铝空气电池组的电压值低于第三电压阈值时，提示更换铝空气电池组，所述第一电压阈值为锂离子电池组电量为额定电量20～30％时的电压值，所述第二电压阈值为锂离子电池组额定电压值，所述第三电压阈值为铝空气电池组电量为额定电量5～10％时的电压值。
2.根据权利要求1所述的电动汽车的动力电池系统，其特征在于还包括充电模块，所述充电模块的输出端与锂离子电池组连接，所述充电模块的控制端与控制器连接。
3.根据权利要求1所述的电动汽车的动力电池系统，其特征在于所述铝空气电池组由至少两个铝空气电池并联而成。
4.根据权利要求3所述的电动汽车的动力电池系统，其特征在于所述铝空气电池是采用碱性电解液的铝空气电池。
5.根据权利要求1所述的电动汽车的动力电池系统，其特征在于所述锂离子电池电池组至少由两个锂离子电池并联而成。
6.根据权利要求5所述的电动汽车的动力电池系统，其特征在于所述锂离子电池的正极材料为Li[Ni-Co-Al]O2。
7.根据权利要求1所述的电动汽车的动力电池系统，其特征在于所述控制器为单片机或DSP。
8.一种电动汽车，其包括电机控制模块，所述电机控制模块包括电机控制器和驱动电机，其特征在于还包括权利要求1至7中任一所述的动力电池系统，所述电机控制模块分别与控制器和锂离子电池组连接。
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