CN108859821B - 能量回收包、系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种能量回收包、系统及方法，涉及动力能量回收技术领域，所述能量回收包应用于能量回收系统，所述能量回收包包括第一回收模块及第二回收模块，所述第一回收模块用于储存电压值处于第一预设范围的回收能量，所述第二回收模块用于储存电压值处于第二预设范围的回收能量，相比原有的锂离子电池回收能量，扩大了原有的锂离子电池回收能量区间，可以回收更大区间的能量，提高能量利用率，减少污染气体排放和提高新能源汽车的能源利用率。

Description

能量回收包、系统及方法
技术领域
本发明涉及动力能量回收技术领域，具体而言，涉及一种能量回收包、系统及方法。
背景技术
国家五部(工信部、财政部、商务部、海关总署、质检总局)联合颁布《乘用车企业平均燃料消耗量与新能源汽车积分并行管理办法》，法规要求2019、2020年度积分占比10％、12％。各主机厂加大研发力度，加速新能源化。而动力回收可利用闲置的能量，提高能量利用率。现有动力能量回收受限制于动力锂离子电池特性，仅回收能量区间小，浪费极多，回收效率低下，无法满足现有的能量回收需求。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例的目的在于提供一种能量回收包、系统及方法，以改善现有的能量回收装置只能够回收较小区间的能量，回收效率低下的问题。
本发明采用的技术方案如下：
本发明实施例提供了一种能量回收包，所述能量回收包应用于能量回收系统，所述能量回收包用于储存车辆回收的动力能量，所述能量回收包包括第一回收模块及第二回收模块，所述第一回收模块用于储存电压值处于第一预设范围的回收能量，所述第二回收模块用于储存电压值处于第二预设范围的回收能量。
进一步地，所述第一预设范围的电压值大于第二预设范围的电压值。
进一步地，所述电压值处于第一预设范围的回收能量的电流值小于电压值处于第二预设范围的回收能量的电流值。
进一步地，所述第一回收模块为锂离子电池，所述第二回收模块为超级电容。
进一步地，所述超级电容与所述锂离子电池电连接，所述超级电容还用于当所述锂离子电池SOC值低于预设值时为所述锂离子电池充电。
进一步地，所述超级电容还与车辆的动力装置电连接，所述超级电容还用于为车辆的动力装置提供电能。
进一步地，所述第二预设范围为0.5V～2.5V。
本发明实施例提供了一种能量回收系统，所述能量回收系统包括能量回收装置及能量回收包，所述能量回收包包括第一回收模块及第二回收模块，所述第一回收模块与所述能量回收装置电连接，用于储存所述能量回收装置回收的电压值处于第一预设范围的能量，所述第二回收模块与所述能量回收装置电连接，用于储存所述能量回收装置回收的电压值处于第二预设范围的能量。
本发明实施例提供了一种能量回收方法，所述能量回收方法应用于能量回收系统，所述能量回收系统包括能量回收装置及能量回收包，所述能量回收包包括第一回收模块及第二回收模块，所述方法包括：第一回收模块存储所述能量回收装置回收的电压值处于第一预设范围的能量；第二回收模块存储所述能量回收装置回收的电压值处于第二预设范围的能量。
进一步地，所述第一回收模块为锂离子电池，所述方法还包括：当所述锂离子电池的SOC低于预设值，所述第二回收模块为所述锂离子电池充电。
相对现有技术，本发明具有以下有益效果：
本发明提供的一种能量回收包、系统及方法，所述能量回收包应用于能量回收系统，所述能量回收包包括第一回收模块及第二回收模块，所述第一回收模块用于储存电压值处于第一预设范围的回收能量，所述第二回收模块用于储存电压值处于第二预设范围的回收能量，从而扩大了原有的锂离子电池回收能量区间，可以回收更大区间的能量，提高能量利用率，减少污染气体排放和提高新能源汽车的能源利用率。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1示出了本发明所提供的一种能量回收系统的示意图。
图2示出了能量回收包的示意图。
图3示出了能量回收方法的流程图
图标：10-能量回收系统；110-能量回收装置；111-车轮；112-传动机构；113-变速机构；114-电机；115-DC-DC控制器；130-能量回收包；131-锂离子电池；133-超级电容。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。
在本发明的描述中，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
大力推广使用新能源电动汽车是一种趋势，新能源纯电动轿车、纯电动中巴车、纯电动旅游观光车到处可见，衡量这些车的一个关键技术参数指标之一就是续航里程，根据能力守恒原则，续航里程越多，需要配置的动力电池额定容量就要越大，厂家为了增加续航里程，最常用的手段就是考虑把动力锂电池额定容量加大，电压加高，但是这样务必会增加制造成本，同时汽车空间也不允许，因此需要提高能量的利用率，例如可以将汽车制动能量进行回收以提高能量利用率。
制动能量回收系统包括与车型相适配的发电机、蓄电池以及可以监视电池电量的智能电池管理系统。制动能量回收系统回收车辆在制动或惯性滑行中释放出的多余能量，并通过发电机将其转化为电能，再储存在蓄电池中，用于之后的加速行驶。这个蓄电池还可为车内耗电设备供电，降低对发动机的依赖、发动机油耗及二氧化碳排放。
现有的汽车使用的蓄电池一般是动力锂电池，现有动力锂离子电池一般分为三元(镍钴锰，镍钴铝)，磷酸铁锂和锰酸锂，单体电池充放电为一个区间，电压过高或者电压过低的电量范围均会损耗电池寿命。
目前动力锂离子电池能量回收原理是这样的，减速或者刹车能量从车轮通过传动机构传递到变速机构，再通过变速机构传递至电机，电机将机械能转变为电能，整流后通过DC-DC控制器调节传递给动力锂离子电池。能量回收过程中，锂离子电池是个充电过程，储存能量。单体锂离子电池电芯在充电过程中存在一个电压区间，电压过高或电压过低都会损坏电池。而车辆减速或者刹车时能量波动范围大，锂离子电池有效的能量回收率10-20％，效率低。
第一实施例
本实施例提供了一种能量回收包130，以改善现有的锂离子电池131能量回收效率低的问题。
所述能量回收包130应用于能量回收系统10，请参阅图1，图1示出了本实施例提供的能量回收系统10的示意图。能量回收包130用于储存车辆回收的动力能量，例如通过制动能量回收系统10回收的能量。请参阅图2，所述能量回收包130包括第一回收模块及第二回收模块，第一回收模块和第二回收模块均与能量回收装置110电连接。所述第一回收模块用于储存回收电压值处于第一预设范围的能量，所述第二回收模块用于储存回收电压值处于第二预设范围的能量。
优选地，所述第一预设范围的电压值大于第二预设范围的电压值。所述电压值处于第一预设范围的回收能量的电流值小于电压值处于第二预设范围的回收能量的电流值。也就是说，第一预设范围的回收能量是大电压、低电流范围的能量。第二预设范围的回收能量是低电压、大电流范围的能量。
优选地，于本实施例中，所述第一回收模块为锂离子电池131，所述第二回收模块为超级电容133。
所述第一预设范围的回收能量的电压值可以是2.5V-4.2V，所述第二预设范围的回收能量的电压值可以是0.5V～2.5V。当回收能量的电压值处于2.5V-4.2V的电压范围时，回收至锂离子电池131，给所述锂离子电池131充电，当回收能量的电压值处于2.5V以下给超级电容133充电，从而可以拓宽回收能量的范围，相比仅仅有锂离子电池131回收能量时，扩大了能量回收的范围，提高了能量回收的效率，从而提高能量利用率。需要说明的是，本实施例所提及2.5V-4.2V等范围仅仅是一个示例，并非是对本发明的限制，第一预设范围和第二预设范围的具体数值还可以依照具体锂离子电池131和超级电容133特性设定。
于本实施例中，所述超级电容133还与所述锂离子电池131电连接，所述超级电容133还用于当所述锂离子电池131SOC值低于预设值时为所述锂离子电池131充电。例如，当锂离子电池131的SOC值低于20％时，超级电容133将回收储存的电路传输至锂离子电池131以为所述锂离子电池131充电。
于本实施例中，能量回收包130车辆的动力装置连接，以将回收储存的能量提供给车辆的动力装置。例如，所述锂离子电池131与DC-DC控制器115电连接，所述DC-DC控制器115与车辆的电机114电连接，所述DC-DC控制器115用于将锂离子电池131输出的能量转换为交流电，以供给所述电极驱动车辆行驶。
所述超级电容133也可作为独立的动力源为车辆提供动力，所述超级电容133与DC-DC控制器115电连接，所述DC-DC控制器115与车辆的电机114电连接，所述DC-DC控制器115用于将超级电容133输出的能量转换为交流电，以供给所述电极驱动车辆行驶。
需要说明的是，当所述超级电容133作为动力源为车辆的动力装置提供能源时，不为所述锂离子电池131充电。
第二实施例
本实施例提供一种能量回收系统10，所述能量回收系统10包括能量回收装置110及能量回收包130。需要说明的是，本实施例提供的能量回收包130，其结构组成与基本原理与第一实施例提供的能量回收包130的结构组成与基本原理大致相同，为简要描述，本实施例不再做详细说明，本实施例未介绍详尽之处请参阅第一实施例中的相关内容。
请参阅图1，图1示出了本实施例提供的能量回收系统10的示意图。能量回收系统10包括能量回收装置110及能量回收包130，能量回收包130与能量回收装置110电连接。
能量回收装置110用于回收车辆行驶或制动过程中的能量。能量回收装置110包括车轮111、传动机构112、变速机构113、电机114及DC-DC控制器115。减速或者刹车能量从车轮111通过传动机构112传递到变速机构113，再到经过变速机构113传递到电机114，电机114将机械能转变为电能，整流后通过DC-DC控制器115将电能调节转换后传递给能量回收包130进行回收存储。
于本实施例中，所述能量回收包130包括第一回收模块及第二回收模块，所述第一回收模块与所述能量回收装置110电连接，用于储存所述能量回收装置110回收的电压值处于第一预设范围的能量，所述第二回收模块与所述能量回收装置110电连接，用于储存所述能量回收装置110回收的电压值处于第二预设范围的能量。第一回收模块与第二回收模块电连接。
优选地，于本实施例中，所述第一回收模块为锂离子电池131，所述第二回收模块为超级电容133。
所述第一预设范围的回收能量的电压值可以是2.5V-4.2V，所述第二预设范围的回收能量的电压值可以是0.5V～2.5V。当回收能量的电压值处于2.5V-4.2V的电压范围时，回收至锂离子电池131，给所述锂离子电池131充电，当回收能量的电压值处于2.5V以下给超级电容133充电，从而可以拓宽回收能量的范围，相比仅仅有锂离子电池131回收能量时，扩大了能量回收的范围，提高了能量回收的效率，从而提高能量利用率。需要说明的是，本实施例所提及2.5V-4.2V等范围仅仅是一个示例，并非是对本发明的限制，第一预设范围和第二预设范围的具体数值还可以依照具体锂离子电池131和超级电容133特性设定。
相对于传统的仅仅有锂离子电池131回收能量的技术方案，本实施例提供的能量回收系统10可以回收的能量范围更大，可以提高能量回收效率，从而提高了能源利用率。
第三实施例
本实施例提供了一种能量回收方法，所述能量回收方法应用于能量回收系统10，所述能量回收系统10包括能量回收装置110及能量回收包130，所述能量回收包130包括第一回收模块及第二回收模块。优选地，于本实施例中，所述第一回收模块为锂离子电池131，所述第二回收模块为超级电容133。
需要说明的是，本实施例提供的能量回收方法，其基本原理与第二实施例提供的能量回收系统10的基本原理大致相同。本实施例未介绍详尽之处请参阅第二实施例中的相关内容。
请参阅图3，图3示出了本实施例提供的能量回收方法的流程图。所述方法包括：
步骤S10：锂离子电池131存储所述能量回收装置110回收的电压值处于第一预设范围的能量。
能量回收装置110用于回收车辆行驶或制动过程中的能量。能量回收装置110包括车轮111、传动机构112、变速机构113、电机114、DC-DC控制器115。减速或者刹车能量从车轮111通过传动机构112传递到变速机构113，再到经过变速机构113传递到电机114，电机114将机械能转变为电能，整流后通过DC-DC控制器115将电能调节转换后传递给能量回收包130进行回收存储。
所述第一预设范围的回收能量的电压值可以是2.5V-4.2V，当回收能量的电压值处于2.5V-4.2V的电压范围时，回收至锂离子电池131，给所述锂离子电池131充电，即所述第一回收模块将能量回收装置110回收的电压值处于第一预设范围的能量进行回收存储。
步骤S20：超级电容133存储所述能量回收装置110回收的电压值处于第二预设范围的能量。
第二预设范围的回收能量的电压值可以是0.5V～2.5V。当回收能量的电压值处于2.5V以下给超级电容133充电，从而可以拓宽回收能量的范围，相比仅仅有锂离子电池131回收能量时，扩大了能量回收的范围，提高了能量回收的效率，从而提高能量利用率。
所述第一回收模块为锂离子电池131，所述方法还包括：
步骤S30：当所述锂离子电池131的SOC低于预设值，所述超级电容133为所述锂离子电池131充电。
于本实施例中，所述超级电容133还与所述锂离子电池131电连接，所述超级电容133还用于当所述锂离子电池131SOC值低于预设值时为所述锂离子电池131充电。例如，当锂离子电池131的SOC值低于20％时，超级电容133将回收储存的电路传输至锂离子电池131以为所述锂离子电池131充电。
综上所述，本发明提供了一种能量回收包、系统及方法，所述能量回收包应用于能量回收系统，所述能量回收包包括第一回收模块及第二回收模块，所述第一回收模块用于储存电压值处于第一预设范围的回收能量，所述第二回收模块用于储存电压值处于第二预设范围的回收能量，相比原有的锂离子电池回收能量，扩大了原有的锂离子电池回收能量区间，可以回收更大区间的能量，提高能量利用率，减少污染气体排放和提高新能源汽车的能源利用率。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种能量回收包，其特征在于，所述能量回收包应用于能量回收系统，所述能量回收包用于储存车辆回收的动力能量，所述能量回收包包括第一回收模块及第二回收模块，所述第一回收模块用于储存电压值处于第一预设范围的回收能量，所述第二回收模块用于储存电压值处于第二预设范围的回收能量；
其中，所述第一回收模块为锂离子电池，所述第二回收模块为超级电容，所述第一预设范围的电压值大于第二预设范围的电压值，所述电压值处于第一预设范围的回收能量的电流值小于电压值处于第二预设范围的回收能量的电流值。
2.如权利要求1所述的能量回收包，其特征在于，所述超级电容与所述锂离子电池电连接，所述超级电容还用于当所述锂离子电池SOC值低于预设值时为所述锂离子电池充电。
3.如权利要求1所述的能量回收包，其特征在于，所述超级电容还与车辆的动力装置电连接，所述超级电容还用于为车辆的动力装置提供电能。
4.如权利要求1所述的能量回收包，其特征在于，所述第二预设范围为0.5V～2.5V。
5.一种能量回收系统，其特征在于，所述能量回收系统包括能量回收装置及如权利要求1～4任意一项所述的能量回收包，所述能量回收包包括第一回收模块及第二回收模块，所述第一回收模块与所述能量回收装置电连接，用于储存所述能量回收装置回收的电压值处于第一预设范围的能量，所述第二回收模块与所述能量回收装置电连接，用于储存所述能量回收装置回收的电压值处于第二预设范围的能量；
其中，所述第一回收模块为锂离子电池，所述第二回收模块为超级电容，所述第一预设范围的电压值大于第二预设范围的电压值，所述电压值处于第一预设范围的回收能量的电流值小于电压值处于第二预设范围的回收能量的电流值。
6.一种能量回收方法，其特征在于，所述能量回收方法应用于能量回收系统，所述能量回收系统包括能量回收装置及能量回收包，所述能量回收包包括第一回收模块及第二回收模块，所述方法包括：
第一回收模块存储所述能量回收装置回收的电压值处于第一预设范围的能量；
第二回收模块存储所述能量回收装置回收的电压值处于第二预设范围的能量；
其中，所述第一回收模块为锂离子电池，所述第二回收模块为超级电容，所述第一预设范围的电压值大于第二预设范围的电压值，所述电压值处于第一预设范围的回收能量的电流值小于电压值处于第二预设范围的回收能量的电流值。
7.如权利要求6所述的能量回收方法，其特征在于，所述方法还包括：
当所述锂离子电池的SOC低于预设值，所述第二回收模块为所述锂离子电池充电。
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