CN201506243U - 液电复合储能装置 - Google Patents

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Abstract

一种液电复合储能装置，属于混合动力车辆的能量存储装置。该储能装置的液压泵/马达的输出轴、电机的输出轴与电磁离合器机械连接，两位两通换向阀的一个油口、溢流阀的进油端口、减压阀的进油端口与液压蓄能器的油口连通，液压泵/马达的进油端口与两位两通换向阀的另一个油口连通，液压泵/马达控制组件与液压泵/马达机械连接，液压泵/马达控制组件的进油端口与减压阀的出油端口连通，液压泵/马达的出油端口、液压泵/马达控制组件的出油端口与油箱连通，逆变器分别与电机和蓄电池连接。优点：解决了对储能装置高功率密度、高能量密度的需求问题，解决了蓄电池大电流瞬间充放电困难，体积小、重量轻、造价低、技术成熟、系统寿命长。

Description

液电复合储能装置
技术领域
本实用新型涉及一种混合动力车辆的能量存储装置，特别是一种液电复合储能装置。
背景技术
在混合动力车辆中，储能装置对提高车辆的总效率非常重要。混合动力车辆要求储能装置在短时间内能够回收和释放大量功率。为使储能装置不致太重，要求其应具有比较高的功率密度和能量密度。
目前，混合动力车辆车载电源装置大多数采用单一蓄电池来组成，随着近几年科技的发展，电池技术仍然不能很好地解决能量密度与功率密度二者之间的相互制约关系，使得蓄电池瞬间充放大电流困难，造成电源系统效率低、制动能量回收不佳的后果，而超级电容和燃料电池又存在着明显的成本和技术安全性等问题。液压蓄能器虽然功率密度大，但相对较小的能量密度在一定程度上限制了该项技术在混合动力车辆上的广泛应用。
实用新型内容
本实用新型的目的是为解决混合动力车辆对能量存储装置高功率密度和高能量密度的要求，提高储能装置的循环效率，提供一种液电复合储能装置。
本实用新型的目的是这样实现的：该储能装置包括液压蓄能器组件(1)、液压蓄能器(2)、两位两通换向阀(3)、压力传感器(16)、储能装置控制器(4)、溢流阀(5)、蓄电池(6)、逆变器(7)、电机(8)、电磁离合器(9)、液压泵/马达控制组件(10)、油箱(13)、液压泵/马达(14)和减压阀(15)，液压泵/马达(14)的输出轴、电机(8)的输出轴与电磁离合器(9)机械连接，两位两通换向阀(3)的一个油口、溢流阀(5)的进油端口、减压阀(15)的进油端口与液压蓄能器(2)的油口连通，液压泵/马达(14)的进油端口与两位两通换向阀(3)的另一个油口连通，液压泵/马达控制组件(10)与液压泵/马达(14)机械连接，液压泵/马达控制组件(10)的进油端口与减压阀(15)的出油端口连通，液压泵/马达(14)的出油端口、液压泵/马达控制组件(10)的出油端口与油箱(13)连通，逆变器(7)分别与电机(8)和蓄电池(6)连接；两位两通换向阀(3)的控制信号输入端与储能装置控制器(4)的第一控制信号输出端连接，压力传感器(16)的压力信号输出端与储能装置控制器(4)的第一信号输入端连接，液压泵/马达控制组件(10)的控制信号输入端与储能装置控制器(4)的第二控制输出端连接，逆变器的控制信号输入端与储能装置控制器的第三控制信号输出端连接，蓄电池(6)的电压电流信号输出端与储能装置控制器(4)的第二信号输入端连接，电磁离合器(9)的控制信号输入端与储能装置控制器(4)的第四控制信号输出端连接。
所述的液压泵/马达控制组件(10)由电液伺服阀(12)和变量油缸(11)组成，电液伺服阀(12)的P口与减压阀(15)的出油端口连通，电液伺服阀(12)的O口与油箱(13)的油口连通，电液伺服阀(12)的A、B端口分别与变量油缸(11)的进、出油口连通，变量油缸(11)的活塞杆与液压泵/马达(14)的斜盘机械连接。
所述的储能装置控制器(4)为PIC系列单片机。
所述的液压蓄能器组件(1)由高压液压蓄能器(2)和两位两通电液换向阀(3)和压力传感器(16)组成，两位两通电液换向阀(3)的一个油路端口与液压泵/马达(14)的进油端口连通，两位两通电液换向阀(3)的另一个油路端口与高压液压蓄能器(2)的油路端口、溢流阀(5)的进油口、减压阀(15)的进油口连通。
有益效果，由于采用了上述方案，
(1)储能装置控制器监控蓄电池的电压及电量状态和液压蓄能器的压力状态，发送信号给整车控制器，同时接收整车控制器对储能装置系统的功率需求；
(2)根据储能装置系统功率需求以及液压蓄能器和蓄电池的储能状态，储能装置控制器决定蓄电池和液压蓄能器的能量输出；
(3)车辆起动时，若液压蓄能器压力高于最低工作压力，储能装置控制器发送控制信号给液压蓄能器组件，两位两通换向阀开启，液压蓄能器释放能量，储能装置控制器发送控制信号给液压泵/马达控制组件，使液压泵/马达工作于马达工况，提供全部驱动功率，同时保持电磁离合器接合，蓄电池的逆变器关闭；
(4)车辆制动时，储能装置控制器发送控制信号给液压蓄能器组件和液压泵控制组件，两位两通换向阀开启，回收车辆的制动动能，同时控制逆变器关闭；
(5)车辆正常行驶时，若蓄电池的电量不足时，则由电源控制器直接向发动机控制器发充电命令，由发动机输出功率为蓄电池充电，此时电磁离合器断开；若蓄电池充满，整车采用电动驱动方式，同时电磁离合器断开，液压泵/马达不工作。
解决了混合动力车辆对能量存储装置高功率密度和高能量密度的要求，提高储能装置的循环效率，达到了本实用新型的目的。
本实用新型液电复合储能装置的优点是：在整车正常运行时，蓄电池提供整车所需的平均功率，保证电池高效、平稳地工作，液压蓄能器用于满足车辆的起动、制动和加速时对大功率密度的需求。因此，解决了对储能装置高功率密度、高能量密度的需求问题，解决了蓄电池大电流瞬间充放电困难、比功率低的缺点，而且弥补了液压蓄能器能量密度小的缺点。同时，液电储能装置具有体积小、重量轻、造价低、技术成熟、系统寿命长等优点。
附图说明
图1是本实用新型的液电复合储能装置的结构示意图。
图中，1、液压蓄能器组件；2、高压液压蓄能器；3、两位两通电液换向阀；4、储能装置控制器；5、溢流阀；6、蓄电池；7、逆变器；8、电机；9、电磁离合器；10、液压泵/马达控制组件；11、变量油缸；12、电液伺服阀；13、油箱；14、液压泵/马达；15、减压阀；16、压力传感器。
具体实施方式
实施例1：图1中，本实用新型混合动力车辆的液电复合能量储能装置由液压蓄能器组件1、液压泵/马达14、液压泵/马达控制组件10、溢流阀5、减压阀15、电磁离合器9、电机8、逆变器7、蓄电池6、储能装置控制器4组成。液压泵/马达14的输出轴、电机8的输出轴与电磁离合器9机械连接，两位两通换向阀3的一个油口、溢流阀5的进油端口、压阀15的进油端口与液压蓄能器2的油口连通，液压泵/马达14的进油端口与两位两通换向阀3的另一个油口连通，液压泵/马达控制组件10与液压泵/马达14机械连接，液压泵/马达控制组件10的进油端口与减压阀15的出油端口连通，液压泵/马达14的出油端口、液压泵/马达控制组件10的出油端口与油箱13连通，逆变器7分别与电机8和蓄电池6连接。两位两通换向阀3的控制信号输入端与储能装置控制器4的第一控制信号输出端连接，压力传感器16的压力信号输出端与储能装置控制器4的第一信号输入端连接，液压泵/马达控制组件10的控制信号输入端与储能装置控制器4的第二控制输出端连接，逆变器7的控制信号输入端与储能装置控制器4的第三控制信号输出端连接，蓄电池6的电压电流信号输出端与储能装置控制器4的第二信号输入端连接，电磁离合器9的控制信号输入端与储能装置控制器4的第四控制信号输出端连接。
所述的液压泵/马达控制组件10由电液伺服阀12和变量油缸11组成，电液伺服阀12的P口与减压阀15的出油端口连通，电液伺服阀12的O口与油箱13的油口连通，电液伺服阀12的A、B端口分别与变量油缸11的进、出油口连通，变量油缸11的活塞杆与液压泵/马达14的斜盘机械连接。
所述的高压液压蓄能组件1由高压液压蓄能器2和两位两通电液换向阀3组成，两位两通电液换向阀3的一个油路端口与液压泵/马达14的进油端口连通，两位两通电液换向阀3的另一个油路端口与高压液压蓄能器2的油路端口、溢流阀5的进油口、减压阀15的进油口连通。
所述的液压蓄能器组件1压力信号输出端与储能装置控制器4的第一信号输入端连通，通过测量液压蓄能器的压力来判断其能量储备。
所述的蓄电池6电压信号输出端与储能装置控制器4的第二信号输入端连通，用来监控蓄电池的电压及电量状态
所述的储能装置控制器4为PIC系列单片机。

Claims (4)

1.一种液电复合储能装置，其特征是：该储能装置包括液压蓄能器组件(1)、液压蓄能器(2)、两位两通换向阀(3)、压力传感器(16)、储能装置控制器(4)、溢流阀(5)、蓄电池(6)、逆变器(7)、电机(8)、电磁离合器(9)、液压泵/马达控制组件(10)、油箱(13)、液压泵/马达(14)和减压阀(15)，液压泵/马达(14)的输出轴、电机(8)的输出轴与电磁离合器(9)机械连接，两位两通换向阀(3)的一个油口、溢流阀(5)的进油端口、减压阀(15)的进油端口与液压蓄能器(2)的油口连通，液压泵/马达(14)的进油端口与两位两通换向阀(3)的另一个油口连通，液压泵/马达控制组件(10)与液压泵/马达(14)机械连接，液压泵/马达控制组件(10)的进油端口与减压阀(15)的出油端口连通，液压泵/马达(14)的出油端口、液压泵/马达控制组件(10)的出油端口与油箱(13)连通，逆变器(7)分别与电机(8)和蓄电池(6)连接；两位两通换向阀(3)的控制信号输入端与储能装置控制器(4)的第一控制信号输出端连接，压力传感器(16)的压力信号输出端与储能装置控制器(4)的第一信号输入端连接，液压泵/马达控制组件(10)的控制信号输入端与储能装置控制器(4)的第二控制输出端连接，逆变器的控制信号输入端与储能装置控制器的第三控制信号输出端连接，蓄电池(6)的电压电流信号输出端与储能装置控制器(4)的第二信号输入端连接，电磁离合器(9)的控制信号输入端与储能装置控制器(4)的第四控制信号输出端连接。
2.根据权利要求1所述的液电复合储能装置，其特征是：所述的液压泵/马达控制组件(10)由电液伺服阀(12)和变量油缸(11)组成，电液伺服阀(12)的P口与减压阀(15)的出油端口连通，电液伺服阀(12)的O口与油箱(13)的油口连通，电液伺服阀(12)的A、B端口分别与变量油缸(11)的进、出油口连通，变量油缸(11)的活塞杆与液压泵/马达(14)的斜盘机械连接。
3.根据权利要求1所述的液电复合储能装置，其特征是：所述的储能装置控制器(4)为PIC系列单片机。
4.根据权利要求1所述的液电复合储能装置，其特征是：所述的液压蓄能器组件(1)由高压液压蓄能器(2)和两位两通电液换向阀(3)和压力传感器(16)组成，两位两通电液换向阀(3)的一个油路端口与液压泵/马达(14)的进油端口连通，两位两通电液换向阀(3)的另一个油路端口与高压液压蓄能器(2)的油路端口、溢流阀(5)的进油口、减压阀(15)的进油口连通。
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