CN203377351U - 一种复合式车载电源 - Google Patents

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纪效波
冉闯闯
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Abstract

本实用新型公开了一种复合式车载电源，包括超级电容器C和动力电池B；超级电容器C的一端与可调电阻R1串联后，再与二极管D的负极相连；二极管D的正极与可调电阻R3相连后，再与动力电池B的负极相连；动力电池B的正极与超级电容器C的另一端相连；动力电池B的正极与二极管D的负极分别作为复合式车载电源的正极和负极；电流限流器S与可调电阻R2串联后构成的支路两端并联于二极管D的负极与动力电池B的负极之间。利用超电容高功率，电池高能量特点，具有超级电容数KW/Kg的功率密度，动力电池数百Wh/Kg的功率密度。复合式电源降低了大电流充放、频繁启动对动力电池的损伤，延长电池寿命。

Description

一种复合式车载电源
技术领域
本实用新型涉及一种复合式车载电源。
背景技术
车载电源主要用于机动车及电动车等交通工具的启动，车内用电器电能供给，以及在电动自行车、包括混合动力汽车，纯电动汽车等的新能源汽车中充当驱动电源。车载电源性能的优劣也将直接关系到机动车、电动车启动和使用质量。近年来，大型汽车和部分顶级豪华轿车的最大电力负载都达到或超过了2KW，原有的14V交流电机动力系统已经不能满足需要，而且今后汽车工业对电子负载能力的要求还会不断的提高，预计在下一个10年中，汽车电力负载可能会达到10KW以上。大功率的空调设施、电子转向装置以及其他一系列的新设施新功能都大大增加了对汽车电力负载的要求，传统的车载蓄电池由于低温环境工作能力差，不能进行大功率能量充放，行车过程出现峰电流易对其造成损伤而降低使用寿命，甚至会发生安全问题，无法满足汽车行业对车用电源的需求。
在电动车领域，电动自行车电源均采用铅酸电池或锂离子电池等动力电池，但是铅酸电池每块报废产生约3公斤铅的污染问题，以及电池充电时间长，使用寿命短等问题也日益突出了车用电源的不足。电动汽车因为对动力电源具有更高的要求因而其发展也一直受到电池技术的制约，如何解决电池的问题，成为了电动汽车发展最大的瓶颈。现在动力型锂电池技术的发展，电动汽车的电能来源问题得到了基本解决，但是在车辆的使用过程中，使用锂离子电池的电动汽车出现了电池使用寿命短，车辆加速性能差的问题。
实用新型内容
本实用新型提供了一种复合式车载电源，其目的在于，克服上述现有技术中车载电源的功率密度小，不能进行快速充放电的问题。
一种复合式车载电源，包括超级电容器C和动力电池B控制电路；
超级电容器C的一端与可调电阻R1串联后，再与二极管D的负极相连；二极管D的正极与可调电阻R3相连后，再与动力电池B的负极相连；动力电池B的正极与超级电容器C的另一端相连；动力电池B的正极与二极管D的负极分别作为复合式车载电源的正极和负极；
电流限流器S与可调电阻R2串联后构成的支路两端并联于二极管D的负极与动力电池B的负极之间。
所述动力电池B为锂离子电池、钠离子电池、铅酸电池、镍氢电池和镍镉电池单体中的任意一种或几种电池单体的组合。
所述超级电容器C为金属氧化物赝电容、双电层电容、混合超级电容单体中的任意一种或几种电容单体的组合。
所述电池单体组合包括电池单体并联后再串联和电池单体串联后再并联两种连接结构。
所述电容单体组合包括电容单体并联后再串联和电容单体串联后再并联两种连接结构。
有益效果
本实用新型提供的复合式车载电源，同时利用了超电容高功率，电池高能量特点，可以具有超级电容数KW/Kg的功率密度，动力电池数百Wh/Kg的功率密度。作为车载电源，可以在小于0.2S内实现起动机启动，并能在-25-50℃的环境下正常工作，具有快速启动与加速，爬坡动力足。复合式电源降低了大电流充放、频繁启动对动力电池的损伤，延长电池寿命。电源中并联电路结构可以使电池低电量状态时的蓄电电量通过超级电容器得到高效使用，提高了电源的工作效率和电力使用质量。超级电容器的设计可以使复合电源承受浪涌电流和大功率充放电，进而实现车辆制动能量回收，使电动车延长行驶距离10～40%。
附图说明
图1为本实用新型的复合式车载电源电路图；
图2复合式电源中超级电容器电容组和动力电池组经过单体串联后再进行并联，与控制电路连接形成的组合图。
图3复合式电源中超级电容器电容组和动力电池组经过单体并联后再进行串联，与控制电路连接形成的组合图。
具体实施方式
下面将结合附图对本实用新型做进一步的说明。
如图1所示，为本实用新型的复合式车载电源电路图，一种复合式车载电源，包括超级电容器C和动力电池B；
超级电容器C的一端与可调电阻R1串联后，再与二极管D的负极相连；二极管D的正极与可调电阻R3相连后，再与动力电池B的负极相连；动力电池B的正极与超级电容器C的另一端相连；动力电池B的正极与二极管D的负极分别作为复合式车载电源的正极和负极；
电流限流器S与可调电阻R2串联后构成的支路两端并联于二极管D的负极与动力电池B的负极之间。
所述动力电池B为锂离子电池、钠离子电池、铅酸电池、镍氢电池和镍镉电池单体中的任意一种或几种电池单体的组合。
所述超级电容器C为金属氧化物赝电容、双电层电容、混合超级电容单体中的任意一种或几种电容单体的组合。
所述电池单体组合包括电池单体并联后再串联和电池单体串联后再并联两种连接结构。
所述电容单体组合包括电容单体并联后再串联和电容单体串联后再并联两种连接结构。复合式车载电源包括外电路对其充电和电源对外供电两种方式进行。外电路对电源充电，可调电阻R1调节流经超级电容器C的干路电流，使超级电容器在额定范围内可以进行大电流快充。外电路电流可以流经限流器S，可调电阻R2配合固定阻值限流器成为可调限流器，既能承受浪涌电流，又能对不同类型的电池B在额定范围内设定最佳充电条件，同时超级电容器还可以在外电路充电或充电截止后继续经过限流器对电池进行充电，此时二极管D防止支路产生大电流对电池充电而损伤电池。这样可以实现超级电容器和电池的同时充电，能在大电流条件下对复合电源进行充电，并能稳定可控的电流对电池进行线上外电路电流充电和线下外电路电流截止充电，有效减少线上充电时间。电源对外放电时主要由超级电容器C进行供电，通过可调电阻R1控制输出功率。通过可调电阻R2，R3和限流器S，二极管D共同设定电池干路电流，防止大电流输出而对电池造成损伤，缩短其使用寿命。同时经过限流器和二极管两条线路，控制电池对超级电容器C的充电电流，在线下状态实现超级电容器对外连续供电，提高电池中蓄电电量的利用效率。
图2为复合式电源中超级电容器电容组或动力电池组经过单体串联后再进行并联的连接结构。
图3为复合式电源中超级电容器电容组或动力电池组经过单体并联后再串联的连接结构。
本复合式车载电源，将超级电容器作为接受外电路充电始端和对外供电终端，可以进行大电流快充和大功率供电。将动力电池作为复合式电源主要能量储存装置，提高车载电源的蓄电量，延长使用时间。

Claims (5)

1.一种复合式车载电源，其特征在于，包括超级电容器C和动力电池B；超级电容器C的一端与可调电阻R1串联后，再与二极管D的负极相连；二极管D的正极与可调电阻R3相连后，再与动力电池B的负极相连；动力电池B的正极与超级电容器C的另一端相连；动力电池B的正极与二极管D的负极分别作为复合式车载电源的正极和负极；
电流限流器S与可调电阻R2串联后构成的支路两端并联于二极管D的负极与动力电池B的负极之间。
2.根据权利要求1所述的复合式车载电源，其特征在于，所述动力电池B为锂离子电池、钠离子电池、铅酸电池、镍氢电池和镍镉电池单体中的任意一种或几种电池单体的组合。
3.根据权利要求1所述的复合式车载电源，其特征在于，所述超级电容器C为金属氧化物赝电容、双电层电容、混合超级电容单体中的任意一种或几种电容单体的组合。
4.根据权利要求2所述的复合式车载电源，其特征在于，所述电池单体组合包括电池单体并联后再串联和电池单体串联后再并联两种连接结构。
5.根据权利要求3所述的复合式车载电源，其特征在于，所述电容单体组合包括电容单体并联后再串联和电容单体串联后再并联两种连接结构。
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