CN204567338U - 一种采用铅酸蓄电池加速器的电动汽车 - Google Patents

一种采用铅酸蓄电池加速器的电动汽车 Download PDF

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Abstract

本实用新型提供了一种采用铅酸蓄电池加速器的电动汽车，其特征在于，包括发动机、发电机、电池模块、电动机、车轮；发动机机械能输出端与所述发电机的机械能输入端相连，所述发动机用于为所述发电机提供机械能；所述发电机的电输出端分别与所述电池模块的电输入端和电动机的电输入端相连，所述发电机用于同时为所述电池模块和电动机供电；所述电池模块的电输出端还与所述电动机的电输入端相连，所述电池模块用于为所述电动机供电；所述电动机的机械能输出端与所述车轮相连，所述电动机用于驱动所述车轮转动；发动机还与一控制系统相连，所述控制系统用于控制所述发动机处于开启或关闭状态；电池模块包含并联连接的锂离子蓄电池和铅酸蓄电池组。

Description

一种采用铅酸蓄电池加速器的电动汽车
技术领域
本实用新型涉及一种电动汽车，具体地，涉及一种低成本高动力的采用铅酸蓄电池加速器的电动汽车。
背景技术
普通的电动汽车受制于目前的蓄电池的技术，尤其是受制于其最大的放电电流的限制，无法做到瞬时的大功率，严重影响了其动力性。如果强行通过采用大容量的蓄电池的方法来解决，又使得整车的重量快速上升、成本居高不下。典型的跑车的最大功率都非常高，如2015款保时捷的卡宴跑车，其售价在97.20万元～283.90万元人民币之间，对应的车型的最大功率为245～419KW之间。最新推出的比亚迪的唐，其发动机的最大功率为151KW，2台电机的共计最大输出功率为110KW，预计售价在60万元人民币。较高的制作成本使电动汽车的售价高居不下，市场上面目前尚没有一款总价在20万元人民币以内、最大输出功率在100～150KW左右的电动汽车。现亟需低一种低成本高动力电动汽车以满足低层消费者以及普通大众的消费需求。
实用新型内容
针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种可以为市场所接受的低成本、高动力加速器的电动汽车。
根据本实用新型提供的一种采用铅酸蓄电池加速器的电动汽车，包括发动机、发电机、电池模块、电动机、车轮；
所述发动机机械能输出端与所述发电机的机械能输入端相连，所述发动机用于为所述发电机提供机械能；所述发电机的电输出端分别与所述电池模块的电输入端和电动机的电输入端相连，所述发电机用于同时为所述电池模块和电动机供电；所述电池模块的电输出端还与所述电动机的电输入端相连，所述电池模块用于为所述电动机供电；所述电动机的机械能输出端与所述车轮相连，所述电动机用于驱动所述车轮转动；
所述发动机还与一控制系统相连，所述控制系统用于控制所述发动机处于开启或关闭状态；
所述电池模块包含并联连接的锂离子蓄电池和铅酸蓄电池组。
作为一种优化方案，所述铅酸蓄电池组由若干个相互串联的铅酸蓄电池单体组成。
作为一种优化方案，所述铅酸蓄电池单体数量为6-9个，所述铅酸蓄电池单体电压为12V。与现有技术相比，本实用新型具有如下的有益效果：
电动汽车的动力电池为锂电池，容量较大，提供日程行驶的电能；铅酸蓄电池作为后备，容量很小，只是在需要高动力的时候提供额外的瞬时功率。铅酸蓄电池组直接和电机相连，并接受发电机组的直接充电，起到汽车加速器的作用。由于铅酸蓄电池快速放电后需要及时地进行补充充电，才可以确保蓄电池的放电能力，本车型的理想构造是采用铅酸蓄电池加速器的电动汽车，在高动力的行驶状态下可以开动发电机组给蓄电池充电。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为一种采用铅酸蓄电池加速器的电动汽车实施例的蓄电池组结构示意图；
图2为一种采用铅酸蓄电池加速器的电动汽车实施例的工作原理示意图；
图3为另一种采用铅酸蓄电池加速器的电动汽车实施例的工作原理示意图。
其中，序号分别表示：1-铅酸蓄电池单体，2-铅酸蓄电池组，3-发动机，4-发电机，5-电池模块，6-电动机，7-车轮，8-锂离子电池。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本实用新型的保护范围。
如图2所示，一种采用铅酸蓄电池加速器的电动汽车，其特征在于，包括发动机、发电机、电池模块、电动机、车轮；
所述发动机机械能输出端与所述发电机的机械能输入端相连，所述发动机用于为所述发电机提供机械能；所述发电机的电输出端分别与所述电池模块的电输入端和电动机的电输入端相连，所述发电机用于同时为所述电池模块和电动机供电；所述电池模块的电输出端还与所述电动机的电输入端相连，所述电池模块用于为所述电动机供电；所述电动机的机械能输出端与所述车轮相连，所述电动机用于驱动所述车轮转动；
所述发动机还与一控制系统相连，所述控制系统用于控制所述发动机处于开启或关闭状态；
如图3所示，所述电池模块包含并联连接的锂离子蓄电池和铅酸蓄电池组。
所述铅酸电池组和锂电池的一端分别与所述电动机相连，另一端分别与所述发电机相连。并联连接的锂离子蓄电池和铅酸蓄电池组同时为电动机供电。
在正常行驶过程中，所述控制系统关闭所述发动机，发动机-发电机-电动机的供电线路无电流输出，仅电池模块为所述电动机供电。当需要增力加速时，所述控制系统开启所述发动机，所述发动机为所述发电机提供机械能，所述发电机产生电能并为所述电池模块和电动机供电。所述电动机在所述发电机增加电力的情况下加大转速，从而使车轮转速提高，进而加快电动汽车的行驶速度。虽然铅酸蓄电池组的容量远低于锂电池组，但是由于其拥有巨大的瞬时放电能力，因此，与所述锂离子蓄电池并联的铅酸蓄电池组可以在行驶加速时也保证电池模块整体的放电能力。本专利中铅酸蓄电池起到加速器的作用。
如图1所示的实施例，所述铅酸蓄电池组由若干个相互串联的铅酸蓄电池单体组成。
作为一种优化方案。所述铅酸蓄电池单体数量为6-9个，所述铅酸蓄电池单体电压为12V。
本专利中锂离子蓄电池也叫做锂电池，铅酸蓄电池也叫做铅酸电池。
根据以上构思，本专利初步设计的采用铅酸蓄电池加速器的电动车的配置如下：
1.为了确保50KM的续航里程，需要采用容量不低于10KWH的锂电池组。锂电池组的最大实际放电功率为30KW。
2.采用4～11只12V超高倍率的启动型的铅酸蓄电池单体并联成组，得到48～132V的铅酸蓄电池组，优选72～108V的铅酸蓄电池组。如ENERSYS公司的ODYSSEY系列纯铅技术蓄电池，可以采用9只12V30AH的铅酸蓄电池单体并联，形成108V30AH的蓄电池组，总容量为3.24KWH。铅酸蓄电池组的容量要根据具体的情况确定，其约束因素有：体积、重量、成本、整车平衡等。
3.虽然铅酸蓄电池组的容量远低于锂电池组，但是由于其拥有巨大的瞬时放电能力，可以达到30C，也即3.24KWH的铅酸蓄电池组的最大放电功率可以高达90KW。在同时放电的情况下，铅酸蓄电池组加上锂电池组的最大放电功率可以高达120KW。由于采用了小型的铅酸蓄电池组，所增加的成本在1万元以内。
4.铅酸蓄电池组和锂电池组采取并联的形式分别和电机、发电机组相连。
5.常用的超高倍率启动型铅酸蓄电池包括保定风帆、湖北骆驼、德国VARTA/江森、美国EXIDE等主流品牌。它们最新的启停用蓄电池可以具有更长的使用寿命，也属于启动型蓄电池的范畴。
6.最优的是选用美国ENERSYS电源公司的ODYSSEY系列纯铅技术铅酸蓄电池。该蓄电池具备最高30C的瞬时放电能力，同时有接受最高1.6C的快充能力和较长的寿命，是采用铅酸蓄电池加速器的电动车的最理想选择。
本系列电动车为采用铅酸蓄电池加速器的电动车，纯电动状态下可以保证续航里程50KM以上，超出的部分利用发电机组发电来驱动电机。发电机组同时给蓄电池(含铅酸和锂电池)充电。
电动汽车的动力电池为锂电池，容量较大，提供日程行驶的电能；铅酸蓄电池组作为后备，容量很小，只是在需要高动力的时候提供额外的瞬时功率。
纯电动汽车的锂电池一般采用能量型的蓄电池。无论是三元、锰酸锂还是磷酸铁锂技术的锂电池电芯，其最大的放电电流一般不超过10C，组合成组后最大的放电电流不超过6C。但是实际应用当中一般推荐客户以1C以下的电流放电，否则会由于放电太快而导致蓄电池组的电压下降太快，实际可得容量大大降低，甚至只有理论容量的30％以下。因此，实际当中蓄电池的输出功率一般不超过3C，如为了保证50KM的续航里程所采用的锂电池组的容量为10KWH，则其最大输出功率一般不得高于30KW。
为了提高蓄电池的最大输出功率，可以采用扩大锂电池组的容量的方法，如把锂电池组的容量扩大到40KWH，则其最大输出功率可以高达120KW。这么做的缺点是成本快速上升，仅增加的蓄电池部分的成本就提高了15万元左右。
为了提高蓄电池的最大输出功率，还有一种办法就是在锂电池组的基础上并联采用了超高倍率的启动型的铅酸蓄电池，最好的是美国ENERSYS电源公司的ODYSSEY系列的纯铅技术蓄电池。由于该蓄电池具备了最高达到30C的瞬时放电能力，可以为电动车提供优异的动力性；同时该蓄电池还具有长寿命的特点，能够满足2-3年的最低要求；其额外增加的成本可以大幅下降到1万元以内。这样整车的成本只需要提高1～2万元左右，就可以为开发出可以为市场所接受的低成本、高动力的电动汽车。
铅酸蓄电池组直接和电机相连，并接受发电机组的直接充电，起到汽车加速器的作用。
由于铅酸蓄电池快速放电后需要及时地进行补充充电，才可以确保蓄电池的放电能力，本车型的理想构造是采用铅酸蓄电池加速器的电动汽车，在高动力的行驶状态下可以开动发电机组给蓄电池充电。
以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本实用新型的实质内容。

Claims (3)

1.一种采用铅酸蓄电池加速器的电动汽车，其特征在于，包括发动机、发电机、电池模块、电动机、车轮；
所述发动机机械能输出端与所述发电机的机械能输入端相连，所述发动机用于为所述发电机提供机械能；所述发电机的电输出端分别与所述电池模块的电输入端和电动机的电输入端相连，所述发电机用于同时为所述电池模块和电动机供电；所述电池模块的电输出端还与所述电动机的电输入端相连，所述电池模块用于为所述电动机供电；所述电动机的机械能输出端与所述车轮相连，所述电动机用于驱动所述车轮转动；
所述发动机还与一控制系统相连，所述控制系统用于控制所述发动机处于开启或关闭状态；
所述电池模块包含并联连接的锂离子蓄电池和铅酸蓄电池组。
2.根据权利要求1所述的一种采用铅酸蓄电池加速器的电动汽车，其特征在于，所述铅酸蓄电池组由若干个相互串联的铅酸蓄电池单体组成。
3.根据权利要求2所述的一种采用铅酸蓄电池加速器的电动汽车，其特征在于，所述铅酸蓄电池单体数量为6-9个，所述铅酸蓄电池单体电压为12V。
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