CN207291696U - 纯电动汽车双源能量系统整车主功率回路系统结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了纯电动汽车双源能量系统整车主功率回路系统结构，包括高压箱以及高压箱内设置的锂电池管理控制器、超级电容管理控制器、绝缘检测模块和能量管理控制器，高压箱外设置有慢充接口、功率接口装置、快充接口、锂电池组、超级电容器组、电容散热空调、散热空调供电模块、PTC加热模块、加热供电模块、电机控制器、辅助供电模块和车载空调，功率接口装置分别连接锂电池组和超级电容器组；快充接口通过开关与功率变换器和超级电容器组相连，超级电容器组还分别连接电机控制器、辅助供电模块、车载空调和电容散热空调。本实用新型结合锂电池能量密度较大和超级电容器功率密度较大的特点，增强了混合电源的负载适应能力。
Description
技术领域
本实用新型涉及新能源汽车领域，特别涉及一种纯电动汽车双源能量系统整车主功率回路系统结构。
背景技术
随着国家和国际上对于清洁能源的重视度的与日俱增，动力电池作为主角开始广泛的被应用于电动汽车领域，现有的电动汽车主要分为纯电动汽车、混合动力汽车和燃料电池汽车三种类型。由于纯电动汽车具有节约石油资源,环保等优点，被认为是汽车工业的未来。目前常见的纯电动汽车电源系统主要由单一的供电电源来供电，且主要以铅酸蓄电池、锂电池、超级电容等二次电源为供电电源。
超级电容器属于物理储能器件，其充放电过程实质上就是导电离子在电极上的吸附和脱附过程。与传统的电容器和二次电池相比，超级电容器的比功率是电池的10倍以上，储存电荷的能力比普通电容器高，并具有充放电速度快、循环寿命长、使用的温限范围宽、对环境无污染等特点，适用于大功率脉冲电源、电动汽车驱动电源、电网负荷质量调节等领域，是非常有前途的一种新型绿色能源。但是超级电容器的能量密度与锂电池相比偏低，大约是锂电池的10～20％，超级电容器的成本一般也是锂电池系统的10倍以上。在相同的能量需求条件下，其体积重量比锂电池组大得多，因此纯超级电容公交车存在着成本高、质量大、续航里程短等问题。锂电池具有能量密度高的优点，因此纯锂电池公交车具有续航里程较长的优点，但由于锂电池对于存放与使用环境温度、充放电倍率等方面有较高要求，因此也存在着适应能力不好的问题。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种结合锂电池能量密度较大和超级电容器功率密度较大的特点，增强混合电源的负载适应能力的纯电动汽车双源能量系统整车主功率回路系统结构。
本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：纯电动汽车双源能量系统整车主功率回路系统结构，包括高压箱以及高压箱内设置的锂电池管理控制器、超级电容管理控制器、绝缘检测模块和能量管理控制器，高压箱外设置有慢充接口、功率接口装置、快充接口、锂电池组、超级电容器组、电容散热空调、散热空调供电模块、PTC加热模块、加热供电模块、电机控制器、辅助供电模块和车载空调，功率接口装置分别连接锂电池组和超级电容器组；
快充接口通过开关与功率变换器和超级电容器组相连，超级电容器组通过高压箱还分别连接电机控制器、辅助供电模块、车载空调、加热供电模块和散热空调供电模块；
慢充接口通过开关与功率变换器和锂电池组相连。
作为优选方式，所述的辅助供电模块包括DC/DC模块、转向泵和真空泵。
作为优选方式，超级电容器组通过开关连接到直流母线；直流母线与功率接口装置直接相连；直流母线与电机控制器之间设置开关；直流母线与辅助供电模块之间设置开关；直流母线与车载空调之间设置开关；直流母线与散热空调供电模块之间设置开关；直流母线与加热供电模块之间设置开关。
作为优选方式，慢充接口通过慢充开关分别与功率接口装置和锂电池组相连，慢充开关与锂电池组之间设置动力开关。
作为优选方式，所述的锂电池组为磷酸铁锂电池组。
本实用新型的有益效果是：
1、能够使具有能量密度较大的锂电池和具有功率密度较大的超级电容器的特点相结合，增强了双源能量系统的负载适应能力，既可以输出/吸收高倍率电流的冲击，又可以满足多次循环高倍率电流充放电。
2、超级电容器与锂电池组成的双源能量系统可在电动汽车制动阶段发挥超级电容超大倍率充电能力优势，实现大幅度的能量回收，降低纯锂电池方案的大能量回收过程中由于电流过大无法回收的电能浪费。
3、满足车辆长续航里程需求的同时，与纯锂电方案车辆相比显著提升锂电系统的使用寿命年限，与纯超级电容方案车辆相比显著降低动力电源系统的成本。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图进一步详细描述本实用新型的技术方案，但本实用新型的保护范围不局限于以下所述。
如图1所示，纯电动汽车双源能量系统整车主功率回路系统结构，包括高压箱以及高压箱内设置的锂电池管理控制器、超级电容管理控制器、绝缘检测模块和能量管理控制器，高压箱外设置有慢充接口、功率接口装置、快充接口、锂电池组、超级电容器组、电容散热空调、散热空调供电模块、PTC加热模块、加热供电模块、电机控制器、辅助供电模块和车载空调，功率接口装置分别连接锂电池组和超级电容器组；
快充接口通过开关与功率变换器和超级电容器组相连，超级电容器组通过高压箱还分别连接电机控制器、辅助供电模块、车载空调、加热供电模块和散热空调供电模块；
慢充接口通过开关与功率变换器和锂电池组相连。
优选地，所述的辅助供电模块包括DC/DC模块、转向泵和真空泵。
优选地，超级电容器组通过开关连接到直流母线；直流母线与功率接口装置直接相连；直流母线与电机控制器之间设置开关；直流母线与辅助供电模块之间设置开关；直流母线与车载空调之间设置开关；直流母线与散热空调供电模块之间设置开关；直流母线与加热供电模块之间设置开关。
优选地，慢充接口通过慢充开关分别与功率接口装置和锂电池组相连，慢充开关与锂电池组之间设置动力开关。
优选地，所述的锂电池组为磷酸铁锂电池组。
本实用新型系统中包含磷酸铁锂电池和超级电容器组两种储能装置，所有功率装置都通过高压箱连接，系统中有快充和慢充两种充电接口方式，快充主要对应于电动汽车在运营中的间歇性快速充电，比如车辆停靠站台或者在起始站或终点站短时补电。慢充主要对应于夜间长时充电或者电动汽车到达终点站后进入充电站进行长时补电。快充接口用于直接对超级电容器组充电，慢充接口用于直接对磷酸铁锂电池充电。
高压箱主要用于各个功率装置的相互连通选择和控制，功率接口装置主要作用是在磷酸铁锂电池和超级电容器组两种储能装置之间进行能量转移，提升储能系统的综合性能。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，应当指出的是，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (6)
1.纯电动汽车双源能量系统整车主功率回路系统结构，其特征在于：包括高压箱以及高压箱内设置的锂电池管理控制器、超级电容管理控制器、绝缘检测模块和能量管理控制器，高压箱外设置有慢充接口、功率接口装置、快充接口、锂电池组、超级电容器组、电容散热空调、散热空调供电模块、PTC加热模块、加热供电模块、电机控制器、辅助供电模块和车载空调，功率接口装置分别连接锂电池组和超级电容器组；
快充接口通过开关与功率变换器和超级电容器组相连，超级电容器组通过高压箱还分别连接电机控制器、辅助供电模块、车载空调、加热供电模块和散热空调供电模块；
慢充接口通过开关与功率变换器和锂电池组相连。
2.根据权利要求1所述的纯电动汽车双源能量系统整车主功率回路系统结构，其特征在于：所述的辅助供电模块包括DC/DC模块、转向泵和真空泵。
3.根据权利要求1或2所述的纯电动汽车双源能量系统整车主功率回路系统结构，其特征在于：超级电容器组通过开关连接到直流母线；直流母线与功率接口装置直接相连；直流母线与电机控制器之间设置开关；直流母线与辅助供电模块之间设置开关；直流母线与车载空调之间设置开关；直流母线与散热空调供电模块之间设置开关；直流母线与加热供电模块之间设置开关。
4.根据权利要求1或2所述的纯电动汽车双源能量系统整车主功率回路系统结构，其特征在于：慢充接口通过慢充开关分别与功率接口装置和锂电池组相连，慢充开关与锂电池组之间设置动力开关。
5.根据权利要求3所述的纯电动汽车双源能量系统整车主功率回路系统结构，其特征在于：慢充接口通过慢充开关分别与功率接口装置和锂电池组相连，慢充开关与锂电池组之间设置动力开关。
6.根据权利要求1或2或5所述的纯电动汽车双源能量系统整车主功率回路系统结构，其特征在于：所述的锂电池组为磷酸铁锂电池组。
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN109398119A (zh) * | 2018-11-08 | 2019-03-01 | 广东亿鼎新能源汽车有限公司 | 双向逆变器智能服务车 |
| CN111114345A (zh) * | 2019-12-31 | 2020-05-08 | 柳工(常州)矿山机械有限公司 | 一种纯电动交流传动自卸车驱动系统 |
| CN111452635A (zh) * | 2020-05-09 | 2020-07-28 | 浙江工业大学 | 一种车载风力发电装置的能量控制系统及控制方法 |
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