CN211543271U - 一种电动汽车供电系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种电动汽车供电系统，涉及新能源技术领域，包括首尾依次连接的电机控制器、动力电池、DC/DC转换器、超级电容和AC/DC转换器；还包括相互通信连接的能量管理控制器和整车控制器，并且能量管理控制器与DC/DC转换器相互通信连接，整车控制器与电机控制器和AC/DC转换器相互通信连接。本实用新型对现有供电系统的结构进行优化改进，加设了超级电容、DC/DC转换器和AC/DC转换器，超级电容能够在短时间内充进大量电量，使供电系统具备大功率快速充电的能力，并且可通过DC/DC转换器向动力电池持续充电，从而在大幅度减少动力电池配电量的同时，有效增大了续航里程，提升了车辆的经济性。
Description
技术领域
本实用新型涉及新能源技术领域，特别涉及一种电动汽车供电系统。
背景技术
随着电动汽车的快速发展，人们对车辆的充电时间、续航里程和经济性等综合性能提出了更高的要求。参照图1，目前电动汽车的供电系统主要由动力电池作为单一的供电电源来为整车供电，为了满足人们对充电时间的要求，现有技术通常直接在动力电池上设置大功率快速充电接口用于以连接大功率快速充电设备，从而实现快速充电功能。
但是这存在着以下几点问题：其一，由于动力电池充电性能有限，采用大功率快速充电设备直接对动力电池充电，会使得动力电池的热损耗升高，充电效率降低，并且存在较大的安全隐患；其二，若要提高车辆的续航里程，则必须对动力电池的电容量进行扩充，这不仅会增大动力电池的体积，同时也增大了车辆的载重负担和经济成本；其三，动力电池作为单一的供电电源，充放电时电流大，会使得动力电池衰减较快，使用寿命较短。
发明内容
本实用新型提供一种电动汽车供电系统，其主要目的在于解决现有电动汽车的电源系统普遍存在的充电效率低、续航能力差、经济性能低和动力电池使用寿命短等的问题。
本实用新型采用如下技术方案：
一种电动汽车供电系统，包括包括首尾依次连接的电机控制器、动力电池、DC/DC转换器、超级电容和AC/DC转换器；还包括相互通信连接的能量管理控制器和整车控制器，并且上述能量管理控制器与上述DC/DC转换器相互通信连接，上述整车控制器与上述电机控制器和AC/DC转换器相互通信连接。
进一步，上述超级电容通过上述DC/DC转换器分别连接于上述动力电池和电机控制器。
进一步，上述能量管理控制器包括用于控制动力电池充放电的电池管理控制器以及用于控制超级电容充放电的超级电容管理控制器，并且上述电池管理控制器和超级电容管理控制器相互通信连接。
更进一步，上述超级电容管理控制器通过无线通信模块连接于大功率快速充电设备。
进一步，上述能量管理控制器包括用于控制动力电池和超级电容充放电的电池管理控制器。
更进一步，上述电池管理控制器通过无线通信模块连接于大功率快速充电设备。
进一步，上述超级电容设有用于连接大功率快速充电设备的超级电容充电接口；上述动力电池设有用于连接电池充电设备的动力电池充电接口。
和现有技术相比，本实用新型产生的有益效果在于：
本实用新型对现有供电系统的结构进行优化改进，加设了超级电容、DC/DC转换器和AC/DC转换器，超级电容能够在短时间内充进大量电量，使供电系统具备大功率快速充电的能力，并且可通过DC/DC转换器向动力电池持续充电，从而在大幅度减少动力电池配电量的同时，有效增大了续航里程，提升了车辆的经济性。此外，当车辆处于能量回收状态时，AC/DC转换器能够将电机反转产生的能量直接回收至超级电容，从而避免对动力电池的冲击，有效延长其使用寿命。
附图说明
图1为现有技术电动汽车供电系统的结构示意图。
图2为本实用新型中实施例一的结构示意图。
图3为本实用新型中实施例二的结构示意图。
具体实施方式
下面参照附图说明本实用新型的具体实施方式。为了全面理解本实用新型，下面描述到许多细节，但对于本领域技术人员来说，无需这些细节也可实现本实用新型。
实施例一：
参照图2，一种电动汽车供电系统，包括首尾依次连接形成闭合回路的电机控制器、动力电池、DC/DC转换器、超级电容和AC/DC转换器；超级电容设有用于连接大功率快速充电设备的超级电容充电接口，动力电池设有用于连接电池充电设备的动力电池充电接口。该电动汽车供电系统还包括相互通信连接的能量管理控制器和整车控制器，并且能量管理控制器与DC/DC转换器相互通信连接，用于控制DC/DC转换器将超级电容的能量输出至动力电池；整车控制器与电机控制器和AC/DC转换器相互通信连接，用于控制AC/DC转换器将电机反转时产生的能量回收至超级电容。本实用新型对现有供电系统的结构进行优化改进，加设了超级电容、DC/DC转换器和AC/DC转换器，超级电容能够在短时间内充进大量电量，使供电系统具备大功率快速充电的能力，并且可通过DC/DC转换器向动力电池持续充电，从而在大幅度减少动力电池配电量的同时，有效增大了续航里程，提升了车辆的经济性。此外，当车辆处于能量回收状态时，AC/DC转换器能够将电机反转产生的能量直接回收至超级电容，从而避免对动力电池的冲击，有效延长其使用寿命。
参照图2，超级电容通过DC/DC转换器分别连接于动力电池和电机控制器。工作时超级电容可通过DC/DC转换器同时为车辆中电机控制器和附件用电器持续供电，从而可有效减小动力电池的工作负载，有利于实现动力电池的浅充浅放，有效延长其使用寿命。
参照图2，能量管理控制器包括用于控制动力电池充放电的电池管理控制器以及用于控制超级电容充放电的超级电容管理控制器，并且电池管理控制器和超级电容管理控制器相互通信连接。具体地，动力电池与DC/DC转换器、电机控制器和动力电池充电接口之间分别设有继电器K2，继电器K3和继电器K6，电池管理控制器通过控制继电器K2，继电器K3和继电器K6的启闭来控制动力电池的充放电；超级电容与DC/DC转换器、AC/DC转换器和超级电容充电接口之间分别设有继电器K1，继电器K4和继电器K5，超级电容管理控制器通过控制继电器K1，继电器K4和继电器K5的启闭来控制超级电容的充放电。
参照图2，超级电容管理控制器通过无线通信模块连接于大功率快速充电设备。当超级电容需要充电时，超级电容管理控制器可通过无线通信模块将车辆信息和充电需求等信息发送给大功率快速充电设备，并接收大功率快速充电设备反馈的实时充电状态等信息。
参照图2，具体地，电池管理控制器、超级电容管理控制器和整车控制器之间，电池管理控制器和DC/DC转换器之间，整车控制器、AC/DC转换器和电机控制器之间均通过CAN总线相互通信连接。
参照图2，作为优选方案：无线通信模块为Wifi通信模块或者蓝牙通信模块。
参照图2，作为优选方案：大功率快速充电设备为充电弓充电设备、集电弓充电设备或者ETS闪充设备。
参照图2，以下说明本实施例的具体工作方式:
（1）当车辆需要进行快速充电时，超级电容管理控制器通过无线通信模块与大功率快速充电设备进行通信，超级电容管理控制器将车辆信息和充电需求等信息发送给大功率快速充电设备；大功率快速充电设备反馈实时充电状态等信息，并通过超级电容充电接口连接至超级电容；当车辆准备好充电时，超级电容管理控制器控制继电器K5闭合，大功率快速充电设备输出能量到超级电容，从而对超级电容进行充电；在超级电容完成快速充电后，超级电容管理控制器控制继电器K5断开，使得大功率快速充电设备与超级电容充电接口分离。
（2）当动力电池馈电时，超级电容管理控制器控制继电器K1闭合开关，电池管理控制器控制继电器K2闭合，并向DC/DC转换器发送电池信息和控制指令，DC/DC转换器根据电池信息和控制指令将超级电容的能量传输到动力电池，从而对动力电池进行充电。
（3）当车辆处于上电阶段时，电池管理控制器控制继电器K3闭合，超级电容管理控制器控制继电器K4闭合，从而将电机控制器和附件用电器连接至供电电路中。
（3.1）当车辆处于行车状态时，若电机控制器和附件用电器的需求功率小于DC/DC转换器输出的功率，则DC/DC转换器输出的功率用于行车和附件用电，并同时向动力电池充电。
（3.2）当车辆处于行车状态时，若电机控制器和附件用电器的需求功率等于DC/DC转换器输出的功率，则DC/DC转换器输出功率用于行车和附件用电。
（3.3）当车辆处于行车状态时，若电机控制器和附件用电器的需求功率大于DC/DC转换器输出的功率，则DC/DC转换器和动力电池一起输出功率用于行车和附件用电。
（3.4）当车辆处于行车状态时，若动力电池处于满充状态，则电池管理控制器控制DC/DC转换器停止输出，并断开继电器K2，此时车辆行车和附件用电均由动力电池提供。
（3.5）当车辆处于行车状态时，若车辆处于能量回收状态，则整车控制器向AC/DC转换器发送车辆信息和控制指令，AC/DC转换器根据车辆信息和控制指令将电机反转产生的能量回收到超级电容。
（4）当车辆需要直接对动力电池进行充电时，动力电池通过动力电池充电接口连接电池充电设备，电池管理控制器控制继电器K6闭合，并控制DC/DC转换器停止输出，从而对直接动力电池进行充电。
（5）当超级电容馈电时，超级电容管理控制器控制闭合继电器K1，电池管理控制器控制继电器K2闭合，并控制DC/DC转换器将动力电池的能量传输给超级电容，从而对超级电容进行充电。
实施例二：
参照图2和图3，与实施例一不同的是，本实施例中的能量管理控制器包括用于同时控制动力电池和超级电容充放电的电池管理控制器，工作时电池管理控制器通过控制继电器K1、继电器K2、继电器K3、继电器K5和继电器K6的启闭进而控制动力电池和超级电容的充放电，并且电池管理控制器通过无线通信模块连接于大功率快速充电设备。此外，继电器K4的启闭直接由整车控制器控制，从而优化电路结构，便于及时回收能量。
上述仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本实用新型进行非实质性的改动，均应属于侵犯本实用新型保护范围的行为。
Claims (7)
1.一种电动汽车供电系统，其特征在于：包括首尾依次连接的电机控制器、动力电池、DC/DC转换器、超级电容和AC/DC转换器；还包括相互通信连接的能量管理控制器和整车控制器，并且所述能量管理控制器与所述DC/DC转换器相互通信连接，所述整车控制器与所述电机控制器和AC/DC转换器相互通信连接。
2.如权利要求1所述的一种电动汽车供电系统，其特征在于：所述超级电容通过所述DC/DC转换器分别连接于所述动力电池和电机控制器。
3.如权利要求1所述的一种电动汽车供电系统，其特征在于：所述能量管理控制器包括用于控制动力电池充放电的电池管理控制器以及用于控制超级电容充放电的超级电容管理控制器，并且所述电池管理控制器和超级电容管理控制器相互通信连接。
4.如权利要求3所述的一种电动汽车供电系统，其特征在于：所述超级电容管理控制器通过无线通信模块连接于大功率快速充电设备。
5.如权利要求1所述的一种电动汽车供电系统，其特征在于：所述能量管理控制器包括用于控制动力电池和超级电容充放电的电池管理控制器。
6.如权利要求5所述的一种电动汽车供电系统，其特征在于：所述电池管理控制器通过无线通信模块连接于大功率快速充电设备。
7.如权利要求1所述的一种电动汽车供电系统，其特征在于：所述超级电容设有用于连接大功率快速充电设备的超级电容充电接口；所述动力电池设有用于连接电池充电设备的动力电池充电接口。
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| CN202020106234.5U CN211543271U (zh) | 2020-01-17 | 2020-01-17 | 一种电动汽车供电系统 |
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Publications (1)
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116034659A (zh) * | 2023-01-30 | 2023-05-02 | 青岛理工大学 | 一种农机用具备能量回收功能的电驱提升系统 |
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2020
- 2020-01-17 CN CN202020106234.5U patent/CN211543271U/zh active Active
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