CN106166955A - 一种锂离子电池‑超级电容器双能量源动力*** - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种锂离子电池‑超级电容器双能量源动力***，属于电动车动力***技术领域，包括电机、逆变器、功率总线、双向DC\DC、电压电流传感器、MCU、动力电池组和超级电容，还包括油门刹车传感器、车轮传感器和显示警报，所述的电机、逆变器和功率总线构成***的电机驱动模块，双向DC\DC、动力电池组和超级电容通过电流电压传感器向MCU传递状态信号，油门刹车传感器和车轮传感器向MCU传递相应的控制信号和速度信号。本发明的有益效果为：将锂离子电池和超级电容搭配成复合电源，利用二者优势互补来克服缺点，特别是利用超级电容的“削峰填谷”作用，满足电动汽车对比功率和比能量的需求。
Description
技术领域
本发明涉及电动车动力***技术领域，尤其涉及一种锂离子电池-超级电容器双能量源动力***。
背景技术
当今电动汽车所使用的电池以蓄电池为主，但由于其相对较低的能量密度、寿命短、充电慢等特性，还是无法使电动汽车的性能赶超内燃机汽车。因此蓄电池性能不足的技术瓶颈极大地制约着行业的发展。复合电源是将不同种类的电源搭配组合使用，发挥各自的优势，弥补对方的不足，确保电动汽车功率和能量需求的同时，延长动力电池的使用寿命，降低能耗。电动汽车复合电源***关键技术的研究目前主要集中在***拓扑结构设计，参数匹配与优化，电池能量管理控制，故障诊断与安全保护等问题上。
当前我国很多高校和汽车企业也已开展双能源动力***的研究，且已取得一定成果。在2007年9月，上海瑞华集团设计出由动力型锂电池加超级电容复合电源供电的纯电动汽车，并在上海825路电动车上进行了相关性能测试，取得初步成功。我国虽然在双能源动力***方面的研究有了一定进展，但与国外相比，我国对于其应用电子研究特别是控制算法研究还不够深入，还需不断地进行技术研究。
发明内容
本发明提供了一种锂离子电池-超级电容器双能量源动力***，将锂离子电池和超级电容搭配成复合电源，利用二者的优势互补，锂离子电池负责给汽车提供能使之按某一速度匀速行驶达到设计指标规定续驶里程的能量需求，和整车工况行驶中的平均功率需求。而超级电容负责给汽车提供峰值功率需求并回收制动能量，缓解动力电池的工作压力，提高动力电池的循环使用寿命和电动汽车起步加速及爬坡能力，从而提高车辆的动力性，并延长车辆的续驶里程。
为解决上述技术问题，本申请实施例提供了一种锂离子电池-超级电容器双能量源动力***，包括电机、逆变器、功率总线、双向DC\DC、电压电流传感器、MCU、动力电池组和超级电容，其特征在于，还包括油门刹车传感器、车轮传感器和显示警报，所述的电机、逆变器和功率总线构成***的电机驱动模块，双向DC\DC、动力电池组和超级电容通过电流电压传感器向MCU传递状态信号，油门刹车传感器和车轮传感器向MCU传递相应的控制信号和速度信号。
作为本方案的优选实施例，所述的MCU通过双向DC\DC实现整个***的控制算法。
作为本方案的优选实施例，所述的MCU通过电压电流传感器、油门刹车传感器和车轮传感器实现信号采集。
作为本方案的优选实施例，所述的显示警报包括液晶显示模块和蜂鸣器。
作为本方案的优选实施例，所述的动力电池组和超级电容通过MCU对双向DC\DC工作方式的控制进行功率分配。
本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
将锂离子电池和超级电容搭配成复合电源，利用二者的优势互补，锂离子电池负责给汽车提供能使之按某一速度匀速行驶达到设计指标规定续驶里程的能量需求，和整车工况行驶中的平均功率需求。而超级电容负责给汽车提供峰值功率需求并回收制动能量，缓解动力电池的工作压力，提高动力电池的循环使用寿命和电动汽车起步加速及爬坡能力，从而提高车辆的动力性，并延长车辆的续驶里程。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请实施例的结构示意图。
图1中：1、电机，2、逆变器，3、功率总线，4、双向DC\DC，5、电压电流传感器，6、MCU，7、油门刹车传感器，8、车轮传感器，9、显示警报，10、动力电池组，11、超级电容。
具体实施方式
本发明提供了一种锂离子电池-超级电容器双能量源动力***，将锂离子电池和超级电容搭配成复合电源，利用二者的优势互补，锂离子电池负责给汽车提供能使之按某一速度匀速行驶达到设计指标规定续驶里程的能量需求，和整车工况行驶中的平均功率需求。而超级电容负责给汽车提供峰值功率需求并回收制动能量，缓解动力电池的工作压力，提高动力电池的循环使用寿命和电动汽车起步加速及爬坡能力，从而提高车辆的动力性，并延长车辆的续驶里程。
为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
如图1所示，一种锂离子电池-超级电容器双能量源动力***，包括电机1、逆变器2、功率总线3、双向DC\DC4、电压电流传感器5、MCU6、动力电池组10和超级电容11，还包括油门刹车传感器7、车轮传感器8和显示警报9，所述的电机1、逆变器2和功率总线3构成***的电机驱动模块，双向DC\DC4、动力电池组10和超级电容11通过电流电压传感器5向MCU6传递状态信号，油门刹车传感器7和车轮传感器8向MCU6传递相应的控制信号和速度信号。
其中，在实际应用中，所述的MCU6通过双向DC\DC4实现整个***的控制算法，各模块相互配合工作来实现对电动汽车供电的设计要求。
其中，在实际应用中，所述的MCU6通过电压电流传感器5、油门刹车传感器7和车轮传感器8实现信号采集，根据传感器采集的信号判断出电动汽车的行驶状态，并根据电池和超级电容的状态信息对其工作能力进行评估。在以上的基础上，通过控制算法进行合理的分析判断，控制双向DC\DC4按要求工作，来合理分配动力电池组10和超级电容11的工作，最终实现各种工况下的控制目标。
其中，在实际应用中，所述的显示警报9包括液晶显示模块和蜂鸣器，当MCU6根据检查模块得到的数据，通过计算分析，发现电池组10电力不足以支持行驶某单位里程数或者电池组10SOC低于某警告值时，MCU6输出信号控制驾驶室内的液晶显示模块和蜂鸣器报警，提醒司机及时充电或者不要行驶太远。
其中，在实际应用中，所述的动力电池组10和超级电容11通过MCU6对双向DC\DC4工作方式的控制进行功率分配，由动力锂电池组作为主要供电电源，超级电容作为辅助供电电源，利用二者优势互补来克服缺点，特别是利用超级电容的“削峰填谷”作用，满足电动汽车对比功率和比能量的需求。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (5)
1.一种锂离子电池-超级电容器双能量源动力***，包括电机(1)、逆变器(2)、功率总线(3)、双向DC\DC(4)、电压电流传感器(5)、MCU(6)、动力电池组(10)和超级电容(11)，其特征在于，还包括油门刹车传感器(7)、车轮传感器(8)和显示警报(9)，所述的电机(1)、逆变器(2)和功率总线(3)构成***的电机驱动模块，双向DC\DC(4)、动力电池组(10)和超级电容(11)通过电流电压传感器(5)向MCU(6)传递状态信号，油门刹车传感器(7)和车轮传感器(8)向MCU(6)传递相应的控制信号和速度信号。
2.根据权利要求1所述的一种锂离子电池-超级电容器双能量源动力***，其特征在于，所述的MCU(6)通过双向DC\DC(4)实现整个***的控制算法。
3.根据权利要求1所述的一种锂离子电池-超级电容器双能量源动力***，其特征在于，所述的MCU(6)通过电压电流传感器(5)、油门刹车传感器(7)和车轮传感器(8)实现信号采集。
4.根据权利要求1所述的一种锂离子电池-超级电容器双能量源动力***，其特征在于，所述的显示警报(9)包括液晶显示模块和蜂鸣器。
5.根据权利要求1所述的一种锂离子电池-超级电容器双能量源动力***，其特征在于，所述的动力电池组(10)和超级电容(11)通过MCU(6)对双向DC\DC(4)工作方式的控制进行功率分配。
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|---|---|---|---|---|
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| CN110614922A (zh) * | 2019-09-09 | 2019-12-27 | 东南大学盐城新能源汽车研究院 | 电动汽车车载用基于双能量源的制动能量回馈装置及控制方法 |
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2016
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Legal Events
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Application publication date: 20161130 |