[發(fā)明專利]復合能源電動車的電源系統(tǒng)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910041685.3
• 申請日: 2009-08-05
• 公開（公告）號: CN101630862A
• 公開（公告）日: 2010-01-20
• 發(fā)明（設計）人: 康龍云;王新運;李鷹;余開江;孫靜
• 申請（專利權(quán)）人: 華南理工大學
• 主分類號: H02J7/35
• 分類號: H02J7/35;H02J15/00;H02H7/18;B60L8/00;B60L11/00
• 代理公司: 廣州市華學知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 李衛(wèi)東;黃 磊

技術(shù)領域

本發(fā)明涉及電動車電源技術(shù)領域，特別涉及一種復合能源電動車的電源系統(tǒng)。

背景技術(shù)

制約電動車廣泛應用的一個重要因素就是其續(xù)駛里程，在當今國家大力倡導發(fā)展新能源汽車和電動車的背景下，隨著太陽能光伏電池技術(shù)的高速發(fā)展，充分利用太陽能電池這類新能源，利用再生制動能量，提高電動車續(xù)駛里程具有顯著的社會價值和經(jīng)濟效益。在現(xiàn)有的國內(nèi)外很多試驗車已經(jīng)實現(xiàn)了利用單獨太陽能作為補充能源或者單獨制動能量的回收的新型電動車。

而上述方案的主要缺點就是會在行駛中頻繁給主電源充電、放電，因此會對電池造成一定的損失，影響電池的壽命。還有太陽能光伏電池單獨作為補充能源和主電源一起驅(qū)動電動機，在加速和爬坡時，主電源將會大電流放電，對主電源的壽命是非常不利的。

隨著太陽能技術(shù)的飛速發(fā)展，太陽能是一種取之不盡，用之不竭的綠色能源，將其用于作為電動車的能源必將會對電動車的發(fā)展和能源的利用具有極大的意義。而超級電容是近些年研究開發(fā)的一種新型電容，這種超級電容容量遠遠大于普通電容，與普通蓄電池相比，超級電容具有功率密度大，壽命無限長等特點，非常適合瞬時大功率放電，適合電動車在加速和爬坡時的大電流放電。因此，將上述兩種設備應用于電動車驅(qū)動技術(shù)將有待開發(fā)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種復合能源電動車的電源系統(tǒng)，該電源系統(tǒng)能很好地提高汽車的加速性能和爬山性能，并且減少了主電源的大電流放電時間，避免了主電源的損壞及容量的減少。

本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：一種復合能源電動車的電源系統(tǒng)，包括復合電源控制機盒及分別與其連接的主電源、太陽能光伏電池和超級電容模組，復合電源控制機盒的輸出端分別與電機驅(qū)動控制模塊和輔助設備連接，電機驅(qū)動控制模塊的另一端與電動機連接；復合電源控制機盒內(nèi)設置相連接的硬件主電路和控制電路；硬件主電路通過單向DC/DC變換器與太陽能光伏電池連接，通過雙向DC/DC變換器與超級電容模組連接；控制電路中設有溫度檢測模塊、電流檢測模塊、電壓檢測模塊、微處理器和故障信號檢測模塊，微處理器的A/D轉(zhuǎn)換輸入端通過信號調(diào)理電路分別與溫度檢測模塊、電流檢測模塊和電壓檢測模塊連接，微處理器的PWM輸出端通過光耦隔離電路分別與電機驅(qū)動電路和輔助設備電位器連接，微處理器的功率驅(qū)動保護中斷端通過光耦隔離電路與故障信號檢測模塊連接。

所述單向DC/DC變換器采用布斯特變換器或布克變換器中的一種；所述雙向DC/DC變換器采用電流雙象限變換器、全橋變換器、T型雙向升降壓變換器、級聯(lián)式升降壓變換器、CUK雙向變換器或Sepic-Zeta雙向變換器中的一種。

所述單向DC/DC變換器或雙向DC/DC變換器的功率器件采用金屬氧化物半導體型場效應晶體管或絕緣柵雙極型晶體管中的一種。

所述電流檢測模塊包括設于硬件主電路中的主電源電流傳感器、太陽能光伏電池電流傳感器和超級電容模組電流傳感器連接；所述電壓檢測模塊包括設于硬件主電路中的主電源電壓傳感器、太陽能光伏電池電壓傳感器和超級電容模組電壓傳感器。

所述電機驅(qū)動電路中設有電機電流傳感器和電機電壓傳感器；所述輔助設備電位器包括油門驅(qū)動踏板電位器和剎車踏板制動電位器。

所述微處理器的輸入端還連接有時鐘電路及電源，微處理器內(nèi)部設有用于系統(tǒng)保護的功率驅(qū)動保護中斷模塊，微處理器的輸出端還連接有方便系統(tǒng)操作控制的顯示模塊。

所述微處理器采用單片機或數(shù)字信號處理器中的一種。

所述主電源采用蓄電池、鋰離子電池、鎳氫電池或鐵離子電池中的一種。

所述電動機采用直流電動機、永磁有刷直流電動機、永磁無刷直流電動機或開關磁阻電動機中的一種。

本發(fā)明的電源系統(tǒng)使用時，由微處理器收集其輸入端各模塊的電流及電壓信號，然后判斷系統(tǒng)的工作狀態(tài)，進而發(fā)出控制指令，實現(xiàn)對主電源和超級電容模組的狀態(tài)檢測及保護功能，同時完成太陽能電池的最大功率點跟蹤，從而調(diào)節(jié)系統(tǒng)能量和功率的流動方向與配比，以及對輔助設備的供電狀態(tài)進行控制。其具體的工作狀態(tài)分為以下三種情況：

1、當電動車處于正常行駛狀態(tài)，由主電源為電動車提供電量，太陽能光伏電池為超級電容模組充電，充滿后系統(tǒng)控制太陽能光伏電池對電動車進行輔助驅(qū)動。

2、當電動車處于加速/爬坡狀態(tài)，若電動機所需電流大于主電源的安全電流上限時，超級電容模組開始放電，為電動車提供瞬時大電流，此時太陽能光伏電池也處于輔助驅(qū)動的工作狀態(tài)，使得對太陽能的利用最大化。