[發明專利]一種無需外充電的電動車動力電源

有效

• 申請號: 201410250807.0
• 申請日: 2014-06-06
• 公開（公告）號: CN104044483B
• 公開（公告）日: 2016-08-17
• 發明（設計）人: 張洪霞;辛廷慧;韓福江;劉相新
• 申請（專利權）人: 航天新長征電動汽車技術有限公司;北京航天發射技術研究所
• 主分類號: B60L11/18
• 分類號: B60L11/18
• 代理公司: 北京風雅頌專利代理有限公司 11403
• 代理人: 李弘

1.一種無需外充電的電動車動力電源，其特征在于，包括：儲能電池、儲能電池控制單元、功率電池、功率電池管理單元、DC/DC轉換單元和動力系統控制單元，所述儲能電池與所述儲能電池控制單元連接，所述功率電池與所述功率電池管理單元連接，所述儲能電池與所述功率電池通過所述DC/DC轉換單元連接，所述動力系統控制單元分別與所述儲能電池控制單元、功率電池管理單元和DC/DC轉換單元連接，其中：

所述儲能電池，通過電化學反應將化學能直接轉化為直流電能，用于對功率電池進行充電或直接驅動電機；

所述儲能電池控制單元，用于控制儲能電池，通過對所述儲能電池內部的氣、水、熱進行控制，對儲能電池的啟停和輸出功率進行調節；

所述功率電池，用于直接向電機提供電能，通過接收所述儲能電池提供的電能維持所述電動車中電機的正常轉動功率；

所述功率電池管理單元，用于控制所述功率電池的放電和充電；

所述DC/DC轉換單元，用于將所述儲能電池輸出的在固定范圍內波動的直流電壓變換為可加載到功率電池的電壓；

所述動力系統控制單元，用于調節所述儲能電池的發電和所述功率電池的充放電，并向電機提供電能。

2.根據權利要求1所述的無需外充電的電動車動力電源，其特征在于，所述動力系統控制單元中進行如下的控制調節：

當所述功率電池的儲能容量低于總容量的40％時，通過儲能電池控制單元啟動所述儲能電池并根據功率電池管理單元對該功率電池進行充電，用以降低儲能電池的啟停頻率；

所述儲能電池開始對功率電池充電后，當所述功率電池的能量容量達到90～95％時，關閉所述儲能電池。

3.根據權利要求1所述的無需外充電的電動車動力電源，其特征在于，所述儲能電池包括甲醇-水制氫設備和氫燃料電池發電裝置，所述甲醇-水制氫設備，用于供應氫燃料電池發電裝置所需要的氫氣；所述氫燃料電池發電裝置，用于將儲存在氫氣和氧化劑中的化學能轉化為直流電能。

4.根據權利要求3所述的無需外充電的電動車動力電源，其特征在于，所述甲醇-水制氫設備與所述儲能電池之間設置緩沖氣瓶，所述緩沖氣瓶通過氫氣減壓閥與所述儲能電池的進氣端連接，所述緩沖氣瓶用于在低負載時收集多余的氫氣，在高負載時補充欠缺的氫氣，在所述甲醇-水制氫設備冷啟動時作為供氫單元，提供氫氣。

5.根據權利要求4所述的無需外充電的電動車動力電源，其特征在于，所述緩沖氣瓶通過安全卸荷閥和增壓泵與所述甲醇-水制氫設備連接，所述增壓泵用于將該甲醇-水制氫設備的輸出氫氣進行增壓以便于儲存更多氫氣；所述安全卸荷閥與所述增壓泵配合，當緩沖氣瓶內的壓力高于預置的安全壓力值時，啟動泄壓功能。

6.根據權利要求1所述的無需外充電的電動車動力電源，其特征在于，所述儲能電池中每個單電池的電壓在0.6～0.8V區間內。

7.根據權利要求1所述的無需外充電的電動車動力電源，其特征在于，所述功率電池包括：鋰電池、鉛酸電池或超級電容中的一種或者多種。

8.根據權利要求4或5所述的無需外充電的電動車動力電源，其特征在于，所述緩沖氣瓶中氫氣最高的充氣壓力不大于30MPa，氫氣的體積減小范圍是原有體積的200～300倍。

9.根據權利要求1所述的無需外充電的電動車動力電源，其特征在于，所述功率電池和儲能電池的功率大小及儲存能量根據如下方式獲得：

根據電動車電機工作的額定功率，得到功率大小相同的功率電池額定功率；根據電動車所有行程的耗能，計算出功率電池的儲存能量；

根據電動車的單次行程的耗能和相鄰行程之間的時間間隔，計算出儲能電池電堆需要達到的額定功率；

根據所述儲能電池中儲存的化學能量實際占用的體積，計算出儲能電池的純能箱的體積。

10.根據權利要求1所述的無需外充電的電動車動力電源，其特征在于，還包括：空氣泵、空氣減壓閥、散熱風扇、氫氣電磁閥、空氣電磁閥和二極管，

所述空氣泵通過所述空氣減壓閥與所述儲能電池連接，用于提供儲能電池需要的增壓空氣；所述氫氣電磁閥和空氣電磁閥分別設置在所述儲能電池的氣體管路尾端上，用于排除電池內部的雜質氣體和多余的水；所述散熱風扇一端與所述儲能電池的正極端引出的管路連接，另一端與所述儲能電池的負極端引出的管路連接；

所述二極管設置在所述儲能電池的輸出端與所述DC/DC轉換單元之間，用于防止電流反沖損壞所述儲能電池。