[發明專利]一種并聯式能量供應系統及車輛

在審

• 申請號: 201510736362.1
• 申請日: 2015-11-03
• 公開（公告）號: CN106627186A
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發明（設計）人: 高小二;趙建虎;蔣平
• 申請（專利權）人: 天津市松正電動汽車技術股份有限公司
• 主分類號: B60L11/18
• 分類號: B60L11/18;B60L1/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種能量供應系統及車輛，具體地，涉及一種特別適合應用于電動車輛的能量供應系統。

背景技術

電動汽車中最常見的復合電源是將超級電容器與蓄電池結合構成復合電源系統，可以提高電源系統的短時高功率輸出能力，同時也具備持久的動力性能。通過超級電容器與電池的組合，充分發揮了超級電容器的高功率密度和電池的高能量密度的優勢，滿足混合動力汽車在爬坡加速、啟動過程中提供強勁的動力。目前，受限于蓄電池的開發技術，還沒有能夠應用于電動汽車的集高能量和高輸出功率的蓄電池，普遍的做法是使用的超級電容與蓄電池的復合電源，為了配合車輛的需求，提供短時大功率輸出，超級電容要求提供短時大電流輸出。但是目前超級電容和蓄電池的配置方式非常單一，二者之間通過DC-DC轉換器進行能量輸出和交換，進而輸出到負載電動機端。無論是以何種方式進行電源的匹配，目前的主要目標都是結合蓄電池和超級電容的優勢，在驅動車輛行駛方面得到性能優異的能量供應源，但是能源的多樣化利用卻并未被涉及。傳統車輛一般對低壓電氣系統配備有專門的24V低壓蓄電池，供應車輛空調、轉向等設備。但是對于混合動力汽車和電動汽車，當已經配有蓄電池時，再配備蓄電池會增加車輛成本，對車內空間和電氣設計也會造成限制。如果能夠利用蓄電池，發揮蓄電池多種用途，在驅動車輛的間隙或同時給車內空調等設備供電，將節省車輛成本，使車輛內部設計更靈活。

此外，在需要滿足低壓大電流輸出的場合，大容量的超級電容器意味著需要匹配大功率DC-DC轉換器，大功率雙向DC-DC變換器在電動汽車、儲能系統、電能質量調節、可再生能源發電以及超導儲能系統等領域具有廣闊的應用前景。在追求大功率的同時，也在不斷想辦法縮小設備的體積，以換取更優質的性能。如能同時滿足設計要求，又能降低部件成本，降低系統風險，將能夠極大地推動行業的發展。

發明內容

為了解決現有混合動力車輛和電動車輛中蓄電電源用途單一、DC/DC轉換器體積過大、成本過高、能量轉化效率低、潛在故障危險大等問題，本發明提供了一種能量供應系統，針對混合動力車輛和電動車輛中電能供應提出靈活的解決方案。一方面，本發明能量供應系統將高密度能源拆分成較小能量組，能夠降低能源系統故障時的危害程度，同時，通過使用多個DC-DC轉換器，將DC-DC轉換器的工作電壓降低，提高DC-DC轉換器工作頻率，進而提高DC-DC轉換器工作效率，保障負載安全穩定運行，另一方面，通過隔離型DC-DC轉換器的應用，使蓄電池與超級電容選擇性隔離，拓寬蓄電池的應用范圍，提高供能系統的利用率。具體方案如下：

一種并聯式能量供應系統，具備多個串聯的一級直流儲能器和多個并聯的二級直流儲能器，所述多個一級直流儲能器與相同數量的隔離式DC-DC轉換器一對一地連接后，與所述其中一個二級直流儲能器連接；所述串聯的一級直流儲能器回路連接第一負載，所述并聯的二級直流儲能器回路連接第二負載。

作為一種實施方式，所述DC-DC轉換器包含至少1個開關器件以及至少1個線圈裝置。

所述DC-DC轉換器其中一部分為升壓型轉換器，其余部分為降壓型轉換器。或者，所述的DC-DC轉換器中部分或全部是升降壓型轉換器。

作為另一種方式，所述一級直流儲能器為能量型儲能器，所述二級直流儲能器為功率型儲能器。

基于以上任意一點，所述一級直流儲能器是蓄電池，所述二級直流儲能器是超級電容。

另外，提供一種車輛，包括電動機及電動空調，用于驅動所述車輛；還包括具備多個串聯的蓄電池和多個并聯的超級電容器，所述蓄電池通過相同數量的隔離式DC-DC轉換器與所述并聯的超級電容器連接，所述串聯的蓄電池回路連接所述電動空調，所述并聯的超級電容器回路連接所述電動機。

根據上述的車輛，所述蓄電池設置有可充電接口，用于連接外部電網。進一步地，所述可充電接口通過三相整流模塊連接至所述蓄電池。

上述車輛還可能包括整車控制器與能源管理器，以及設置于蓄電池和超級電容的監測裝置，所述能源管理器與所述DC-DC轉換器連接，所述監測裝置與所述整車控制器通信，所述整車控制器與所述能源管理器通信。

本發明應用于電動或混合動力車輛具有以下有益效果：

1. 拓展了蓄電池的應用范圍，通過本發明結構蓄電池不僅可以進行車輛驅動，還可以在閑置期間用于給車輛其它附件供電，如電動空調、散熱風扇、各種低壓電氣設備等；