[發明專利]一種用于電動汽車動力電池與超級電容的連接裝置

有效

• 申請號: 201610114423.5
• 申請日: 2016-03-01
• 公開（公告）號: CN105751904B
• 公開（公告）日: 2017-11-03
• 發明（設計）人: 姜代平;嚴彬;楊文博;傅冠生
• 申請（專利權）人: 寧波市江北九方和榮電氣有限公司
• 主分類號: B60L11/00
• 分類號: B60L11/00;B60L11/18
• 代理公司: 杭州豐禾專利事務所有限公司33214
• 代理人: 張強

技術領域

本發明涉及電動汽車領域，具體涉及一種用于電動汽車動力電池與超級電容的連接裝置。

背景技術

當前世界能源問題日益嚴重，人們都在尋找各種解決辦法，開發新能源、提高能源利用率；混合動力汽車行業方興未艾，其具有節能、環保和高效等特點，受到廣泛的關注和高度重視；其中的動力系統是混合動力汽車的核心，提高動力系統的能量利用率、延長其使用壽命、節能環保，正是我們關注的核心焦點。

而隨著技術的不斷發展，超級電容的應用也越來越廣泛，而超級電容在電動汽車的領域也已經成為了一種常規選擇，這種超級電容主要用于電動汽車的短期能量存儲器，而超期能量存儲器還是由蓄電池來實現。

而當前電動汽車在加裝超級電容組時，超級電容與動力電池的連接主要通過DC/DC連接或通過單個二極管連接，；但是通過DC/DC連接成本高且體積過于龐大，還有散熱要求，不容易安裝；而單純通過二極管連接時二極管功耗大，且無法對能量進行實時監控和控制，能量回收過大時容易造成超級電容過壓損壞，存在安全風險。

發明內容

本發明的目的是為了提供能控制動力電池組與超級電容組的能量流動，充分發揮動力電池和超級電容各自的優勢，達到提升整車起步、加速、爬坡性能和提高能量回收率減少能量損耗的一種用于電動汽車動力電池與超級電容的連接裝置。

本發明通過以下技術方案實現：一種用于電動汽車動力電池與超級電容的連接裝置，包括負載連接端、超級電容連接端，動力電池連接端、控制單元、第一電流傳感器、第二電流傳感器、第三電流傳感器、第一電壓傳感器、第二電壓傳感器、第三電壓傳感器、第一開關、第二開關、第三開關、二極管，所述控制單元分別與第一電流傳感器、第二電流傳感器、第三電流傳感器、第一電壓傳感器、第二電壓傳感器、第三電壓傳感器的一端連接，所述動力電池連接端連接第一電流傳感器的另一端，所述第一電流傳感器的另一端還連接二極管的正極，所述二極管的正極還連接第一電壓傳感器的另一端，所述二極管的負極連接第一開關的一端和第三開關的一端，所述第一開關的另一端連接第二電流傳感器的另一端和第二電壓傳感器的另一端，所述第二電流傳感器的另一端還連接負載連接端；所述第一電流傳感器的另一端還連接第二開關的一端，所述第二開關的另一端還與第三開關的另一端和第三電流傳感器的另一端連接，所述第三電流傳感器的另一端還與第三電壓傳感器的另一端連接，所述第三電壓傳感器的另一端還與超級電容連接端連接；所述控制單元還通過控制通訊線路與第一開關、第二開關和第三開關連接，用于控制第一開關、第二開關和第三開關的閉合與斷開；所述二極管為功率二極管，所述第一開關、第二開關和第三開關為高速高壓大電流直流開關；所述控制單元還連接低壓連接件，用于與外部連接交互信息。

一種用于電動汽車動力電池與超級電容的連接裝置的控制方法，步驟如下：

A）控制單元通過電流傳感器和電壓傳感器周期性地采集電壓電流數據；

B）控制單元通過低壓連接件連接的外部的CAN/LIN總線獲取整車及其其他模塊的狀態數據，并根據收集到的數據判斷故障，若有故障則通過CAN/LIN總線發送故障信息給車輛其他部件，并斷開第一開關、第二開關和第三開關；若無故障則進入步驟C；

C）檢測車速是否大于0，若大于0則進入步驟D，若等于0則進入步驟I；

D）車速大于0則車輛正處于行駛過程中，檢測車輛的狀態；若是加速狀態則檢測超級電容電壓是否高于動力電池電壓，若是超級電容電壓高于動力電池電壓則進入步驟E，若超級電容電壓低于動力電池電壓則進入步驟F；若是制動狀態則檢測超級電容電壓是否超過超級電容電壓上限值的90%，若超級電容電壓超過超級電容電壓上限值的90%則進入步驟G，若超級電容電壓沒有超過超級電容電壓上限值的90%則進入步驟H；

E）加速狀態下超級電容電壓高于動力電池電壓則判斷超級電容存儲有多余能量，則斷開第二開關，閉合第一開關和第三開關，讓超級電容單獨供電，結束一次控制流程；

F）加速狀態下超級電容電壓低于動力電池電壓則二極管導通，動力電池與超級電容一起并聯供電，第一開關、第二開關和第三開關全部閉合，由動力電池供電，結束一次控制流程；

G）制動狀態下超級電容電壓超過超級電容電壓上限值的90%則超級電容回收能量過多，第一開關、第二開關和第三開關全部閉合，超級電容與動力電池直接并聯，多余能量由動力電池吸收保護超級電容不過壓，結束一次控制流程；