[發明專利]一種電動汽車用動力能源系統

在審

• 申請號: 201811197812.4
• 申請日: 2018-10-15
• 公開（公告）號: CN109334475A
• 公開（公告）日: 2019-02-15
• 發明（設計）人: 陳華明;郝義國;王俊杰
• 申請（專利權）人: 武漢格羅夫氫能汽車有限公司
• 主分類號: B60L50/70
• 分類號: B60L50/70;B60L50/60
• 代理公司: 武漢知產時代知識產權代理有限公司 42238
• 代理人: 龔春來

本發明提供一種電動汽車用動力能源系統，包括整車控制器、燃料電池系統、輔助能源系統和負載，燃料電池系統通過主高壓線連接負載，輔助能源系統包括超級電容、動力電池和雙向DC/DC轉換器，超級電容和動力電池通過雙向DC/DC轉換器連接于主高壓線上，輔助能源系統還包括連接超級電容的超級電容管理系統和連接動力電池的電池管理系統，燃料電池系統包括燃料電池管理系統，整車控制器與燃料電池管理系統、超級電容管理系統、電池管理系統和負載雙向通信。通過最優化的能源結合，使各能源系統得到最大化利用，使續航里程得到最優，其不僅使各個能源利用率最優，還可使整車重量降低、空間布置最優、能耗最低、成本較低。

技術領域

本發明涉及電動汽車技術領域，尤其涉及一種電動汽車用動力能源系統。

背景技術

純鋰電池電動汽車逐漸開始規模化應用，但其在續航里程方面短時間內難以得到較大提升、充電便捷性方面還有欠缺、安全性方面還需要持續改善。氫燃料電池電動汽車由于氫氣的特性，對于鋰電池電動汽車的所有問題都可以得到完美解決，因此氫燃料電池技術被認為是利用氫能解決未來人類能源危機的終極方案，也是電動汽車的最終發展目標。近年來，特別是2018年豐田mira和本田clarity燃料電池汽車的商業化應用，氫燃料電池汽車進一步得到重視，國家各部委相繼出臺各項政策鼓勵氫燃料電池汽車的大力發展，氫燃料電池汽車將在后續得到較大發展。

目前的氫燃料電池汽車一般是將燃料電池作為輔助能源，僅起到增程的作用；也有將燃料電池作為主要能量源，但其設計原則類似傳統燃油車，燃料電池系統的后備功率較大，車輛大部分運行工況下燃料電池只有較小的功率輸出；還有的為了解決后備功率較大的問題，通過2檔或2檔以上變速箱的運用，這種方案雖能在一定程度上降低對后備功率的要求，但基于能量守恒的原理，并沒有真正解決這個問題。以上方案都會造成整車重量較大、空間布置存在一定難度、能耗較高、后備功率的大部分浪費等問題。

發明內容

有鑒于此，本發明的實施例提供了一種電動汽車用動力能源系統，能夠輔助燃料電池系統為整車運行提供所需的能源，且能夠在一定程度上降低整車的重量、體積和成本。

本發明的實施例提供一種電動汽車用動力能源系統，包括整車控制器、燃料電池系統、輔助能源系統和負載，所述燃料電池系統通過主高壓線連接所述負載，所述輔助能源系統包括超級電容、動力電池和雙向DC/DC轉換器，所述超級電容和所述動力電池通過所述雙向DC/DC轉換器連接于所述主高壓線上，所述輔助能源系統還包括連接所述超級電容的超級電容管理系統和連接所述動力電池的電池管理系統，所述燃料電池系統包括燃料電池管理系統，所述整車控制器與所述燃料電池管理系統、所述超級電容管理系統、所述電池管理系統和所述負載雙向通信。

進一步地，所述雙向DC/DC轉換器包括雙向Buck/Boost變換器、控制電路、隔離電路和兩個抗干擾電路，所述隔離電路使兩個所述抗干擾電路相互隔離，兩個所述抗干擾電路的輸入端分別連接所述超級電容和所述動力電池，其中一所述抗干擾電路的輸出端通過所述隔離電路連接所述雙向Buck/Boost變換器，所述雙向Buck/Boost變換器與所述主高壓線連接，所述雙向DC/DC轉換器還包括多個電流/電壓采樣電路，其中兩個所述電流/電壓采樣電路分別將兩個所述抗干擾電路的輸出端連接到所述控制電路以將其采集的兩個所述抗干擾電路的輸出端的電流/電壓信號傳至所述控制電路，所述控制電路連接所述雙向Buck/Boost變換器以控制所述雙向Buck/Boost變換器，所述控制電路連接所述隔離電路以使所述隔離電路導通或者關斷。

進一步地，所述雙向Buck/Boost變換器具有Boost狀態和Buck狀態，當所述控制電路控制所述雙向Buck/Boost變換器處于Boost狀態時，所述燃料電池系統通過所述雙向DC/DC轉換器對所述超級電容和/或所述動力電池充電，當所述控制電路控制所述雙向Buck/Boost變換器處于Buck狀態時，所述超級電容和/或所述動力電池通過所述雙向DC/DC轉換器為所述負載供電。