[發明專利]一種車載電動式飛輪電池與鋰動力電池的復合能源及其控制系統

在審

• 申請號: 201910232229.0
• 申請日: 2019-03-26
• 公開（公告）號: CN109823197A
• 公開（公告）日: 2019-05-31
• 發明（設計）人: 孫賓賓;葛文慶;李波;譚草;王永軍
• 申請（專利權）人: 山東理工大學
• 主分類號: B60L15/20
• 分類號: B60L15/20;B60L15/32;B60L50/30
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種車載電動式飛輪電池與鋰動力電池的復合能源及其控制系統屬于電動汽車車載能源領域，其特征在于能夠兼顧電動車對車載能源的高能量密度、高功率密度、高系統效率以及長使用壽命要求。中高驅動或制動需求功率下，車載能源系統工作于雙能源供給或回饋模式，電動式飛輪為主功率輸出或回饋單元，鋰動力電池為輔助功率輸出或回饋單元，不僅可滿足整車功率需求，而且可防止鋰動力電池大電流放電或充電，延長其使用壽命，并提高系統工作效率；低驅動或制動需求功率下，車載能源系統工作于鋰動力電池能源供給或回饋模式，電動式飛輪不參與整車驅動或制動，整車控制器依據電動式飛輪效率，對飛輪調速電機進行適時控制，以提高復合能源系統效率。

技術領域

本發明涉及電動汽車車載能源系統，特別是一種車載電動式飛輪電池與鋰動力電池的復合能源及其控制系統。

背景技術

目前，相比于鉛酸電池、鎳氫電池，鋰動力電池由于具有能量密度高、環境污染小等優勢，已成為目前電動汽車的主流能源系統。不過，采用單一鋰動力電池作為電動汽車能源系統的技術方案存在如下不足之處：負載突變的驅動工況下，單一鋰動力電池系統由于需要大電流放電，會影響車載能源系統的工作效率和使用壽命。因此，如何突破現有單一鋰動力電池能源系統存在的問題，已受到汽車行業廣泛關注。

發明內容

根據以上現有技術中的不足，本發明提供一種車載電動式飛輪電池與鋰動力電池的復合能源及其控制系統。由于電動式飛輪電池儲能系統具有很大的功率密度優勢，將其設計為車輛輔助能源系統，借助飛輪瞬時大功率輸出優勢，可有效降低負載突變的驅動工況下鋰動力電池放電電流，提升車載能源系統工作效率，解決常規單一鋰動力電池能源系統的能量利用效率與使用壽命偏低的問題。

本發明技術方案是: 提供一種電動式飛輪電池與鋰動力電池的復合能源及其控制系統，包括：CAN總線、整車控制器、鋰動力電池及其管理系統、電動式飛輪電池及其管理系統、電機控制器。

上述部件的具體作用為：

（1）CAN總線設計用于實現各控制單元間的信號傳輸；

（2）整車控制器，設計用于采集鋰動力電池管理系統、電動式飛輪電池管理系統、電機控制器的狀態信號，并依據內置的控制策略，向上述各子控制單元輸出相關控制指令；

（3）鋰動力電池為主能量源，設計用于為主驅動電機提供驅動能量，并回收主驅動電機回饋的再生制動能量；

（4）鋰動力電池管理系統，設計用于監測并向整車控制器發送鋰動力電池運行狀態，接收并執行整車控制器輸出的控制指令；

（5）電動式飛輪電池為輔助能量源，設計用于為調速電機提供驅動能量，并回收調速電機回饋的再生制動能量；

（6）電動式飛輪電池管理系統，設計用于監測并向整車控制器發送電動式飛輪電池電池運行狀態，接收并執行整車控制器輸出的控制指令；

（7）電機控制器，設計用于監測并向整車控制器發送電機運行狀態，接收并執行整車控制器輸出的控制指令。

本發明的優點在于：

1、本發明通過設計一種車載電動式飛輪電池與鋰動力電池的復合能源及其控制系統，一方面可充分利用鋰動力電池能量密度大的優勢，保證電動汽車續駛里程；另一方面，可充分利用電動式飛輪電池功率密度大的優勢，降低車輛對鋰動力電池的功率要求，進而有效控制負載突變工況下鋰動力電池放電電流的變化幅度，控制鋰動力電池工作在高效率區間，進一步延長電動汽車續駛里程。

2、本發明通過設計一種車載電動式飛輪電池與鋰動力電池的復合能源及其控制系統，借助飛輪瞬時大功率釋放優勢，能夠降低大負荷驅動工況下鋰動力電池的放電電流，提高鋰動力電池系統安全性能，并延長鋰動力電池系統使用壽命。