純電動(dòng)汽車再生制動(dòng)系統(tǒng)能量回收裝置制造方法
【專利摘要】純電動(dòng)汽車再生制動(dòng)系統(tǒng)能量回收裝置，涉及具有再生制動(dòng)功能的純電動(dòng)汽車電源，屬于汽車能量管理領(lǐng)域。解決了純電動(dòng)汽的能量回收裝置充放電效率低和使用壽命短的問(wèn)題，它包括復(fù)合電源、電流可逆斬波電路、CAN通信接口電路和驅(qū)動(dòng)隔離電路；復(fù)合電源的串行通信端通過(guò)CAN通信接口電路用于與上位機(jī)和DSP控制器進(jìn)行通信連接，復(fù)合電源電信號(hào)輸入/輸出端通過(guò)電流可逆斬波電路用于與純電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行電連接，驅(qū)動(dòng)隔離電路的第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出端與復(fù)合電源的驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸入端連接，其第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出端與電流可逆斬波電路的驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸入端連接，驅(qū)動(dòng)隔離電路的控制信號(hào)輸入端用于接收DSP控制器發(fā)出的控制信號(hào)。具體用于純電動(dòng)汽車上。
【專利說(shuō)明】純電動(dòng)汽車再生制動(dòng)系統(tǒng)能量回收裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種具有再生制動(dòng)功能的純電動(dòng)汽車電源，屬于汽車能量管理領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]在不可再生能源的日益枯竭的今天，石油價(jià)格的不斷增長(zhǎng)，空氣質(zhì)量問(wèn)題也開(kāi)始引起了各界的廣泛關(guān)注，其中霧霾問(wèn)題的很大一部分原因是由于汽車尾氣排放導(dǎo)致的。而純電動(dòng)汽車的出現(xiàn)，成為了解決這個(gè)問(wèn)題的希望，但是由于目前的電池技術(shù)有限，純電動(dòng)汽車的行駛里程受到了很大的限制。再生制動(dòng)系統(tǒng)可以有效地回收汽車在制動(dòng)過(guò)程中所產(chǎn)生的能量，并將其儲(chǔ)存在汽車的電源模塊中。為了實(shí)現(xiàn)具有再生制動(dòng)系統(tǒng)的純電動(dòng)汽車對(duì)電池頻繁充放電，而且不損壞電池，我們?cè)O(shè)計(jì)了一款用于純電動(dòng)汽車再生制動(dòng)系統(tǒng)的能量回收裝置。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型是為了解決純電動(dòng)汽的能量回收裝置充放電效率低和使用壽命短的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種純電動(dòng)汽車再生制動(dòng)系統(tǒng)能量回收裝置。
[0004]純電動(dòng)汽車再生制動(dòng)系統(tǒng)能量回收裝置，它包括復(fù)合電源、電流可逆斬波電路、CAN通信接口電路和驅(qū)動(dòng)隔離電路；
[0005]所述的復(fù)合電源的串行通信端通過(guò)CAN通信接口電路用于與上位機(jī)和DSP控制器進(jìn)行通信連接，復(fù)合電源的電信號(hào)輸入/輸出端通過(guò)電流可逆斬波電路用于與純電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行電連接，
[0006]驅(qū)動(dòng)隔離電路的第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出端與復(fù)合電源的驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸入端連接，驅(qū)動(dòng)隔離電路的第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出端與電流可逆斬波電路的驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸入端連接，
[0007]驅(qū)動(dòng)隔離電路的控制信號(hào)輸入端用于接收DSP控制器發(fā)出的控制信號(hào)。
[0008]復(fù)合電源采用超級(jí)電容來(lái)延長(zhǎng)電池的壽命。超級(jí)電容具有非常高的功率密度，且充電速度快、效率高、壽命長(zhǎng)以及綠色環(huán)保，適用于電動(dòng)汽車的再生制動(dòng)系統(tǒng)中使用。
[0009]采用雙向DC/DC變換器來(lái)跟蹤檢鋰電池組端電壓，以調(diào)控超級(jí)電容的端電壓使兩者匹配工作，鋰電池組通過(guò)工作狀態(tài)切換裝置和雙向DC/DC變換器與超級(jí)電容連接。
[0010]本實(shí)用新型通過(guò)工作狀態(tài)切換裝置來(lái)選擇是超級(jí)電容進(jìn)行充放電還是蓄電池進(jìn)行充放電，工作狀態(tài)切換裝置通過(guò)外部DSP控制器切換復(fù)合電源的工作狀態(tài)，CAN通信接口電路可以把復(fù)合電源的狀態(tài)信息傳輸給上位機(jī)或者DSP控制器。
[0011]經(jīng)過(guò)實(shí)際的檢測(cè)，采用本實(shí)用新型所述純電動(dòng)汽車再生制動(dòng)系統(tǒng)能量回收裝置可以在純電動(dòng)汽車在制動(dòng)時(shí)，對(duì)其產(chǎn)生的能量進(jìn)行回收，且實(shí)現(xiàn)純電動(dòng)汽車對(duì)復(fù)合電源頻繁充放電，而且不損壞復(fù)合電源，不僅延長(zhǎng)了蓄電池的壽命，而且還提高了能量轉(zhuǎn)換效率，使轉(zhuǎn)換效率提高了 5%以上?！緦＠綀D】

【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1為【具體實(shí)施方式】一所述的純電動(dòng)汽車再生制動(dòng)系統(tǒng)能量回收裝置的原理示意圖；
[0013]圖2為【具體實(shí)施方式】二所述的復(fù)合電源的原理示意圖；
[0014]圖3為【具體實(shí)施方式】三所述的工作狀態(tài)切換裝置的原理示意圖；
[0015]圖4為【具體實(shí)施方式】四所述的電流可逆斬波電路的原理示意圖；
[0016]圖5為【具體實(shí)施方式】一所述的驅(qū)動(dòng)隔離電路用于控制電流可逆斬波電路時(shí)的一種具體電路結(jié)構(gòu)意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]【具體實(shí)施方式】一:參見(jiàn)圖1和5說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述的純電動(dòng)汽車再生制動(dòng)系統(tǒng)能量回收裝置，它包括復(fù)合電源1、電流可逆斬波電路2、CAN通信接口電路3和驅(qū)動(dòng)隔離電路4;
[0018]所述的復(fù)合電源I的串行通信端通過(guò)CAN通信接口電路3用于與上位機(jī)和DSP控制器進(jìn)行通信連接，復(fù)合電源I的電信號(hào)輸入/輸出端通過(guò)電流可逆斬波電路2用于與純電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行電連接，
[0019]驅(qū)動(dòng)隔離電路4的第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出端與復(fù)合電源I的驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸入端連接，驅(qū)動(dòng)隔離電路4的第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出端與電流可逆斬波電路2的驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸入端連接，
[0020]驅(qū)動(dòng)隔離電路4的控制信號(hào)輸入端用于接收DSP控制器發(fā)出的控制信號(hào)。
[0021]本實(shí)施方式中，驅(qū)動(dòng)隔離電路用于控制電流可逆斬波電路2時(shí)的一種具體電路結(jié)構(gòu)示意圖，具體參見(jiàn)圖5。
[0022]【具體實(shí)施方式】二:參見(jiàn)圖1、2和5說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一所述的純電動(dòng)汽車再生制動(dòng)系統(tǒng)能量回收裝置的區(qū)別在于，所述的復(fù)合電源I包括鋰電池組1-1、S0C系統(tǒng)1-2、電壓檢測(cè)電路1-3、工作狀態(tài)切換裝置1-4、雙向DC/DC變換器1_5和超級(jí)電容1-6 ；
[0023]所述的鋰電池組1-1的數(shù)據(jù)信號(hào)輸出端與SOC系統(tǒng)1-2的數(shù)據(jù)信號(hào)輸入端連接，SOC系統(tǒng)1-2的數(shù)據(jù)信號(hào)輸出端，作為復(fù)合電源I的一個(gè)串行通信端，
[0024]工作狀態(tài)切換裝置1-4的第一電信號(hào)輸入/輸出端與鋰電池組1-1的第一電信號(hào)輸入/輸出端連接，
[0025]工作狀態(tài)切換裝置1-4的第二電信號(hào)輸入/輸出端，作為復(fù)合電源I的一個(gè)電信號(hào)輸入/輸出端，
[0026]工作狀態(tài)切換裝置1-4的驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸入端，作為復(fù)合電源I的驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸入端，
[0027]工作狀態(tài)切換裝置1-4的投切信號(hào)輸出端與雙向DC/DC變換器1_5的信號(hào)輸入端連接，雙向DC/DC變換器1-5的信號(hào)輸出端與超級(jí)電容1-6的一端連接，
[0028]超級(jí)電容1-6的另一端與鋰電池組1-1的第二電信號(hào)輸入/輸出端連接后，作為復(fù)合電源I的另一個(gè)電信號(hào)輸入/輸出端，
[0029]電壓檢測(cè)電路1-3用于檢測(cè)超級(jí)電容1-6的端電壓，且電壓檢測(cè)電路1-3的信號(hào)輸出端，作為復(fù)合電源I的另一個(gè)串行通信端。
[0030]本實(shí)施方式中，當(dāng)純電動(dòng)汽車啟動(dòng)、加速時(shí)，由復(fù)合電源I供電運(yùn)行，經(jīng)過(guò)電流可逆斬波電路2的升壓處理，把電能傳遞給純電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，此時(shí)復(fù)合電源I是超級(jí)電容1-6優(yōu)先放電，當(dāng)電壓檢測(cè)電路1-3檢測(cè)到超級(jí)電容1-6已放完電時(shí)，通過(guò)工作狀態(tài)切換裝置1-4轉(zhuǎn)換為鋰電池組1-1放電。
[0031]【具體實(shí)施方式】三:參見(jiàn)圖3說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】二所述的純電動(dòng)汽車再生制動(dòng)系統(tǒng)能量回收裝置的區(qū)別在于，所述的工作狀態(tài)切換裝置1-4包括I號(hào)功率開(kāi)關(guān)管IGBT Ql、2號(hào)功率開(kāi)關(guān)管IGBT Q2、l號(hào)二極管Dl和2號(hào)二極管D2，
[0032]所述的I號(hào)功率開(kāi)關(guān)管IGBT Ql和2號(hào)功率開(kāi)關(guān)管IGBT Q2的柵極均用于接收驅(qū)動(dòng)信號(hào)，
[0033]I號(hào)功率開(kāi)關(guān)管IGBT Ql的發(fā)射極同時(shí)與2號(hào)功率開(kāi)關(guān)管IGBT Q2的集電極、I號(hào)二極管Dl的陽(yáng)極和2號(hào)二極管D2的陰極連接后，作為工作狀態(tài)切換裝置1-4的第二電信號(hào)輸入/輸出端，
[0034]I號(hào)功率開(kāi)關(guān)管IGBT Ql的集電極與I號(hào)二極管Dl的陰極連接后，作為工作狀態(tài)切換裝置1-4的第一電信號(hào)輸入/輸出端；
[0035]2號(hào)功率開(kāi)關(guān)管IGBT Q2的發(fā)射極與2號(hào)二極管D2的陽(yáng)極連接后，作為工作狀態(tài)切換裝置1-4的投切信號(hào)輸出端。
[0036]【具體實(shí)施方式】四:參見(jiàn)圖4說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】二所述的純電動(dòng)汽車再生制動(dòng)系統(tǒng)能量回收裝置的區(qū)別在于，所述的電流可逆斬波電路2包括3號(hào)功率開(kāi)關(guān)管IGBT Q3、4號(hào)功率開(kāi)關(guān)管IGBT Q4、3號(hào)二極管D3、4號(hào)二極管D4、I號(hào)電感LI和I號(hào)電阻Rl，
[0037]所述的3號(hào)功率開(kāi)關(guān)管IGBT Q3的發(fā)射極同時(shí)與4號(hào)功率開(kāi)關(guān)管IGBT Q4的集電極、3號(hào)二極管D3陽(yáng)極、4號(hào)二極管D4陰極和I號(hào)電感LI的一端連接，I號(hào)電感LI的另一端用于與純電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)連接，
[0038]3號(hào)功率開(kāi)關(guān)管IGBT Q3的集電極與3號(hào)二極管D3陰極連接后，用于與復(fù)合電源I的一個(gè)電信號(hào)輸入/輸出端連接，4號(hào)功率開(kāi)關(guān)管IGBT Q4的發(fā)射極和4號(hào)二極管D4的陽(yáng)極同時(shí)連接后，用于與復(fù)合電源I的另一個(gè)電信號(hào)輸入/輸出端和純電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)連接。
[0039]本實(shí)施方式中，電流可逆斬波電路2可以對(duì)復(fù)合電源I發(fā)出的能量進(jìn)行升壓處理后，再給純電動(dòng)汽車動(dòng)力，也可以在純電動(dòng)汽車制動(dòng)狀態(tài)下回饋的能量進(jìn)行降壓處理給復(fù)合電源I安全充電。該電流可逆斬波電路2升降壓幅度可以由外部的占空比輸入信號(hào)調(diào)節(jié)。
[0040]本實(shí)用新型所述純電動(dòng)汽車再生制動(dòng)系統(tǒng)能量回收裝置的結(jié)構(gòu)不局限于上述各實(shí)施方式所記載的具體結(jié)構(gòu)，還可以是上述各實(shí)施方式所記載的技術(shù)特征的合理組合。
【權(quán)利要求】
1.純電動(dòng)汽車再生制動(dòng)系統(tǒng)能量回收裝置，其特征在于，它包括復(fù)合電源(I)、電流可逆斬波電路(2)、CAN通信接口電路(3)和驅(qū)動(dòng)隔離電路⑷； 所述的復(fù)合電源(I)的串行通信端通過(guò)CAN通信接口電路(3)用于與上位機(jī)和DSP控制器進(jìn)行通信連接，復(fù)合電源(I)的電信號(hào)輸入/輸出端通過(guò)電流可逆斬波電路(2)用于與純電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行電連接， 驅(qū)動(dòng)隔離電路(4)的第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出端與復(fù)合電源(I)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸入端連接，驅(qū)動(dòng)隔離電路(4)的第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出端與電流可逆斬波電路(2)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸入端連接，驅(qū)動(dòng)隔離電路(4)的控制信號(hào)輸入端用于接收DSP控制器發(fā)出的控制信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的純電動(dòng)汽車再生制動(dòng)系統(tǒng)能量回收裝置，其特征在于，所述的復(fù)合電源⑴包括鋰電池組(1-1)、SOC系統(tǒng)(1-2)、電壓檢測(cè)電路(1-3)、工作狀態(tài)切換裝置(1-4)、雙向DC/DC變換器(1-5)和超級(jí)電容(1-6)； 所述的鋰電池組(1-1)的數(shù)據(jù)信號(hào)輸出端與SOC系統(tǒng)(1-2)的數(shù)據(jù)信號(hào)輸入端連接，SOC系統(tǒng)(1-2)的數(shù)據(jù)信號(hào)輸出端，作為復(fù)合電源(I)的一個(gè)串行通信端， 工作狀態(tài)切換裝置(1-4)的第一電信號(hào)輸入/輸出端與鋰電池組(1-1)的第一電信號(hào)輸入/輸出端連接， 工作狀態(tài)切換裝置(1-4)的第二電信號(hào)輸入/輸出端，作為復(fù)合電源(I)的一個(gè)電信號(hào)輸入/輸出端， 工作狀態(tài)切換裝置(1-4)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸入端，作為復(fù)合電源(I)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸入端，工作狀態(tài)切換裝置(1-4)的投切信號(hào)輸出端與雙向DC/DC變換器(1-5)的信號(hào)輸入端連接，雙向DC/DC變換器(1-5)的信號(hào)輸出端與超級(jí)電容(1-6)的一端連接， 超級(jí)電容(1-6)的另一端與鋰電池組(1-1)的第二電信號(hào)輸入/輸出端連接后，作為復(fù)合電源(I)的另一個(gè)電信號(hào)輸入/輸出端， 電壓檢測(cè)電路(1-3)用于檢測(cè)超級(jí)電容(1-6)的端電壓，且電壓檢測(cè)電路(1-3)的信號(hào)輸出端，作為復(fù)合電源(I)的另一個(gè)串行通信端。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的純電動(dòng)汽車再生制動(dòng)系統(tǒng)能量回收裝置，其特征在于，所述的工作狀態(tài)切換裝置(1-4)包括I號(hào)功率開(kāi)關(guān)管IGBT(Ql)、2號(hào)功率開(kāi)關(guān)管IGBT (Q2)、I號(hào)二極管(Dl)和2號(hào)二極管(D2)， 所述的I號(hào)功率開(kāi)關(guān)管IGBT(Ql)和2號(hào)功率開(kāi)關(guān)管IGBT (Q2)的柵極均用于接收驅(qū)動(dòng)信號(hào)， I號(hào)功率開(kāi)關(guān)管IGBT(Ql)的發(fā)射極同時(shí)與2號(hào)功率開(kāi)關(guān)管IGBT(Q2)的集電極、I號(hào)二極管(Dl)的陽(yáng)極和2號(hào)二極管(D2)的陰極連接后，作為工作狀態(tài)切換裝置(1-4)的第二電信號(hào)輸入/輸出端， I號(hào)功率開(kāi)關(guān)管IGBT(Ql)的集電極與I號(hào)二極管(Dl)的陰極連接后，作為工作狀態(tài)切換裝置(1-4)的第一電信號(hào)輸入/輸出端； 2號(hào)功率開(kāi)關(guān)管IGBT (Q2)的發(fā)射極與2號(hào)二極管(D2)的陽(yáng)極連接后，作為工作狀態(tài)切換裝置(1-4)的投切信號(hào)輸出端。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的純電動(dòng)汽車再生制動(dòng)系統(tǒng)能量回收裝置，其特征在于，所述的電流可逆斬波電路(2)包括3號(hào)功率開(kāi)關(guān)管IGBT (Q3)、4號(hào)功率開(kāi)關(guān)管IGBT (Q4)、3號(hào)二極管(D3)、4號(hào)二極管(D4)、l號(hào)電感(LI)和I號(hào)電阻(Rl)，所述的3號(hào)功率開(kāi)關(guān)管IGBT (Q3)的發(fā)射極同時(shí)與4號(hào)功率開(kāi)關(guān)管IGBT (Q4)的集電極、3號(hào)二極管(D3)陽(yáng)極、4號(hào)二極管(D4)陰極和I號(hào)電感(L1)的一端連接，I號(hào)電感(L1)的另一端用于與純電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)連接， 3號(hào)功率開(kāi)關(guān)管IGBT(Q3)的集電極與3號(hào)二極管(D3)陰極連接后，用于與復(fù)合電源(1)的一個(gè)電信號(hào)輸入/輸出端連接，4號(hào)功率開(kāi)關(guān)管IGBT (Q4)的發(fā)射極和4號(hào)二極管(D4)的陽(yáng)極同時(shí)連接后，用于與復(fù)合電源(1)的另一個(gè)電信號(hào)輸入/輸出端和純電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)連接。
【文檔編號(hào)】B60L7/18GK203713585SQ201420027389
【公開(kāi)日】2014年7月16日 申請(qǐng)日期:2014年1月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月16日
【發(fā)明者】周美蘭, 蘇革航 申請(qǐng)人:哈爾濱理工大學(xué)