本實(shí)用新型涉及一種用于混合動力汽車的新型電源系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前，能源問題日益凸顯，人們開始尋求新能源，以提高能源利用效率?；旌蟿恿ζ嚲哂懈咝А⒐?jié)能和環(huán)保等特點(diǎn)，因此受到汽車行業(yè)人士的關(guān)注及重視。動力系統(tǒng)作為混合動力汽車的核心部件，提高動力電池的放電能量效率、延長動力電池的使用壽命以及提高制動能量的回收率是開發(fā)混合動力汽車高效運(yùn)行的關(guān)鍵因素之一。

現(xiàn)有技術(shù)中，混合動力汽車采用超級電容器作為輔助啟動動力系統(tǒng)。超級電容器雖然能夠滿足汽車在起動、加速、爬坡時(shí)對高功率的需求，但其能量密度低，不能滿足大容量的電能存儲；且超級電容器自放電率高，長久放置電量為零。此外，現(xiàn)有技術(shù)中混合動力汽車動力系統(tǒng)的另一個缺陷在于沒有對超級電容組進(jìn)行一個電源管理。由于超級電容器單體間存在容量偏差，漏電流偏差以及ESR(Equivalent Series Resistance，等效串聯(lián)電阻)的不一致，導(dǎo)致超級電容組中的電壓不均衡，從而降低模組的儲能效率。另外，過壓，過流以及過溫都會降低超級電容的壽命。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是，提供一種混合動力汽車的新型電源系統(tǒng)，以解決超級電容器能量密度低，自放電率高的問題，且單體電壓均衡，能保證其安全、可靠的使用。

鋰離子電容器采用鋰離子電池和超級電容器混合結(jié)構(gòu)，正極采用超級電容器正極材料，負(fù)極采用鋰離子電池負(fù)極材料。鋰離子電容器功率密度高，接近于超級電容器，因此具備大電流充電接受能力；能量密度是超級電容器的兩倍，循環(huán)壽命高達(dá)百萬余次。此外，鋰離子電容器自放電率低，常溫25℃放置3個月，電壓下降≤5％；具有寬使用溫度范圍(-30℃～70℃)的運(yùn)行安全性、可靠性且免維護(hù)。

為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型公開了一種混合動力汽車的新型電源系統(tǒng)，

該電源系統(tǒng)包括通過通訊線束進(jìn)行信號傳輸?shù)碾娙莶糠旨案邏翰糠郑鲭娙莶糠种饕ㄤ囯x子電容Pack，一端連接在鋰離子電容Pack正極端、另一端通過電流傳感器連接在鋰離子電容Pack負(fù)極端的主控BMS板，所述主控BMS板還連接有從控BMS板，從控BMS板連接有從控繼電器，從控繼電器連接并控制風(fēng)扇；

所述高壓部分包括控制正極充放電端口電路通斷的繼電器C，控制預(yù)充電端口電路通斷的繼電器D以及控制鋰離子電容Pack負(fù)極端通斷的繼電器E，所述繼電器C和繼電器D還控制鋰離子電容Pack的正極端通斷。

進(jìn)一步地，所述鋰離子電容Pack是由若干個鋰離子電容器模組串聯(lián)構(gòu)成。

進(jìn)一步地，在所述鋰離子電容器模組之間還連接有手動維修開關(guān)，用于維修時(shí)斷開電路，降低電路中的電壓。

進(jìn)一步地，所述從控BMS板包括從控BMS板A和從控BMS板B，所述從控繼電器包括繼電器A和繼電器B，所述風(fēng)扇包括風(fēng)扇A和風(fēng)扇B，從控BMS板A和從控BMS板B分別連接繼電器A和繼電器B，繼電器A和繼電器B分別連接并控制風(fēng)扇A和風(fēng)扇B。

進(jìn)一步地，所述高壓部分的正極端還設(shè)置有分別連接繼電器C和繼電器D的熔斷器C和熔斷器D，高壓部分的負(fù)極端還設(shè)置有連接繼電器E的熔斷器E。

本實(shí)用新型所述的混合動力汽車的新型電源系統(tǒng)的電路控制方法如下：

汽車啟動后，外電路給主控BMS板供電，從控BMS板A和從控BMS板B分別從主控BMS板取電，主、從控BMS板正常工作，開始自檢：

(一)、如自檢過程電容部分運(yùn)行正常，則

(1)、主控BMS板將信號通過通訊線束傳輸給高壓部分的繼電器E，并控制繼電器E開關(guān)閉合，鋰離子電容Pack的負(fù)極端連通；

(2)、隨后，繼電器D開關(guān)閉合，如檢測到外電路電壓正常，則鋰離子電容Pack對外電路中的電機(jī)控制器進(jìn)行預(yù)充電，至預(yù)充電完成，繼電器C開關(guān)閉合，同時(shí)繼電器D開關(guān)斷開，整個電源系統(tǒng)開始正常工作，電源系統(tǒng)與整車建立通訊機(jī)制，并將電壓、電流、溫度、絕緣性參數(shù)上傳給整車，鋰離子電容Pack對整車進(jìn)行供電，整車開始運(yùn)行；先預(yù)充電再供電，可對整車運(yùn)行起到保護(hù)作用。

如預(yù)充電過程中檢測到外電路電壓值異常，預(yù)充電失敗，主控BMS板將異常信號反饋給整車；此時(shí)可主動采取檢修。

(3)、在整車運(yùn)行過程中，

如運(yùn)行過程中檢測到鋰離子電容Pack溫度過高，繼電器A和繼電器B開關(guān)閉合，由繼電器A和繼電器B控制的風(fēng)扇A和風(fēng)扇B開始工作，以降低鋰離子電容Pack溫度；

如運(yùn)行過程中檢測到過流或者過壓信號，電源系統(tǒng)將信號反饋給整車，使整車做出禁止對鋰離子電源Pack進(jìn)行充電的響應(yīng)；如整車沒有給出響應(yīng)，繼電器C斷開；

如運(yùn)行過程中檢測到欠壓信號，電源系統(tǒng)將信號反饋給整車，使整車做出禁止鋰離子電容Pack進(jìn)行放電的響應(yīng)；如整車沒有給出響應(yīng)，繼電器C斷開；

如運(yùn)行過程中檢測到短路信號，電源系統(tǒng)將異常信號反饋給整車，并斷開繼電器C和繼電器E；

如運(yùn)行過程中檢測到電源系統(tǒng)和整車漏電信號，電源系統(tǒng)將異常信號反饋給整車，并斷開繼電器C和繼電器E；

(二)、如自檢過程發(fā)生異常，主控BMS板將異常信號反饋給整車，即BMS報(bào)錯，整車不啟動。

本實(shí)用新型采用的鋰離子電容器，相對于超級電容器，具有高功率密度、寬溫度適應(yīng)性、低自放電率以及較長循環(huán)壽命等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)本實(shí)用新型可實(shí)現(xiàn)對模組的管理，單體間電壓均衡，其電路控制系統(tǒng)使用安全、可靠，實(shí)現(xiàn)對混合動力汽車的啟動、能量回收。

附圖說明

圖1為混合動力汽車的電源系統(tǒng)的電路原理圖。

圖中標(biāo)記：1-電容部分；1.1-鋰離子電容器模組；1.2-主控BMS板；1.3-從控BMS板A；1.4-從控BMS板B；1.5-電流傳感器；1.6-繼電器A；1.7-繼電器B；1.8-風(fēng)扇A；1.9-風(fēng)扇B；1.10-手動維修開關(guān)；2-高壓部分；2.1-繼電器C；2.2-繼電器D；2.3-繼電器E；2.4-熔斷器C；2.5-熔斷器D；2.6-熔斷器E。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例，更具體地闡述本實(shí)用新型的內(nèi)容。本實(shí)用新型的實(shí)施并不限于下面的實(shí)施例，對本實(shí)用新型所做的任何形式上的變通或改變都應(yīng)在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。

實(shí)施例1：

本實(shí)用新型所公開的混合動力汽車的新型電源系統(tǒng)，其電路圖如圖1所示，該電源系統(tǒng)主要包括電容部分1及高壓部分2，電容部分1及高壓部分2之間通過通訊線束進(jìn)行信號傳輸。其中電容部分1主要包括為混合動力汽車供電的鋰離子電容Pack，該鋰離子電容Pack由若干個(本實(shí)施例采用7個)鋰離子電容模組1.1串聯(lián)構(gòu)成，每個鋰離子電容器模組1.1由若干個(本實(shí)施例采用12個)鋰離子電容器單體串聯(lián)構(gòu)成。

在鋰離子電容模組1.1串聯(lián)電路上設(shè)置有手動維修開關(guān)1.10，該手動維修開關(guān)1.10將若干個鋰離子電容器模組1.1分成了兩部分(本實(shí)施例中4個鋰離子電容模組1.1串聯(lián)后，加入一個手動維修開關(guān)1.10，用于連接或斷開其余3個串聯(lián)的鋰離子電容模組1.1)，維修時(shí)可斷開電路，降低電路中的電壓。

電容部分1還包括一端連接在鋰離子電容Pack正極端、另一端通過電流傳感器1.5連接在鋰離子電容Pack負(fù)極端的主控BMS板1.2，所述主控BMS板1.2還連接有從控BMS板A1.3和從控BMS板B1.4，從控BMS板A1.3和從控BMS板B1.4上分別連接有繼電器A1.6和繼電器B1.7，繼電器A1.6和繼電器B1.7分別連接并控制風(fēng)扇A1.8和風(fēng)扇B1.9。電流傳感器1.5用于檢測電路中的電流。

所述高壓部分2包括控制正極充放電端口電路通斷的繼電器C2.1，控制預(yù)充電端口電路通斷的繼電器D2.2以及控制鋰離子電容Pack負(fù)極端通斷的繼電器E2.3。高壓部分2的正極端設(shè)置有熔斷器，包括分別連接繼電器C2.1和繼電器D2.2的熔斷器C2.4和熔斷器D2.5，繼電器C2.1和繼電器D2.2用于控制鋰離子電容Pack的正極端通斷，高壓部分2的負(fù)極端設(shè)置有連接繼電器E2.3的熔斷器E2.6。

本實(shí)用新型的電源系統(tǒng)的電路控制方法如下：

汽車啟動后，外電路給主控BMS板1.2供電，從控BMS板A1.3和從控BMS板B1.4分別從主控BMS板1.2取電，主、從控BMS板正常工作，開始自檢，自檢過程包括對鋰離子電容Pack中的電壓、電流、溫度以及絕緣性的檢測：

(一)、如自檢過程電容部分運(yùn)行正常，則

(1)、主控BMS板1.2將信號通過通訊線束傳輸給高壓部分2的繼電器E2.3，并控制繼電器E2.3開關(guān)閉合，鋰離子電容Pack的負(fù)極端連通；

(2)、隨后，繼電器D2.2開關(guān)閉合，如檢測到外電路電壓正常，則鋰離子電容Pack對外電路中的電機(jī)控制器進(jìn)行預(yù)充電，至預(yù)充電完成，電容部分1的繼電器C2.1開關(guān)閉合，同時(shí)繼電器D2.2開關(guān)斷開，整個電源系統(tǒng)開始正常工作，電源系統(tǒng)與整車建立通訊機(jī)制，并將電壓、電流、溫度、絕緣性參數(shù)上傳給整車，整車開始運(yùn)行；

如預(yù)充電過程中檢測到外電路電壓值異常，預(yù)充電失敗，主控BMS板1.2將異常信號反饋給整車；

(3)、在整車運(yùn)行過程中，

如運(yùn)行過程中檢測到鋰離子電容Pack溫度過高，繼電器A1.6和繼電器B1.7開關(guān)閉合，由繼電器A1.6和繼電器B1.7控制的風(fēng)扇A1.8和風(fēng)扇B1.9開始工作，以降低鋰離子電容Pack溫度；

如運(yùn)行過程中檢測到過流或者過壓信號，電源系統(tǒng)將信號反饋給整車，使整車做出禁止對鋰離子電源Pack進(jìn)行充電的響應(yīng)；如整車沒有給出響應(yīng)，繼電器C2.1斷開；

如運(yùn)行過程中檢測到欠壓信號，電源系統(tǒng)將信號反饋給整車，使整車做出禁止鋰離子電容Pack進(jìn)行放電的響應(yīng)；如整車沒有給出響應(yīng)，繼電器C2.1斷開；

如運(yùn)行過程中檢測到短路信號，電源系統(tǒng)將異常信號反饋給整車，并斷開繼電器C2.1和繼電器E2.3；

如運(yùn)行過程中檢測到電源系統(tǒng)和整車漏電信號，電源系統(tǒng)將異常信號反饋給整車，并斷開繼電器C2.1和繼電器E2.3；

(二)、如自檢過程發(fā)生異常，主控BMS板1.2將異常信號反饋給整車。