一種具有均衡功能的電動(dòng)汽車(chē)優(yōu)化能源系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供了一種具有均衡功能的電動(dòng)汽車(chē)優(yōu)化能源系統(tǒng)，該系統(tǒng)裝有一個(gè)反激式變壓器，將動(dòng)力電池系統(tǒng)劃分為若干個(gè)標(biāo)稱(chēng)電壓相等的電池模塊，當(dāng)某一電池模塊的電壓高于所有電池模塊的平均電壓時(shí)，該模塊的能量通過(guò)次級(jí)線圈傳遞給初級(jí)線圈，變壓器儲(chǔ)能并通過(guò)合理設(shè)計(jì)線圈匝數(shù)比將電壓轉(zhuǎn)換成9-16V，給低壓用電器供電。斷開(kāi)高電壓模塊與次級(jí)線圈相連的開(kāi)關(guān)，閉合電壓低于電池模塊平均電壓的開(kāi)關(guān)，變壓器對(duì)低電壓模塊充電。該系統(tǒng)通過(guò)磁場(chǎng)與電場(chǎng)的轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)電池的均衡，同時(shí)省去DC/DC和低壓能源系統(tǒng)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種具有均衡功能的電動(dòng)汽車(chē)優(yōu)化能源系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電動(dòng)汽車(chē)能源系統(tǒng)領(lǐng)域，涉及一種電動(dòng)汽車(chē)優(yōu)化能源系統(tǒng)，尤其是該系統(tǒng)同時(shí)具備電池均衡功能。

【背景技術(shù)】
[0002]電動(dòng)汽車(chē)作為一種新型綠色環(huán)保的交通工具，對(duì)于減少環(huán)境污染起到了重要作用。但是由于動(dòng)力電池技術(shù)目前尚不成熟，由此導(dǎo)致的續(xù)駛里程短等問(wèn)題一定程度上影響了電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展。
[0003]優(yōu)化電動(dòng)汽車(chē)的能源系統(tǒng)，提升動(dòng)力電池系統(tǒng)的性能對(duì)于延長(zhǎng)續(xù)駛里程，提升電動(dòng)汽車(chē)的安全性、可靠性有重要作用。目前優(yōu)化能源系統(tǒng)主要集中在兩方面，一是采用均衡功能使電池的性能得以充分發(fā)揮，二是優(yōu)化現(xiàn)有的能源系統(tǒng)，一個(gè)零部件兼顧多個(gè)功能，省去一些零部件。
[0004]對(duì)于電池均衡功能，很多公司和科研院所已經(jīng)開(kāi)展了相關(guān)工作。發(fā)明專(zhuān)利N102480141A公開(kāi)了一種電池均衡裝置及方法，在不同電壓的電池間進(jìn)行能量轉(zhuǎn)移以實(shí)現(xiàn)各電池間的電量平衡，該電池均衡裝置包括用以監(jiān)控電池的監(jiān)控模塊、連接該電池包的電磁耦合變壓器及開(kāi)關(guān)模塊、以及觸發(fā)該電磁耦合變壓器產(chǎn)生電磁耦合效應(yīng)而對(duì)該些電池進(jìn)行均衡的主控模塊。此均衡功能增加了電池的使用壽命。發(fā)明專(zhuān)利CN103606999A公開(kāi)了一種新型電池均衡充電方法，該裝置的每個(gè)電池單體均并聯(lián)一個(gè)均衡單元，充電過(guò)程中對(duì)單體電池電壓小于平均單體電壓的單體電池，相應(yīng)的均衡單元工作，向各相應(yīng)的單體補(bǔ)充充電；對(duì)單體電池電壓大于平均單體電壓的單體電池，依舊由充電機(jī)充電；隨著補(bǔ)充充電的進(jìn)行，各單體電壓越來(lái)越接近，直至最后一個(gè)均衡單元補(bǔ)充充電完成；各個(gè)均衡單元的輸出電壓是完全相等的，可以在整個(gè)充電過(guò)程中精確進(jìn)行均衡補(bǔ)充充電，均衡效果較好。
[0005]對(duì)于優(yōu)化現(xiàn)有的能源系統(tǒng)，發(fā)明專(zhuān)利CN101811437B公開(kāi)了一種優(yōu)化結(jié)構(gòu)和布局的純電動(dòng)汽車(chē)，省去了一般電動(dòng)汽車(chē)需要設(shè)置多個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的麻煩。一方面簡(jiǎn)化了電動(dòng)汽車(chē)的結(jié)構(gòu)，降低了成本，進(jìn)一步減輕了電動(dòng)汽車(chē)的重量，增強(qiáng)了汽車(chē)的輕量化，另一方面，增強(qiáng)了驅(qū)動(dòng)電機(jī)的減震性能，提高了可靠性，更有利于提高電動(dòng)汽車(chē)的性能。
[0006]以上能源系統(tǒng)要么只具備均衡功能，要么只是對(duì)能源系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，沒(méi)有將兩者有機(jī)的結(jié)合在一起。本發(fā)明將能源系統(tǒng)的優(yōu)化與電池均衡功能在同一套能源系統(tǒng)中得以實(shí)現(xiàn)，對(duì)于提高整車(chē)?yán)m(xù)駛里程及安全性有重要作用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是提供一種具有均衡功能的電動(dòng)汽車(chē)優(yōu)化能源系統(tǒng)。
[0008]本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容為:
[0009]所述的具有均衡功能的電動(dòng)汽車(chē)優(yōu)化能源系統(tǒng)包括動(dòng)力電池系統(tǒng)和一個(gè)反激式變壓器。
[0010]動(dòng)力電池系統(tǒng)劃分為若干個(gè)標(biāo)稱(chēng)電壓相等的電池模塊。
[0011]動(dòng)力電池系統(tǒng)劃分的電池模塊數(shù)量是10-25塊。
[0012]所劃分的每一電池模塊的標(biāo)稱(chēng)電壓范圍為3-24V。
[0013]反激式變壓器每個(gè)次級(jí)線圈都與劃分后的一個(gè)電池模塊并聯(lián)，通過(guò)開(kāi)關(guān)控制，并且所有次級(jí)線圈的匝數(shù)相同。
[0014]反激式變壓器初級(jí)線圈與次級(jí)線圈的匝數(shù)比將變壓器的輸出電壓調(diào)整為9-16V。
[0015]當(dāng)某一電池模塊的電壓高于電池模塊平均電壓時(shí)，該模塊與次級(jí)線圈之間的開(kāi)關(guān)閉合，該模塊的能量傳遞給變壓器，此時(shí)變壓器儲(chǔ)能并輸出給低壓用電系統(tǒng)供電；當(dāng)某一電池模塊的電壓低于電池模塊平均電壓時(shí)，斷開(kāi)高電壓電池模塊的開(kāi)關(guān)，閉合低電壓電池模塊與次級(jí)線圈相連的開(kāi)關(guān)，此時(shí)變壓器對(duì)低電壓電池模塊充電；以上過(guò)程實(shí)現(xiàn)了能源系統(tǒng)的優(yōu)化，省去了 DC/DC和低壓能源系統(tǒng)，同時(shí)通過(guò)電場(chǎng)與磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)了電池均衡。
[0016]該動(dòng)力電池系統(tǒng)的正極材料是三元材料或者猛酸鋰材料。
[0017]本發(fā)明提供的具有均衡功能的電動(dòng)汽車(chē)優(yōu)化能源系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，安裝及使用方便，既可以省去DC/DC和低壓能源系統(tǒng)，又可以對(duì)電池進(jìn)行均衡。同時(shí)變壓器作為低壓能源系統(tǒng)向整車(chē)低壓用電系統(tǒng)供電。DC/DC及低壓能源系統(tǒng)的省去以及電池均衡功能的實(shí)現(xiàn)對(duì)于提高整車(chē)?yán)m(xù)駛里程具有有重要意義。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1是具有均衡功能的電動(dòng)汽車(chē)優(yōu)化能源系統(tǒng)的示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0019]參見(jiàn)圖1，本發(fā)明提供的具有均衡功能的電動(dòng)汽車(chē)優(yōu)化能源系統(tǒng)包括動(dòng)力電池系統(tǒng)和一個(gè)反激式變壓器。動(dòng)力電池系統(tǒng)被劃分為若干個(gè)標(biāo)稱(chēng)電壓相等的電池模塊，對(duì)于純電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力電池系統(tǒng)，劃分的電池模塊數(shù)量可以是10-25塊，劃分的每一電池模塊的標(biāo)稱(chēng)電壓范圍為3-24V。動(dòng)力電池系統(tǒng)的正極材料是三元材料或者錳酸鋰材料。反激式變壓器的每個(gè)次級(jí)線圈都與一個(gè)電池模塊并聯(lián)，通過(guò)開(kāi)關(guān)控制，并且所有次級(jí)線圈的匝數(shù)均相同。本發(fā)明通過(guò)合理設(shè)計(jì)反激式變壓器的初級(jí)線圈和次級(jí)線圈的匝數(shù)比，可以使得變壓器輸出電壓在9-16V的范圍。當(dāng)某一電池模塊的電壓高于模塊平均電壓時(shí)，該模塊與次級(jí)線圈之間的開(kāi)關(guān)閉合，向變壓器儲(chǔ)能，電壓轉(zhuǎn)換成9-16V，向低壓用電系統(tǒng)供電。當(dāng)某一電池模塊的電壓低于模塊平均電壓時(shí)，斷開(kāi)高電壓模塊的開(kāi)關(guān)，閉合低電壓模塊與次級(jí)線圈相連的開(kāi)關(guān)，此時(shí)變壓器對(duì)低電壓模塊充電。以上過(guò)程實(shí)現(xiàn)了能源系統(tǒng)的優(yōu)化，省去了 DC/DC和低壓能源系統(tǒng)。同時(shí)通過(guò)電場(chǎng)與磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)了電池均衡。
[0020]下面以實(shí)施例具體說(shuō)明本發(fā)明:
[0021]動(dòng)力電池系統(tǒng)總電壓為333V，正極材料是三元材料。將該動(dòng)力電池系統(tǒng)劃分為15個(gè)電池模塊，每個(gè)模塊的標(biāo)稱(chēng)電壓為22.2V。
[0022]該動(dòng)力電池系統(tǒng)裝有一個(gè)反激式變壓器裝置，該裝置的每一次級(jí)線圈的匝數(shù)相同。
[0023]如果發(fā)現(xiàn)第一個(gè)電池模塊的電壓高于所有電池模塊的平均電壓，閉合開(kāi)關(guān)SI，此時(shí)電流從電池流向變壓器，變壓器儲(chǔ)能，同時(shí)轉(zhuǎn)換成9-16V的低壓電，向低壓用電器供電。
[0024]如果發(fā)現(xiàn)第三個(gè)電池模塊的電壓低于所有電池模塊的平均電壓，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)SI，閉合開(kāi)關(guān)S3，此時(shí)變壓器的能量轉(zhuǎn)移至第三個(gè)電池模塊，對(duì)該模塊進(jìn)行充電。
【權(quán)利要求】
1.一種具有均衡功能的電動(dòng)汽車(chē)優(yōu)化能源系統(tǒng)，其特征在于: 所述的具有均衡功能的電動(dòng)汽車(chē)優(yōu)化能源系統(tǒng)包括動(dòng)力電池系統(tǒng)和一個(gè)反激式變壓器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的能源系統(tǒng)，其特征在于:動(dòng)力電池系統(tǒng)劃分為若干個(gè)標(biāo)稱(chēng)電壓相等的電池模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的能源系統(tǒng)，其特征在于:動(dòng)力電池系統(tǒng)劃分的電池模塊數(shù)量是10-25塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的能源系統(tǒng)，其特征在于:所劃分的每一電池模塊的標(biāo)稱(chēng)電壓范圍為3-24V。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的能源系統(tǒng)，其特征在于:反激式變壓器每個(gè)次級(jí)線圈都與劃分后的一個(gè)電池模塊并聯(lián)，通過(guò)開(kāi)關(guān)控制，并且所有次級(jí)線圈的匝數(shù)相同。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的能源系統(tǒng)，其特征在于:反激式變壓器初級(jí)線圈與次級(jí)線圈的匝數(shù)比將變壓器的輸出電壓調(diào)整為9-16V。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的能源系統(tǒng)，其特征在于:當(dāng)某一電池模塊的電壓高于電池模塊平均電壓時(shí)，該模塊與次級(jí)線圈之間的開(kāi)關(guān)閉合，該模塊的能量傳遞給變壓器，此時(shí)變壓器儲(chǔ)能并輸出給低壓用電系統(tǒng)供電；當(dāng)某一電池模塊的電壓低于電池模塊平均電壓時(shí)，斷開(kāi)高電壓電池模塊的開(kāi)關(guān)，閉合低電壓電池模塊與次級(jí)線圈相連的開(kāi)關(guān)，此時(shí)變壓器對(duì)低電壓電池模塊充電；以上過(guò)程實(shí)現(xiàn)了能源系統(tǒng)的優(yōu)化，省去了 DC/DC和低壓能源系統(tǒng)，同時(shí)通過(guò)電場(chǎng)與磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)了電池均衡。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的能源系統(tǒng)，其特征在于:該動(dòng)力電池系統(tǒng)的正極材料是三元材料或者猛酸鋰材料。
【文檔編號(hào)】H02J7/00GK104242396SQ201410497793
【公開(kāi)日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2014年9月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月25日
【發(fā)明者】俞會(huì)根, 王彥紅 申請(qǐng)人:北京新能源汽車(chē)股份有限公司