電動車用電源系統技術方案

本發明專利技術提供了一種電動車用電源系統，其包括用于向電動車提供動力源的主電源和以及輔助主電源向電動車提供動力源的輔助電源，所述電動車用電源系統還包括DC/DC轉換器，所述輔助電源通過該DC/DC轉換器與該主電源相連。該電動車用電源系統具有功率密度大、使用壽命長、成本低廉等優點。

【技術實現步驟摘要】
電動車用電源系統
本專利技術涉及一種用以向電動車提供動力源的電源，尤其是一種用于向電動自行車、電動叉車以及電動大巴等電動車輛提供動力源的電源系統。
技術介紹
近年來，隨著石油資源的日益枯竭，大氣污染越來越嚴重，電動車以其價廉、便捷、環保的功能優勢，在中國市場上越來越受到消費者的青睞；較為常見的電動車通常是以可充電電池作為能量來源，通過控制器、電機等部件，將電能轉化為機械能運動而使車輛運動。由于可充電電池自身特性，其功率密度比較低，決定了可充電電池作為動力源大倍率充放電性能比較差；電動車在使用過程中，比如在啟動、加速或爬坡時，為了向電動車輛提供較大的瞬時功率，可充電電池勢必將進行大倍率放電，但頻繁的大倍率放電致使可充電電池壽命衰減較快，從而嚴重影響了電動車的使用壽命。為了克服上述可充電電池上述技術缺陷，研究人員曾多次嘗試以超級電容器作為應急電源，雖然超級電容器作為一種近年來興起的綠色環保能源，其具有大倍率充放電性能較好，非常適合使用在瞬時功率大、充方電頻繁的場合，但如何使可充電電池與超級電容器之間進行合理的組合，才能使超級電容器和可充電電池在性能上發揮到最佳，且成本最為低廉，一直是研發人員而關注的一個重要問題。
技術實現思路
本專利技術要解決的技術問題是提供一種電動車用電源系統，該電動車用電源系統不但解決了傳統電動車動力源因大功率放電而致使壽命嚴重縮短的技術問題，且結構簡單，成本低廉。為解決上述技術問題，本專利技術提供了一種電動車用電源系統，其包括用于向電動車提供動力源的主電源和以及輔助主電源向電動車提供動力源的輔助電源，所述電動車用電源系統還包括DC/DC轉換器，所述輔助電源通過該DC/DC轉換器與該主電源相連。與現有技術相比，本專利技術具有下述有益效果：(1)本專利技術的電源系統包括主電源和輔助電源，在電動車瞬時啟動、加速或爬坡時，輔助電源瞬間釋放大電流，與主電源一起向電動車提供動力源，進而彌補了傳統電動車主電源因頻繁的大倍率充放電而致使壽命縮減嚴重的技術缺陷；(2)由于本專利技術還設置有DC/DC轉換器，在該DC/DC轉換器的作用下，輔助電源對外輸出恒定能量；(3)由于本專利技術的DC/DC轉換器包括升壓單元和降壓單元，升壓單元和降壓單元為同一組件，故該DC/DC轉換器結構簡單，制造成本低廉；(4)由于本專利技術的儲能模塊，重在采用EDLC模組，所以可以實現超低溫-40℃使用的環境，克服了電池模組所無法實現的技術難題。附圖說明圖1為本專利技術的電源系統的電路原理結構框圖，圖中示出了主電源和輔助電源一起向負載供電時的各部件之間的通信關系。圖2為本專利技術的電路原理框圖，圖中示出了主電源對外能量輸出時的各部件之間的通信關系。圖3為本專利技術的連接有主電源和輔助電源的DC/DC轉換器的電路元器件圖，圖中示出了主電源向輔助電源充電時，電流在DC/DC轉換器各元器件的流向。圖4為本專利技術的連接有主電源和輔助電源的DC/DC轉換器的電路元器件圖，圖中示出了主電源和輔助電源一起向負載供電時，電流在DC/DC轉換器各元器件的流向。具體實施方式需要進一步釋明的是：本專利技術的所稱的電動車，包括所有依靠電力驅動的有關車輛，包括但不限于電動自動車、電動大巴、電動叉車、混合動力車等有關運輸或運載工具。參見圖1，本專利技術的電動車用電源系統包括主電源1和輔助電源2，其中，主電源1用于向電動車提供動力源，輔助電源2用以在電動車瞬時啟動、加速或爬坡等需要瞬時大功率的情形下，同主電源1一起向電動車負載提供動力源，進而彌補主電源1大倍率充放電性能的不足。所述主電源1可以是電池組，該電池組由多個可充電電池串聯或/和并聯連接而形成，所述輔助電源2可以為超級電容器模組，該超級電容器摸組由多個超級電容器單體串聯或/和并聯連接而形成。當然，該主電源1也可以是其它直流電源。本專利技術的電動車用電源系統還包括DC/DC轉換器3，所述主電源1與輔助電源2通過該DC/DC轉換器3相連；DC/DC轉換器3還連接有主控模塊4，并受該主控模塊4的控制。參見圖2，本專利技術的主控模塊4包括電量檢測器41、微處理器42以及功率器件驅動電路43；其中，電量檢測器41包括電壓檢測單元和負載電流檢測單元，用以實時檢測主電源和輔助電源的電量，并根據檢測的主電源和輔助電源的電量以及負載所需電流的狀況，向微處理器發出信號，由微處理器對相關信號做出比較或判斷后，輸出信號，而控制功率器件驅動電路43，使DC/DC轉換器開始工作，而實現能量的對外輸出。作為本專利技術的一個優選方案，本專利技術的微處理器采用MCU/DSP處理器，運用PWM、PFM、ZVS與移相控制，實現轉換效率最大化，且綠色環保。圖2作為一個參考例，示出了主電源對外能量輸出時的各部件之間的通信關系；即電量檢測器41首先檢測輔助電源2的電量，當輔助電源2的電量小于主電源的電量、或負載需要輔助電源2提供能量信號時，把相關信號傳送至微處理器42，經過微處理器42對相關信號處理后，而發送信號至功率器件驅動電路43，由功率器件驅動電路43驅動DC/DC轉換器工作，對主電源1輸出的電壓或電流信號進行轉換，經過濾波后對外輸出。參見圖3和圖4，本專利技術的DC/DC轉換器3包括升壓單元和降壓單元，所述升壓單元和降壓單元為同一組件，所述升壓單元的輸入端311為所述降壓單元的輸出端321，且所述升壓單元的輸出端312為所述降壓單元32的輸入端322。所述升壓單元的輸入端311與所述降壓單元的輸出端321連接位于輔助電源2的端口處，所述升壓單元31的輸出端312與所述降壓單元的輸入端322連接位于所述主電源1的輸出端口處。作為一個優選例，本專利技術的升壓單元優選BOOST拓撲結構，降壓單元優選BUCK拓撲結構，該BOOST拓撲結構和BUCK拓撲結構共用同一組件；更具體的，本專利技術中的DC/DC轉換器3包括第一功率管Q1、第二功率管Q2以及儲能電感L；該第一功率管Q1、第二功率管Q2以及儲能電感L的連接關系介紹如下：第一功率管Q1一端與所述主電源1輸出端相連接，而另一端與第二功率管Q2的一端相串聯；所述第二功率管Q2的另一端連接位于主電源1的輸入端；而所述儲能電感L的一端連接位于第一功率管Q1和第二功率管Q2之間的電路上，另一端與輔助電源2的端口相連接，所述輔助電源2的另一端口與第二功率管Q2相連。所述升壓單元的輸出端312和所述降壓單元322的輸入端位于第一功率管Q1與主電源1相連的電路上，所述升壓單元的輸入端311與所述降壓單元的輸出端321位于所述儲能電感L與輔助電源2相連接的電路上。所述電動車用電源系統還包括負載5，該負載5為發動機，用于把電源系統的電能轉化為電動車動能；其位于主電源1輸出端與DC/DC轉換器1相連的電路上，即位于主電源1與升壓單元的輸出端312或所述降壓單元的輸入端322之間的電路上。圖3作為一個參考例，示出了主電源1向輔助電源2充電時，電流在DC/DC轉換器3各元器件的流向。即當電量檢測器41檢測得到輔助電源的電量小于主電源的電量，把相關信號傳送至微處理器42，經過微處理器42對該信號分析比較后，發送信號至功率器件驅動電路43，由功率器件驅動電路43驅動DC/DC轉換器的第一功率管Q1和第二功率管Q2，降壓電路工作，此時，第一功率管Q1閉合而作為主開關管開始工作，第二功率管Q本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種電動車用電源系統，包括用于向電動車提供動力源的主電源和以及輔助主電源向電動車提供動力源的輔助電源，其特征在于，所述電動車用電源系統還包括DC/DC轉換器，所述輔助電源通過該DC/DC轉換器與該主電源相連。

【技術特征摘要】
1.一種電動車用電源系統，包括用于向電動車提供動力源的主電源和以及輔助主電源向電動車提供動力源的輔助電源，其特征在于，所述電動車用電源系統還包括DC/DC轉換器，所述輔助電源通過該DC/DC轉換器與該主電源相連；所述DC/DC轉換器包括升壓單元和降壓單元，所述升壓單元和降壓單元為同一組件，所述升壓單元的輸入端為所述降壓單元的輸出端，且所述升壓單元的輸出端為所述降壓單元的輸入端；所述升壓單元的輸入端與所述降壓單元的輸出端連接位于輔助電源的端口處，且所述升壓單元的輸出端與所述降壓單元的輸入端連接位于所述主電源的端口處；所述DC/DC轉換器包括第一功率管、第二功率管以及儲能電感，所述第一功率管一端與所述主電源的輸出端相連接，而另一端與第二功率管的一端相串聯，所述第二功率管的另一端連接位于主電源的輸入端；而所述儲能電感的一端連接位于第一功率管和第二功率管之間的電路上，另一端與輔助電源的端口相連接；所述輔助電源的另一端口與第二功率管相連；所述升壓單元的輸出端與所述降壓單元的輸入端位于第一功率管與主電源相連的電路上，所述升壓單元的輸入端與所述降壓單元的輸出端位于所述儲能電感與輔助電源相連接的電路...

【專利技術屬性】
技術研發人員：陳宇澄，王樹曉，陳樂茵，姚欣威，
申請(專利權)人：富華德電子有限公司，
類型：發明
國別省市：中國香港;81