具有復(fù)合型態(tài)電池輸出的交通載具儲能裝置制造方法
【專利摘要】本申請涉及具有復(fù)合型態(tài)電池輸出的交通載具儲能裝置。交通載具儲能裝置同時設(shè)置了具有功率型電池芯以及能量型電池芯的電池模塊，且電池模塊均是鋰電池模塊。當(dāng)電動車需要短時間的大動力輸出時，由具有功率型電池芯的動力輸出電池模塊提供大功率電力輸出，當(dāng)電動車需要長時間長距離的巡航時，則由具有較大能量密度的能量型電池芯的儲能電池模塊提供較小功率，且供電時間長的電力輸出。本實(shí)用新型的交通載具儲能裝置兼具功率型與能量型電池芯的優(yōu)點(diǎn)，同時改善功率型與能量型的缺點(diǎn)，并可應(yīng)付快慢兼容的充電方式。
【專利說明】具有復(fù)合型態(tài)電池輸出的交通載具儲能裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種電池儲能裝置，特別是有關(guān)一種用在乘用電動車輛與公共運(yùn)輸?shù)碾妱影褪寇囕v的交通載具儲能裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]由于能源的缺乏，最近幾年電動車輛的使用與應(yīng)用逐漸蓬勃發(fā)展。尤其在使用純電動發(fā)動的大型巴士上可大幅減少碳排放量，因此將傳統(tǒng)柴油巴士改為純電動巴士是未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)。
[0003]然而電動巴士種類繁多，在其電池儲能裝置設(shè)計上，需依據(jù)所需的續(xù)航力與充電型態(tài)而選用不同的電池類型。一般而言，鋰電池可分為功率型電池與能量型電池。功率型電池如磷酸鐵鋰電池，其特征為可允許較大功率輸出，但其成本、單位體積能量密度與單位重量均高于能量型電池(如鋰三元電池)。在以往的設(shè)計中，電動車的電池模塊均是使用單一類型的電池芯串接整配成一電池儲能裝置。而這一個電池儲能裝置再直接與馬達(dá)驅(qū)動器等串接來供給電能需求。這種使用單一類型的鋰電池電芯是一種較為單純的做法。然而這樣的做法無法改善不同類型電池芯本身存在的缺點(diǎn)。例如，能量型電池芯雖有較佳的能量密度與成本優(yōu)勢，但無法應(yīng)付大功率輸出的要求。若是為了符合大功率輸出而改用功率型電池芯，則其低能量密度與成本問題將產(chǎn)生體積過大與成本過高的問題。為了改善電池芯功率輸出不足的問題，現(xiàn)有技術(shù)中有在鋰電池輸出端增設(shè)一個超級電容，作為輸出功率輔助。雖然超級電容具有可瞬間大功率輸出與使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)，但超級電容的輸出時間過短，同時也無法儲存夠大的能量。因此這種加上超級電容的設(shè)計僅可用來應(yīng)付在非常短暫時間的大功率輸出的需求。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]為了解決上述的問題，本實(shí)用新型針對上述缺點(diǎn)加以改良，在電動車電池儲能裝置上突破以往觀念，使用不同類型的電池芯共同串接為一個復(fù)合式電池芯電池系統(tǒng)。
[0005]本實(shí)用新型具有復(fù)合型態(tài)電池輸出的交通載具儲能裝置的其中一個實(shí)施方式中，交通載具儲能裝置包含有驅(qū)動器、動力輸出電池模塊、儲能電池模塊以及輸出馬達(dá)。所述動力輸出電池模塊連接于所述驅(qū)動器，所述動力輸出電池模塊用來在第一時間區(qū)間內(nèi)輸出第一功率的電能至所述驅(qū)動器。所述儲能電池模塊連接于所述驅(qū)動器，所述儲能電池模塊用來在第二時間區(qū)間內(nèi)持續(xù)輸出第二功率的電能至所述驅(qū)動器。所述輸出馬達(dá)連接于所述驅(qū)動器，所述驅(qū)動器用來接收所述儲能電池模塊或所述動力輸出電池模塊所輸出的電能以驅(qū)動所述輸出馬達(dá)運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0006]本實(shí)用新型實(shí)施方式的交通載具儲能裝置中，其中所述儲能電池模塊包含有能量型電池芯，且所述能量型電池芯是鋰三元電池。
[0007]本實(shí)用新型實(shí)施方式的交通載具儲能裝置中，其中所述動力輸出電池模塊包含有功率型電池芯，且所述功率型電池芯是磷酸鐵鋰電池。[0008]本實(shí)用新型實(shí)施方式的交通載具儲能裝置中，其中所述第一功率大于所述第二功率。
[0009]本實(shí)用新型實(shí)施方式的交通載具儲能裝置中，其中所述儲能電池模塊的容量是所述動力輸出電池模塊的容量的1.5倍以上。
[0010]本實(shí)用新型實(shí)施方式的交通載具儲能裝置中，其中所述動力輸出電池模塊另可以由高功率充電裝置進(jìn)行充電。
[0011]本實(shí)用新型的實(shí)施方式中所公開的交通載具儲能裝置兼具功率型與能量型電池芯的優(yōu)點(diǎn)，同時改善功率型與能量型的缺點(diǎn)，并可應(yīng)付快慢兼容的充電方式。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是本實(shí)用新型的具有復(fù)合型態(tài)電池輸出的交通載具儲能裝置的一個實(shí)施方式的示意圖。
[0013]圖2顯示了交通載具儲能裝置在另一種運(yùn)作場合的動力輸出狀態(tài)。
[0014]圖3是交通載具儲能裝置進(jìn)行快速充電的示意圖。
[0015]圖4是交通載具儲能裝置進(jìn)行一般充電的示意圖。
[0016]其中，附圖標(biāo)記說明如下:
[0017]I 交通載具儲能裝置
[0018]10 儲能電池模塊
[0019]11 能量型電池芯
[0020]15 直流對直流轉(zhuǎn)換器
[0021]20 動力輸出電池模塊
[0022]21 功率型電池芯
[0023]30 驅(qū)動器
[0024]40 輸出馬達(dá)
[0025]50 高功率充電裝置
[0026]60 充電站
【具體實(shí)施方式】
[0027]在說明書及后續(xù)的申請專利范圍當(dāng)中使用了某些詞匯來指稱特定的元件。所屬領(lǐng)域中具有通常知識者應(yīng)可理解，制造商可能會用不同的名詞來稱呼同一個元件。本說明書及后續(xù)的申請專利范圍并不以名稱的差異來作為區(qū)分元件的方式，而是以元件在功能上的差異來作為區(qū)分的準(zhǔn)則。在通篇說明書及后續(xù)的權(quán)利要求當(dāng)中所提及的「包含」是一種開放式的用語，故應(yīng)解釋成「包含但不限定于」。此外，「耦接」或「連接」一詞在此包含任何直接及間接的電氣或結(jié)構(gòu)連接手段。因此，若文中描述一第一裝置耦接/連接于一第二裝置，則代表所述第一裝置可直接電氣/結(jié)構(gòu)連接于所述第二裝置，或通過其他裝置或連接手段間接地電氣/結(jié)構(gòu)連接至所述第二裝置。
[0028]請參考圖1，圖1是本實(shí)用新型的具有復(fù)合型態(tài)電池輸出的交通載具儲能裝置I的一個實(shí)施方式的示意圖。交通載具儲能裝置I包含了由一個儲能電池模塊10以及一個動力輸出電池模塊20所組成的復(fù)合型態(tài)的電能輸出系統(tǒng)、一個驅(qū)動器30以及一個輸出馬達(dá)40。儲能電池模塊10通過一個直流對直流轉(zhuǎn)換器15 (DC-DC converter)連接于驅(qū)動器30，動力輸出電池模塊20也連接于驅(qū)動器30，驅(qū)動器30再連接于輸出馬達(dá)40以作動力輸出。交通載具儲能裝置I主要由兩個不同類型的電池芯的電池模塊所串接，例如儲能電池模塊10可包含一個具有高能量密度的能量型電池芯11，在本實(shí)用新型的實(shí)施方式中，能量型電池芯11優(yōu)選地可以是一種鋰三元電池，但不以此為限。動力輸出電池模塊20可包含一個可高功率輸出的功率型電池芯21，在本實(shí)用新型的實(shí)施方式中，功率型電池芯21優(yōu)選地可以是一種磷酸鐵鋰電池，但不以此為限。這樣的系統(tǒng)可同時兼具功率型與能量型電池芯的優(yōu)點(diǎn)，并可同時改善功率型與能量型電池芯的缺點(diǎn)。儲能電池模塊10或動力輸出電池模塊20所輸出的電能則傳送至驅(qū)動器30，并用以驅(qū)動輸出馬達(dá)40運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0029]請繼續(xù)參考圖1，圖1也顯示了交通載具儲能裝置I應(yīng)用在電動驅(qū)動的交通載具(如電動車)上，且在其中一種運(yùn)作場合的動力輸出狀態(tài)。當(dāng)電動車在短程行駛、在市區(qū)內(nèi)或陡坡行駛而需要大動力輸出的要求下，此時電動車主要使用動力輸出電池模塊20作為電力輸出來源。若動力輸出電池模塊20的電量不足時，其不足的電能可由儲能電池模塊10的電能來補(bǔ)足。換句話說，在需要較大動力輸出的行駛運(yùn)作下，可由動力輸出電池模塊20提供較大的一第一功率的電能輸出。
[0030]請參考圖2，圖2顯示了交通載具儲能裝置I在另一種運(yùn)作場合的動力輸出狀態(tài)。當(dāng)電動車需要長程行駛時，由于此時不需較高的功率輸出即可應(yīng)付行駛狀況，因此電動車主要使用儲能電池模塊10作為主要電力輸出來源。若有突發(fā)狀況發(fā)生以致于電動車需大功率輸出以提升動力表現(xiàn)時，交通載具儲能裝置I也可轉(zhuǎn)換為使用動力輸出電池模塊20作為主要的電力輸出來源。換句話說，在需要長時間持續(xù)的動力輸出的行駛運(yùn)作下，可由儲能電池模塊10提供較小的一第二功率的電能輸出，同時能維持長時間的續(xù)航力。進(jìn)一步地說，動力輸出電池模塊20所使用的功率型電池芯21所輸出的所述第一功率大于儲能電池模塊10所使用的能量型電池芯11所輸出的所述第二功率，且由于儲能電池模塊10具有較佳的能量密度及成本優(yōu)勢，儲能電池模塊10的能量型電池芯11的容量優(yōu)選地是動力輸出電池模塊20的功率型電池芯21的容量的1.5倍以上，然而本實(shí)用新型并不以此為限，若可以區(qū)別兩種類型的電池模塊，使兩電池模塊分別具有較大輸出功率以及較大電池容量的特性，而可作為本實(shí)用新型的交通載具儲能裝置I的電力來源者，均應(yīng)屬于本實(shí)用新型的范圍。
[0031]請參考圖3以及圖4，其中圖3是交通載具儲能裝置I進(jìn)行快速充電的示意圖，圖4是交通載具儲能裝置I進(jìn)行一般充電的示意圖。當(dāng)考慮到充電時，本實(shí)用新型的交通載具儲能裝置I可同時符合快慢兼容的充電方式。在一般的使用時，交通載具儲能裝置I的儲能電池模塊10足可應(yīng)付電動車行駛所需的續(xù)航里程。當(dāng)儲能電池模塊10所儲能的電能不足應(yīng)付電動車所需的續(xù)航里程時，可將一個高功率充電裝置50(快速充電器)連接于動力輸出電池模塊20以進(jìn)行快速充電來加以提升其續(xù)航力，如圖3所示。因動力輸出電池模塊20具有可高功率輸出的功率型電池芯21，因此也可承受較高的功率輸入。當(dāng)使用高功率充電裝置50進(jìn)行高功率充電時，其高功率電流將只對動力輸出電池模塊20進(jìn)行充電而不會對儲能電池模塊10充電，這樣的設(shè)計可以保護(hù)儲能電池模塊10內(nèi)的能量型電池芯11，使能量型電池芯11具有高壽命高安全性的效果。而在夜間或是電動車長時間停駛時，可使用具有較小功率充電的充電站60，以對儲能電池模塊10以及動力輸出電池模塊20同時進(jìn)行充電,如圖4所示。
[0032]本實(shí)用新型的實(shí)施方式中所公開的交通載具儲能裝置，同時設(shè)置了具有功率型電池芯以及能量型電池芯的電池模塊，且電池模塊均是鋰電池模塊。當(dāng)電動車需要短時間的大動力輸出時，由具有功率型電池芯的動力輸出電池模塊提供大功率電力輸出，當(dāng)電動車需要長時間長距離的巡航時，則由具有較大能量密度的能量型電池芯的儲能電池模塊提供較小功率，且供電時間長的電力輸出。本實(shí)用新型的交通載具儲能裝置兼具功率型與能量型電池芯的優(yōu)點(diǎn)，同時改善功率型與能量型的缺點(diǎn)，并可應(yīng)付快慢兼容的充電方式。
[0033]以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本實(shí)用新型可以有各種更改和變化。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種具有復(fù)合型態(tài)電池輸出的交通載具儲能裝置，其特征在于，所述交通載具儲能裝置包含有: 驅(qū)動器； 動力輸出電池模塊，連接于所述驅(qū)動器，所述動力輸出電池模塊用來在第一時間區(qū)間內(nèi)輸出第一功率的電能至所述驅(qū)動器； 儲能電池模塊，連接于所述驅(qū)動器，所述儲能電池模塊用來在第二時間區(qū)間內(nèi)持續(xù)輸出第二功率的電能至所述驅(qū)動器；以及 輸出馬達(dá)，連接于所述驅(qū)動器，所述驅(qū)動器用來接收所述儲能電池模塊或所述動力輸出電池模塊所輸出的電能以驅(qū)動所述輸出馬達(dá)運(yùn)轉(zhuǎn)。
2.如權(quán)利要求1所述的交通載具儲能裝置，其特征在于，其中所述儲能電池模塊包含有能量型電池芯。
3.如權(quán)利要求2所述的交通載具儲能裝置，其特征在于，其中所述能量型電池芯是鋰三元電池。
4.如權(quán)利要求1所述的交通載具儲能裝置，其特征在于，其中所述動力輸出電池模塊包含有功率型電池芯。
5.如權(quán)利要求4所述的交通載具儲能裝置，其特征在于，其中所述功率型電池芯是磷酸鐵鋰電池。
6.如權(quán)利要求1所述的交通載具儲能裝置，其特征在于，其中所述第一功率大于所述第二功率。
7.如權(quán)利要求1所述的交通載具儲能裝置，其特征在于，其中所述儲能電池模塊的容量是所述動力輸出電池模塊的容量的1.5倍以上。
8.如權(quán)利要求1所述的交通載具儲能裝置，其特征在于，其中所述動力輸出電池模塊另可以由高功率充電裝置進(jìn)行充電。
【文檔編號】B60L11/18GK203752923SQ201420066352
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年2月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月10日
【發(fā)明者】李肇豐, 吳文, 簡嘉宏 申請人:新普科技股份有限公司