車輛動力系統(tǒng)及具有其的車輛的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及新能源汽車的動力電池充放電技術領域，特別涉及一種車輛動力系統(tǒng)及具有其的車輛。
【背景技術】
[0002]由于電動汽車頻繁啟動和停車，使得動力電池組的放電過程變化很大。在正常行駛時，電動汽車從動力電池組中汲取的平均功率相當?shù)停铀俸团榔聲r的峰值又相當高。
[0003]超級電容組與車載動力電池組并聯(lián)的方案理論上已較為成熟，主要存在的問題是在車輛加速時，如果單純地由超級電容組供電，則有可能由于功率轉(zhuǎn)換器件或者電機的電壓輸入范圍有限，使得超級電容組存儲的電量不能完全放出，導致超級電容組利用率降低。另一方面，如果單純地以超級電容作為整車的主要供電電源，則由于超級電容自身能量密度低的缺點，顯然不能滿足目前電動車對續(xù)航里程的要求。
[0004]在現(xiàn)有的電動汽車電池技術條件下，動力電池組必須在比能量和比功率以及比功率和循環(huán)壽命之間做出平衡，卻難以在一套能源系統(tǒng)上同時追求高比能量、高比功率和長壽命。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決上述技術問題之一。
[0006]為此，本發(fā)明的一個目的在于提供一種車輛動力系統(tǒng)，該系統(tǒng)可減輕車輛在起步、加速或上坡時動力電池的輸出功率負擔，提高動力電池的使用壽命，在車輛制動、下坡能量回饋時，通過超級電容高效地吸收更多的回饋能量，避免造成能量浪費。
[0007]本發(fā)明的第二個目的在于提出一種車輛。
[0008]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明第一方面的實施例提供了一種車輛動力系統(tǒng)，其特征在于，包括:動力電池供電裝置，所述動力電池供電裝置包括動力電池組和轉(zhuǎn)換模塊；超級電容；電機裝置和與所述電機裝置相連的雙向DC-DC變換器；切換裝置，所述切換裝置與所述雙向DC-DC變換器、所述超級電容和所述動力電池供電裝置相連；以及控制裝置，所述控制裝置用于根據(jù)動力系統(tǒng)的工作狀態(tài)對所述切換裝置進行控制，以使所述超級電容或所述動力電池供電裝置單獨供電，或者所述超級電容和所述動力電池供電裝置串聯(lián)進行供電。
[0009]根據(jù)本發(fā)明實施例的車輛動力系統(tǒng)，在車輛正常行駛時，控制裝置控制動力電池供電裝置單獨供電，當車輛加速或上坡時，控制裝置控制超級電容和動力電池串聯(lián)進行供電，從而可減輕動力電池的輸出功率負擔，提高動力電池的使用壽命。另外，該系統(tǒng)使用超級電容的數(shù)量少、利用率高，因此，成本較低。
[0010]本發(fā)明第二方面的實施例還提供了一種車輛，包括本發(fā)明上述實施例提出的車輛的動力系統(tǒng)。
[0011]根據(jù)本發(fā)明實施例的車輛，在正常行駛時，控制裝置控制動力電池供電裝置單獨供電，當車輛加速或上坡時，控制裝置控制超級電容和動力電池串聯(lián)進行供電，從而可減輕動力電池的輸出功率負擔，提高動力電池的使用壽命。另外，該車輛使用超級電容的數(shù)量少、利用率高，因此，成本較低。
[0012]本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。
【附圖說明】
[0013]本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點從結合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:
[0014]圖1是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的車輛動力系統(tǒng)的結構框圖；
[0015]圖2是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的車輛動力系統(tǒng)的實例原理圖；
[0016]圖3是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的車輛動力系統(tǒng)的電源系統(tǒng)的通訊網(wǎng)絡圖；
[0017]圖4是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的車輛動力系統(tǒng)在車輛正常行駛時的電氣原理圖；
[0018]圖5是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的車輛動力系統(tǒng)在能量回饋準備過程中的電氣原理圖；
[0019]圖6是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的車輛動力系統(tǒng)在能量回饋過程中的電氣原理圖；
[0020]圖7是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的車輛動力系統(tǒng)在車輛加速過程中的電器原理圖；
[0021]圖8是根據(jù)本發(fā)明另一個實施例的車輛動力系統(tǒng)在超級電容發(fā)生故障時的能量回饋原理圖；
[0022]圖9是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的車輛動力系統(tǒng)的超級電容單獨供電時的原理圖；
[0023]圖10是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的車輛動力系統(tǒng)的超級電容通過雙向DC-DC變換器與動力電池組串聯(lián)的電力原理圖；以及
[0024]圖11是根據(jù)本發(fā)明另一個實施例的車輛動力系統(tǒng)的超級電容與動力電池組串聯(lián)的電力原理圖。
【具體實施方式】
[0025]下面詳細描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。
[0026]此外，術語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特征。在本發(fā)明的描述中，“多個”的含義是兩個或兩個以上，除非另有明確具體的限定。
[0027]在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術語應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領域的普通技術人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術語在本發(fā)明中的具體含義。
[0028]在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接觸，也可以包括第一和第二特征不是直接接觸而是通過它們之間的另外的特征接觸。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或僅僅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或僅僅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0029]以下結合附圖描述根據(jù)本發(fā)明實施例的車輛動力系統(tǒng)及具有其的車輛。
[0030]圖1是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的車輛動力系統(tǒng)的結構框圖。
[0031]如圖1所示,根據(jù)本發(fā)明一個實施例的車輛動力系統(tǒng)100,包括:動力電池供電裝置110、超級電容120、電機裝置130、雙向DC-DC變換器140、切換裝置150和控制裝置160。
[0032]具體而言，動力電池供電裝置110包括動力電池組111和轉(zhuǎn)換模塊112。在一些示例中，動力電池組111設置在車輛上，用于為車輛提供動力輸出以及為車上其他用電設備供電，并且可進行反復充電。
[0033]在本發(fā)明的一個實施例中，轉(zhuǎn)換模塊112用于動力電池供電裝置110和超級電容120之間的連接變換及電路選通。結合圖2-10所示，轉(zhuǎn)換模塊112包括:第一二極管(D1)、第二二極管(D2)、第一開關(K2)和第二開關(K3)。
[0034]具體而言，如圖2-10所示，第一二極管Dl的陰極與動力電池組111的一端相連，第一二極管Dl的陽極與第二二極管D2的陰極相連，第二二極管D2的陽極與動力電池組111的另一端相連。第一開關K2與第一二極管Dl并聯(lián)。第二開關K3與第二二極管D2并聯(lián)，其中，第一開關K2和第二開關K3受控制裝置160的控制，控制裝置160通過第一開關K2和第二開關K3控制動力電池供電裝置110的電流流向。
[0035]在一些示例中，超級電容120即為安裝在車輛上的儲能元件。
[0036]電機裝置130與雙向DC-DC變換器140相連。在一些示例中，電機裝置130例如包括電機和電機控制器，電機控制器將動力電池組111和/或超級電容120提供的直流電轉(zhuǎn)換成三相交流電，以便給三相電機供電，從而可實現(xiàn)功率控制。雙向DC-DC變換器140主要用于在動力電池組111和/或超級電容120放電過程中，將直流電壓范圍轉(zhuǎn)換成電機控制器所需的直流輸入電壓范圍，并且在能量回收過程中，將電機控制器反饋的直流電壓范圍轉(zhuǎn)換成動力電池組111或超級電容120所需的直流輸入電壓范圍。
[0037]切換裝置150與雙向DC-DC變換器140、超級電容120和動力電池供電裝置110相連。結合圖2-10所示，在本發(fā)明的一個實施例中，切換裝置150包括:第三開關(Kl)、第三二極管(D3)、第四開關(K4)和第五開關(K5)。
[0038]具體而言，第三開關Kl連接在第一二極管Dl的陰極與動力電池組111的一端之間。第三二極管D3的陽極與動力電池供電裝置110相連，第三二極管D3的陰極與雙向DC-DC變換器140相連，第三二極管D3的陽極與超級電容120的一端相連。第四開關K4的一端與超級電容120的另一端相連，第四開關K4的另一端與第三二極管D3的陰極相連。第五開關K5與第三二極管D3并聯(lián)。
[0039]控制裝置160用于根據(jù)動力系統(tǒng)的工作狀態(tài)對切換裝置150進行控制，以使超級電容1