一種新型電動配送車的電源系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種新型電動配送車的電源系統(tǒng)，該新型電動配送車的電源系統(tǒng)包括控制器，以及并聯(lián)在一起的第一支路、第二支路、第三支路。所述第一支路上串聯(lián)有第一采集電路、第一驅(qū)動電路、及超級電容，所述第二支路上串聯(lián)有第二采集電路、第二驅(qū)動電路、及蓄電池，所述第三支路上連接有電動機(jī)。所述第一支路上配置有第一功率開關(guān)電器，所述第二支路上配置有第二功率開關(guān)電器。所述第一驅(qū)動電路和第一功率開關(guān)電器相配合、第二驅(qū)動電路和第二功率開關(guān)電器相配合，集成在IPM模塊內(nèi)。該新型電動配送車的電源系統(tǒng)，結(jié)合了蓄電池和超級電容的優(yōu)點，利用CPU和相應(yīng)的驅(qū)動電路檢測盒管理蓄電池和超級電容，使電源能量得到充分的利用和回收。
【專利說明】-種新型電動配送車的電源系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及電源【技術(shù)領(lǐng)域】，具體是一種針對移動供電設(shè)備電源系統(tǒng)的控制和 管理。

【背景技術(shù)】
[0002] 目前用于車用的電源系統(tǒng)一般包括電池、超級電容和燃料電容等，但是由于各自 的優(yōu)缺點，單獨的任何一種電源都存在問題，降低了效率，不僅造成資源能量的浪費，而且 也會影響產(chǎn)品的穩(wěn)定性和使用壽命。市面上也有很多復(fù)合電源的拓?fù)?，一些電源拓?fù)渲皇?簡單的電源疊加，并沒有充分發(fā)揮每個供電系統(tǒng)的功率提升和均衡負(fù)載的能力，有的可能 增加系統(tǒng)的復(fù)雜性和控制難度，造成系統(tǒng)的不穩(wěn)定性，成本過高，得不到廣泛的應(yīng)用。針對 以上缺點，本實用新型設(shè)計了一種新型的適用于電動配送車的電源系統(tǒng)，改善了電動配送 車的電源系統(tǒng)，實現(xiàn)了對電源系統(tǒng)的智能管理，使電動車應(yīng)用更加廣泛。 實用新型內(nèi)容
[0003] 本實用新型要解決的技術(shù)問題是：針對現(xiàn)有蓄電池和超級電池的一些優(yōu)缺點，提 供一種全新的電源系統(tǒng)，該電源系統(tǒng)既滿足了車輛系統(tǒng)對動力、經(jīng)濟(jì)性的要求，也避免了蓄 電池大電流充放電，對電池起到保護(hù)作用，大大延長蓄電池的使用壽命。
[0004] 為解決上述技術(shù)問題，本實用新型所采用的技術(shù)方案是：
[0005] -種新型電動配送車的電源系統(tǒng)，包括控制器，以及并聯(lián)在一起的第一支路、第二 支路、第三支路；所述第一支路上串聯(lián)有第一采集電路、第一驅(qū)動電路、及超級電容，所述第 二支路上串聯(lián)有第二采集電路、第二驅(qū)動電路、及蓄電池，所述第三支路上連接有電動機(jī)。
[0006] 優(yōu)選地，所述第一支路上配置有第一功率開關(guān)電器，所述第二支路上配置有第二 功率開關(guān)電器。
[0007] 優(yōu)選地，所述第一驅(qū)動電路和第一功率開關(guān)電器相配合、第二驅(qū)動電路和第二功 率開關(guān)電器相配合，集成在IPM模塊內(nèi)。
[0008] 本實用新型的有益效果是：該新型電動配送車的電源系統(tǒng)，結(jié)合了蓄電池和超級 電容的優(yōu)點，利用CPU和相應(yīng)的驅(qū)動電路檢測盒管理畜電池和超級電容，使它們達(dá)到最商 效的配合，使電源能量得到充分的利用和回收，當(dāng)汽車在行駛過程中，啟動和上坡時，蓄電 池難以瞬時取得所需的能量，同時蓄電池不能充電，故制動時無法回收能量，針對上述情 況，采用了超級電容與之組合（如圖1)，已解決蓄電池反應(yīng)慢和電壓下降的問題。超級電容 具有電密度高、可快速充電及充放電次數(shù)多等特點。而在制動或者下坡時，也首先通過給超 級電容充電來回收回饋能量。這樣做的目的是在盡可能少用電池的情況下，充分利用超級 電容的優(yōu)勢滿足車輛行駛的要求，延長了蓄電池的使用時間。整個過程所述的控制電路系 統(tǒng)如圖2,充放電條件如圖3。整個電源結(jié)構(gòu)系統(tǒng)中，我們選用了 IPM作為功率開關(guān)器件，他 的優(yōu)點如下：
[0009] (1)開關(guān)速度快。IPM內(nèi)的IGBT芯片都選用高速型，而且驅(qū)動電路緊靠IGBT芯片， 驅(qū)動延時小，所以IPM開關(guān)速度快，損耗小。
[0010] ⑵低功耗。IPM內(nèi)部的IGBT導(dǎo)通壓降低，開關(guān)速度快，故IPM功耗小。
[0011] (3)快速的過流，短路保護(hù)。IPM實時檢測IGBT電流，當(dāng)發(fā)生嚴(yán)重過載或直接短路 時，IGBT將被軟關(guān)斷，同時送出一個故障信號。
[0012] (4)過熱保護(hù)。在靠近IGBT的絕緣基板上安裝了一個溫度傳感器，當(dāng)基板過熱時， IPM內(nèi)部控制電路將截止柵級驅(qū)動，不響應(yīng)輸入控制信號。
[0013] (5)抗干擾能力強。優(yōu)化的門級驅(qū)動與IGBT集成，布局合理，無外部驅(qū)動線。
[0014] (6)驅(qū)動電源欠壓保護(hù)。當(dāng)?shù)陀隍?qū)動控制電源（一般為15V)就會造成驅(qū)動能力不 夠，增加導(dǎo)通損壞。IPM自動檢測驅(qū)動電源，當(dāng)?shù)陀谝欢ㄖ党^10us時，將截止驅(qū)動信號。
[0015] (7) IPM內(nèi)藏相關(guān)的外圍電路?？s短開發(fā)時間，加快產(chǎn)品上市。
[0016] (8)無須采取防靜電措施。
[0017] (9)大大減少了元件數(shù)目，體積相應(yīng)小。
[0018] 因此在本系統(tǒng)中選用此模塊能適應(yīng)各種復(fù)雜狀況的要求，而且控制簡單，節(jié)約了 開發(fā)周期與成本。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019] 圖1是新型電源結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020] 圖2是控制電路系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021] 圖3是充放電條件結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022] 圖4是IPM管理控制電路圖。

【具體實施方式】
[0023] 下面結(jié)合附圖對本實用新型做進(jìn)一步說明：
[0024] 結(jié)合圖1至圖4,一種新型電動配送車的電源系統(tǒng)，包括控制器，以及并聯(lián)在一起 的第一支路、第二支路、第三支路。所述第一支路上串聯(lián)有第一采集電路、第一驅(qū)動電路、及 超級電容，所述第二支路上串聯(lián)有第二采集電路、第二驅(qū)動電路、及蓄電池，所述第三支路 上連接有電動機(jī)。所述第一支路上配置有第一功率開關(guān)電器，所述第二支路上配置有第二 功率開關(guān)電器。所述第一驅(qū)動電路和第一功率開關(guān)電器相配合、第二驅(qū)動電路和第二功率 開關(guān)電器相配合，集成在IPM模塊內(nèi)。
[0025] 此種新型電動配送車的電源系統(tǒng)，結(jié)合了蓄電池和超級電容的優(yōu)點，利用CPU和 相應(yīng)的驅(qū)動電路檢測盒管理蓄電池和超級電容，使它們達(dá)到最高效的配合，電源能量得到 充分的利用和回收，當(dāng)汽車在行駛過程中，啟動和上坡時，蓄電池難以瞬時取得所需的能 量，同時蓄電池不能充電，故制動時無法回收能量，針對上述情況，采用了超級電容與之組 合（如圖1)，已解決蓄電池反應(yīng)慢和電壓下降的問題。超級電容具有電密度高、可快速充電 及充放電次數(shù)多等特點。而在制動或者下坡時，也首先通過給超級電容充電來回收回饋能 量。這樣做的目的是在盡可能少用電池的情況下，充分利用超級電容的優(yōu)勢滿足車輛行駛 的要求，延長了蓄電池的使用時間。整個過程所述的控制電路系統(tǒng)如圖2,充放電條件如圖 3 〇
[0026]能量管理系統(tǒng)由電壓、電流和溫度等傳感器以及控制單元及其輸入/輸出接口等 組成，能夠?qū)崿F(xiàn)以下功能：
[0027] (1)測電動汽車蓄電池的端電壓和溫度以及放電電流；
[0028] (2)顯示蓄電池剩余的電量和電動汽車還能續(xù)駛的里程；
[0029] (3)電池需要充電時，及時報警，以防電池過放電而影響其使用壽命；
[0030] (4)當(dāng)電池組充電時，能量管理系統(tǒng)根據(jù)檢測到的各單體電池的相關(guān)數(shù)據(jù)，確定各 單體電池的充電狀態(tài)，并控制充電機(jī)的充電過程，保證各單體電池均衡充電，不使其過充電 或欠充電。
[0031] 整個電源結(jié)構(gòu)系統(tǒng)中，我們選用了 IPM作為功率開關(guān)器件，他的優(yōu)點如下：
[0032] (1)開關(guān)速度快。IPM內(nèi)的IGBT芯片都選用高速型，而且驅(qū)動電路緊靠IGBT芯片， 驅(qū)動延時小，所以IPM開關(guān)速度快，損耗小。
[0033] (2)低功耗。IPM內(nèi)部的IGBT導(dǎo)通壓降低，開關(guān)速度快，故IPM功耗小。
[0034] (3)快速的過流，短路保護(hù)。IPM實時檢測IGBT電流，當(dāng)發(fā)生嚴(yán)重過載或直接短路 時，IGBT將被軟關(guān)斷，同時送出一個故障信號。
[0035] (4)過熱保護(hù)。在靠近IGBT的絕緣基板上安裝了一個溫度傳感器，當(dāng)基板過熱時， IPM內(nèi)部控制電路將截止柵級驅(qū)動，不響應(yīng)輸入控制信號。
[0036] (5)抗干擾能力強。優(yōu)化的門級驅(qū)動與IGBT集成，布局合理，無外部驅(qū)動線。
[0037] (6)驅(qū)動電源欠壓保護(hù)。當(dāng)?shù)陀隍?qū)動控制電源（一般為15V)就會造成驅(qū)動能力不 夠，增加導(dǎo)通損壞。IPM自動檢測驅(qū)動電源，當(dāng)?shù)陀谝欢ㄖ党^10us時，將截止驅(qū)動信號。
[0038] (7) IPM內(nèi)藏相關(guān)的外圍電路。縮短開發(fā)時間，加快產(chǎn)品上市。
[0039] (8)無須采取防靜電措施。
[0040] (9)大大減少了元件數(shù)目，體積相應(yīng)小。
[0041] 因此在本系統(tǒng)中選用此模塊能適應(yīng)各種復(fù)雜狀況的要求，而且控制簡單，節(jié)約了 開發(fā)周期與成本。結(jié)合系統(tǒng)中各項參數(shù)，超級電容堆標(biāo)準(zhǔn)電壓值為388V，而電池堆的標(biāo)準(zhǔn)電 壓為288V，同時考慮到系統(tǒng)中峰值電流的影響，根據(jù)IPM的過流值確定峰值電流，即可確定 IPM模塊。

【權(quán)利要求】
1. 一種新型電動配送車的電源系統(tǒng)，其特征在于，包括控制器，以及并聯(lián)在一起的第一 支路、第二支路、第三支路；所述第一支路上串聯(lián)有第一采集電路、第一驅(qū)動電路、及超級電 容，所述第二支路上串聯(lián)有第二采集電路、第二驅(qū)動電路、及蓄電池，所述第三支路上連接 有電動機(jī)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型電動配送車的電源系統(tǒng)，其特征在于，所述第一支 路上配置有第一功率開關(guān)電器，所述第二支路上配置有第二功率開關(guān)電器。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種新型電動配送車的電源系統(tǒng)，其特征在于，所述第一驅(qū) 動電路和第一功率開關(guān)電器相配合、第二驅(qū)動電路和第二功率開關(guān)電器相配合，集成在IPM 模塊內(nèi)。
【文檔編號】B60L11/18GK204095561SQ201420448466
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年8月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月11日
【發(fā)明者】張震德, 高麗君, 劉宗岳, 薛寧 申請人:澳柯瑪股份有限公司