一種純電動汽車用動力電池系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明屬于純電動汽車領(lǐng)域，尤其涉及一種純電動汽車超快速充放電電池設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]眾所周知，內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動汽車行駛過程中排放的廢氣中含有CO、HC及NOX、微粒、臭氣等污染物，容易在城市中積聚形成酸雨、酸霧及光化學(xué)煙霧。同時，內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動汽車行駛過程中產(chǎn)生的噪聲對人的聽覺、神經(jīng)、心血管、消化、內(nèi)分泌、免疫系統(tǒng)也有危害。相比于內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動汽車，純電動汽車在行駛過程中不產(chǎn)生氣味、機(jī)械震蕩小、電動機(jī)噪音低、無需機(jī)械換擋，對于加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)和提高駕乘人員行車舒適度有重要的意義。此外，已有研宄表明純電動汽車的能源效率高于內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動汽車，特別適用于在城市中運(yùn)行。因此，純電動汽車具有廣闊的應(yīng)用市場和重要的社會價值。
[0003]純電動汽車通常由預(yù)先充滿電的蓄電池，特別是大容量電瓶，作為動力電池供電給電動機(jī)，由電動機(jī)直接驅(qū)動車輛運(yùn)行，因此，該動力電池的容量和性能直接決定了純電動汽車的時速、啟動速度和行駛里程。傳統(tǒng)的蓄電池有鉛酸電池、鋅碳電池和鋰電池等。傳統(tǒng)的純電動汽車電池系統(tǒng)中通常包含有電容電池組結(jié)構(gòu)，以提供純電動汽車啟動瞬間要求的大電流輸入以驅(qū)動電動機(jī)?，F(xiàn)有純電動汽車的電池管理系統(tǒng)，普遍使用電容電池組與蓄電池簡單并聯(lián)提供電源輸出(如圖1所示)，在行駛過程中主要由蓄電池提供電能作為電動汽車驅(qū)動動力，在車輛啟動等需要瞬間大電流時由電容電池組瞬間供電，而在電容電池組瞬間放電后，蓄電池給電容充電以備下次瞬間放電時使用。該系統(tǒng)的缺點(diǎn)在于，電池系統(tǒng)中的電容電池組僅僅用于提供車輛啟動等需要瞬間大電流的情形，而電容電池組沒有作為大容量儲能單元儲備行駛過程中需要的驅(qū)動能源。此外，受限于現(xiàn)有的蓄電池技術(shù)，該動力電池系統(tǒng)也不能實(shí)現(xiàn)超快速充電，從而限制了純電動汽車的進(jìn)一步推廣和應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對以上的技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種結(jié)構(gòu)簡單、低成本高效率、能夠?qū)崿F(xiàn)超快速充電的純電動汽車用動力電池系統(tǒng)。
[0005]本發(fā)明為解決其技術(shù)問題所提出的技術(shù)方案是:
[0006]一種純電動汽車用動力電池系統(tǒng)，包括蓄電池組、超級電容電池組和超快速充放電管理控制系統(tǒng)，所述超快速充放電控制系統(tǒng)與所述蓄電池組和所述超級電容電池組分別連接，所述超快速充放電控制系統(tǒng)由兩組或兩組以上的數(shù)位信號處理器和一個雙向升降壓電源變換器組成，所述數(shù)位信號處理器控制所述蓄電池組和所述超級電容電池組的溫度和壓力，所述雙向升降壓電源變換器控制所述超級電容電池組的充放電，其特征在于，所述超級電容電池組輸出的電能用于提供汽車行駛過程中需要的動力，所述超級電容電池組吸收并存儲在汽車行駛中產(chǎn)生的輸入電能，其特征還在于，在以起始電壓310V、終止電壓24V的放電條件下，所述超級電容電池組釋放的電容電量不低于所述超級電容電池組全部電容電池容量的92%。
[0007]作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)，所述超快速充放電管理控制系統(tǒng)檢測到所述蓄電池組電量未充滿時，控制所述超級電容電池組向蓄電池充電。因此，在汽車行駛過程中產(chǎn)生的電能總是優(yōu)先輸入并存放到所述超級電容電池組中。
[0008]作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)，所述超快速充放電管理控制系統(tǒng)檢測到所述超級電容電池組輸出電壓低于24V時，控制所述超級電容電池組停止對汽車供電的同時控制所述蓄電池開始對汽車供電，用于提供汽車行駛過程中需要的動力。
[0009]進(jìn)一步的，所述動力電池系統(tǒng)的單次充電存儲電能不低于40Kwh，優(yōu)選的，單次充電后，所述超級電容電池組儲存電能量20Kwh，所述蓄電池儲存電能能量20Kwh。需要說明的是，本發(fā)明提供的動力電池系統(tǒng)管理的超級電容電池組與蓄電池的容量比例分配，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際需要，不經(jīng)過創(chuàng)造性勞動進(jìn)行靈活分配以實(shí)現(xiàn)更多方案。
[0010]進(jìn)一步的，所述動力電池系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)充電時間為10分鐘-8小時的不同充電方式，優(yōu)選的，充電時間為40分鐘，更優(yōu)選的，充電時間為10分鐘。本發(fā)明提供的動力電池系統(tǒng)充電時的輸入電壓為交流110-220V，可以有以下四種充電方式:
[0011]1，超快速充電:采用360A充電器，只給電容電池充電，以實(shí)現(xiàn)10分鐘充滿20Kwh，該充電方式需要專門供電裝置；
[0012]2，快速充電:分別采用100A電流給超級電容電池組和50A電流給蓄電池組同時充電，充滿電容電池后，如以充滿蓄電池電量50%判斷為蓄電池充滿，總共充電30Kwh電量，充電時間約為40分鐘，此種充電方式需要專門供電裝置；
[0013]3，應(yīng)急充電:同時裝備本發(fā)明提供的動力電池系統(tǒng)的兩輛汽車之間可以相互充電，此種充電方式需要專用供電線纜；
[0014]4，經(jīng)濟(jì)充電:分別以6A電流同時給超級電容電池組和蓄電池組進(jìn)行充電，充電時間約為8小時，此種充電方式無需專門供電裝置。
[0015]優(yōu)選的，所述動力電池系統(tǒng)的最大放電電流為不高于150A。
[0016]優(yōu)選的，所述超級電容電池組的工作電壓為24-310V，可以根據(jù)車輛行駛過程中需要的功率由所述超快速充放電管理控制系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，所述超級電容電池組的電容容量不低于1500F，更優(yōu)選的，所述超級電容電池組由15個電壓為310V、電容容量為100F的超級電容電池并聯(lián)組成。
[0017]優(yōu)選的，所述蓄電池組的工作電壓為24-310V，可以根據(jù)車輛行駛過程中需要的功率由所述超快速充放電管理控制系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，所述蓄電池由標(biāo)稱電壓300V、標(biāo)稱電流為65Ah的蓄電池組成。
[0018]本發(fā)明所提出的純電動汽車用動力電池系統(tǒng)的輸出電壓為300V，最大功率優(yōu)選的為45KW。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以根據(jù)汽車型號和實(shí)際載重量等實(shí)際情況，在不需要創(chuàng)造性勞動的情況下，根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)思，改變整個動力電池系統(tǒng)的輸出電壓和最大功率，例如，把整個動力電池系統(tǒng)的最大功率設(shè)置為60KW或者80KW，以便提供更大功率的汽車使用。
[0019]本發(fā)明所提出的純電動汽車用動力電池系統(tǒng)與現(xiàn)有汽車電池管理系統(tǒng)的區(qū)別在于，本發(fā)明利用了超級電容電池組對動力電池系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)超快速充電，對推廣純電動汽車很有幫助，同時，本發(fā)明還利用了超級電容與蓄電池組配合使用，實(shí)現(xiàn)差異化充放電管理，可以實(shí)現(xiàn)總存儲電能在40Kwh及以上，基本能夠?qū)崿F(xiàn)汽車行駛里程在340Km左右。此外，本發(fā)明利用雙向升降壓電源轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)了低成本、高效率的電容電池組和蓄電池組的電源管理。
[0020]需要說明的是，本發(fā)明所所提出的純電動汽車用動力電池系統(tǒng)，也可以選擇不與蓄電池配合使用，而是單獨(dú)使用超級電容電池組作為純電動汽車用動力電池，讓超級電容成為真正意義上的電池。
[0021]對于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換。基于本發(fā)明提供的信息，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動的前提下，以相同或相似手段達(dá)到相同技術(shù)效果所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
【附圖說明】
[0022]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是