电能输出；若电量Q低于设置的电量下限Qmin或电流I高于设定的上限Imax，持续由动力电池向超级电容输出电能。这种供电方式主要是为了保护超级电容不至于被过充或过放造成损坏。具体而言，当超级电容电量达到或超过上限Qmax，可以认为再继续充电会使超级电容过充造成超级电容损坏，此时应当断开超级电容与动力电池的连接；当超级电容电量Q低于设置的电量下限Qmin，持续的放电会造成超级电容过放，此时应当连接动力电池，给超级电容充电以保持供电移稳定；或者，当超级电容输出电流I高于设定的上限Imax，可以认为此时车辆需要持续大功率输出电能，应当保持动力电池持续供应电能，以保证车辆正常行驶。以上电量的检测和DC-DC转换器的打开关断都可以采用本技术领域人员所熟知的方式实现，不再赘述。
[0028]能量回收:与电动汽车能量回收方式相同，不再赘述。
[0029]实施例二
[0030]参考图3的复合电源系统，具备多个一级直流供能装置和二级直流供能装置，多个二级供能装置互相串联，其中一级供能装置与二级供能装置之间一对一地通过DC-DC转换器相连接。该实施例中所述DC-DC转换器包含至少4个开关器件以及至少2个线圈装置。具体地，该实施例中DC-DC转换器为双向DC-DC转换器，能源能从一级供能装置向二级供能装置传递，也能从二级供能装置向一级供能装置传递。在此实施例中，一级供能装置为能量型供能装置，二级供能装置为功率型供能装置，其中一种情况为一级供能装置为动力电池、二级供能装置为超级电容。更具体，本实施例的复合电源系统由多个动力电池和多个超级电容组成，这里所称动力电池可以是电池单位，也可以是多个电池单体串联或者并联或者混联组成的电池组；超级电容可以是单个超级电容器，也可以是由多个超级电容器并联或者串联或者混联组成的超级电容组。动力电池与超级电容之间通过双向DC-DC转换器一对一地相连接，且两个以上超级电容串联后连接负载，进行能量输出。该复合电源系统中还设置有能源管理器，与各个DC-DC转换器相连接，控制DC-DC转换器中开关的通断。对于本发明复合电源系统，需要特别注意的是控制系统中各DC-DC转换器的同步，以使各二级供能装置同时接受来自一级供能装置的能量，以免在二级供能装置串联电路上形成大的电压波动，造成供能装置损坏。本实施例中，可以通过在能源管理器中设置精确的计时器件，对DC-DC转换器进行同时控制。此外，上述每个动力电池和每个超级电容上分别设置有监测装置，监测装置能够分别监测电池和电容的电压、电流、电量、温度等。上述监测装置与整车控制器通过CAN总线相连接，能源管理器从整车控制器获得以上信息后根据具体需求控制DC-DC转换器的接通和关断，电能从动力电池向超级电容转移，最终输出。
[0031]实施例二复合电源应用于电动汽车时，可以以如下方式进行能量调配:
[0032]车辆启动:整车控制器接收到车辆启动信号，首先检查动力电池电量情况，如果电量满足启动条件，由整车控制器向能源管理器发送启动命令。能源管理器控制DC-DC转换器由动力电池向超级电容供电，由动力电池向超级电容输出电能，同时超级电容向车辆驱动电动机供电，以驱动车辆启动。其中，动力电池向超级电容供电过程中，不间断监测超级电容电量，如果超级电容电量超过设置的电量上限Qm，由能源管理器控制DC-DC转换器关断，停止向超级电容供电；相反，如果超级电容电量低于设置的电量下限Qm，由能源管理器控制DC-DC转换器打开，持续向超级电容供电。
[0033]车辆行驶:车辆行驶过程中，能源管理器控制DC-DC转换器从动力电池向超级电容输送电能，再通过超级电容向驱动电动机供电，驱动车辆行驶。其间，动力电池可以采用间断式供电方式，通过设置于超级电容上的监测装置监测超级电容电量Q和电流I，若电量Q超过设置的电量上限Qmax，关断动力电池于超级电容连接的DC-DC转换器，停止电能输出；若电量Q低于设置的电量下限Qmin或电流I高于设定的上限Imax，持续由动力电池向超级电容输出电能。这种供电方式主要是为了保护超级电容不至于被过充或过放造成损坏。具体而言，当超级电容电量达到或超过上限Qmax，可以认为再继续充电会使超级电容过充造成超级电容损坏，此时应当断开超级电容与动力电池的连接；当超级电容电量Q低于设置的电量下限Qmin，持续的放电会造成超级电容过放，此时应当连接动力电池，给超级电容充电以保持供电移稳定；或者，当超级电容输出电流I高于设定的上限Imax，可以认为此时车辆需要持续大功率输出电能，应当保持动力电池持续供应电能，以保证车辆正常行驶。以上电量的检测和DC-DC转换器的打开关断都可以采用本技术领域人员所熟知的方式实现，不再赘述。
[0034]能量回收:对于电动汽车，制动能量回收是其能量转化利用中不可缺少的部分。采用本发明的复合电源，刹车时通过驱动电动机回收能量至超级电容，由超级电容监测装置监测级电容电量Q，若达到电量Q达到上限Qmax，能源管理器控制DC-DC转换器接通，制动能量通过超级电容回收至动力电池，增加回收效率。
[0035]实施例2同样可以应用于混合动力车辆，以如下方式进行能量调配:
[0036]车辆启动:整车控制器接收到车辆启动信号，首先检查动力电池电量情况，如果电量满足启动条件，由整车控制器向能源管理器发送启动命令；如果动力电池电量不满足启动条件，则由整车控制器向发动机发出启动命令，由发动机驱动车辆启动。当车辆通过电池供电启动时，能源管理器控制DC-DC转换器由动力电池向超级电容供电，由动力电池向超级电容输出电能，同时超级电容向车辆驱动电动机供电，以驱动车辆启动。其中，动力电池向超级电容供电过程中，不间断监测超级电容电量，如果超级电容电量超过设置的电量上限Qm，由能源管理器控制DC-DC转换器关断，停止向超级电容供电；相反，如果超级电容电量低于设置的电量下限Qm，由能源管理器控制DC-DC转换器打开，持续向超级电容供电。
[0037]车辆行驶:车辆行驶过程中，混合动力汽车与电动汽车行驶过程中能源管理器方式类似，首先检测动力电池电量S0C，若动力电池电量SOC低于预设值SOCmin，则启动发动机进行车辆驱动；若动力电池电量SOC高于SOCmin满足行驶条件，由能源管理器控制DC-DC转换器从动力电池向超级电容输送电能，再通过超级电容向驱动电动机供电，驱动车辆行驶。其间，动力电池可以采用间断式供电方式，通过设置于超级电容上的监测装置监测超级电容电量Q和电流I，若电量Q超过设置的电量上限Qmax，关断动力电池于超级电容连接的DC-DC转换器，停止电能输出；若电量Q低于设置的电量下限Qmin或电流I高于设定的上限Imax，持续由动力电池向超级电容输出电能。这种供电方式主要是为了保护超级电容不至于被过充或过放造成损坏。具体而言，当超级电容电量达到或超过上限Qmax，可以认为再继续充电会使超级电容过充造成超级电容损坏，此时应当断开超级电容与动力电池的连接；当超级电容电量Q低于设置的电量下限Qmin，持续的放电会造成超级电容过放，此时应当连接动力电池，给超级电容充电以保持供电移稳定；或者，当超级电容输出电流I高于设定的上限Imax，可以认为此时车辆需要持续大功率输出电能，应当保持动力电池持续供应电能，以保证车辆正常行驶。以上电量的检测和DC-DC转换器的打开关断都可以采用本技术领域人员所熟知的方式实现，不再赘述。
[0038]能量回收:与电动汽车能量回收方式相同，不再赘述。
[0039]以上通过两个实施例说明了本发明技术方案的【具体实施方式】，为了本发明更好地实施，以上实施例中DC-DC转换器开关器件可以为MOSFET或碳化硅等高频开关器件，使DC-DC转换器具有响应快、支持高频的特点。
【主权项】
1.一种复合电源，具备多个一级直流供能装置和二级直流供能装置，多个二级供能装置互相串联，其特征在于，一级供能装置与二级供能装置之间一对一地通过DC-DC转换器相连接。2.根据权利要求1所述的复合电源，其特征在于，所述DC-DC转换器包含至少I个开关器件以及至少I个线圈装置。3.根据权利要求1所述的复合电源，其特征在于，所述DC-DC转换器包含至少2个开关器件以及至少I个线圈装置。4.根据权利要求2或3所述的复合电源，其特征在于，所述开关器件为MOSFET器件。5.根据权利要求4所述的复合电源，其特征在于，所述一级直流供能装置是动力电池，所述二级直流供能装置是超级电容。6.一种电动汽车，使用如权利要求1?5任意一项所述的复合电源，其特征在于，还包括整车控制器与能源管理器，以及设置于动力电池和超级电容的监测装置，所述能源管理器与所述DC-DC转换器连接，所述监测装置与所述整车控制器通信，所述整车控制器与所述能源管理器通信。7.一种供能系统，使用如权利要求1?5任意一项所述的复合电源，其特征在于，还包括能源管理器，以及设置于动力电池和超级电容的监测装置，所述DC-DC转换器、所述监测装置与所述能源管理器通信连接。8.—种电动汽车，使用如权利要求7所述的供能系统，其特征在于，包括整车控制器，与所述能源管理器通信连接。
【专利摘要】本发明提供一种复合电源、使用该复合电源的供能系统及电动汽车，其中复合电源具备多个一级直流供能装置和二级直流供能装置，多个二级供能装置互相串联，一级供能装置与二级供能装置之间一对一地通过单向或者双向DC-DC转换器相连接。使用该复合电源的供电系统及电动汽车采用动力电池和超级电容作为一级直流供能装置和二级直流供能装置，通过使用多个转换器，将DC-DC转换器的工作电压降低，能够提高DC-DC转换器工作频率，进而提高DC-DC转换器工作效率，解决了现有技术复合电源中DC/DC转换器体积过大、成本过高、能量转化效率低、潜在故障危险大等问题。
【IPC分类】B60L11/00, B60L11/18
【公开号】CN105059129
【申请号】CN201510534346
【发明人】高小二, 赵建虎
【申请人】天津市松正电动汽车技术股份有限公司
【公开日】2015年11月18日
【申请日】2015年8月27日