专利名称：一种电动或混合动力汽车用双电压复合储能方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电动或混合动力汽车储能方法及装置，具体说涉及一种电动或混合动力汽车用双电压复合储能方法及装置。属于系统的能量回收治理技术领域。
背景技术：
随着能源的日益的稀缺，环境的日益恶化，更节能、更环保的纯电动或混合动力汽车孕育而生。电动或混合动力汽车和传统汽车相比，最大的区别在于其能量来源是电能，而非化学能。电动或混合动力汽车大规模推广应用最大的问题是电池问题，由于电池技术的制约，电池寿命、电池能量回收等技术难点一直没有得到解决。在目前的电池技术条件下， 如何提高电动或混合动力汽车电制动能量回收及利用效率、延长纯电动续驶里程、提高动力电池使用寿命对电动或混合动力汽车的推广具有重要的意义。目前，电动或混合动力汽车多采取单一电压平台储能系统，这些方案共同特点是在车辆工作过程中，直流侧电压只有唯一一个电压值，下面分析其缺点
单电压储能系统平台最大的缺点是无法解决电池寿命与纯电动方式续驶里程的矛盾， 在城市公交工况或其他拥堵工况，制动时间较多，如果要增加纯电动方式续驶里程，必须加大电制动能量回收，但大电流的制动能量回收，会降低电池寿命，且制动能量回收、释放全部经过储能系统中转，即使减小电流，也同样降低了电池使用寿命。针对对现有技术空缺，为解决单电压储能系统能量回收与电池寿命的矛盾，实现能量的高效收回，提高电动或混合动力汽车营运能力，本发明提出本一种电动或混合动力汽车用双电压复合储能方法及装置。
发明内容
针对现有技术中存在的不足，本发明提供一种电动或混合动力汽车用双电压复合储能方法及装置，在一台车上使用两种不同电压等级的储能系统协同工作，通过增加一个中间储能系统，为回收的能量提供一个临时的存储空间，使得车辆能量回收、释放全部不经过电池，且能最大程度回收能量，增加车辆纯电动方式续驶里程，同时延长电池使用寿命。本发明采用的技术方案是一种电动或混合动力汽车用双电压复合储能方法，其特征在于在电动或混合动力汽车原有的电池储能系统的基础上增加一种中间储能系统和开关，所述中间储能系统与电池储能系统并联，且中间储能系统的最高电压高于电池储能系统的最高电压，所述开关安装在中间储能系统和电池储能系统之间，车辆取电连接在中间储能系统和开关之间，通过控制开关的打开、闭合动作，在进行能量回收与回收能量释放的过程中隔离电池储能系统，而由中间储能系统完成能量回收与回收能量释放。本发明双电压复合储能方法在电动或混合动力汽车上的具体应用方法为车辆的能量回收和回收能量的释放属于短时能量行为，当车辆进行能量回收时，开关打开，隔离电池储能系统，由中间储能系统进行短时能量回收与回收能量释放，此时由中间储能系统对车辆供电，整个能量回收与释放的过程不经过电池储能系统；短时的能量回收与释放完成之后，开关闭合，接通电池储能系统，由电池储能系统对车辆供电。所述中间储能系统可采用超级电容储能系统或者其他具有储能功能的电力电子器件和装置。所述开关可采用具有开关功能的电力电子器件。根据上述双电压复合储能方法提出的一种电动或混合动力汽车用双电压复合储能装置，其特征在于在电动或混合动力汽车原有的电池储能系统的基础上增加一种超级电容储能系统和一个开关，所述超级电容储能系统与电池储能系统并联，且超级电容储能系统的最高电压高于电池储能系统的最高电压，所述开关安装在中间储能系统和电池储能系统之间，开关的正极与电池储能系统正极连接，车辆取电连接在中间储能系统和开关负极之间。所述中间储能系统可采用超级电容储能系统或者其他具有储能功能的电力电子器件和装置。所述开关可采用具有开关功能的电力电子器件(如二极管、晶闸管GTR)。该装置的取得的技术效果为设超级电容储能系统电压为VI，最高电压为Vlmax， 电池储能系统电压为V2，最高电压为V2max，且Vlmax > V2max。当车辆进行能量回收时，超级电容储能系统的电压Vl会迅速高于电池储能系统的电压V2，即Vl > V2，则开关截止，起到隔离电池储能系统的作用，电池储能系统停止向车辆供电，由超级电容储能系统进行能量回收并将回收的能量以电能方式释放，为车辆供电；随着超级电容储能系统对车辆供电，Vl 迅速减小，减小到Vl < V2时，开关导通，接通电池储能系统，由电池储能系统为车辆供电。所述中间储能系统可采用超级电容储能系统或者其他具有储能功能的电力电子器件和装置。所述开关可以用二极管、晶闸管GTR或者其他具有类似开关功能的电力电子器件代替。本发明通过增加一个中间储能系统和一个开关，为回收的电能提供了一个临时的存储空间，使能量回收与释放完全不经过电池储能系统，其积极效果在于
一、本发明所述方法通过增加简单的电路和器件，成功解决了能量回收与电池寿命的矛盾，在保证高效回收能量的前提下延长了电池的寿命，增加了车辆纯电动行驶里程。二、本发明所述装置根据电池能量密度大但功率密度和寿命都不及电容的特点， 采用超级电容作为充电储能装置，充电时用二极管隔离电池，延长了电池使用寿命，且提高了放电效率。三、本发明原理简单，实施成本低，可靠性高，有效地提高了能量利用率，节约了资源，适合推广使用。
图1为本发明一种电动或混合动力汽车用双电压复合储能方法的原理框图。图2为本发明一种电动或混合动力汽车用双电压复合储能装置的原理框图。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施方式
来进一步阐述本发明。
如图1所示，一种电动或混合动力汽车用双电压复合储能方法，其特征在于在电动或混合动力汽车原有的电池储能系统Bl的基础上增加一种中间储能系统Cl和开关K， 所述中间储能系统Cl与电池储能系统Bl并联，且中间储能系统Cl的最高电压Vlmax高于电池储能系统Bl的最高电压V2max，所述开关K安装在中间储能系统Cl和电池储能系统Bl 之间，车辆取电连接在中间储能系统Cl和开关K之间，通过控制开关K的打开、闭合动作， 在进行能量回收与回收能量释放的过程中隔离电池储能系统Bi，而由中间储能系统Cl完成能量回收与回收能量释放。本发明双电压复合储能方法在电动或混合动力汽车上的具体应用实施方法为车辆的能量回收和回收能量的释放属于短时能量行为，当车辆进行能量回收时，开关K打开， 隔离电池储能系统Bi，由中间储能系统Cl进行短时能量回收与回收能量释放，此时由中间储能系统Cl对车辆供电，整个能量回收与释放的过程不经过电池储能系统Bl ；短时的能量回收与释放完成之后，开关K闭合，接通电池储能系统Bi，由电池储能系统Bl对车辆供电。所述中间储能系统Cl可采用超级电容储能系统或者其他具有储能功能的电力电子器件和装置。所述开关K可采用二极管、晶闸管GTR或者其他具有开关功能的电力电子器件。实施例一
如图2所示，根据上述双电压复合储能方法提出的一种电动或混合动力汽车用双电压复合储能装置，其特征在于在电动或混合动力汽车原有的电池储能系统Bl的基础上增加一种超级电容储能系统Cl和一个二极管Dl，所述超级电容储能系统Cl与电池储能系统Bl 并联，且超级电容储能系统Cl的最高电压Vlmax高于电池储能系统Bl的最高电压V2max，所述二极管Dl安装在超级电容储能系统Cl和电池储能系统Bl之间，二极管Dl的正极与电池储能系统Bl的正极连接，车辆取电连接在超级电容储能系统和二极管Dl的负极之间。该装置的取得的技术效果为设超级电容储能系统Cl电压为VI，最高电压为 Vlmax，电池储能系统Bl电压为V2，最高电压为V2max，且Vlmax>V2max。当车辆进行能量回收时，超级电容储能系统Cl的电压Vl会迅速高于电池储能系统Bl的电压V2，即Vl >V2，则二极管Dl截止，起到隔离电池储能系统Bl的作用，电池储能系统Bl停止向车辆供电，由超级电容储能系统Cl进行能量回收并将回收的能量以电能方式释放，为车辆供电；随着超级电容储能系统Cl对车辆供电，超级电容储能系统Cl的电压Vl迅速减小，减小到Vl <V2 时，二极管Dl导通，接通电池储能系统Bi，由电池储能系统Bl为车辆供电。所述中间储能系统Cl可采用超级电容储能系统或者其他具有储能功能的电力电子器件和装置。所述二极管Dl可以用晶闸管GTR或者其他具有类似开关功能的电力电子器件代替。实施例一的优点在于其采用二极管Dl作为开关，利用二极管的单向导通特性，可根据VI、V2的大小自动调整二极管工作状态，使电池储能系统电压Vl和超级电容储能系统电压V2构成的双电压复合储能系统对车辆的供电可以自由进行，电压变换迅速，可靠性高，且不用任何附加控制电路。以上实施例仅供说明本发明专利之用，而非对本专发明利的限制，本技术领域的普通技术人员，在不脱离本专利的精神及范围的情况下做出的各种不具有创造性的改造，均应视为在本发明专利的保护范围之内。
权利要求
1.一种电动或混合动力汽车用双电压复合储能方法，其特征在于在电动或混合动力汽车原有的电池储能系统的基础上增加一种中间储能系统和开关，所述中间储能系统与电池储能系统并联，且中间储能系统的最高电压高于电池储能系统的最高电压，所述开关安装在中间储能系统和电池储能系统之间，车辆取电连接在中间储能系统和开关之间，通过控制开关的打开、闭合动作，在进行能量回收与回收能量释放的过程中隔离电池储能系统， 而由中间储能系统完成能量回收与回收能量释放。
2.一种电动或混合动力汽车用双电压复合储能方法，其特征在于车辆的能量回收和回收能量的释放属于短时能量行为，当车辆进行能量回收时，开关打开，隔离电池储能系统，由中间储能系统进行短时能量回收与回收能量释放，此时由中间储能系统对车辆供电， 整个能量回收与释放的过程不经过电池储能系统；短时的能量回收与释放完成之后，开关闭合，接通电池储能系统，由电池储能系统对车辆供电。
3.根据权利要求1或2所述的一种电动或混合动力汽车用双电压复合储能方法，其特征在于所述中间储能系统可采用超级电容储能系统或者其他具有储能功能的电力电子器件和装置。
4.根据权利要求1或2所述的一种电动或混合动力汽车用双电压复合储能方法，其特征在于所述开关可采用具有开关功能的电力电子器件。
5.一种电动或混合动力汽车用双电压复合储能装置，其特征在于在电动或混合动力汽车原有的电池储能系统的基础上增加一种超级电容储能系统和一个开关，所述超级电容储能系统与电池储能系统并联，且超级电容储能系统的最高电压高于电池储能系统的最高电压，所述开关安装在中间储能系统和电池储能系统之间，开关的正极与电池储能系统正极连接，车辆取电连接在中间储能系统和开关负极之间。
6.根据权利要求5所述的所述一种电动或混合动力汽车用双电压复合储能装置，其特征在于所述中间储能系统可采用超级电容储能系统或者其他具有储能功能的电力电子器件和装置。
7.根据权利要求5所述的所述一种电动或混合动力汽车用双电压复合储能装置，其特征在于所述开关为二极管或晶闸管GTR或者其他具有类似开关功能的电力电子器件代替。
8.根据权利要求6所述的所述一种电动或混合动力汽车用双电压复合储能装置，其特征在于当车辆进行能量回收时，超级电容储能系统的电压会迅速高于电池储能系统的电压，即Vl > V2，则二极管截止，电池储能系统停止向车辆供电，由超级电容储能系统进行能量回收并将回收的能量以电能方式释放，为车辆供电；随着超级电容储能系统对车辆供电， 超级电容储能系统的电压迅速减小，减小到Vl <V2时，二极管导通，接通电池储能系统，由电池储能系统为车辆供电。
全文摘要
本发明提供一种电动或混合动力汽车用双电压复合储能方法及装置，在电动或混合动力汽车原有的电池储能系统的基础上增加一种中间储能系统和开关，通过控制开关的打开、闭合动作，在进行能量回收与回收能量释放的过程中隔离电池储能系统，而由中间储能系统为回收的能量提供一个临时的存储空间，使得车辆能量回收、释放全部不经过电池，且能最大程度回收能量，增加车辆纯电动方式续驶里程，同时延长电池使用寿命。本发明原理简单，实施成本低，可靠性高，有效地提高了能量利用率，节约了资源，适合推广使用。
文档编号B60K6/28GK102152733SQ20111008759
公开日2011年8月17日 申请日期2011年4月8日 优先权日2011年4月8日
发明者汪伟, 王坤俊 申请人:湖南南车时代电动汽车股份有限公司