一种新型电动配送车的电源系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种新型电动配送车的电源系统，该新型电动配送车的电源系统包括控制器，以及并联在一起的第一支路、第二支路、第三支路。所述第一支路上串联有第一采集电路、第一驱动电路、及超级电容，所述第二支路上串联有第二采集电路、第二驱动电路、及蓄电池，所述第三支路上连接有电动机。所述第一支路上配置有第一功率开关电器，所述第二支路上配置有第二功率开关电器。所述第一驱动电路和第一功率开关电器相配合、第二驱动电路和第二功率开关电器相配合，集成在IPM模块内。该新型电动配送车的电源系统，结合了蓄电池和超级电容的优点，利用CPU和相应的驱动电路检测盒管理蓄电池和超级电容，使电源能量得到充分的利用和回收。
【专利说明】-种新型电动配送车的电源系统
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及电源【技术领域】，具体是一种针对移动供电设备电源系统的控制和 管理。
【背景技术】
[0002] 目前用于车用的电源系统一般包括电池、超级电容和燃料电容等，但是由于各自 的优缺点，单独的任何一种电源都存在问题，降低了效率，不仅造成资源能量的浪费，而且 也会影响产品的稳定性和使用寿命。市面上也有很多复合电源的拓扑，一些电源拓扑只是 简单的电源叠加，并没有充分发挥每个供电系统的功率提升和均衡负载的能力，有的可能 增加系统的复杂性和控制难度，造成系统的不稳定性，成本过高，得不到广泛的应用。针对 以上缺点，本实用新型设计了一种新型的适用于电动配送车的电源系统，改善了电动配送 车的电源系统，实现了对电源系统的智能管理，使电动车应用更加广泛。 实用新型内容
[0003] 本实用新型要解决的技术问题是：针对现有蓄电池和超级电池的一些优缺点，提 供一种全新的电源系统，该电源系统既满足了车辆系统对动力、经济性的要求，也避免了蓄 电池大电流充放电，对电池起到保护作用，大大延长蓄电池的使用寿命。
[0004] 为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：
[0005] -种新型电动配送车的电源系统，包括控制器，以及并联在一起的第一支路、第二 支路、第三支路；所述第一支路上串联有第一采集电路、第一驱动电路、及超级电容，所述第 二支路上串联有第二采集电路、第二驱动电路、及蓄电池，所述第三支路上连接有电动机。
[0006] 优选地，所述第一支路上配置有第一功率开关电器，所述第二支路上配置有第二 功率开关电器。
[0007] 优选地，所述第一驱动电路和第一功率开关电器相配合、第二驱动电路和第二功 率开关电器相配合，集成在IPM模块内。
[0008] 本实用新型的有益效果是：该新型电动配送车的电源系统，结合了蓄电池和超级 电容的优点，利用CPU和相应的驱动电路检测盒管理畜电池和超级电容，使它们达到最商 效的配合，使电源能量得到充分的利用和回收，当汽车在行驶过程中，启动和上坡时，蓄电 池难以瞬时取得所需的能量，同时蓄电池不能充电，故制动时无法回收能量，针对上述情 况，采用了超级电容与之组合（如图1)，已解决蓄电池反应慢和电压下降的问题。超级电容 具有电密度高、可快速充电及充放电次数多等特点。而在制动或者下坡时，也首先通过给超 级电容充电来回收回馈能量。这样做的目的是在尽可能少用电池的情况下，充分利用超级 电容的优势满足车辆行驶的要求，延长了蓄电池的使用时间。整个过程所述的控制电路系 统如图2,充放电条件如图3。整个电源结构系统中，我们选用了 IPM作为功率开关器件，他 的优点如下：
[0009] (1)开关速度快。IPM内的IGBT芯片都选用高速型，而且驱动电路紧靠IGBT芯片， 驱动延时小，所以IPM开关速度快，损耗小。
[0010] ⑵低功耗。IPM内部的IGBT导通压降低，开关速度快，故IPM功耗小。
[0011] (3)快速的过流，短路保护。IPM实时检测IGBT电流，当发生严重过载或直接短路 时，IGBT将被软关断，同时送出一个故障信号。
[0012] (4)过热保护。在靠近IGBT的绝缘基板上安装了一个温度传感器，当基板过热时， IPM内部控制电路将截止栅级驱动，不响应输入控制信号。
[0013] (5)抗干扰能力强。优化的门级驱动与IGBT集成，布局合理，无外部驱动线。
[0014] (6)驱动电源欠压保护。当低于驱动控制电源（一般为15V)就会造成驱动能力不 够，增加导通损坏。IPM自动检测驱动电源，当低于一定值超过10us时，将截止驱动信号。
[0015] (7) IPM内藏相关的外围电路。缩短开发时间，加快产品上市。
[0016] (8)无须采取防静电措施。
[0017] (9)大大减少了元件数目，体积相应小。
[0018] 因此在本系统中选用此模块能适应各种复杂状况的要求，而且控制简单，节约了 开发周期与成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0019] 图1是新型电源结构示意图。
[0020] 图2是控制电路系统结构示意图。
[0021] 图3是充放电条件结构示意图。
[0022] 图4是IPM管理控制电路图。
【具体实施方式】
[0023] 下面结合附图对本实用新型做进一步说明：
[0024] 结合图1至图4,一种新型电动配送车的电源系统，包括控制器，以及并联在一起 的第一支路、第二支路、第三支路。所述第一支路上串联有第一采集电路、第一驱动电路、及 超级电容，所述第二支路上串联有第二采集电路、第二驱动电路、及蓄电池，所述第三支路 上连接有电动机。所述第一支路上配置有第一功率开关电器，所述第二支路上配置有第二 功率开关电器。所述第一驱动电路和第一功率开关电器相配合、第二驱动电路和第二功率 开关电器相配合，集成在IPM模块内。
[0025] 此种新型电动配送车的电源系统，结合了蓄电池和超级电容的优点，利用CPU和 相应的驱动电路检测盒管理蓄电池和超级电容，使它们达到最高效的配合，电源能量得到 充分的利用和回收，当汽车在行驶过程中，启动和上坡时，蓄电池难以瞬时取得所需的能 量，同时蓄电池不能充电，故制动时无法回收能量，针对上述情况，采用了超级电容与之组 合（如图1)，已解决蓄电池反应慢和电压下降的问题。超级电容具有电密度高、可快速充电 及充放电次数多等特点。而在制动或者下坡时，也首先通过给超级电容充电来回收回馈能 量。这样做的目的是在尽可能少用电池的情况下，充分利用超级电容的优势满足车辆行驶 的要求，延长了蓄电池的使用时间。整个过程所述的控制电路系统如图2,充放电条件如图 3 〇
[0026]能量管理系统由电压、电流和温度等传感器以及控制单元及其输入/输出接口等 组成，能够实现以下功能：
[0027] (1)测电动汽车蓄电池的端电压和温度以及放电电流；
[0028] (2)显示蓄电池剩余的电量和电动汽车还能续驶的里程；
[0029] (3)电池需要充电时，及时报警，以防电池过放电而影响其使用寿命；
[0030] (4)当电池组充电时，能量管理系统根据检测到的各单体电池的相关数据，确定各 单体电池的充电状态，并控制充电机的充电过程，保证各单体电池均衡充电，不使其过充电 或欠充电。
[0031] 整个电源结构系统中，我们选用了 IPM作为功率开关器件，他的优点如下：
[0032] (1)开关速度快。IPM内的IGBT芯片都选用高速型，而且驱动电路紧靠IGBT芯片， 驱动延时小，所以IPM开关速度快，损耗小。
[0033] (2)低功耗。IPM内部的IGBT导通压降低，开关速度快，故IPM功耗小。
[0034] (3)快速的过流，短路保护。IPM实时检测IGBT电流，当发生严重过载或直接短路 时，IGBT将被软关断，同时送出一个故障信号。
[0035] (4)过热保护。在靠近IGBT的绝缘基板上安装了一个温度传感器，当基板过热时， IPM内部控制电路将截止栅级驱动，不响应输入控制信号。
[0036] (5)抗干扰能力强。优化的门级驱动与IGBT集成，布局合理，无外部驱动线。
[0037] (6)驱动电源欠压保护。当低于驱动控制电源（一般为15V)就会造成驱动能力不 够，增加导通损坏。IPM自动检测驱动电源，当低于一定值超过10us时，将截止驱动信号。
[0038] (7) IPM内藏相关的外围电路。缩短开发时间，加快产品上市。
[0039] (8)无须采取防静电措施。
[0040] (9)大大减少了元件数目，体积相应小。
[0041] 因此在本系统中选用此模块能适应各种复杂状况的要求，而且控制简单，节约了 开发周期与成本。结合系统中各项参数，超级电容堆标准电压值为388V，而电池堆的标准电 压为288V，同时考虑到系统中峰值电流的影响，根据IPM的过流值确定峰值电流，即可确定 IPM模块。
【权利要求】
1. 一种新型电动配送车的电源系统，其特征在于，包括控制器，以及并联在一起的第一 支路、第二支路、第三支路；所述第一支路上串联有第一采集电路、第一驱动电路、及超级电 容，所述第二支路上串联有第二采集电路、第二驱动电路、及蓄电池，所述第三支路上连接 有电动机。
2. 根据权利要求1所述的一种新型电动配送车的电源系统，其特征在于，所述第一支 路上配置有第一功率开关电器，所述第二支路上配置有第二功率开关电器。
3. 根据权利要求2所述的一种新型电动配送车的电源系统，其特征在于，所述第一驱 动电路和第一功率开关电器相配合、第二驱动电路和第二功率开关电器相配合，集成在IPM 模块内。
【文档编号】B60L11/18GK204095561SQ201420448466
【公开日】2015年1月14日 申请日期:2014年8月11日 优先权日:2014年8月11日
【发明者】张震德, 高丽君, 刘宗岳, 薛宁 申请人:澳柯玛股份有限公司