技术领域本发明涉及储能技术领域，尤其涉及新能源汽车动力电池领域。
背景技术：
在全球新能源革命快速发展的趋势下，世界各国都在竞相发展光伏、风电、电动汽车等产业，其核心技术之一是电池储能系统。新能源汽车动力电池系统是电池储能系统中非常具有挑战性的系统，理想的动力电池系统具有安全、能量密度高、功率密度高、充电速度快、长寿命、低成本、电量估算精确、能有效回收制动能量以及工作温度范围宽等特点。目前锂电池和超级电容各自具有部分上述优点，两者结合起来有可能成为理想的动力电池系统。新能源汽车的电动机一般需要300V以上的高电压，因此动力电池系统将电池串联起来实现升压。相比较燃油车的动力体系，动力电池系统同时起到类似油箱和发动机的作用，即同时储能和升压，升压是能量转换的一部分。将储能和能量转换两个系统集成在一起，其复杂度必然增加许多，调整动力电池系统体系架构是一种必然趋势。
技术实现要素：
为得到一种理想的动力电池系统，本发明提出一种储换分离的动力电池系统，结合了蓄电池和超级电容的优点，并降低了动力电池系统复杂度。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种储换分离的动力电池系统，包括储能模块、能量转换模块和电池管理系统。储能模块组成低压电路，能量转换模块完成储能模块与外部高压电路之间的高低压双向转换。储能模块主要由蓄电池组成，根据需要分成若干个并联的子储能模块，子储能模块由蓄电池并联组成。子储能模块可以根据需要轮流工作，子储能模块的轮换由电子开关阵列控制。能量转换模块主要由超级电容组成，包括最少两个并联的子能量转换模块，子能量转换模块由若干个超级电容串联组成。每个超级电容以并联的方式连接到储能模块，低压充电；充电完成后，串联产生高压向外供电。充电和供电由子能量转换模块轮流执行。回收制动能量时，停止储能模块向能量转换模块充电，由能量转换模块接收制动能量。充满电的子能量转换模块向储能模块充电，子能量转换模块调整超级电容的串联个数，以匹配储能模块的充电电压。接收制动能量和向储能模块充电由子能量转换模块轮流执行。能量转换模块的充电、供电、接收制动能量和向储能模块充电的电路由电子开关阵列控制动态形成。切换供电的子能量转换模块时，先将新子能量转换模块与旧子能量转换模块并联，然后断开旧子能量转换模块的供电电路，以避免供电的中断。此方案的所有并联电路上都安装了熔断单元，可在并联电路出现内短路的情况下，快速熔断短路的电路，保护动力电池系统整体安全。电池管理系统连接到储能模块和能量转换模块，全面管理动力电池系统。本发明的有益效果是：该技术方案将动力电池系统拆分出储能模块和能量转换模块，显著降低了动力电池系统的复杂度。储能模块主要由蓄电池组成，能充分发挥蓄电池的能量密度高的特性；蓄电池之间是并联关系，弱化了电池不一致性的影响，使电池组更加安全；甚至可以兼容不同厂家、不同批次的蓄电池，使蓄电池成组的成本更低。能量转换模块主要由超级电容组成，能充分发挥超级电容的功率密度高、充电速度快、长寿命、电量估算精确、能有效回收制动能量以及工作温度范围宽等特点；能量转换模块包括最少两个并联的子能量转换模块，子能量转换模块的每个超级电容以并联的方式连接到储能模块，低压充电；充电完成后，串联产生高压向外供电；能量转换效率高，成本低。充电和供电由子能量转换模块轮流执行，切换供电的子能量转换模块时，先将新子能量转换模块与旧子能量转换模块并联，然后断开旧子能量转换模块的供电电路，使得电荷能够源源不断的从低压蓄电池中转换成高压电流输出。动力电池系统的大部分能量以低压状态储存，少部分能量以高压状态储存，整体安全性更高；而且可以将能量转换模块储存的电量作为应急电量，提高车辆安全性和剩余电量估算的准确性。子能量转换模块的每个超级电容以并联的方式连接到储能模块，低压充电，可在充电的过程中均衡，使超级电容保持高度一致性。回收制动能量时，停止储能模块向能量转换模块充电，由能量转换模块接收制动能量，能充分发挥超级电容的充电速度快、耐充等特性，能有效回收制动能量；充满电的子能量转换模块向储能模块充电，子能量转换模块调整超级电容的串联个数，以匹配储能模块的充电电压；能量转换效率高，成本低。接收制动能量和向储能模块充电由子能量转换模块轮流执行，使得制动产生的高压电流能够源源不断的转换成低压电流，被储能模块吸收，提高了回收制动能量的容量。该技术方案的所有并联电路上都安装了熔断单元，可在并联电路出现内短路的情况下，快速熔断短路的电路，保护动力电池系统整体安全。子储能模块可以根据需要轮流工作。可以利用蓄电池的电压回弹特性，使电量可以得到充分释放。可以根据电池的温度等状况停用或启用，避免电池温度过高；在低温天气下可以逐个加热子储能模块，利于快速启动车辆。该技术方案结合了蓄电池与超级电容的优点，是一种理想的动力电池系统，具有安全、能量密度高、功率密度高、充电速度快、长寿命、低成本、电量估算精确、能有效回收制动能量以及工作温度范围宽等优点。附图说明图1是根据本发明的一种储换分离的动力电池系统的电路示意图。图中，1.储能模块，2.能量转换模块，3.电池管理系统，4.子储能模块，5.锂电池，6.子能量转换模块，7.超级电容，8.电子开关阵列。具体实施方式下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。如图1所示：一种储换分离的动力电池系统，包括储能模块1、能量转换模块2和电池管理系统3。储能模块1分成若干个并联的子储能模块4，子储能模块4由锂电池5并联组成。能量转换模块2包括最少两个并联的子能量转换模块6，子能量转换模块6由若干个超级电容7串联组成。每个超级电容7以并联的方式连接到储能模块1，低压充电；充电完成后，串联产生高压向外供电。充电和供电由子能量转换模块6轮流执行。回收制动能量时，停止储能模块1向能量转换模块2充电，由能量转换模块2接收制动能量。充满电的子能量转换模块6向储能模块1充电，子能量转换模块6调整超级电容7的串联个数，以匹配储能模块1的充电电压。接收制动能量和向储能模块1充电由子能量转换模块6轮流执行。能量转换模块2的充电、供电、接收制动能量和向储能模块1充电的电路由电子开关阵列8控制动态形成。切换供电的子能量转换模块6时，先将新子能量转换模块6与旧子能量转换模块6并联，然后断开旧子能量转换模块6的供电电路，以避免供电的中断。子储能模块4可以根据需要轮流工作，子储能模块4的轮换由电子开关阵列8控制。此方案的所有并联电路上都安装了熔断单元，可在并联电路出现内短路的情况下，快速熔断短路的电路，保护动力电池系统整体安全。电池管理系统3连接到储能模块1和能量转换模块2，全面管理动力电池系统。