一种电动汽车高压储能系统设计

1.本发明涉及一种电动汽车高压储能系统，更具体地说，它涉及一种可实现高电压工作的纯电动汽车复合电源储能系统。


背景技术：

2.环境的恶化与石油资源的短缺给汽车行业带来了严峻的挑战，世界各国加速了由传统能源汽车向新能源汽车的转化。电动汽车为目前新能源汽车发展的主要方向，然而由于电动汽车采用“三电”代替传统汽车的发动机及油箱等装置，大大增加了功率器件，热损耗也随之显著提高。
3.此外，电动汽车的线路在行驶过程中，会产生一定量的热损耗，若提高整车系统电压会减少这部分损耗，但超高压充电技术目前并不成熟，800v以上的电压平台目前仅在少数高端汽车上有所采用。因此，为了减少电动汽车的热损耗，需要设计一种结构简单成本较小的电动汽车高压储能系统。


技术实现要素：

4.针对现有技术存在的问题，本发明目的在于提供一种电动汽车高压储能系统，以提高超级电容工作电压的方式，减少系统内功率器件的热损耗。
5.本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种可实现高电压工作的纯电动汽车复合电源储能系统，可以快速的调节复合电源的工作方式。该电动汽车高压储能系统包括控制系统、超级电容组、锂电池组和驱动电机，其中，所述驱动电机和锂电池组之间连接有单向降压dc/dc转换器和控制开关，所述超级电容组输出端和锂电池组输出端连接到驱动电机，输入端连接到控制系统。电动汽车行驶时，通过控制系统输出控制指令给单向降压dc/dc转换器和控制开关，控制锂电池组与超级电容组的功率输出。该电动汽车复合电源储能系统可实现高电压工作的同时，还具备四种工作模式，真实的模拟电动汽车在起步、加速、匀速、减速等状态时，复合电源的工作方式。
6.本发明的有益效果是：设计的电动汽车高压储能系统，能够实现复合电源的800v高电压工作，真实模拟了纯电动汽车复合电源的工作状况。本发明通过调节控制开关，控制复合电源由锂电池组或超级电容组进行驱动的切换，调节超级电容组工作电压范围为400v-800v。本发明通过调节单向降压dc/dc转换器的占空比，控制锂电池组的回收电压为400v，实现锂电池组对制动能量的回收。
附图说明
7.图1是本发明的结构示意图。
8.图2是本发明的控制流程图。
具体实施方式
9.本发明的电动汽车高压储能系统包括控制系统、超级电容组、锂电池组和驱动电机，其中，所述驱动电机和锂电池组之间连接有单向减压dc/dc转换器和控制开关，所述超级电容组输出端和锂电池组输出端连接到驱动电机，输入端连接到控制系统。电动汽车行驶时，通过控制系统给单向dc/dc转换器和控制开关输出控制指令，控制锂电池组与超级电容组的功率输出情况。该电动汽车复合电源储能系统可实现高电压工作的同时，可以实现四种工作模式，真实的模拟电动汽车在起步、加速、匀速、减速等状态时，复合电源的工作方式。
10.下面结合附图对本发明做详细的描述：本发明采用如下方案实现：本发明结构包括控制系统、超级电容组、锂电池组、驱动电机、单向降压dc/dc转换器、控制开关。
11.工作模式一：电动汽车正常行驶时，即preq》0，且超级电容组的电压ucap与锂电池组电压ubat一致状态下，控制开关闭合，锂电池组放电，虽共同驱动电机运转工作，但所有功率由锂电池组提供。
12.工作模式二：电动汽车在正常行驶中发生制动时，即preq《0，驱动电机可以利用反转提高整车制动力，并对制动能量进行回收。当超级电容组电压小于800v耐电压，且超级电容组soc余量大于等于此时制动能量时，可控开关s 断开，单向降压dc/dc转换器不工作，由超级电容组单独回收制动能量。
13.工作模式三：电动汽车在正常行驶中发生制动，即preq《0，超级电容组电压不小于800v耐电压，且超级电容组soc余量小于此时制动能量时，可控开关s 断开，此时，单向降压dc/dc转换器将电压降至锂电池组电压，由锂电池组单独回收制动能量。
14.工作模式四：超级电容组电压ucap大于锂电池组电压ubat时，控制开关断开，超级电容组单独放电。超级电容组电压随着放电过程的进行，电压快速降低，降低至锂电池组电压400v时停止放电。


技术特征：
1.一种电动汽车高压储能系统包括控制系统、超级电容组、锂电池组和驱动电机，其中，所述驱动电机和锂电池组之间连接有单向降压dc/dc转换器和控制开关，所述超级电容组输出端和锂电池组输出端连接到驱动电机，输入端连接到控制系统，电动汽车行驶时，通过控制系统给单向降压dc/dc转换器和控制开关输出控制指令，控制锂电池组与超级电容组的功率输出。2.电动汽车正常行驶中，当超级电容组的电压与锂电池组电压一致时，控制开关闭合，锂电池组放电，共同驱动电机运转工作，但所有功率由锂电池组提供，电动汽车在正常行驶中发生制动，驱动电机可以利用反转提高整车制动力的同时，对制动能量进行回收，当超级电容组电压小于800v耐电压，且超级电容soc余量大于等于此时制动能量时，可控开关s 断开，单向降压dc/dc转换器不工作，由超级电容组单独回收制动能量，超级电容组电压不小于800v耐电压，且超级电容soc余量小于此时制动能量时，可控开关s 断开，单向降压dc/dc转换器工作将电压降至400v，由锂电池组单独回收制动能量，超级电容组电压大于400v时，控制开关断开，超级电容组单独放电，超级电容组电压随着放电过程电压会快速降低，降低至锂电池组电压400v时停止放电。

技术总结
本发明提出了一种电动汽车高压储能系统，包括控制系统、超级电容组、锂电池组和驱动电机，其中，所述驱动电机和锂电池组之间连接有单向降压DC/DC转换器和控制开关，所述超级电容组输出端和锂电池组输出端连接到驱动电机，输入端连接到控制器。电动汽车行驶时，通过控制系统输出控制指令给单向降压DC/DC转换器和控制开关，控制锂电池组与超级电容组的功率输出。该电动汽车复合电源储能系统可实现高电压工作的同时，可以实现四种工作模式，真实的模拟电动汽车在起步、加速、匀速、减速等状态时，复合电源的工作方式。复合电源的工作方式。


技术研发人员：田丽媛 柳敬伟 李绍松 刘孝飞 王志豪 孙光达
受保护的技术使用者：长春工业大学
技术研发日：2021.07.06
技术公布日：2023/1/11