[发明专利]车辆及用于车辆的多能源电池系统

说明书

本发明公开了一种用于车辆的多能源电池系统，该多能源电池系统包括能量型电池系统、辅助电源系统、直流电压转换器和加热装置，辅助电源系统具有相对能量型电池系统较高的功率密度和较低的能量密度，直流电压转换器连接能量型电池系统和辅助电源系统、并被配置为能够保持能量型电池系统和辅助电源系统的电压同步，加热装置连接至辅助电源系统、并被配置为能够由辅助电源系统供电而发热，从而加热能量型电池系统。根据本发明的车辆及用于车辆的多能源电池系统，能够兼顾新能源汽车的电池系统的功率性能和能量性能，同时提高在低温环境中车辆的可用性和可靠性，从而有助于提高整车的性能和运行安全。

技术领域

本发明涉及新能源汽车的技术领域，尤其涉及一种车辆及用于车辆的多能源电池系统。

背景技术

新能源汽车是全球研究的热点，相对纯内燃机车，能够有效降低石油产品的依存度，减少环境污染。目前市场上的新能源汽车类型包括节能型混合动力汽车、插电式混合动力汽车，增程式混和动力汽车、纯电动汽车等。

动力电池是混合动力汽车核心零部件，其性能的优越直接影响整车性能的好坏。锂离子电池相对其他类型的二次电池(铅酸，镍氢)，具有体积小、比能量或比功率高、寿命长、安全稳定等优点，在汽车上得到了广泛的应用。从电池的化学成分来说，市面上应用广泛的电池类型主要有钛酸锂电池(LTO)、三元电池(NCM)、磷酸铁锂电池(LFP)等。

从使用角度来讲，电池可分为能量型和功率型电池。电池的能量密度和功率密度是一对矛盾体，如果设计侧重提高电池的能量密度，那么功率密度必然减小，反之亦然，在目前已知的电池技术，生产工艺的条件下，两者很难兼顾。在纯电动汽车应用中，客户偏重较高的纯电动续驶里程，那么希望配备较高的电量，因而多采用能量型电池。然而，如果客户希望获得较好的驾驶体验，就需要动力性更佳、功率性更好的电池。

目前的电池技术往往无法同时满足这两个要求的动力电池，只能通过增加电池的串数提高电压、增加电池的并数增加电流、提高能量和功率，而这将导致成本大幅度增加。

对于插电式混合动力汽车、增程式混合动力汽车和纯电动汽车，矛盾更加突出。由于配备一个小型化的发动机和中等电量的电池系统，受到成本和车重的限制，电池电量不能太大，不能有太多的串并联数，从而电量和功率不能得到大幅度提升。由于电池的功率不高，整车的制动能量回收和发动机的大功率发电受限，不能达到整车能量效率的最大化，这将影响整车的经济性。

由上述分析可以看出，当前单一的电池能量源无法兼顾功率和能量这对矛盾体，制约了电池在新能源汽车上的运用。

另外，通常，锂离子电池的性能对温度较为敏感，在不同的温度下表现出不同的充放电性能。对于极寒的环境温度，如-40℃或-30℃下，三元电池和磷酸铁锂电池往往都失去充放电能力，纯电动功能丧失，而对于插电式混合动力汽车和增程式混合动力汽车往往没有配备12V启动电机，从而发动机无法启动，造成汽车无法行驶。必须借助外界加热系统，将电池加热到一定的温度(如-20℃以上)，才能有小功率充放电能力，从而驱动车辆。这大大限制了新能源汽车在低温下的可用性和性能。

因此，亟需一种新的用于车辆的多能源电池系统，以克服以上提到的弊端，以兼顾地满足功率性和能量性要求，同时提供低温环境下更好的可用性和性能。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有的车辆电池系统无法兼顾功率性能和能量性能、且在低温环境中的可用性和可靠性不佳的缺陷，提出一种新的车辆及用于车辆的多能源电池系统。

本发明是通过采用下述技术方案来解决上述技术问题的：

本发明提供了一种用于车辆的多能源电池系统，其特点在于，所述多能源电池系统包括能量型电池系统和辅助电源系统，所述辅助电源系统具有相对所述能量型电池系统较高的功率密度和较低的能量密度；