[实用新型]一种超级电容和锂电池供电的高倍率系统

说明书

本实用新型提供一种超级电容和锂电池供电的高倍率系统，采用锂电池和超级电容并联，并在锂电池和超级电容之间安装双向DCDC变换器，双向DCDC变换器的高压侧连接锂电池和驱动器，双向DCDC变换器的低压侧连接超级电容；通过双向DCDC变换器，可以解决超级电容和锂电池的电压不同的问题；行驶中开始超级电容供电，可以在短时间内提供一个远超锂电池额定功率的输出功率，助其加速；超级电容放电后锂电池可以通过双向DCDC变换器为超级电容补充电量；在能量回收时，超级电容可以通过双向DCDC变换器协助吸收电流；超级电容还可以通过双向DCDC在锂电池电量耗尽时释放电量使车维持行驶一段时间。

技术领域

本实用新型涉及电动车辆电源管理系统技术领域，尤其涉及一种超级电容和锂电池供电的高倍率系统。

背景技术

传统电动车辆的供电方式一般是采用锂电池直接给驱动器供电，驱动电机运行并带动电动车行驶。上述锂电池直接供电带来的问题包括：（1）锂电池输出电流有限，限制了最大输出功率，无法在短时间内输出较大功率，当电动车高速行驶需要超车时，因为功率限制，无法在短时间内有效提速超车；（2）如果提高电池放电电流，也就是提高放电功率，将使得锂电池的寿命急剧缩短；（3）在电动车能量回收时，如果回收电流过大会损害电池寿命；（4）电动车如果锂电池能量耗尽，就无法再继续行驶，寻找充电桩比较困难。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种超级电容和锂电池供电的高倍率系统。

为实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种超级电容和锂电池供电的高倍率系统，包括锂电池、超级电容、双向DCDC变换器、驱动器以及电机；所述锂电池和所述驱动器之间电连接，所述驱动器与所述电机之间电连接，所述超级电容与所述锂电池并联，所述超级电容和所述锂电池之间安装所述双向DCDC变换器；

所述双向DCDC变换器由升压Boost电路和降压Buck电路并联而成，所述超级电容连接于所述双向DCDC变换器的低压侧，所述锂电池和所述驱动器连接于所述双向DCDC变换器的高压侧；所述双向DCDC变换器工作在Boost状态下，低压侧作为电源提供能量，所述超级电容用以为所述驱动器启动或者加速提供瞬时峰值功率；所述双向DCDC变换器工作在Buck状态下，所述锂电池或者能量回收状态下的所述电机作为电源提供能量，所述超级电容用以储能。

优选地，所述双向DCDC变换器是双向半桥DCDC变换器，所述双向DCDC变换器包括Boost开关以及Buck开关，所述Boost开关由第一开关管并联二极管组成，所述Buck开关由第二开关管并联二极管组成。

优选地，所述第二开关管可靠关断，所述双向DCDC变换器处于Boost工作模式，所述第一开关管初始状态为导通，电路中的电感储能，所述第一开关管关断时，电路中的电感释放能量，电感电流从低压侧指向高压侧，所述超级电容为所述驱动器提供瞬时的峰值功率。

优选地，所述第一开关管可靠关断，所述双向DCDC变换器处于Buck工作模式，所述第二开关管初始状态为导通，电路中的电感储能，所述第二开关管关断时，电路中的电感释放能量，电感电流始终由高压侧指向低压侧，所述锂电池作为电源，所述超级电容储能。

优选地，所述驱动器与所述锂电池之间设有保护开关，所述保护开关由第三开关管并联二极管组成。

优选地，当电动车制动时，所述电机发电并作为电源，经由与所述第三开关管并联的二极管向所述锂电池充电。

优选地，当所述电机发电的电流超出所述锂电池的安全电流时，所述第一开关可靠关断，所述双向DCDC变换器处于Buck工作状态，所述电机发电作为电源，经由Buck电路向所述超级电容供电。