一種雙電源耦合裝置及其混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種雙電源耦合裝置，包括蓄電池、狀態(tài)控制設(shè)備、充電控制設(shè)備、超級電容和用電設(shè)備，其中，所述狀態(tài)控制設(shè)備，用于控制混合動(dòng)力電動(dòng)汽車處于靜止、驅(qū)動(dòng)、制動(dòng)或充電狀態(tài)；所述充電控制設(shè)備，用于檢測到混合動(dòng)力電動(dòng)汽車處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，控制所述超級電容給所述蓄電池充電；用于檢測到混合動(dòng)力電動(dòng)汽車處于驅(qū)動(dòng)狀態(tài)時(shí)，控制所述超級電容和所述蓄電池給所述用電設(shè)備供電。本發(fā)明還提供一種混合動(dòng)力電動(dòng)汽車，包括雙電源耦合裝置。本發(fā)明與現(xiàn)有的DC/DC轉(zhuǎn)換器相比較，所能實(shí)現(xiàn)的有益效果為體積縮小、結(jié)構(gòu)簡單、效率提升以及成本降低，且對于混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的特殊用途，其效率也非常高。
【專利說明】-種雙電源耦合裝置及其混合動(dòng)力電動(dòng)汽車
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電動(dòng)汽車領(lǐng)域，尤其涉及一種雙電源耦合裝置及其混合動(dòng)力電動(dòng)汽 車。
【背景技術(shù)】
[0002] 電動(dòng)汽車包括純電動(dòng)汽車和混合動(dòng)力電動(dòng)汽車，兩者均需要高性能電池，即要求 電池功率性強(qiáng)，儲(chǔ)能率高。但是，實(shí)際上電池的功率性和儲(chǔ)能率是一組矛盾的兩面，功率性 強(qiáng)，就要犧牲儲(chǔ)能能力；而儲(chǔ)能能力的提高，也以犧牲功率性為代價(jià)。同時(shí)，由于電池是電化 學(xué)變化，其功率性和效率特性均不如超級電容，而超級電容的儲(chǔ)能率也遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如電化學(xué)反 應(yīng)的電池。將電池與超級電容有機(jī)地組合在一起，尤其是運(yùn)用在混合動(dòng)力電動(dòng)汽車上，即可 很好地獲得超級電容的功率特性，又可以很好獲得電池的儲(chǔ)能特性。
[0003] 但是，由于儲(chǔ)能的蓄電地的電壓外特性與超級電容的電壓外特性相對比，電池電 壓外特性具有不可比擬的剛性。如果直接將電池組與超級電容組并聯(lián)應(yīng)用，超級電容根本 發(fā)揮不了功率特性，電池倍率充放電保護(hù)也無法得以實(shí)現(xiàn)?，F(xiàn)有技術(shù)中通常采用的是在兩 個(gè)蓄能電源之間增加一個(gè)DC/DC轉(zhuǎn)換器（雙向直流轉(zhuǎn)換器），這類大功率的DC/DC轉(zhuǎn)換器， 不僅體積大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，效率低，同時(shí)因元器件使用多，成本昂貴。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004] 本發(fā)明的主要目的在于提供一種雙電源耦合裝置，旨在解決采用DC/DC轉(zhuǎn)換器對 蓄電池和超級電容之間進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)換時(shí)所帶來的體積龐大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、效率低下以及成本 昂貴的問題。
[0005] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的雙電源耦合裝置，包括蓄電池、狀態(tài)控制設(shè)備、充 電控制設(shè)備、超級電容和用電設(shè)備，其中，所述狀態(tài)控制設(shè)備，與所述蓄電池的正極相連，用 于控制混合動(dòng)力電動(dòng)汽車處于靜止、驅(qū)動(dòng)、制動(dòng)或充電狀態(tài)；所述充電控制設(shè)備，與所述狀 態(tài)控制模塊、超級電容的正極和用電設(shè)備相連，用于檢測到混合動(dòng)力電動(dòng)汽車處于靜止?fàn)?態(tài)時(shí)，控制所述超級電容給所述蓄電池充電；用于檢測到混合動(dòng)力電動(dòng)汽車處于驅(qū)動(dòng)狀態(tài) 時(shí)，控制所述超級電容或/和所述蓄電池給所述用電設(shè)備供電；用于檢測到混合動(dòng)力電動(dòng) 汽車處于驅(qū)動(dòng)制動(dòng)狀態(tài)時(shí)，控制所述用電設(shè)備將反饋制動(dòng)能量存入所述超級電容或所述蓄 電池；以及用于檢測到混合動(dòng)力電動(dòng)汽車處于充電狀態(tài)時(shí)，控制所述用電設(shè)備給所述蓄電 池補(bǔ)電。
[0006] 優(yōu)選地，所述充電控制設(shè)備包括電阻、第一開關(guān)管、第二開關(guān)管和控制回路，所述 電阻一端與所述狀態(tài)控制設(shè)備和所述第二開關(guān)管的集電極相連，另一端與第一開關(guān)管的集 電極相連，第二開關(guān)管的基極與所述控制回路相連，第二開關(guān)管的發(fā)射極與所述第一開關(guān) 管的發(fā)射極、所述控制回路以及所述超級電容的正極相連，用于檢測到混合動(dòng)力電動(dòng)汽車 處于靜止?fàn)顟B(tài)且當(dāng)所述蓄電池的端電壓與所述超級電容的端電壓之間的差值大于設(shè)定的 閾值電壓時(shí)，所述控制回路控制第一開關(guān)管導(dǎo)通，所述蓄電池第一次給所述超級電容充電； 以及檢測到混合動(dòng)力電動(dòng)汽車處于靜止?fàn)顟B(tài)且所述蓄電池的端電壓與所述超級電容的端 電壓之間的差值小于或等于設(shè)定的閾值電壓時(shí)，控制回路控制第二開關(guān)管導(dǎo)通；所述蓄電 池第二次給所述超級電容充電。
[0007] 優(yōu)選地，所述充電控制設(shè)備用于檢測到混合動(dòng)力電動(dòng)汽車處于驅(qū)動(dòng)狀態(tài)且超級電 容的端電壓大于或等于設(shè)定的下限電壓時(shí)，所述控制回路控制第一開關(guān)管和第二開關(guān)管截 止，控制所述超級電容給所述用電設(shè)備供電；還用于檢測到混合動(dòng)力電動(dòng)汽車處于驅(qū)動(dòng)狀 態(tài)且超級電容的端電壓小于設(shè)定的下限電壓時(shí)，所述控制回路控制第一開關(guān)管導(dǎo)通，所述 蓄電池給所述用電設(shè)備供電；以及當(dāng)所述蓄電池的端電壓與所述超級電容的端電壓之間的 差值小于設(shè)定的閾值電壓時(shí)，所述控制回路控制第二開關(guān)管導(dǎo)通，所述蓄電池給所述超級 電容充電，直至所述超級電容的端電壓與所述蓄電池的端電壓相闖。
[0008] 優(yōu)選地，所述充電控制設(shè)備還用于檢測到混合動(dòng)力電動(dòng)汽車處于制動(dòng)狀態(tài)且超級 電容的端電壓小于或等于設(shè)定的上限電壓時(shí)，所述控制回路控制第一開關(guān)管和第二開關(guān)管 截止，所述用電設(shè)備將反饋制動(dòng)能量均存入所述超級電容；當(dāng)所述超級電容的端電壓大于 設(shè)定的上限電壓時(shí)，所述控制回路控制第一開關(guān)管導(dǎo)通，所述用電設(shè)備將反饋制動(dòng)能量存 入所述蓄電池。
[0009] 優(yōu)選地，所述充電控制設(shè)備，還用于檢測到混合動(dòng)力電動(dòng)汽車處于充電狀態(tài)，即所 述用電設(shè)備為發(fā)電機(jī)或充電器時(shí)，所述用電設(shè)備給所述蓄電池補(bǔ)電。
[0010] 優(yōu)選地，所述第一開關(guān)管和第二開關(guān)管為IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，絕緣柵雙極型晶體管）。
[0011] 優(yōu)選地，所述狀態(tài)控制設(shè)備包括接觸器或斷路器。
[0012] 優(yōu)選地，所述蓄電池的數(shù)量為兩個(gè)以上，各蓄電池之間采用串聯(lián)連接。
[0013] 優(yōu)選地，所述超級電容數(shù)量為兩個(gè)以上，各超級電容之間采用串聯(lián)連接。
[0014] 本發(fā)明進(jìn)一步提供一種混合動(dòng)力電動(dòng)汽車，包括雙電源耦合裝置。
[0015] 本發(fā)明提供的雙電源耦合裝置，包括蓄電池、狀態(tài)控制設(shè)備、充電控制設(shè)備、超級 電容和用電設(shè)備，其中，所述狀態(tài)控制設(shè)備，與所述蓄電池的正極相連，用于控制混合動(dòng)力 電動(dòng)汽車處于靜止、驅(qū)動(dòng)、制動(dòng)或充電狀態(tài)；所述充電控制設(shè)備，與所述狀態(tài)控制模塊、超級 電容的正極和用電設(shè)備相連，用于檢測到混合動(dòng)力電動(dòng)汽車處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，控制所述超 級電容給所述蓄電池充電；用于檢測到混合動(dòng)力電動(dòng)汽車處于驅(qū)動(dòng)狀態(tài)時(shí)，控制所述超級 電容和所述蓄電池給所述用電設(shè)備供電；用于檢測到混合動(dòng)力電動(dòng)汽車處于驅(qū)動(dòng)制動(dòng)狀態(tài) 時(shí)，控制所述用電設(shè)備將反饋制動(dòng)能量存入所述超級電容或所述蓄電池；以及用于檢測到 混合動(dòng)力電動(dòng)汽車處于充電狀態(tài)時(shí)，控制所述用電設(shè)備給所述蓄電池補(bǔ)電。本發(fā)明與與現(xiàn) 有的DC/DC轉(zhuǎn)換器相比較，所能實(shí)現(xiàn)的有益效果為體積縮小、結(jié)構(gòu)簡單、效率提升以及成本 降低，且對于混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的特殊用途，其效率也非常高。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016] 圖1為本發(fā)明雙電源耦合裝置一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖；
[0017] 圖2為本發(fā)明雙電源耦合裝置一實(shí)施例的電路圖；
[0018] 圖3為圖2中等效電路圖；
[0019] 圖4為本發(fā)明雙電源耦合裝置檢測到混合動(dòng)力電動(dòng)汽車處于靜止?fàn)顟B(tài)且當(dāng)蓄電 池的端電壓與超級電容的端電壓之間的差值大于設(shè)定的閾值電壓時(shí)的電壓特性曲線圖；
[0020] 圖5為本發(fā)明混合動(dòng)力電動(dòng)汽車處于靜止?fàn)顟B(tài)且當(dāng)蓄電池的端電壓與超級電容 的端電壓之間的差值小于或等于設(shè)定的閾值電壓時(shí)的電流特性曲線圖；
[0021] 圖6為本發(fā)明混合動(dòng)力電動(dòng)汽車處于靜止?fàn)顟B(tài)且當(dāng)蓄電池的端電壓與超級電容 的端電壓之間的差值大于設(shè)定的閾值電壓時(shí)的充電效率圖；
[0022] 圖7為本發(fā)明混合動(dòng)力電動(dòng)汽車處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)整個(gè)電壓特性曲線圖；
[0023] 圖8為本發(fā)明混合動(dòng)力電動(dòng)汽車處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)整個(gè)電流特性曲線圖。
[0024] 本發(fā)明目的的實(shí)現(xiàn)、功能特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)將結(jié)合實(shí)施例，參照附圖做進(jìn)一步說明。
【具體實(shí)施方式】
[0025] 應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0026] 本發(fā)明提供一種雙電源耦合裝置，參照圖1，在一實(shí)施例中，該本發(fā)明提供的雙電 源耦合裝置，包括蓄電池10、狀態(tài)控制設(shè)備30、充電控制設(shè)備50、超級電容20和用電設(shè)備 40,其中，
[0027] 所述狀態(tài)控制設(shè)備30,與所述蓄電池10的正極相連，用于控制混合動(dòng)力電動(dòng)汽車 處于靜止、驅(qū)動(dòng)、制動(dòng)或充電狀態(tài)。
[0028] 混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)包括靜止、運(yùn)行和充電狀態(tài)，其中，運(yùn)行狀態(tài)又包括 驅(qū)動(dòng)和制動(dòng)狀態(tài)，其中驅(qū)動(dòng)為混合動(dòng)力電動(dòng)汽車正常運(yùn)行的狀態(tài)，混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的制 動(dòng)狀態(tài)是指抬起油門踏板，但不踏下離合器，利用發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮行程產(chǎn)生的壓縮阻力，內(nèi)摩 擦力和進(jìn)排氣阻力對驅(qū)動(dòng)輪形成制動(dòng)作用，比如說在下陡坡或連續(xù)下坡時(shí)將車輛換入一個(gè) 較低的檔位，以此來控制車速的駕駛方式。因?yàn)橄缕聲r(shí)長時(shí)間的使用剎車，會(huì)使剎車片、剎 車盤的溫度急劇升高，溫度越高制動(dòng)效果越差，甚至?xí)袆x車失靈的危險(xiǎn)。運(yùn)用制動(dòng)狀態(tài)可 較好的控制車速，減少剎車片的剎車時(shí)間，延長制動(dòng)系統(tǒng)的使用壽命，當(dāng)然，最主要的還是 可以提高駕駛安全性，避免安全事故的發(fā)生。
[0029] 所述充電控制設(shè)備50,與所述狀態(tài)控制模塊30、超級電容20的正極和用電設(shè)備40 相連，用于檢測到混合動(dòng)力電動(dòng)汽車處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，控制所述超級電容20給所述蓄電池 10充電。
[0030] 本實(shí)施例所述充電控制設(shè)備50,用于檢測到混合動(dòng)力電動(dòng)汽車處于靜止?fàn)顟B(tài)且當(dāng) 所述蓄電池10的端電壓與所述超級電容20的端電壓之間的差值大于設(shè)定的閾值電壓Λ V 時(shí)，控制所述蓄電池10第一次給所述超級電容20充電；以及檢測到混合動(dòng)力電動(dòng)汽車處于 靜止?fàn)顟B(tài)且所述蓄電池10的端電壓與所述超級電容20的端電壓之間的差值小于或等于設(shè) 定的閾值電壓時(shí)，控制所述蓄電池10第二次給所述超級電容20充電。
[0031] 所述充電控制設(shè)備50用于檢測到混合動(dòng)力電動(dòng)汽車處于驅(qū)動(dòng)狀態(tài)時(shí)，控制所述 超級電容20或/和所述蓄電池10給所述用電設(shè)備40供電。
[0032] 本實(shí)施例所述充電控制設(shè)備50用于檢測到混合動(dòng)力電動(dòng)汽車處于驅(qū)動(dòng)狀態(tài)且超 級電容20的端電壓大于或等于設(shè)定的下限電壓時(shí)，控制所述超級電容20給所述用電設(shè)備 40供電；還用于檢測到混合動(dòng)力電動(dòng)汽車處于驅(qū)動(dòng)狀態(tài)且超級電容20的端電壓小于設(shè)定 的下限電壓時(shí)，控制所述蓄電池10給所述用電設(shè)備供電；以及當(dāng)所述蓄電池10的端電壓與 所述超級電容20的端電壓之間的差值小于設(shè)定的閾值電壓時(shí)，控制所述蓄電池10給所述 超級電容20充電，直至所述超級電容20的端電壓與所述蓄電池10的端電壓相闖。
[0033] 所述充電控制設(shè)備50用于檢測到混合動(dòng)力電動(dòng)汽車處于驅(qū)動(dòng)制動(dòng)狀態(tài)時(shí)，控制 所述用電設(shè)備40將反饋制動(dòng)能量存入所述超級電容20或所述蓄電池10。
[0034] 本實(shí)施例所述充電控制設(shè)備50還用于檢測到混合動(dòng)力電動(dòng)汽車處于制動(dòng)狀態(tài)且 超級電容20的端電壓小于或等于設(shè)定的上限電壓時(shí)，控制所述用電設(shè)備將反饋制動(dòng)能量 均存入所述超級電容20 ;當(dāng)所述超級電容20的端電壓大于設(shè)定的上限電壓時(shí)，控制所述用 電設(shè)備40將反饋制動(dòng)能量存入所述蓄電池10。
[0035] 以及所述充電控制設(shè)備50用于檢測到混合動(dòng)力電動(dòng)汽車處于充電狀態(tài)時(shí)，控制 所述用電設(shè)備40給所述蓄電池10補(bǔ)電。
[0036] 本實(shí)施例所述充電控制設(shè)備50用于檢測到混合動(dòng)力電動(dòng)汽車處于充電狀態(tài)，即 所述用電設(shè)備為發(fā)電機(jī)或充電器時(shí)，所述用電設(shè)備給所述蓄電池10反向補(bǔ)充電量。
[0037] 本實(shí)施例提供的雙電源耦合裝置，包括蓄電池10、狀態(tài)控制設(shè)備30、充電控制設(shè) 備50、超級電容20和用電設(shè)備40,其中，所述狀態(tài)控制設(shè)備30,與所述蓄電池10的正極相 連，用于控制混合動(dòng)力電動(dòng)汽車處于靜止、驅(qū)動(dòng)、制動(dòng)或充電狀態(tài)；所述充電控制設(shè)備50， 與所述狀態(tài)控制模塊30、超級電容20的正極和用電設(shè)備40相連，用于檢測到混合動(dòng)力電 動(dòng)汽車處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，所述超級電容20給所述蓄電池10充電；用于檢測到混合動(dòng)力電動(dòng) 汽車處于驅(qū)動(dòng)狀態(tài)時(shí)，所述超級電容20和所述蓄電池10給所述用電設(shè)備40供電；用于檢 測到混合動(dòng)力電動(dòng)汽車處于驅(qū)動(dòng)制動(dòng)狀態(tài)時(shí)，所述用電設(shè)備40將反饋制動(dòng)能量存入所述 超級電容20或所述蓄電池10 ;以及用于檢測到混合動(dòng)力電動(dòng)汽車處于充電狀態(tài)時(shí)，所述用 電設(shè)備40給所述蓄電池10補(bǔ)電。與DC/DC轉(zhuǎn)換器相比較，所能實(shí)現(xiàn)的有益效果為體積縮 小、結(jié)構(gòu)簡單、效率提升以及成本降低，且對于混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的特殊用途，其效率也非 常1?。
[0038] 具體地，如圖2所示，所述充電控制設(shè)備50包括電阻R1、第一開關(guān)管Q1、第二開關(guān) 管Q2和控制回路51，所述電阻R1 -端與所述狀態(tài)控制設(shè)備30和所述第二開關(guān)管Q2的集 電極相連，另一端與第一開關(guān)管Q1的集電極相連，第二開關(guān)管Q2的基極與所述控制回路51 相連，第二開關(guān)管Q2的發(fā)射極與所述第一開關(guān)管Q1的發(fā)射極、所述控制回路51以及所述 超級電容20的正極相連?？刂苹芈?1為觸發(fā)回路，這是常見線路，選用不同的觸發(fā)1C元 件和IGBT可以組成不同的回路，均可在1C元件器應(yīng)用中查到，本實(shí)施例的充電控制設(shè)備50 用于檢測到混合動(dòng)力電動(dòng)汽車處于靜止?fàn)顟B(tài)且當(dāng)所述蓄電池10的端電壓與所述超級電容 20的端電壓之間的差值大于設(shè)定的閾值電壓Λ V時(shí)，控制回路51控制第一開關(guān)管Q1導(dǎo)通， 蓄電池10通過電阻R1第一次給所述超級電容20充電；當(dāng)檢測到混合動(dòng)力電動(dòng)汽車處于靜 止?fàn)顟B(tài)且蓄電池10的端電壓與超級電容20的端電壓之間的差值小于或等于設(shè)定的閾值電 壓Λ V時(shí)，控制回路51控制第二開關(guān)管Q2導(dǎo)通；蓄電池10通過電阻R1第二次給超級電容 20充電。
[0039] 進(jìn)一步參見圖2,所述充電控制設(shè)備50用于檢測到混合動(dòng)力電動(dòng)汽車處于驅(qū)動(dòng)狀 態(tài)且超級電容20的端電壓大于或等于設(shè)定的下限電壓時(shí)，所述控制回路51控制第一開關(guān) 管Q1和第二開關(guān)管Q2截止，控制所述超級電容20給所述用電設(shè)備40供電；還用于檢測到 混合動(dòng)力電動(dòng)汽車處于驅(qū)動(dòng)狀態(tài)且超級電容20的端電壓小于設(shè)定的下限電壓時(shí)，所述控 制回路51控制第一開關(guān)管Q1導(dǎo)通，所述蓄電池10給所述用電設(shè)備40供電；以及當(dāng)所述蓄 電池10的端電壓與所述超級電容20的端電壓之間的差值小于設(shè)定的閾值電壓Λ V時(shí)，所 述控制回路51控制第二開關(guān)管Q2導(dǎo)通，所述蓄電池10給所述超級電容20充電，直至超級 電容20的端電壓與蓄電池10的端電壓相闖。
[0040] 所述充電控制設(shè)備30還用于檢測到混合動(dòng)力電動(dòng)汽車處于制動(dòng)狀態(tài)且超級電容 的端電壓小于或等于設(shè)定的上限電壓時(shí)，所述控制回路控制第一開關(guān)管和第二開關(guān)管截 止，所述用電設(shè)備將反饋制動(dòng)能量均存入所述超級電容；當(dāng)所述超級電容的端電壓大于設(shè) 定的上限電壓時(shí)，所述控制回路控制第一開關(guān)管導(dǎo)通，所述用電設(shè)備將反饋制動(dòng)能量存入 所述蓄電池。
[0041] 所述的雙電源耦合裝置，用于檢測到混合動(dòng)力電動(dòng)汽車處于充電狀態(tài)，即所述用 電設(shè)備為發(fā)電機(jī)或充電器時(shí)，所述用電設(shè)備給所述蓄電池補(bǔ)電。
[0042] 具體地，所述第一開關(guān)管和第二開關(guān)管為IGBT。
[0043] 本實(shí)施例的第一開關(guān)管Q1和第二開關(guān)管Q1均采用IGBT，IGBT綜合了 BJT (雙極 型三極管）和M0S(絕緣柵型場效應(yīng)管）的優(yōu)點(diǎn)，驅(qū)動(dòng)功率小而飽和壓降低，非常適合于混 合動(dòng)力電動(dòng)汽車中雙電源耦合裝置的蓄電池和超級電容兩者之間充放電的控制。
[0044] 具體地，所述狀態(tài)控制設(shè)備包括接觸器31或斷路器。
[0045] 本實(shí)施例的狀態(tài)控制設(shè)備30采用接觸器31或斷路器的斷開或閉合控制整個(gè)雙電 源耦合裝置處于靜止、驅(qū)動(dòng)、制動(dòng)或充電狀態(tài)。
[0046] 具體地，所述蓄電池10的數(shù)量為兩個(gè)以上，各蓄電池10之間采用串聯(lián)連接。本實(shí) 施例的蓄電池10采用串聯(lián)這種連接方式組成蓄電池組，在設(shè)計(jì)上很靈活，可以用標(biāo)準(zhǔn)的蓄 電池10達(dá)到所需要的額定電壓和電流。對蓄電池10而言，串聯(lián)的連接方法很常見。最常 用的一種蓄電池組串聯(lián)方式是把幾個(gè)蓄電池串聯(lián)起來使用。注意蓄電池10使用時(shí)不要混 用，蓄電池10。在串聯(lián)使用時(shí)，要選用同一種類型且性能一致的蓄電池10。并注意蓄電池 10的極性，如果有一節(jié)蓄電池10的極性裝反了，就會(huì)減少整串電池的蓄電池10的電壓，而 不是增加電壓。蓄電池10串聯(lián)使用，容量不變，電壓疊加，得到所需要的工作電壓。
[0047] 具體地，所述超級電容20數(shù)量為兩個(gè)以上，各超級電容20之間采用串聯(lián)連接。本 實(shí)施例超級電容20的容量都非常大，一般都在幾百法拉以上，幾個(gè)超級電容20串聯(lián)使用組 成超級電容組，超級電容組連接線短而粗，線路直流電阻極小，僅為毫歐級或更低，充滿電 的情況下，不適合拆裝，因?yàn)槿菀装l(fā)生短路，燒毀電極或連接線，而應(yīng)在線進(jìn)行充放電，為確 保各超級電容的端電壓相同或相近，最理想的方法是加裝一套電壓均衡器，通過電壓均衡 器讓所有超級電容的電壓相等或相近。
[0048] 本實(shí)施例進(jìn)一步提供一種混合動(dòng)力電動(dòng)汽車，包括上述所述的雙電源耦合裝置。
[0049] 本實(shí)施例雙電源耦合裝置的工作原理如下所示：
[0050] -、初始狀態(tài)：即混合動(dòng)力電動(dòng)汽車處于靜止?fàn)顟B(tài)
[0051] 接觸器31處于斷開狀態(tài)，控制回路51將第一開關(guān)管Q1處于關(guān)閉狀態(tài)，第二開關(guān) 管Q2處于截止?fàn)顟B(tài)。此時(shí)，蓄電池10的端電壓值為VI，超級電容20的端電壓值為V。
[0052] 當(dāng)蓄電池10的端電壓值與超級電容20的端電壓值的差值大于閾值電壓AV(此 處的AV的大小根據(jù)蓄電池10和超級電容20直接短接時(shí)的最大允許的電壓差所設(shè)定）時(shí)， 接觸器31閉合，并通過控制回路51將第一開關(guān)管Q1導(dǎo)通并保持第二開關(guān)管Q2處于截止 狀態(tài)，蓄電池10通過功率電阻R1，給超級電容20充電。其充電電壓，即超級電容20的端壓 電為V，如圖4所示，圖4中顯示了在時(shí)間0-t Λ區(qū)間，超級電容10的端電壓與時(shí)間的特 性曲線，超級電容20的端電壓的大小如下公式所示：
[0053] 超級電容20的端電壓為：
【權(quán)利要求】
1. 一種雙電源耦合裝置，其特征在于，包括蓄電池、狀態(tài)控制設(shè)備、充電控制設(shè)備、超級 電容和用電設(shè)備，其中， 所述狀態(tài)控制設(shè)備，與所述蓄電池的正極相連，用于控制混合動(dòng)力電動(dòng)汽車處于靜止、 驅(qū)動(dòng)、制動(dòng)或充電狀態(tài)； 所述充電控制設(shè)備，與所述狀態(tài)控制模塊、超級電容的正極和用電設(shè)備相連，用于檢測 到混合動(dòng)力電動(dòng)汽車處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，控制所述超級電容給所述蓄電池充電； 用于檢測到混合動(dòng)力電動(dòng)汽車處于驅(qū)動(dòng)狀態(tài)時(shí)，控制所述超級電容或/和所述蓄電池 給所述用電設(shè)備供電； 用于檢測到混合動(dòng)力電動(dòng)汽車處于驅(qū)動(dòng)制動(dòng)狀態(tài)時(shí)，控制所述用電設(shè)備將反饋制動(dòng)能 量存入所述超級電容或所述蓄電池；以及 用于檢測到混合動(dòng)力電動(dòng)汽車處于充電狀態(tài)時(shí)，控制所述用電設(shè)備給所述蓄電池補(bǔ) 電。
2. 如權(quán)利要求1所述的雙電源耦合裝置，其特征在于，所述充電控制設(shè)備包括電阻、第 一開關(guān)管、第二開關(guān)管和控制回路，所述電阻一端與所述狀態(tài)控制設(shè)備和所述第二開關(guān)管 的集電極相連，另一端與第一開關(guān)管的集電極相連，第二開關(guān)管的基極與所述控制回路相 連，第二開關(guān)管的發(fā)射極與所述第一開關(guān)管的發(fā)射極、所述控制回路以及所述超級電容的 正極相連，用于檢測到混合動(dòng)力電動(dòng)汽車處于靜止?fàn)顟B(tài)且當(dāng)所述蓄電池的端電壓與所述超 級電容的端電壓之間的差值大于設(shè)定的閾值電壓時(shí)，所述控制回路控制第一開關(guān)管導(dǎo)通， 所述蓄電池第一次給所述超級電容充電；以及檢測到混合動(dòng)力電動(dòng)汽車處于靜止?fàn)顟B(tài)且所 述蓄電池的端電壓與所述超級電容的端電壓之間的差值小于或等于設(shè)定的閾值電壓時(shí)，控 制回路控制第二開關(guān)管導(dǎo)通；所述蓄電池第二次給所述超級電容充電。
3. 如權(quán)利要求2所述的雙電源耦合裝置，其特征在于，所述充電控制設(shè)備用于檢測到 混合動(dòng)力電動(dòng)汽車處于驅(qū)動(dòng)狀態(tài)且超級電容的端電壓大于或等于設(shè)定的下限電壓時(shí)，所述 控制回路控制第一開關(guān)管和第二開關(guān)管截止，控制所述超級電容給所述用電設(shè)備供電；還 用于檢測到混合動(dòng)力電動(dòng)汽車處于驅(qū)動(dòng)狀態(tài)且超級電容的端電壓小于設(shè)定的下限電壓時(shí)， 所述控制回路控制第一開關(guān)管導(dǎo)通，所述蓄電池給所述用電設(shè)備供電；以及當(dāng)所述蓄電池 的端電壓與所述超級電容的端電壓之間的差值小于設(shè)定的閾值電壓時(shí)，所述控制回路控制 第二開關(guān)管導(dǎo)通，所述蓄電池給所述超級電容充電，直至所述超級電容的端電壓與所述蓄 電池的端電壓相闖。
4. 如權(quán)利要求2所述的雙電源耦合裝置，其特征在于，所述充電控制設(shè)備還用于檢測 到混合動(dòng)力電動(dòng)汽車處于制動(dòng)狀態(tài)且超級電容的端電壓小于或等于設(shè)定的上限電壓時(shí)，所 述控制回路控制第一開關(guān)管和第二開關(guān)管截止，所述用電設(shè)備將反饋制動(dòng)能量均存入所述 超級電容；當(dāng)所述超級電容的端電壓大于設(shè)定的上限電壓時(shí)，所述控制回路控制第一開關(guān) 管導(dǎo)通，所述用電設(shè)備將反饋制動(dòng)能量存入所述蓄電池。
5. 如權(quán)利要求2所述的雙電源耦合裝置，其特征在于，所述充電控制設(shè)備還用于檢測 到混合動(dòng)力電動(dòng)汽車處于充電狀態(tài)，即所述用電設(shè)備為發(fā)電機(jī)或充電器時(shí)，所述用電設(shè)備 給所述蓄電池補(bǔ)電。
6. 如權(quán)利要求2所述的雙電源耦合裝置，其特征在于，所述第一開關(guān)管和第二開關(guān)管 為 IGBT。
7. 如權(quán)利要求1所述的雙電源耦合裝置，其特征在于，所述狀態(tài)控制設(shè)備包括接觸器 或斷路器。
8. 如權(quán)利要求1所述的雙電源耦合裝置，其特征在于，所述蓄電池的數(shù)量為兩個(gè)以上， 各蓄電池之間采用串聯(lián)連接。
9. 如權(quán)利要求1所述的雙電源耦合裝置，其特征在于，所述超級電容數(shù)量為兩個(gè)以上， 各超級電容之間采用串聯(lián)連接。
10. -種混合動(dòng)力電動(dòng)汽車，其特征在于，包括如權(quán)利要求1至9任一項(xiàng)所述的雙電源 奉禹合裝置。
【文檔編號】H02J7/34GK104065153SQ201410190795
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年5月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月7日
【發(fā)明者】苗華強(qiáng) 申請人:上海浩銳動(dòng)力科技有限公司