[实用新型]复合能源电动车的电源系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及电动车电源技术领域，特别涉及一种复合能源电动车的电源系统。

背景技术

制约电动车广泛应用的一个重要因素就是其续驶里程，在当今国家大力倡导发展新能源汽车和电动车的背景下，随着太阳能光伏电池技术的高速发展，充分利用太阳能电池这类新能源，利用再生制动能量，提高电动车续驶里程具有显著的社会价值和经济效益。在现有的国内外很多试验车已经实现了利用单独太阳能作为补充能源或者单独制动能量的回收的新型电动车。

而上述方案的主要缺点就是会在行驶中频繁给主电源充电、放电，因此会对电池造成一定的损失，影响电池的寿命。还有太阳能光伏电池单独作为补充能源和主电源一起驱动电动机，在加速和爬坡时，主电源将会大电流放电，对主电源的寿命是非常不利的。

随着太阳能技术的飞速发展，太阳能是一种取之不尽，用之不竭的绿色能源，将其用于作为电动车的能源必将会对电动车的发展和能源的利用具有极大的意义。而超级电容是近些年研究开发的一种新型电容，这种超级电容容量远远大于普通电容，与普通蓄电池相比，超级电容具有功率密度大，寿命无限长等特点，非常适合瞬时大功率放电，适合电动车在加速和爬坡时的大电流放电。因此，将上述两种设备应用于电动车驱动技术将有待开发。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种复合能源电动车的电源系统，该电源系统能很好地提高汽车的加速性能和爬山性能，并且减少了主电源的大电流放电时间，避免了主电源的损坏及容量的减少。

本实用新型通过以下技术方案实现：一种复合能源电动车的电源系统，包括复合电源控制机盒及分别与其连接的主电源、太阳能光伏电池和超级电容模组，复合电源控制机盒的输出端分别与电机驱动控制模块和辅助设备连接，电机驱动控制模块的另一端与电动机连接；复合电源控制机盒内设置相连接的硬件主电路和控制电路；硬件主电路通过单向DC/DC变换器与太阳能光伏电池连接，通过双向DC/DC变换器与超级电容模组连接；控制电路中设有温度检测模块、电流检测模块、电压检测模块、微处理器和故障信号检测模块，微处理器的A/D转换输入端通过信号调理电路分别与温度检测模块、电流检测模块和电压检测模块连接，微处理器的PWM输出端通过光耦隔离电路分别与电机驱动电路和辅助设备电位器连接，微处理器的功率驱动保护中断端通过光耦隔离电路与故障信号检测模块连接。

所述单向DC/DC变换器采用布斯特变换器或布克变换器中的一种；所述双向DC/DC变换器采用电流双象限变换器、全桥变换器、T型双向升降压变换器、级联式升降压变换器、CUK双向变换器或Sepic-Zeta双向变换器中的一种.

所述单向DC/DC变换器或双向DC/DC变换器的功率器件采用金属氧化物半导体型场效应晶体管或绝缘栅双极型晶体管中的一种。

所述电流检测模块包括设于硬件主电路中的主电源电流传感器、太阳能光伏电池电流传感器、和超级电容模组电流传感器连接；所述电压检测模块包括设于硬件主电路中的主电源电压传感器、太阳能光伏电池电压传感器和超级电容模组电压传感器。

所述电机驱动电路中设有电机电流传感器和电机电压传感器；所述辅助设备电位器包括油门驱动踏板电位器和刹车踏板制动电位器。

所述微处理器的输入端还连接有时钟电路及电源，微处理器内部设有用于系统保护的功率驱动保护中断模块，微处理器的输出端还连接有方便系统操作控制的显示模块。

所述微处理器采用单片机或数字信号处理器中的一种。

所述主电源采用蓄电池、锂离子电池、镍氢电池或铁离子电池中的一种。

所述电动机采用直流电动机、永磁有刷直流电动机、永磁无刷直流电动机或开关磁阻电动机中的一种。

本实用新型的电源系统使用时，由微处理器收集其输入端各模块的电流及电压信号，然后判断系统的工作状态，进而发出控制指令，实现对主电源和超级电容模组的状态检测及保护功能，同时完成太阳能电池的最大功率点跟踪，从而调节系统能量和功率的流动方向与配比，以及对辅助设备的供电状态进行控制。其具体的工作状态分为以下三种情况：

1、当电动车处于正常行驶状态，由主电源为电动车提供电量，太阳能光伏电池为超级电容模组充电，充满后系统控制太阳能光伏电池对电动车进行辅助驱动。

2、当电动车处于加速/爬坡状态，若电动机所需电流大于主电源的安全电流上限时，超级电容模组开始放电，为电动车提供瞬时大电流，此时太阳能光伏电池也处于辅助驱动的工作状态，使得对太阳能的利用最大化。