[发明专利]车用电能动力系统有效

专利信息
申请号: 201110350505.7 申请日: 2011-11-08
公开(公告)号: CN103085677A 公开(公告)日: 2013-05-08
发明(设计)人: 赵彪;肖调坤 申请(专利权)人: 微宏动力系统(湖州)有限公司
主分类号: B60L11/18 分类号: B60L11/18
代理公司: 暂无信息 代理人: 暂无信息
地址: 313000 浙江省湖州*** 国省代码: 浙江;33
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摘要:
搜索关键词: 用电 动力 系统
【说明书】:

技术领域

发明涉及一种车用电能动力系统,特别是特种车辆用电能动力系统。

背景技术

随着石油资源的日益减少和环境的污染日渐严重,保护环境,节能减排成了目前世界上的潮流和趋势。在这个背景下,近年来,以电池为主要动力源或者部分动力源的电动车辆(主要包括混合动力车,插电式混合动力车,纯电动车)逐渐出现并日益增多,电动车辆的碳排放量要小于传统内燃机汽车,纯电动车的碳排放甚至为零,并且具有能量转换效率高的特点,这使得人们将电动车视为未来替代内燃机车的一个重要选择。但是目前而言,电动车,尤其是家用纯电动车辆的普及受到电池性能不足,价格高昂以及缺乏充电站等一系列条件的制约,所以,虽然世界上各汽车公司均推出了一些电动车辆,比如日产汽车公司(Nissan)的纯电动车“Leaf″,通用汽车公司(General Motors)的插电式混合动力车“Volt″,但是它们受制于上述种种条件,目前距离普及还相距甚远。

基于普通电动汽车的推广困难,在特种车辆领域进行车辆的电动化成了一个可行和明智的选择,这些特种车辆包括叉车,堆高车,平台车,行李车以及其它一些具有固定工作领域或者工作路线的车辆,这些车辆一般在一个固定的场地或者区域内工作,这个场地或者区域一般而言并不会很大,所以这些车辆对于续航里程要求不高;并且由于是固定场地或者区域,所以往往也是在固定的地方充电或者更换电池,这些有利条件使得推广电动特种车辆较为易于进行。所以,目前,电动叉车,堆高车等特种车辆的发展非常迅速。

众所周知铅酸电池具有技术成熟,价格低廉,安全可靠,适用范围广等特点,也是目前应用最为广泛的电池体系,我国基本所有的电动两轮车都采用铅酸电池作为动力源。但是铅酸电池的缺点也很明显:能量密度低(一般仅有30~40Wh/kg);循环寿命短(一般不超过400次,一般家用电动两轮车一年即需要更换铅酸电池包);高倍率放电性能差,特别当铅酸电池的荷电状态SOC(这里所述的荷电态SOC是State of Charge的缩写,指的是电池组目前的容量/额定容量值,例如当一个电池组处于满电状态下,其SOC为1,当一个电池组处于完全放完电的状态下,其SOC=0。)下降到低于30%之后,若再进行大倍率放电,铅酸电池组的发热剧增,内阻增大,此时铅酸电池的实际容量会急剧衰减,以至于根本达不到标称容量,且长期这样使用会严重降低铅酸电池的实际寿命。

锂离子电池(全名为锂离子二次电池)自1991年由日本索尼公司发明以来,已经广泛地应用于3C产品(手机,电脑,数码相机)的电源。锂离子电池的正极材料一般为锂和过渡金属的氧化物,负极材料为石墨。经过20年的发展,锂离子电池的正极材料已经发展为多个体系,包括:锰酸锂,钴酸锂,磷酸铁锂,镍酸锂,三元(锰酸锂中掺杂钴以及镍)等。锂离子电池的负极材料目前主要采用石墨,近几年,开始有采用钛酸锂作为负极的锂离子电池出现。与传统的铅酸电池,镍氢电池相比,锂离子电池具有能量密度高(一般可达或超过100Wh/kg),循环寿命长(一般超过2000次,具有3~5年的使用寿命),高倍率充放电性能好(尤其是钛酸锂作为负极的锂离子电池,高倍率下容量衰减小)容量受温度变化影响小等优点。这些优点使得人们将锂离子电池视为电动车动力源的最佳选择之一,但是,锂离子电池的价格高昂(一般是相同容量铅酸电池价格的3~8倍),这限制了锂离子电池在车辆上的应用。

目前,市场上可见的上述特种车辆的动力源主要为铅酸电池,比如,某叉车公司所生产的CME型电动堆垛车,采用电压为24V,容量为100Ah的铅酸电池组作为动力源。由于铅酸电池的循环寿命较低,所以这些电动特种车辆一般在一年左右就需要更换铅酸电池包,这样就使得车辆的维护费用增加,另外,由于特种车辆(以堆高车,叉车为例)的特殊工作工况,往往在频繁提升货物时需要大功率输出,这会使得电池包频繁处于高倍率放电的状态,这样进一步使得铅酸电池的性能降低甚至迅速劣化,从而使得整个车辆的经济性降低。

发明内容

本发明的目的即是为车辆特别是特种车辆提供一种使用寿命长,经济性高的电能动力系统。

为实现上述目的,本发明提供一种车用电能动力系统,它包括至少一个铅酸电池组,至少一个锂离子电池组,铅酸电池组和锂离子电池组之间为并联连接,车用电能动力系统还包括有用于控制铅酸电池组和锂离子电池组联通或者断开的控制模块。

在铅酸电池组和锂离子电池组均为充满电的状态下,铅酸电池组的电压大于锂离子电池组的电压,这样当锂离子电池需要充电时,铅酸电池可以较快地对其进行充电。

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