[实用新型]一种双电源耦合装置及其混合动力电动汽车

说明书

技术领域

本实用新型涉及电动汽车领域，尤其涉及一种双电源耦合装置及其混合动力电动汽车。

背景技术

电动汽车包括纯电动汽车和混合动力电动汽车，两者均需要高性能电池，即要求电池功率性强，储能率高。但是，实际上电池的功率性和储能率是一组矛盾的两面，功率性强，就要牺牲储能能力；而储能能力的提高，也以牺牲功率性为代价。同时，由于电池是电化学变化，其功率性和效率特性均不如超级电容，而超级电容的储能率也远远不如电化学反应的电池。将电池与超级电容有机地组合在一起，尤其是运用在混合动力电动汽车上，即可很好地获得超级电容的功率特性，又可以很好获得电池的储能特性。

但是，由于储能的蓄电地的电压外特性与超级电容的电压外特性相对比，电池电压外特性具有不可比拟的刚性。如果直接将电池组与超级电容组并联应用，超级电容根本发挥不了功率特性，电池倍率充放电保护也无法得以实现。现有技术中通常采用的是在两个蓄能电源之间增加一个DC/DC转换器(双向直流转换器)，这类大功率的DC/DC转换器，不仅体积大，结构复杂，效率低，同时因元器件使用多，成本昂贵。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种双电源耦合装置，旨在解决采用DC/DC转换器对蓄电池和超级电容之间进行电压转换时所带来的体积庞大、结构复杂、效率低下以及成本昂贵的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供的双电源耦合装置，包括蓄电池、状态控制设备、充电控制设备、超级电容和用电设备，其中，所述状态控制设备，与所述蓄电池的正极相连，用于控制混合动力电动汽车处于静止、驱动、制动或充电状态；所述充电控制设备，与所述状态控制模块、超级电容的正极和用电设备相连，用于检测到混合动力电动汽车处于静止状态时，控制所述超级电容给所述蓄电池充电；用于检测到混合动力电动汽车处于驱动状态时，控制所述超级电容或/和所述蓄电池给所述用电设备供电；用于检测到混合动力电动汽车处于驱动制动状态时，控制所述用电设备将反馈制动能量存入所述超级电容或所述蓄电池；以及用于检测到混合动力电动汽车处于充电状态时，控制所述用电设备给所述蓄电池补电。

优选地，所述充电控制设备包括电阻、第一开关管、第二开关管和控制回路，所述电阻一端与所述状态控制设备和所述第二开关管的集电极相连，另一端与第一开关管的集电极相连，第二开关管的基极与所述控制回路相连，第二开关管的发射极与所述第一开关管的发射极、所述控制回路以及所述超级电容的正极相连，用于检测到混合动力电动汽车处于静止状态且当所述蓄电池的端电压与所述超级电容的端电压之间的差值大于设定的阈值电压时，所述控制回路控制第一开关管导通，所述蓄电池第一次给所述超级电容充电；以及检测到混合动力电动汽车处于静止状态且所述蓄电池的端电压与所述超级电容的端电压之间的差值小于或等于设定的阈值电压时，控制回路控制第二开关管导通；所述蓄电池第二次给所述超级电容充电。

优选地，所述充电控制设备用于检测到混合动力电动汽车处于驱动状态且超级电容的端电压大于或等于设定的下限电压时，所述控制回路控制第一开关管和第二开关管截止，控制所述超级电容给所述用电设备供电；还用于检测到混合动力电动汽车处于驱动状态且超级电容的端电压小于设定的下限电压时，所述控制回路控制第一开关管导通，所述蓄电池给所述用电设备供电；以及当所述蓄电池的端电压与所述超级电容的端电压之间的差值小于设定的阈值电压时，所述控制回路控制第二开关管导通，所述蓄电池给所述超级电容充电，直至所述超级电容的端电压与所述蓄电池的端电压相闯。

优选地，所述充电控制设备还用于检测到混合动力电动汽车处于制动状态且超级电容的端电压小于或等于设定的上限电压时，所述控制回路控制第一开关管和第二开关管截止，所述用电设备将反馈制动能量均存入所述超级电容；当所述超级电容的端电压大于设定的上限电压时，所述控制回路控制第一开关管导通，所述用电设备将反馈制动能量存入所述蓄电池。

优选地，所述充电控制设备，还用于检测到混合动力电动汽车处于充电状态，即所述用电设备为发电机或充电器时，所述用电设备给所述蓄电池补电。

优选地，所述第一开关管和第二开关管为IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)。

优选地，所述状态控制设备包括接触器或断路器。

优选地，所述蓄电池的数量为两个以上，各蓄电池之间采用串联连接。

优选地，所述超级电容数量为两个以上，各超级电容之间采用串联连接。

本实用新型进一步提供一种混合动力电动汽车，包括双电源耦合装置。