[实用新型]复合电源、使用该复合电源的供能系统及电动汽车

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种具备多个DC-DC转换器的复合电源及车辆供能系统。

背景技术

DC-DC转换器在具备直流电源供电系统中被广泛应用。近年来DC-DC转换器被越来越多地应用于高压大功率电源转换，如新能源汽车、风力发电等行业。这些行业在追求大功率的同时，也在不断想办法缩小设备的体积，以换取更优质的性能。近两年在市场上出现的多源驱动新能源汽车正是这一技术的先进代表。大功率双向DC-DC变换器在电动汽车、储能系统、电能质量调节、可再生能源发电以及超导储能系统等领域具有广阔的应用前景。

其中电动汽车中最常见的复合电源是将超级电容器与蓄电池结合构成复合电源系统，可以提高电源系统的短时高功率输出能力，同时也具备持久的动力性能。通过超级电容器与电池的组合，充分发挥了超级电容器的高功率密度和电池的高能量密度的优势，满足混合动力汽车在爬坡加速、启动过程中提供强劲的动力。而由于超级电容器与电池充放电特性的不一致，因而必须采用双向升降压DC/DC变换器来使二者匹配，满足电池在高于或低于超级电容器电压时保证电池的正常充放电；通过控制DC/DC变换器，实现复合电源系统对外充放电过程中，超级电容器与电池的功率按电池“最佳”工作状态进行分配。

然而，目前现有技术中对复合电源中由于电压等级和功率等级都较高，使DC/DC转换器不得不采用耐高压的器件如IGBT，而该类器件却不能达到快速响应的效果，使系统控制具有滞后性，影响系统性能体现；甚至为了克服大功率器件的发热问题，需要配备散热设备，如果因散热问题解决不好，会影响能量的传递效率，给电动汽车控制系统的设计带来了很大的困难，对各种器件的高要求也增大了系统成本和体积，不适应电动汽车产业的进一步发展。

实用新型内容

为了解决现有技术复合电源中DC/DC转换器体积过大、成本过高、能量转化效率低、潜在故障危险大等问题，本实用新型提供了一种复合电源，进而提供了一种供能系统，不仅适用于电动汽车领域，还适用于各种高电压高功率用电设备。本实用新型复合电源系统将高密度能源拆分成较小能量组，能够降低能源系统故障时的危害程度，同时，通过使用多个转换器，将DC-DC转换器的工作电压降低，能够提高DC-DC转换器工作频率，进而提高DC-DC转换器工作效率，保障负载安全稳定运行。具体方案如下：

一种复合电源，具备多个一级直流供能装置和二级直流供能装置，多个二级供能装置互相串联，其特征在于，一级供能装置与二级供能装置之间一对一地通过DC-DC转换器相连接。

其中一种实施例下，所述DC-DC转换器包含至少1开关器件以及至少1个线圈装置。

其中另一种实施例下，所述DC-DC转换器包含至少2个开关器件以及至少1个线圈装置。

其中，所述开关器件为例如MOSFET的高频开关器件。

进一步地，所述一级直流供能装置是动力电池，所述二级直流供能装置是超级电容。

一种电动汽车，使用上述的复合电源，还包括整车控制器与能源管理器，以及设置于动力电池和超级电容的监测装置，所述能源管理器与所述DC-DC转换器连接，所述监测装置与所述整车控制器通信，所述整车控制器与所述能源管理器通信。

另外，一种供能系统，使用上述的复合电源，还包括能源管理器，以及设置于动力电池和超级电容的监测装置，所述DC-DC转换器、所述监测装置与所述能源管理器通信连接。

一种电动汽车，使用上述供能系统，还包括整车控制器，与所述能源管理器通信连接。

附图说明

图1是本实用新型涉及的复合电源系统结构示意图；

图2是本实用新型实施例一示意图；

图3是本实用新型实施例二示意图；

具体实施方式

下面，参照形成本说明书的一部分的附图来更详细地说明本实用新型的实施方式。在所有附图中对同一或类似的部分附加同一参照标记并省略说明。以下实施例分别以本实用新型复合电源应用于电动汽车为例，并不代表本实用新型的应用仅限于电动汽车领域，凡是使用本实用新型原理的任何应用都落入本实用新型应用范围内。