[发明专利]一种易于更换的复合电源系统及控制方法

说明书

本发明涉及一种易于更换的复合电源系统及控制方法，系统包括：内置储能供电模块，与汽车内部的电动机连接；可扩展储能供电模块，与汽车内部的电动机连接；功率变换模块，分别与电动机、内置储能供电模块、可扩展储能供电模块和汽车内部的控制器连接，用于在控制器的控制下，控制内置储能供电模块和可扩展储能供电模块的供电状态；方法包括：在汽车处于驱动状态时，根据可扩展储能供电模块和内置储能供电模块的内部电量自适应调整二者为电动机的供电方式；若是处于制动或充电状态，则按照内置储能供电模块和能量不足的储能元件的顺序依次进行充电。与现有技术相比，本发明具有便于更换、节省成本以及能量利用率高等优点。

技术领域

本发明涉及纯电动汽车应用领域，尤其是涉及一种易于更换的复合电源系统及控制方法。

背景技术

电动汽车在近些年得到迅速的发展，然而续驶里程短、充电时间长一直是阻碍电动汽车发展的关键问题。对于电动汽车来说，采用换电方式可以迅速有效地的为车辆提供充足的动力源，在城市中建立多个换电站可从根本上解决电动汽车续驶里程问题。

目前，换电站使用的换电模式分为集中充电模式和充换电模式。集中充电模式是指通过集中型充电站对大量电池集中存储、集中充电、统一配送，并在电池配送站内对电动汽车进行电池更换服务。充换电模式是以换电站为载体，这种电池换电站同时具备电池充电及电池更换功能，站内包括供电系统、充电系统、电池更换系统、监控系统、电池检测与维护管理系统等部分。集中充电统一配送方式所需供电容量很大，一般需依托变电站建设，投资成本很高，还需解决电池箱在集中充电站与配送站之间的物流配送问题。充换电模式下，每座换电站均需配置充电机、电池箱换电设备等，投资大且需要专业维护，日常运营成本高。

专利CN105000001A和专利CN205836786U虽然给出了较为可靠和完备的电池更换方法，但这些方法存在以下一些问题：

1、电池更换成本高：换电系统非常复杂增加换电站基础建设的成本；

2、电池更换速度慢：换电系统虽实现了自动换电，但是换电时间较久；

专利CN104015626A给出了一种复合电源系统的构型和控制方法，通过超级电容和动力电池为汽车内的发动机进行供电，利用超级电容本身的特性有效的提高电源系统的容量，然而该系统仍然只有单一的动力电池作为电动汽车主要能量型储能元件，没有实现电池的模块化设计，而且发动机-发电机组的供电方式，降低了能量转化效率，经济性较差。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题提供一种易于更换的复合电源系统及控制方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种易于更换的复合电源系统，所述系统包括：

内置储能供电模块，与汽车内部的电动机连接，用于满足电动机的主要功率特性和补充能量特性；

可扩展储能供电模块，与汽车内部的电动机连接，用于满足电动机的主要能量特性和补充功率特性；

功率变换模块，分别与电动机、内置储能供电模块、可扩展储能供电模块和汽车内部的控制器连接，用于在控制器的控制下，控制内置储能供电模块和可扩展储能供电模块的供电状态。

优选地，所述可扩展储能供电模块包括多个相互并联的储能元件。

优选地，每一个所述储能元件的质量为10kg～20kg。

优选地，所述储能元件包括磷酸铁锂电池、钠离子电池或固态电池。

优选地，所述功率变换模块包括DC/DC变换器和开关，所述开关的数量与储能元件的数量相匹配，每一个开关的两端分别与DC/DC变换器的原边和一个储能元件连接，所述DC/DC变换器的副边与内置储能供电模块连接。