[发明专利]一种混合动力汽车的新型电源系统及其电路控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于混合动力汽车的新型电源系统及电路控制方法。

背景技术

目前，能源问题日益凸显，人们开始寻求新能源，以提高能源利用效率。混合动力汽车具有高效、节能和环保等特点，因此受到汽车行业人士的关注及重视。动力系统作为混合动力汽车的核心部件，提高动力电池的放电能量效率、延长动力电池的使用寿命以及提高制动能量的回收率是开发混合动力汽车高效运行的关键因素之一。

现有技术中，混合动力汽车采用超级电容器作为辅助启动动力系统。超级电容器虽然能够满足汽车在起动、加速、爬坡时对高功率的需求，但其能量密度低，不能满足大容量的电能存储；且超级电容器自放电率高，长久放置电量为零。此外，现有技术中混合动力汽车动力系统的另一个缺陷在于没有对超级电容组进行一个电源管理。由于超级电容器单体间存在容量偏差，漏电流偏差以及ESR(Equivalent Series Resistance，等效串联电阻)的不一致，导致超级电容组中的电压不均衡，从而降低模组的储能效率。另外，过压，过流以及过温都会降低超级电容的寿命。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种混合动力汽车的新型电源系统及其电路控制方法，以解决超级电容器能量密度低，自放电率高的问题，且单体电压均衡，能保证其安全、可靠的使用。

锂离子电容器采用锂离子电池和超级电容器混合结构，正极采用超级电容器正极材料，负极采用锂离子电池负极材料。锂离子电容器功率密度高，接近于超级电容器，因此具备大电流充电接受能力；能量密度是超级电容器的两倍，循环寿命高达百万余次。此外，锂离子电容器自放电率低，常温25℃放置3个月，电压下降≤5％；具有宽使用温度范围(-30℃～70℃)的运行安全性、可靠性且免维护。

为解决上述技术问题，本发明首先公开了一种混合动力汽车的新型电源系统，

该电源系统包括通过通讯线束进行信号传输的电容部分及高压部分，所述电容部分主要包括锂离子电容Pack，一端连接在锂离子电容Pack正极端、另一端通过电流传感器连接在锂离子电容Pack负极端的主控BMS板，所述主控BMS板还连接有从控BMS板，从控BMS板连接有从控继电器，从控继电器连接并控制风扇；

所述高压部分包括控制正极充放电端口电路通断的继电器C，控制预充电端口电路通断的继电器D以及控制锂离子电容Pack负极端通断的继电器E，所述继电器C和继电器D还控制锂离子电容Pack的正极端通断。

进一步地，所述锂离子电容Pack是由若干个锂离子电容器模组串联构成。

进一步地，在所述锂离子电容器模组之间还连接有手动维修开关，用于维修时断开电路，降低电路中的电压。

进一步地，所述从控BMS板包括从控BMS板A和从控BMS板B，所述从控继电器包括继电器A和继电器B，所述风扇包括风扇A和风扇B，从控BMS板A和从控BMS板B分别连接继电器A和继电器B，继电器A和继电器B分别连接并控制风扇A和风扇B。

进一步地，所述高压部分的正极端还设置有分别连接继电器C和继电器D的熔断器C和熔断器D，高压部分的负极端还设置有连接继电器E的熔断器E。

本发明还公开一种用前述的混合动力汽车的新型电源系统的电路控制方法，

汽车启动后，外电路给主控BMS板供电，从控BMS板A和从控BMS板B分别从主控BMS板取电，主、从控BMS板正常工作，开始自检：

(一)、如自检过程电容部分运行正常，则

(1)、主控BMS板将信号通过通讯线束传输给高压部分的继电器E，并控制继电器E开关闭合，锂离子电容Pack的负极端连通；

(2)、随后，继电器D开关闭合，如检测到外电路电压正常，则锂离子电容Pack对外电路中的电机控制器进行预充电，至预充电完成，继电器C开关闭合，同时继电器D开关断开，整个电源系统开始正常工作，电源系统与整车建立通讯机制，并将电压、电流、温度、绝缘性参数上传给整车，锂离子电容Pack对整车进行供电，整车开始运行；先预充电再供电，可对整车运行起到保护作用。

如预充电过程中检测到外电路电压值异常，预充电失败，主控BMS板将异常信号反馈给整车；此时可主动采取检修。

(3)、在整车运行过程中，

如运行过程中检测到锂离子电容Pack温度过高，继电器A和继电器B开关闭合，由继电器A和继电器B控制的风扇A和风扇B开始工作，以降低锂离子电容Pack温度；