[发明专利]一种电压叠加型复合电源系统

说明书

本发明公开了一种电压叠加型复合电源系统，包括：升压变换器使用燃料电池作为输入电源；锂电池的负极通过第一开关元件连接燃料电池的正极；第一开关元件的两端跨接第一续流二极管；锂电池的正极和燃料电池的正极之间跨接第二续流二极管；电压检测模块用于实时检测锂电池的电压；温度检测模块用于实时检测环境温度；控制模块用于响应于电压检测模块所检测的电压以及温度检测模块所检测的环境温度输出一组开关信号，以控制电压叠加型复合电源系统工作在不同的模式下。本发明是一种结构简单、设计巧妙的复合电源电路结构，其可以满足低温场景下，比如电动赛车等特殊装备的爆发性功率需求。

技术领域

本发明属于电源系统技术领域，具体涉及一种电压叠加型复合电源系统。

背景技术

新能源技术发展火热，促进了相关产业链的发展，其中，新能源电池是其中的一个重要的发展方向，且新能源电池在比如电动赛车等特殊装备已取得了广泛的应用。

由于低温场景下电池的性能恶化严重，因此如果装备在低温场景下有爆炸性功率需求，则可能因电池性能降低而无法调动足够大的电流供应到输出端，导致该爆炸性功率需求无法被满足，造成装备故障。将电池并联在一起实现电流加成，可以实现更大的功率输出，从而解决低温场景下装备的爆发性功率需求。而如果通过并联更多的电源来应对低温场景下装备可能存在的电流不够的问题，则又可能导致非低温场景下输出端的直流母线上的电流过高，超出后端装备的电机内部绕组、电机控制器的电流承载能力。

因此，如何能在满足非低温场景下功率需求的同时，还可以满足低温场景下，比如电动赛车等特殊装备的爆发性功率需求，是一个亟待解决的技术问题。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种电压叠加型复合电源系统。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

本发明提供了一种电压叠加型复合电源系统，包括：

升压变换器；所述升压变换器使用燃料电池作为输入电源；

锂电池；所述锂电池的负极通过第一开关元件连接所述燃料电池的正极；所述第一开关元件的两端跨接第一续流二极管；所述锂电池的正极和所述燃料电池的正极之间跨接第二续流二极管；

电压检测模块；所述电压检测模块连接所述锂电池，用于实时检测所述锂电池的电压；

温度检测模块；所述温度检测模块用于实时检测环境温度；

控制模块；所述控制模块连接所述电压检测模块和所述温度检测模块；所述控制模块用于响应于所述电压检测模块所检测的电压以及所述温度检测模块所检测的环境温度输出一组开关信号，以控制所述电压叠加型复合电源系统工作在不同的模式下；其中，所述一组开关信号包括：所述第一开关元件的开关信号以及第二开关元件的开关信号；所述第二开关元件为所述升压变换器的开关元件；

所述模式包括：所述燃料电池直接向负载端输出电压的第一输出模式；所述燃料电池通过所述升压变换器向负载端升压输出、且向所述锂电池充电的第二输出模式；所述锂电池和所述燃料电池向负载端输出叠加电压的第三输出模式；

其中，所述第一输出模式在环境温度不低于预设的低温下限时有效；所述第二输出模式在环境温度低于所述低温下限、且所述锂电池输出的电压未达到预设的电压参考值时有效；所述第三输出模式在环境温度低于所述低温下限、且所述锂电池输出的电压达到预设的电压参考值时有效。

在本发明一个实施例中，所述第一输出模式的实现过程，包括：

当所述温度检测模块所检测的环境温度不低于预设的低温下限时，所述控制模块根据该温度检测结果输出此时所述第一开关元件对应的开关信号以及第二开关元件对应的开关信号，以控制所述第一开关元件和所述第二开关元件均关断。

在本发明一个实施例中，所述第二输出模式的实现过程，包括：