CN203713585U - 纯电动汽车再生制动系统能量回收装置 - Google Patents
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Abstract
纯电动汽车再生制动系统能量回收装置，涉及具有再生制动功能的纯电动汽车电源，属于汽车能量管理领域。解决了纯电动汽的能量回收装置充放电效率低和使用寿命短的问题，它包括复合电源、电流可逆斩波电路、CAN通信接口电路和驱动隔离电路；复合电源的串行通信端通过CAN通信接口电路用于与上位机和DSP控制器进行通信连接，复合电源电信号输入/输出端通过电流可逆斩波电路用于与纯电动汽车的驱动系统进行电连接，驱动隔离电路的第一驱动信号输出端与复合电源的驱动信号输入端连接，其第二驱动信号输出端与电流可逆斩波电路的驱动信号输入端连接，驱动隔离电路的控制信号输入端用于接收DSP控制器发出的控制信号。具体用于纯电动汽车上。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种具有再生制动功能的纯电动汽车电源，属于汽车能量管理领域。
背景技术
在不可再生能源的日益枯竭的今天，石油价格的不断增长，空气质量问题也开始引起了各界的广泛关注，其中雾霾问题的很大一部分原因是由于汽车尾气排放导致的。而纯电动汽车的出现，成为了解决这个问题的希望，但是由于目前的电池技术有限，纯电动汽车的行驶里程受到了很大的限制。再生制动系统可以有效地回收汽车在制动过程中所产生的能量，并将其储存在汽车的电源模块中。为了实现具有再生制动系统的纯电动汽车对电池频繁充放电，而且不损坏电池，我们设计了一款用于纯电动汽车再生制动系统的能量回收装置。
实用新型内容
本实用新型是为了解决纯电动汽的能量回收装置充放电效率低和使用寿命短的问题，本发明提供了一种纯电动汽车再生制动系统能量回收装置。
纯电动汽车再生制动系统能量回收装置，它包括复合电源、电流可逆斩波电路、CAN通信接口电路和驱动隔离电路；
所述的复合电源的串行通信端通过CAN通信接口电路用于与上位机和DSP控制器进行通信连接，复合电源的电信号输入/输出端通过电流可逆斩波电路用于与纯电动汽车的驱动系统进行电连接，
驱动隔离电路的第一驱动信号输出端与复合电源的驱动信号输入端连接，驱动隔离电路的第二驱动信号输出端与电流可逆斩波电路的驱动信号输入端连接，
驱动隔离电路的控制信号输入端用于接收DSP控制器发出的控制信号。
复合电源采用超级电容来延长电池的寿命。超级电容具有非常高的功率密度，且充电速度快、效率高、寿命长以及绿色环保，适用于电动汽车的再生制动系统中使用。
采用双向DC/DC变换器来跟踪检锂电池组端电压,以调控超级电容的端电压使两者匹配工作，锂电池组通过工作状态切换装置和双向DC/DC变换器与超级电容连接。
本实用新型通过工作状态切换装置来选择是超级电容进行充放电还是蓄电池进行充放电，工作状态切换装置通过外部DSP控制器切换复合电源的工作状态，CAN通信接口电路可以把复合电源的状态信息传输给上位机或者DSP控制器。
经过实际的检测，采用本实用新型所述纯电动汽车再生制动系统能量回收装置可以在纯电动汽车在制动时，对其产生的能量进行回收，且实现纯电动汽车对复合电源频繁充放电，而且不损坏复合电源，不仅延长了蓄电池的寿命，而且还提高了能量转换效率，使转换效率提高了5％以上。
附图说明
图1为具体实施方式一所述的纯电动汽车再生制动系统能量回收装置的原理示意图；
图2为具体实施方式二所述的复合电源的原理示意图；
图3为具体实施方式三所述的工作状态切换装置的原理示意图；
图4为具体实施方式四所述的电流可逆斩波电路的原理示意图；
图5为具体实施方式一所述的驱动隔离电路用于控制电流可逆斩波电路时的一种具体电路结构示意图。
具体实施方式
具体实施方式一：参见图1和5说明本实施方式，本实施方式所述的纯电动汽车再生制动系统能量回收装置，它包括复合电源1、电流可逆斩波电路2、CAN通信接口电路3和驱动隔离电路4；
所述的复合电源1的串行通信端通过CAN通信接口电路3用于与上位机和DSP控制器进行通信连接，复合电源1的电信号输入/输出端通过电流可逆斩波电路2用于与纯电动汽车的驱动系统进行电连接，
驱动隔离电路4的第一驱动信号输出端与复合电源1的驱动信号输入端连接，驱动隔离电路4的第二驱动信号输出端与电流可逆斩波电路2的驱动信号输入端连接，
驱动隔离电路4的控制信号输入端用于接收DSP控制器发出的控制信号。
本实施方式中，驱动隔离电路用于控制电流可逆斩波电路2时的一种具体电路结构示意图，具体参见图5。
具体实施方式二：参见图1、2和5说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式一所述的纯电动汽车再生制动系统能量回收装置的区别在于，所述的复合电源1包括锂电池组1-1、SOC系统1-2、电压检测电路1-3、工作状态切换装置1-4、双向DC/DC变换器1-5和超级电容1-6；
所述的锂电池组1-1的数据信号输出端与SOC系统1-2的数据信号输入端连接，SOC系统1-2的数据信号输出端，作为复合电源1的一个串行通信端，
工作状态切换装置1-4的第一电信号输入/输出端与锂电池组1-1的第一电信号输入/ 输出端连接，
工作状态切换装置1-4的第二电信号输入/输出端，作为复合电源1的一个电信号输入/输出端，
工作状态切换装置1-4的驱动信号输入端，作为复合电源1的驱动信号输入端，
工作状态切换装置1-4的投切信号输出端与双向DC/DC变换器1-5的信号输入端连接，双向DC/DC变换器1-5的信号输出端与超级电容1-6的一端连接，
超级电容1-6的另一端与锂电池组1-1的第二电信号输入/输出端连接后，作为复合电源1的另一个电信号输入/输出端，
电压检测电路1-3用于检测超级电容1-6的端电压，且电压检测电路1-3的信号输出端，作为复合电源1的另一个串行通信端。
本实施方式中，当纯电动汽车启动、加速时，由复合电源1供电运行，经过电流可逆斩波电路2的升压处理，把电能传递给纯电动汽车的驱动系统，此时复合电源1是超级电容1-6优先放电，当电压检测电路1-3检测到超级电容1-6已放完电时，通过工作状态切换装置1-4转换为锂电池组1-1放电。
具体实施方式三：参见图3说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式二所述的纯电动汽车再生制动系统能量回收装置的区别在于，所述的工作状态切换装置1-4包括1号功率开关管IGBT Q1、2号功率开关管IGBT Q2、1号二极管D1和2号二极管D2，
所述的1号功率开关管IGBT Q1和2号功率开关管IGBT Q2的栅极均用于接收驱动信号，
1号功率开关管IGBT Q1的发射极同时与2号功率开关管IGBT Q2的集电极、1号二极管D1的阳极和2号二极管D2的阴极连接后，作为工作状态切换装置1-4的第二电信号输入/输出端，
1号功率开关管IGBT Q1的集电极与1号二极管D1的阴极连接后，作为工作状态切换装置1-4的第一电信号输入/输出端；
2号功率开关管IGBT Q2的发射极与2号二极管D2的阳极连接后，作为工作状态切换装置1-4的投切信号输出端。
具体实施方式四：参见图4说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式二所述的纯电动汽车再生制动系统能量回收装置的区别在于，所述的电流可逆斩波电路2包括3号功率开关管IGBT Q3、4号功率开关管IGBT Q4、3号二极管D3、4号二极管D4、1号电感L1和1号电阻R1，
所述的3号功率开关管IGBT Q3的发射极同时与4号功率开关管IGBT Q4的集电极、3号二极管D3阳极、4号二极管D4阴极和1号电感L1的一端连接，1号电感L1的另一端用于与纯电动汽车的驱动系统连接，
3号功率开关管IGBT Q3的集电极与3号二极管D3阴极连接后，用于与复合电源1的一个电信号输入/输出端连接，4号功率开关管IGBT Q4的发射极和4号二极管D4的阳极同时连接后，用于与复合电源1的另一个电信号输入/输出端和纯电动汽车的驱动系统连接。
本实施方式中，电流可逆斩波电路2可以对复合电源1发出的能量进行升压处理后，再给纯电动汽车动力，也可以在纯电动汽车制动状态下回馈的能量进行降压处理给复合电源1安全充电。该电流可逆斩波电路2升降压幅度可以由外部的占空比输入信号调节。
本实用新型所述纯电动汽车再生制动系统能量回收装置的结构不局限于上述各实施方式所记载的具体结构，还可以是上述各实施方式所记载的技术特征的合理组合。
Claims (4)
1.纯电动汽车再生制动系统能量回收装置，其特征在于，它包括复合电源(1)、电流可逆斩波电路(2)、CAN通信接口电路(3)和驱动隔离电路(4)；
所述的复合电源(1)的串行通信端通过CAN通信接口电路(3)用于与上位机和DSP控制器进行通信连接，复合电源(1)的电信号输入/输出端通过电流可逆斩波电路(2)用于与纯电动汽车的驱动系统进行电连接，
驱动隔离电路(4)的第一驱动信号输出端与复合电源(1)的驱动信号输入端连接，驱动隔离电路(4)的第二驱动信号输出端与电流可逆斩波电路(2)的驱动信号输入端连接，
驱动隔离电路(4)的控制信号输入端用于接收DSP控制器发出的控制信号。
2.根据权利要求1所述的纯电动汽车再生制动系统能量回收装置，其特征在于，所述的复合电源(1)包括锂电池组(1-1)、SOC系统(1-2)、电压检测电路(1-3)、工作状态切换装置(1-4)、双向DC/DC变换器(1-5)和超级电容(1-6)；
所述的锂电池组(1-1)的数据信号输出端与SOC系统(1-2)的数据信号输入端连接，SOC系统(1-2)的数据信号输出端，作为复合电源(1)的一个串行通信端，
工作状态切换装置(1-4)的第一电信号输入/输出端与锂电池组(1-1)的第一电信号输入/输出端连接，
工作状态切换装置(1-4)的第二电信号输入/输出端，作为复合电源(1)的一个电信号输入/输出端，
工作状态切换装置(1-4)的驱动信号输入端，作为复合电源(1)的驱动信号输入端，
工作状态切换装置(1-4)的投切信号输出端与双向DC/DC变换器(1-5)的信号输入端连接，双向DC/DC变换器(1-5)的信号输出端与超级电容(1-6)的一端连接，
超级电容(1-6)的另一端与锂电池组(1-1)的第二电信号输入/输出端连接后，作为复合电源(1)的另一个电信号输入/输出端，
电压检测电路(1-3)用于检测超级电容(1-6)的端电压，且电压检测电路(1-3)的信号输出端，作为复合电源(1)的另一个串行通信端。
3.根据权利要求2所述的纯电动汽车再生制动系统能量回收装置，其特征在于，所述的工作状态切换装置(1-4)包括1号功率开关管IGBT(Q1)、2号功率开关管IGBT(Q2)、1号二极管(D1)和2号二极管(D2)，
所述的1号功率开关管IGBT(Q1)和2号功率开关管IGBT(Q2)的栅极均用于接收驱动信号，
1号功率开关管IGBT(Q1)的发射极同时与2号功率开关管IGBT(Q2)的集电极、1号二极管(D1)的阳极和2号二极管(D2)的阴极连接后，作为工作状态切换装置(1-4)的第二电信号输入/输出端，
1号功率开关管IGBT(Q1)的集电极与1号二极管(D1)的阴极连接后，作为工作状态切换装置(1-4)的第一电信号输入/输出端；
2号功率开关管IGBT(Q2)的发射极与2号二极管(D2)的阳极连接后，作为工作状态切换装置(1-4)的投切信号输出端。
4.根据权利要求2所述的纯电动汽车再生制动系统能量回收装置，其特征在于，所述的电流可逆斩波电路(2)包括3号功率开关管IGBT(Q3)、4号功率开关管IGBT(Q4)、3号二极管(D3)、4号二极管(D4)、1号电感(L1)和1号电阻(R1)，
所述的3号功率开关管IGBT(Q3)的发射极同时与4号功率开关管IGBT(Q4)的集电极、3号二极管(D3)阳极、4号二极管(D4)阴极和1号电感(L1)的一端连接，1号电感(L1)的另一端用于与纯电动汽车的驱动系统连接，
3号功率开关管IGBT(Q3)的集电极与3号二极管(D3)阴极连接后，用于与复合电源(1)的一个电信号输入/输出端连接，4号功率开关管IGBT(Q4)的发射极和4号二极管(D4)的阳极同时连接后，用于与复合电源(1)的另一个电信号输入/输出端和纯电动汽车的驱动系统连接。
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|---|---|---|---|---|
| CN107031412A (zh) * | 2017-05-02 | 2017-08-11 | 深圳市虹鹏能源科技有限责任公司 | 一种轨道交通机车刹车制动能量回收装置及方法 |
| CN110641281A (zh) * | 2019-10-12 | 2020-01-03 | 北京北方华德尼奥普兰客车股份有限公司 | 一种燃料电池电电混合电动汽车能源分配器系统控制方法 |
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