本发明专利技术公开了一种用于车辆的铝空气电池与超级电容的能源装置，包括：用以放电的铝空气电池以及能够充电和放电的超级电容，铝空气电池与超级电容连接双向DC/DC变换器，双向DC/DC变换器与用以控制车辆驱动电机转速的电机控制器相连；还包括用以控制双向DC/DC变换器执行电压匹配和/或对超级电容进行充电或放电的整车控制器。本发明专利技术公开了一种铝空气电池与超级电容的能源装置的控制方法。本发明专利技术公开了一种包括上述能源装置的车辆。上述能源装置，解决了在急加速和低速行驶时效率低下的问题，并且可以将铝空气电池所产生的电能或回收再生的电能对超级电容进行充电，防止超级电容的过充和过放现象的发生，保护铝空气电池和超级电容组。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电池
，特别涉及一种铝空气电池与超级电容的能源装置。本专利技术还涉及一种铝空气电池与超级电容的能源装置的控制方法。除此之外，本专利技术还涉及一种具有该能源装置的车辆。
技术介绍
目前道路上行驶的汽车大都使用从原油当中提炼的汽油或柴油燃料，相比于这种以化石能源作为动力的内燃汽车，电动汽车具有环保、节能的显著优势。目前大多数电动汽车采用的是锂电池作为储能电源，锂电池具有较高的能量密度，能够满足车辆续航里程的要求，但充放电电流过小，难以释放较大功率，特别是在制动环节，再生回馈能量效果较差，且电池使用寿命短。采用燃料电池作为储能电源的电动汽车具有高效和环保的优点，但燃料电池的响应速度较慢，无法匹配车辆实际运行工况，且同样存在使用寿命短和无法实现制动能量回馈的问题。采用铝空气电池其功率密度与锂离子动力电池的功率密度有较大差距，仅能满足当前市场上在售极少数小型低功率电动汽车对电池组的要求，绝大多数在售纯电动汽车若单独使用铝空气电池，则较难满足驾驶者对最高车速和加速性能的要求。采用超级电容作为储能元件的储能电源解决了使用寿命和大电流充放电的问题，但由于超级电容是功率型器件，其能量密度较低，无法满足车辆续航里程的要求。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种铝空气电池与超级电容的能源装置，该能源装置采用铝空气电池和超级电容，解决了在急加速和低速行驶时效率低下的问题。本专利技术的另一目的是提供一种能源装置的控制方法。本专利技术的再一目的是提供一种包括上述能源装置的车辆。为实现上述目的，本专利技术提供一种用于车辆的铝空气电池与超级电容的能源装置，包括：用以放电的铝空气电池以及能够充电和放电的超级电容，所述铝空气电池与所述超级电容连接双向DC/DC变换器，且所述双向DC/DC变换器与用以控制车辆驱动电机转速的电机控制器相连；还包括用以控制所述双向DC/DC变换器执行电压匹配和/或对所述超级电容进行充电或放电的整车控制器。相对于上述
技术介绍
，本专利技术提供的能源装置，以铝空气电池和超级电容混合为核心，结合了铝空气电池和超级电容各自的特性,能够显著提升车辆整体性能；由于铝空气电池在能量密度方面具有显著的优势，但其功率密度与锂离子动力电池的功率密度有较大差距，而本专利技术采用铝空气电池和超级电容混合，并利用整车控制器与双向DC/DC变换器，使得铝空气电池和超级电容的输出特性相同，进而实现两者的电压匹配，满足在不同工况下的功率需求；还可以将铝空气电池所产生的电能或回收再生的电能对超级电容进行充电，并防止超级电容的过充和过放现象的发生，有效保护铝空气电池和超级电容组。优选地，所述双向DC/DC变换器包括相互连接的电能变换器和双向DC/DC端，所述双向DC/DC端与DC/DC控制器相连，且所述DC/DC控制器与所述整车控制器连接、用以接收所述整车控制器所发出的信号。优选地，所述驱动电机连接车辆的传动系统，且所述传动系统连接车辆的驱动轮。本专利技术还提供一种车辆，包括上述任一项所述的能源装置。优选地，所述车辆具体为家用轿车或公共汽车。本专利技术还提供一种用于车辆的铝空气电池与超级电容的能源装置的控制方法，包括如下步骤：S1、获取车辆的指令功率Pcomm；S2、判断所述指令功率Pcomm是否大于铝空气电池的额定功率P1-rated，若是，则进入步骤S3；若否，则进行步骤S4；S3、控制所述铝空气电池与超级电容共同放电，且所述铝空气电池的放电功率P1＝P1-rated，所述超级电容的放电功率P2-traction＝Pcomm-P1；S4、判断所述指令功率Pcomm是否小于等于所述铝空气电池的最小功率P1-min，若是，则进行步骤S5；若否，则进行步骤S6；S5、判断当前所述超级电容的能量等级E是否小于所述超级电容的最低储存能量，若否，则进行步骤S51，若是，则进行步骤S7；S51、控制所述铝空气电池的放电功率P1＝0，且所述超级电容的放电功率P2-traction＝Pcomm；S6、判断当前所述超级电容的能量等级E是否大于所述超级电容的最高储存能量，若是，则进行步骤S61，若是，则进行步骤S7；S61、控制所述铝空气电池的放电功率P1＝Pcomm，且所述超级电容的放电功率P2-traction＝0；S7、控制所述铝空气电池的放电功率P1＝P1-rated，且所述超级电容的充电功率P2-charging＝P1-Pcomm。优选地，所述步骤S1具体为：通过车辆的制动指令Pb或牵引指令Ptr得到指令功率Pcomm。优选地，所述步骤S1与步骤S2之间还包括如下步骤：判断所述指令功率Pcomm是否小于0，若否，则进行所述步骤S3。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例所提供的能源装置的电力耦合驱动结构图；图2为图1的控制示意图；图3为本专利技术实施例所提供的能源装置的控制方法的流程图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。为了使本
的技术人员更好地理解本专利技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步的详细说明。请参考图1、图2和图3，图1为本专利技术实施例所提供的能源装置的电力耦合驱动结构图；图2为图1的控制示意图；图3为本专利技术实施例所提供的能源装置的控制方法的流程图。本专利技术提供的一种用于车辆的铝空气电池与超级电容的能源装置，如说明书附图1与附图2所示，主要包括铝空气电池1、超级电容2、电机控制器3、驱动电机4、整车控制器5、电能变换器6、双向DC/DC端7、DC/DC控制器8、传动系统9、驱动轮10以及铝空气电池控制系统11。双向DC/DC变换器包括电能变换器6和双向DC/DC端7，其是车辆电能流通和组合的重要环节，具有良好的升降压功能及动态特性。由于铝空气电池1不可以充电，电流是单向的，而超级电容2是能够充电的，电流是双向的。一般铝空气电池1的电压和超级电容2的电压不一致，而两者输出特性也不相同，难以匹配。因此要求双向DC/DC变换器能够控制不同电源放电时耦合系统的电力匹配，满足驱动电机4在不同工况下的功率需求，还能将铝空气电池1所产生的电能或回收再生的电能对超级电容2高效地充电，并防止其过充和过放现象的发生，有效保护铝空气电池1和超级电容2。本专利技术中，铝空气电池1为车用发电式电源，超级电容2作为车载储能电源，两者通过电力耦合方式驱动，当铝空气电池1和超级电容2共同驱动电机时，双向DC/DC变换器起升压作用。当铝空气电池1有富余电能或者有回收能量给超级电容2充电时，双向DC/DC变换器起降压作用。在电力总线与超级电容2之间的配置的双向DC/DC端7起到双向控制和调节输入和输出电流的作用。具体来说，DC/DC控制器8接收整车控制器5发出的信号，采集双本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于车辆的铝空气电池与超级电容的能源装置，其特征在于，包括：用以放电的铝空气电池(1)以及能够充电和放电的超级电容(2)，所述铝空气电池(1)与所述超级电容(2)连接双向DC/DC变换器，且所述双向DC/DC变换器与用以控制车辆驱动电机(4)转速的电机控制器(3)相连；还包括用以控制所述双向DC/DC变换器执行电压匹配和/或对所述超级电容(2)进行充电或放电的整车控制器(5)。
【技术特征摘要】
1.一种用于车辆的铝空气电池与超级电容的能源装置，其特征在于，包括：用以放电的铝空气电池(1)以及能够充电和放电的超级电容(2)，所述铝空气电池(1)与所述超级电容(2)连接双向DC/DC变换器，且所述双向DC/DC变换器与用以控制车辆驱动电机(4)转速的电机控制器(3)相连；还包括用以控制所述双向DC/DC变换器执行电压匹配和/或对所述超级电容(2)进行充电或放电的整车控制器(5)。2.根据权利要求1所述的能源装置，其特征在于，所述双向DC/DC变换器包括相互连接的电能变换器(6)和双向DC/DC端(7)，所述双向DC/DC端(7)与DC/DC控制器(8)相连，且所述DC/DC控制器(8)与所述整车控制器(5)连接、用以接收所述整车控制器(5)所发出的信号。3.根据权利要求1或2所述的能源装置，其特征在于，所述驱动电机(4)连接车辆的传动系统(9)，且所述传动系统(9)连接车辆的驱动轮(10)。4.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求1至3任一项所述的能源装置。5.根据权利要求4所述的车辆，其特征在于，所述车辆具体为家用轿车或公共汽车。6.一种用于车辆的铝空气电池与超级电容的能源装置的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、获取车辆的指令功率Pcomm；S2、判断所述指令功率Pcomm是否大于铝空气电池的额定功率P1-rated，若是，则...
【专利技术属性】
技术研发人员：张婷婷，毛业军，张伟先，李玉梅，胡润文，陈朝晖，陈盛才，文午，付亚娥，柯建明，付鹏，
申请(专利权)人：中车株洲电力机车有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43
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