带有涡簧储能机构的电动汽车复合储能系统及其能量分配方法技术方案

带有涡簧储能机构的电动汽车复合储能系统及其能量分配方法，属于混合动力车辆技术领域。解决了现有电动汽车仅采用电池供电不仅供电时间短且电池长期处于充放电过程造成电池的使用寿命严重缩短的问题与涡簧式储能装置功能过程中存在能量密度低的问题。本发明专利技术系统处于输入功率状态时，根据涡簧储能机构主轴旋转位置a优先的将再生制动能量为涡簧储能机构充能。在系统处于输出功率状态时，锂离子电池组优选地提供设定的阈值功率Pthr，当涡簧储能机构主轴旋转位置a小于设定涡簧储能机构主轴旋转阈值位置athr时，锂离子电池组同时要满足需求功率Pdem和为涡簧储能机构充能的充能功率Pch。本发明专利技术适用于电动汽车复合储能及能量分配。

Electric automobile composite energy storage system with vortex spring energy storage mechanism and energy distribution method thereof

The utility model relates to an electric automobile composite energy storage system with a vortex spring energy storage mechanism and an energy distribution method thereof, belonging to the technical field of hybrid vehicles. To solve the existing electric vehicles powered by battery power supply not only only short time and long time in the battery problem and coil spring type storage battery charging and discharging process due to shorten the service life of the existing problems of low energy density function of the device in the process of. When the system is in the input power state, the regenerative braking energy is stored as a vortex spring energy storage mechanism according to the rotation position of the main shaft of the vortex spring energy storage mechanism a. The system is in power output state, lithium ion battery pack is preferably provided Pthr threshold power set, when the vortex spring energy storage mechanism of spindle rotation position a is smaller than the set of vortex spring energy storage mechanism of spindle rotation threshold position ATHR, lithium ion batteries at the same time to meet the demand for power Pdem and vortex spring energy storage mechanism charge the charge for power Pch. The invention is applicable to the composite energy storage and energy distribution of an electric vehicle.

【技术实现步骤摘要】
带有涡簧储能机构的电动汽车复合储能系统及其能量分配方法
本专利技术属于混合动力车辆

技术介绍
电动汽车对环境的影响较小，有着很好的发展前景。以电池作为单一能量源的传统电动汽车中，为满足客车不同运行工况下的功率和能量需求，电池长期处于过充或过放，因此其寿命大大缩短。另外，当前广泛应用在电动汽车行业里的锂离子电池的价格还比较昂贵，能量密度不够大。在电池技术上的种种限制驱使从事电动汽车行业的研究人员转向研究其他储能装置与电池储能相结合的混合储能结构。涡簧式储能装置主要是利用涡簧在受载条件下产生弹性势能并将其储存起来的原理，其具有较高的功率密度，较长的使用寿命，但是其能量密度较低。
技术实现思路
本专利技术是为了解决现有电动汽车仅采用电池供电不仅供电时间短且电池长期处于充放电过程造成电池的使用寿命严重缩短的问题与涡簧式储能装置功能过程中存在能量密度低的问题，提出了一种带有涡簧储能机构的电动汽车复合储能系统及其能量分配方法。本专利技术所述的带有涡簧储能机构的电动汽车复合储能系统，它包括锂离子电池组1、双向逆变器2、驱动电机3、一号离合器4、齿轮机构5、变速箱8、二号离合器9、棘轮机构10本文档来自技高网...

【技术保护点】
带有涡簧储能机构的电动汽车复合储能系统，其特征在于，它包括锂离子电池组(1)、双向逆变器(2)、驱动电机(3)、一号离合器(4)、齿轮机构(5)、变速箱(8)、二号离合器(9)、棘轮机构(10)、涡簧储能机构(11)、位置传感器(12)、系统控制器(13)和电压传感器(14)；锂离子电池组(1)的电流输出端连接双向逆变器(2)的直流电流端，双向逆变器(2)的交流电流端连接驱动电机(3)的电源信号端，驱动电机(3)的输出轴通过一号离合器(4)与齿轮机构(5)传动连接，齿轮机构(5)同时与变速箱(8)的主轴一端和汽车减速器(7)的主轴传动连接，变速箱(8)的主轴另一端通过二号离合器(9)与涡簧储能...

【技术特征摘要】
1.带有涡簧储能机构的电动汽车复合储能系统，其特征在于，它包括锂离子电池组(1)、双向逆变器(2)、驱动电机(3)、一号离合器(4)、齿轮机构(5)、变速箱(8)、二号离合器(9)、棘轮机构(10)、涡簧储能机构(11)、位置传感器(12)、系统控制器(13)和电压传感器(14)；锂离子电池组(1)的电流输出端连接双向逆变器(2)的直流电流端，双向逆变器(2)的交流电流端连接驱动电机(3)的电源信号端，驱动电机(3)的输出轴通过一号离合器(4)与齿轮机构(5)传动连接，齿轮机构(5)同时与变速箱(8)的主轴一端和汽车减速器(7)的主轴传动连接，变速箱(8)的主轴另一端通过二号离合器(9)与涡簧储能机构(11)的主轴同轴连接，棘轮机构(10)套设在涡簧储能机构(11)主轴的外侧，棘轮机构(10)位于二号离合器(9)与涡簧储能机构(11)之间；位置传感器(12)用于采集涡簧储能机构(11)主轴的旋转位置；位置传感器(12)的主轴位置信号输出端通过CAN总线连接系统控制器(13)的涡簧储能机构的主轴位置信号输入端；电压传感器(14)用于采集锂离子电池组(1)的电压信号；电压传感器(14)的信号输出端通过CAN总线连接系统控制器(13)的锂离子电池电量信号输入端；系统控制器(13)的逆变器控制信号输出端连接双向逆变器(2)的控制信号输入端，棘轮机构(10)的开通或关闭控制信号输入端连接系统控制器(13)的棘轮控制信号输出端；系统控制器(13)还用于控制一号离合器(4)和二号离合器(9)的断开和闭合。2.根据权利要求1所述的带有涡簧储能机构的电动汽车复合储能系统，其特征在于，涡簧储能机构(11)包括箱体(111)、主轴(112)和涡簧本体(113)；涡簧本体(113)设置在箱体(111)内，涡簧本体(113)的外端与箱体(111)的内壁固定连接；涡簧本体(113)套设在主轴(112)的外侧，且涡簧本体(113)的内端与主轴(112)侧壁刚性连接。3.根据权利要求1所述的带有涡簧储能机构的电动汽车复合储能系统，其特征在于，驱动电机(3)采用发电机与电动机一体机实现。4.带有涡簧储能机构的电动汽车复合储能系统的能量分配方法，其特征在于，该方法的具体步骤为：步...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜玖玉，欧阳明高，李建秋，王天泽，卢兰光，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京,11