供电系统、电力驱动装置、纯电动汽车及其工作方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种用于电力驱动装置的供电系统、电力驱动装置、纯电动汽车及其工作方法，供电系统包括相互电连接的组合电池组、开关及电池管理系统，电池管理系统能够控制开关以使第一电池组优先于第二电池组放电，第二电池组优先于第一电池组充电。电池管理系统能够控制第一电池组在放电和充电的电量区间内以小于等于额定功率的倍率电流放电或充电，当负载所需的即时功率大于第一电池组的额定放电功率时它们之间的差值由第二电池组补充。

Power supply system, electric drive device, pure electric vehicle and working method thereof

The present invention provides a method for power supply system, power driving device, electric vehicle electric drive device and its working method, power supply system comprising electrically connected combination battery, switch and battery management system, battery management system can control the switch to the first battery group prior to the second battery discharge, battery priority second in the first battery charging. The battery management system can control the first battery during discharge and charge interval with less than or equal to the rated power rate current for charging or discharging, instant when the power load is greater than the rated discharge power of the first battery when the difference between them is made up of second battery supplement.

【技术实现步骤摘要】
供电系统、电力驱动装置、纯电动汽车及其工作方法
本专利技术涉及电力驱动装置
，尤其涉及一种用于电力驱动装置的供电系统、电力驱动装置、纯电动汽车及其工作方法。
技术介绍
随着人们日益关注环境和能源问题，使用非常规燃料的新能源汽车因其对环境相对友好、能源来源多样化而收到人们的追捧。纯电动汽车以其零污染、低噪音，能源利用效率高的优势在整个新能源汽车行业中的脱颖而出。虽然目前纯电动汽车在环保和节能上有不可比拟的优势，但是动力电池的技术瓶颈始终制约着整车的发展。动力电池在当前技术水平的局限下，只能在如成本、容量、功率、循环寿命、热特性等各种特性指标中做均衡和取舍。一般，为了降低纯电动车的成本及满足一定的续航里程通常会选用小成本大容量的动力电池，然而这种动力电池的功率性能较差，大倍率放电对动力电池电芯的寿命影响较大。为了解决上述问题实现一定的加速动力，通常采用高功率的电芯的动力电池，但是这种动力电池不仅成本高，容量也较小，单次充电的续驶里程很短。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种用于电力驱动装置的供电系统、电力驱动装置、采用供电系统的纯电动汽车、循环供电系统的方法及纯电动汽车的能量循环方法，能够延长纯电动汽车/电力驱动装置的使用寿命和续驶里程。一种用于电力驱动装置的供电系统，包括：组合电池组，包括第一电池组及第二电池组，第一电池组的容量大于第二电池组的容量；电池管理系统，控制第一电池组优先于第二电池组放电，第二电池组优先于第一电池组充电，以使第一电池组在放电和充电的电量区间内以小于等于额定功率的倍率电流放电或充电，并且当负载所需的即时功率大于第一电池组的额定放电功率时，能够控制第二电池组补充负载所需的即时功率与第一电池组的额定放电功率之间的差值。一种循环用于电力驱动装置的供电系统的方法，供电系统包括组合电池组，组合电池组包括第一电池组和第二电池组，第一电池组及第二电池组均具有电池设计额定功率，第二电池组的额定功率大于第一电池组的额定功率，该方法包括以下步骤：放电步骤，使第一电池组优选于第二电池组放电，当负载的即时功率需求大于第一电池组的额定功率时，第二电池组补充负载的即时功率需求与第一电池组的额定功率之间的差值；充电步骤，除非第二电池组的剩余电量达到最大充电阈值，否则无论组合电池组连接何种形式的电源，第二电池组优先从电源处充电，当第二电池组的剩余电量等于最大充电阈值，以使第二电池组处于开路状态对第二电池组不进行充电。一种电力驱动装置，包括：负载；动力控制系统，与负载电连接；功率控制器，与负载及动力控制系统电连接；以及，供电系统，该供电系统包括：组合电池组，包括第一电池组及第二电池组，第一电池组的容量大于第二电池组的容量；电池管理系统，控制第一电池组优先于第二电池组放电，第二电池组优先于第一电池组充电，以使第一电池组在放电和充电的电量区间内以小于等于额定功率的倍率电流放电或充电，并且当负载所需的即时功率大于第一电池组的额定放电功率时，能够控制第二电池组补充负载所需的即时功率与第一电池组的额定放电功率之间的差值。一种纯电动汽车，包括：电机；动力控制系统，与电机电连接；功率控制器，与电机及动力控制系统电连接；以及，供电系统，该供电系统包括：组合电池组，包括第一电池组及第二电池组，第一电池组的容量大于第二电池组的容量；电池管理系统，控制第一电池组优先于第二电池组放电，第二电池组优先于第一电池组充电，以使第一电池组在放电和充电的电量区间内以小于等于额定功率的倍率电流放电或充电，并且当负载所需的即时功率大于第一电池组的额定放电功率时，能够控制第二电池组补充负载所需的即时功率与第一电池组的额定放电功率之间的差值。一种纯电动汽车的能量循环方法，纯电动汽车包括动力控制系统、功率控制器、组合电池组、电池管理系统和电机，组合电池组包括第一电池组和第二电池组，第一电池组及第二电池组均具有电池设计额定功率，第二电池组的额定功率大于第一电池组的额定功率，该方法包括以下步骤：放电步骤，使第一电池组优先于第二电池组放电，当电机的即时功率需求大于第一电池组的额定功率时，第二电池组补充负载的即时功率需求与第一电池组的额定功率之间的差值；充电步骤，除非第二电池组的剩余电量达到最大充电阈值，否则无论组合电池组连接何种形式的电源，第二电池组优先从电源处充电，当第二电池组的剩余电量等于最大充电阈值，以使第二电池组处于开路状态对第二电池组不进行充电。与现有技术相比较，本专利技术实施例提供的纯电动汽车之所以具有电池使用寿命长的特性，是因为供电系统的组合电池组的第一电池组在放电和充电的电量区间内始终处于以不大于额定功率的倍率电流放电或充电，因此第一电池组的循环寿命能够最大限度得以延长。具有高循环寿命的第二电池组在弥补超过第一电池组正常放电功率的负载的即时功率差值的同时，其固有的放电能量也延长了纯电动汽车的续驶里程。附图说明从下面结合附图对本专利技术的具体实施方式的描述中可以更好地理解本专利技术，其中：通过阅读以下参照附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显，其中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的特征。图1是本专利技术实施例提供的纯电动汽车的局部结构模块示意图；图2是图1所示纯电动汽车的供电系统的结构示意图；图3是在工况下不同电池组的循环寿命对比图；图4是图2所示供电系统的放电流程示意图。其中：10-电池管理系统；11-采集模块；12-判断模块；13-处理模块；20-组合电池组；21-第一电池组；22-第二电池组；30-开关；31-第一开关模块；32-第二开关模块；40-动力控制系统；50-功率控制器；51-功率监视器；52-功率转化器；60-直流电机。具体实施方式下面将详细描述本专利技术的各个方面的特征和示例性实施例。在下面的详细描述中，提出了许多具体细节，以便提供对本专利技术的全面理解。但是，对于本领域技术人员来说很明显的是，本专利技术可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本专利技术的示例来提供对本专利技术的更好的理解。在附图和下面的描述中，至少部分的公知结构和技术没有被示出，以便避免对本专利技术造成不必要的模糊；并且，为了清晰，可能夸大了区域或者结构的尺寸。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。此外，下文中所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。请参阅图1及图2，为本专利技术实施例的采用组合电池组的纯电动汽车的结构示意图。本实施例提供的采用组合电池组的纯电动汽车，包括供电系统(未标示)、动力控制系统40、功率控制器50和电机60。供电系统向纯电动汽车等电力驱动装置提供电能。动力控制系统40分别与BMS10、功率控制器50及电机60电连接。动力控制系统40用于接收并整合来自电动汽车的档位、刹车和加速踏板等的信号，通过其与功率控制器50和电机60的连接来实现对电机60转速和转矩等的控制，从而满足所述纯电动汽车等电力驱动装置在不同行驶路况下的复杂要求。供电系统包括电池管理系统(batterymanagementsystem，B本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于电力驱动装置的供电系统，其特征在于，包括：组合电池组，包括第一电池组及第二电池组，所述第一电池组的容量大于所述第二电池组的容量；电池管理系统，控制所述第一电池组优先于所述第二电池组放电，所述第二电池组优先于所述第一电池组充电，以使第一电池组在放电和充电的电量区间内以小于等于额定功率的倍率电流放电或充电，并且当负载所需的即时功率大于所述第一电池组的额定放电功率时，能够控制所述第二电池组补充所述负载所需的即时功率与所述第一电池组的额定放电功率之间的差值。

【技术特征摘要】
1.一种用于电力驱动装置的供电系统，其特征在于，包括：组合电池组，包括第一电池组及第二电池组，所述第一电池组的容量大于所述第二电池组的容量；电池管理系统，控制所述第一电池组优先于所述第二电池组放电，所述第二电池组优先于所述第一电池组充电，以使第一电池组在放电和充电的电量区间内以小于等于额定功率的倍率电流放电或充电，并且当负载所需的即时功率大于所述第一电池组的额定放电功率时，能够控制所述第二电池组补充所述负载所需的即时功率与所述第一电池组的额定放电功率之间的差值。2.根据权利要求1所述用于电力驱动装置的供电系统，其特征在于，所述第一电池组的续驶里程至少能够达到所述组合电池组的最大续驶里程的80％。3.根据权利要求1所述用于电力驱动装置的供电系统，其特征在于，所述组合电池组的循环寿命为12000次。4.根据权利要求1所述用于电力驱动装置的供电系统，其特征在于，进一步包括开关，连接于所述组合电池组和所述电池管理系统，所述电池管理系统通过开关控制所述组合电池组，所述开关为电子电气开关，实现对所述第一电池组和所述第二电池组的顺序电流和并联电流控制，所述开关包括所述组合电池组的放电控制开关S1-1、S2-1，所述组合电池组的外接电源充电控制开关S1-2、S2-3和所述第二电池组的充电控制开关S2-2。5.根据权利要求4所述用于电力驱动装置的供电系统，其特征在于，所述电池管理系统包括：采集模块，用于即时获取所述第一电池组和第二电池组的剩余电量；判断模块，判断接收的指令信息为充电信息还是放电信息，并将判断结果传送至处理模块；处理模块，当接收放电信息时，用于判断所述第一电池组的剩余电量是否大于最低放电阈值，如果是，则控制所述放电控制开关S1-1闭合，以使所述第一电池组小于等于额定功率的倍率电流放电；如果否，则控制所述第一电池组处于开路状态，同时所述放电开关S2-1闭合、以使所述第二电池组放电。6.根据权利要求5所述用于电力驱动装置的供电系统，其特征在于，所述处理模块还用于在所述第一电池组不大于额定功率的倍率电流放电时，进一步判断负载的即时功率需求是否大于所述第一电池组的额定功率，如果是，则控制所述放电控制开关S1-1及S2-1闭合，以使所述第二电池组与所述第一电池组并联连接于所述负载，第二电池组补充所述负载的即时功率需求与所述第一电池组的额定功率之间的差值。7.根据权利要求1所述用于电力驱动装置的供电系统，其特征在于，所述第一电池组及所述第二电池组分别具有有用寿命中的给定周期数量的额定功率，所述第二电池组的额定功率大于所述第一电池组的额定功率。8.根据权利要求1所述用于电力驱动装置的供电系统，其特征在于，在相同的充放电倍率下所述第二电池组在有用生命内的循环周期数不少于所述第一电池组在有用生命内的循环周数的两倍，所述有用生命是指所述组合电池组的容量不小于初始容量的80％。9.一种循环用于电力驱动装置的供电系统的方法，所述供电系统包括组合电池组及用于控制所述组合电池组的电池管理系统，所述组合电池组包括第一电池组和第二电池组，所述第一电池组及第二电池组均具有电池设计额定功率，所述第二电池组的额定功率大于所述第一电池组的额定功率，其特征在于，该方法包括以下步骤：放电步骤，使所述第一电池组优先于所述第二电池组放电，当负载的即时功率需求大于所述第一电池组的额定功率时，所述第二电池组补充所述负载的即时功率需求与所述第一电池组的额定功率之间的差值；充电步骤，除非所述第二电池组的剩余电量达到最大充电阈值，否则无论所述组合电池组连接何种形式的电源，所述第二电池组优先从电源处充电，当所述第二电池组的剩余电量等于最大充电阈值，以使所述第二电池组处于开路状态对所述第二电池组不进行充电。10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述放电步骤包括：判断所述第一电池组的剩余电量是否大于最低放电阈值，如果是，则使所述第一电池组小于等于额定功率的倍率电流放电；如果否，则使所述第一电池组处于开路状态并使所述第二电池组放电；进一步判断负载的即时功率需求是否大于所述第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：金海族，陈宁，吴小英，罗宇，杨琦，
申请(专利权)人：宁德时代新能源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35