一种动力电池的电-电混合供电系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种动力电池的电‑电混合供电系统，包括高能量型电池系统、高功率型电池系统、单向DC/DC控制器，所述高能量型电池系统的输出正、负极与单向DC/DC控制器的输入正、负极连接，所述单向DC/DC控制器的输出正、负极分别与高功率型电池系统和负载的输入正、负极连接，所述高功率型电池系统的输出正、负极与负载的输入正、负极连接。高能量型电池系统和高功率型电池系统通过单向DC/DC控制器连接向负载供电，可以弥补供电系统输出功率不足，提高能量利用率，降低系统的结构和控制复杂度，实现电‑电混合供电系统的高可靠、低成本的目的。

An Electric-Electric Hybrid Power Supply System for Power Batteries

【技术实现步骤摘要】
一种动力电池的电-电混合供电系统
本技术属于混合供电
，涉及一种动力电池的电-电混合供电系统。
技术介绍
能源短缺和环境污染是当今世界面临的两大问题，世界各国在战略上越来越重视能源安全和环境保护。我国政府把节能与减排，发展包括新能源、新材料、新能源汽车等战略新兴产业作为调整经济结构，转变经济发展方式的重要实施路径。蓄电池作为能量储存和输出媒介，是新能源的重要组成部分。当下发展过程中面临的一大问题是电池技术的限制。单一蓄电池还不能满足大部分设备对能量密度、功率密度、安全性、使用寿命、成本等的要求。随着技术进步，电池能量密度会逐步提高，几年之内，电池续航能力将不再是主要问题，而安全性、可靠性、使用寿命及成本问题将更加凸显。采用电-电混合供电系统能够降低对单一蓄电池的要求，实现高功率密度和高能量密度，能快速响应负载变化，循环使用寿命也相对较长，有利于产品商业化推广和应用，是新能源的重要发展方向。目前，电-电混合供电系统的构成主要有以下形式：蓄电池或燃料电池+超级电容+DCDC控制器、蓄电池或燃料电池+超级电容+切换装置。在蓄电池或燃料电池为连续运行提供稳定能量的同时，超级电容提供短时间内出现的峰值电流和电压。现有技术中，电-电混合供电系统存在结构和控制复杂，能量转换效率相对较低，成本较高。
技术实现思路
本技术的目的在于：提供了一种动力电池的电-电混合供电系统，解决了电-电混合供电系统存在结构和控制复杂，能量转换效率相对较低，成本较高的问题。本技术采用的技术方案如下：一种动力电池的电-电混合供电系统，包括高能量型电池系统、高功率型电池系统、单向DC/DC控制器，所述高能量型电池系统的输出正、负极与单向DC/DC控制器的输入正、负极连接，所述单向DC/DC控制器的输出正、负极分别与高功率型电池系统和负载的输入正、负极连接，所述高功率型电池系统的输出正、负极与负载的输入正、负极连接。进一步地，所述高能量型电池系统设置有第一电池管理系统BMS，所述第一电池管理系统BMS与单向DC/DC控制器通过CAN总线通信连接。进一步地，所述高能量型电池系统为三元锂电池、能量型磷酸铁锂电池或燃料电池中的任意一种。进一步地，所述高能量型电池系统为能量型磷酸铁锂电池。进一步地，所述高功率型电池系统设置有第二电池管理系统BMS，所述第二电池管理系统BMS与第一电池管理系统BMS通过CAN总线通信连接。进一步地，所述高功率型电池系统为钛酸锂电池或功率型磷酸铁锂电池。进一步地，所述高功率型电池系统为钛酸锂电池。进一步地，所述单向DC/DC控制器包括控制器、第一驱动器、第二驱动器、第一反相器、开关管Q1、开关管Q2、电感L1、分流器Rs、电阻R1、电阻R2，所述高能量型电池系统的输出正极依次串联开关管Q1、电感L1和分流器Rs后分别与高功率型电池系统和负载的输入正极连接，所述高能量型电池系统的输出负极分别与高功率型电池系统和负载的输入负极连接，所述控制器的第一信号输出端串联第一驱动器与后与开关管Q1的信号输入端连接，所述控制器的第一信号输出端串联依次串联第一反相器和第二驱动器后与开关管Q2的信号输入端连接，所述开关管Q2的输入端与高能量型电池系统的输出负极连接、输出端与开关管Q1输出端连接，所述分流器Rs两端分别与控制器的信号输入端连接，所述电阻R1和电阻R2串联后一端与分流器Rs的输出端连接、另一端与高能量型电池系统的输出负极连接。进一步地，还包括至少一路分流电路，所述分流电路包括第三驱动器、第四驱动器、第二反相器、开关管Q3、开关管Q4、电感L2，所述高能量型电池系统的输出正极依次串联开关管Q3、电感L2和分流器Rs后分别与高功率型电池系统和负载的输入正极连接，所述控制器的第二信号输出端串联第三驱动器与后与开关管Q3的信号输入端连接，所述控制器的第二信号输出端串联依次串联第二反相器和第四驱动器后与开关管Q4的信号输入端连接，所述开关管Q4的输入端与高能量型电池系统的输出负极连接、输出端与开关管Q3输出端连接。进一步地，所述电阻R1和电阻R2之间任意一点与控制器的第二信号输入端连接。综上所述，由于采用了上述技术方案，本技术的有益效果是：1.本技术一种动力电池的电-电混合供电系统，高能量型电池系统和高功率型电池系统通过单向DC/DC控制器连接向负载供电，可以弥补供电系统输出功率不足，提高能量利用率，降低系统的结构和控制复杂度，实现电-电混合供电系统的高可靠、低成本的目的。2.本技术一种动力电池的电-电混合供电系统，第一电池管理系统BMS通过CAN总线与单向DC/DC控制器进行通信，便于通过第一电池管理系统BMS对单向DC/DC控制器进行间接控制。3.本技术一种动力电池的电-电混合供电系统，高能量型电池系统可以采用多种电池，便于根据需要进行选择，适用范围较广。4.本技术一种动力电池的电-电混合供电系统，高能量型电池系统优选能量型磷酸铁锂电池，具有较高的稳定性，便于保证整个混合供电系统的稳定性。5.本技术一种动力电池的电-电混合供电系统，第二电池管理系统BMS通过CAN总线与第一电池管理系统BMS进行通信，便于第一电池管理系统BMS智能调节高能量型电池系统的充放电电流、功率等。6.本技术一种动力电池的电-电混合供电系统，高功率型电池系统可以采用多种电池，便于根据需要进行选择，适用范围较广。7.本技术一种动力电池的电-电混合供电系统，高功率型电池系统优选钛酸锂电池，负载工作模式转变产生再生回馈能量时，钛酸锂电池可以完全吸收再生制动反馈能量，能源利用率高。8.本技术一种动力电池的电-电混合供电系统，高能量型电池系统通过单向DC/DC控制器给高功率型电池系统及负载供电，当单向DC/DC控制器输出电流超过设置的最大电流值时，控制器内部进行限流控制，以限制高能量型电池系统的输出电流，达到对高能量型电池系统的放电保护运行，影响电池性能及安全性的温升得以抑制，系统安全性和使用寿命得以保障，另外，单向DC/DC控制器结构简单，功耗低，散热系统简单，可靠性高，经济性好。9.本技术一种动力电池的电-电混合供电系统，通过分流电路进行分流，采用两相交错并联形式，以减小开关管Q1、Q2、Q3、Q4的电流应力，提升电路效率，其效率可达98％左右。10.本技术一种动力电池的电-电混合供电系统，可以采集电阻R1和电阻R2之间任意一点的电压信号，便于控制器获取电压信号的数据进行分析。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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，还可以根据这些附图获得其他相关的附图，其中：图1是本技术一种动力电池的电-电混合供电系统的结构示意图；图2是本技术一种动力电池的电-电混合供电系统的单向DC/DC控制器的结构示意图。具体实施方式为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本技术，并不用于限定本技术，即所描述的实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种动力电池的电‑电混合供电系统，其特征在于：包括高能量型电池系统、高功率型电池系统、单向DC/DC控制器，所述高能量型电池系统的输出正、负极与单向DC/DC控制器的输入正、负极连接，所述单向DC/DC控制器的输出正、负极分别与高功率型电池系统和负载的输入正、负极连接，所述高功率型电池系统的输出正、负极与负载的输入正、负极连接。

【技术特征摘要】
1.一种动力电池的电-电混合供电系统，其特征在于：包括高能量型电池系统、高功率型电池系统、单向DC/DC控制器，所述高能量型电池系统的输出正、负极与单向DC/DC控制器的输入正、负极连接，所述单向DC/DC控制器的输出正、负极分别与高功率型电池系统和负载的输入正、负极连接，所述高功率型电池系统的输出正、负极与负载的输入正、负极连接。2.根据权利要求1所述的一种动力电池的电-电混合供电系统，其特征在于：所述高能量型电池系统设置有第一电池管理系统BMS，所述第一电池管理系统BMS与单向DC/DC控制器通过CAN总线通信连接。3.根据权利要求1或2所述的一种动力电池的电-电混合供电系统，其特征在于：所述高能量型电池系统为三元锂电池、能量型磷酸铁锂电池或燃料电池中的任意一种。4.根据权利要求3所述的一种动力电池的电-电混合供电系统，其特征在于：所述高能量型电池系统为能量型磷酸铁锂电池。5.根据权利要求2所述的一种动力电池的电-电混合供电系统，其特征在于：所述高功率型电池系统设置有第二电池管理系统BMS，所述第二电池管理系统BMS与第一电池管理系统BMS通过CAN总线通信连接。6.根据权利要求5所述的一种动力电池的电-电混合供电系统，其特征在于：所述高功率型电池系统为钛酸锂电池或功率型磷酸铁锂电池。7.根据权利要求6所述的一种动力电池的电-电混合供电系统，其特征在于：所述高功率型电池系统为钛酸锂电池。8.根据权利要求1所述的一种动力电池的电-电混合供电系统，其特征在于：所述单向DC/DC控制器包括控制器、第一驱动器、第二驱动器、第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲜佰元，王健全，
申请(专利权)人：四川腾利恒欣科技有限公司，
类型：新型
国别省市：四川,51