電動汽車動力輸出電路、方法和電動汽車與流程

2023-08-07 11:17:21

本發明涉及電動汽車領域，特別涉及一種電動汽車動力輸出電路、方法，以及採用該電動汽車動力輸出電路的電動汽車。

背景技術：

新能源車中，電動汽車多採用鋰離子電池作為其動力源。通常，將能量密度大的電池稱為能量型電池，將功率密度大的電池稱為功率型電池，這兩種類型在性能上處於此消彼長的狀態，即能量密度大的電池，其功率密度則小，而功率密度大的電池，其能量密度小。

對於電動汽車的鋰電池來說，其能量密度作為電動汽車續駛裡程的重要參數，而其功率密度則作為電動汽車加速時間的重要參數，二者在鋰電池的性能上很難達到平衡，進而，對於電動汽車來說，很難製造出加速即快並且續駛裡程又長的電動汽車。

如上所述，限於能量密度和功率密度的制約，在電池總重量一定的情況下，很難滿足續駛裡程和加速時間兩方面要求。如果必須要求加速時間和續駛裡程同時滿足要求，通常會使用數量龐大的功率型電池來保證兩項指標。但是，該方式將直接帶來兩大主要缺點，首先是成本的急劇增加，其次是電動汽車整車質量的急劇增加。

技術實現要素：

本發明的目的是提供一種電動汽車動力輸出電路和方法，以及採用該電動汽車動力輸出電路的電動汽車，以解決電動汽車在續駛裡程和加速時間兩方面難以共存的問題。

本發明提供了一種電動汽車動力輸出電路，包括：

電池電路，所述電池電路具有第一電極端和第二電極端，所述電池電路的第一電極端電連接於第一電動汽車電機的第一電極接入端，所述電池電路的第二電極端電連接於第一電動汽車電機的第二電極接入端；

超級電容電路，所述超級電容電路具有第一電極端和第二電極端，所述超級電容電路的第一電極端電連接於第二電動汽車電機的第一電極接入端，所述超級電容電路的第二電極端電連接於第二電動汽車電機的第二電極接入端；其中，

所述第一電動汽車電機和第二電動汽車電機均連接於電動汽車的傳動系統，以向所述電動汽車的傳動系統輸送動力；其中，

在所述電動汽車加速行駛時，由所述超級電容電路向所述第二電動汽車電機供電，所述電池電路斷開；

在所述電動汽車恆速行駛時，由所述電池電路向所述第一電動汽車電機供電，所述超級電容電路斷開。

進一步，所述電池電路包括：

蓄電池，所述蓄電池具有第一電極和第二電極；

第一繼電器，所述第一繼電器串聯於所述蓄電池的第一電極和電池電路的第一電極端之間，或者所述第一繼電器串聯於所述蓄電池的第二電極和電池電路的第二電極端之間；

若所述第一繼電器串聯於所述蓄電池的第一電極和電池電路的第一電極端之間，則所述蓄電池的第二電極連接於所述電池電路的第二電極端；

若所述第一繼電器串聯於所述蓄電池的第二電極和電池電路的第二電極端之間，則所述蓄電池的第一電極連接於所述電池電路的第一電極端；

在所述電動汽車加速行駛時，所述第一繼電器斷開使得所述電池電路斷開；

在所述電動汽車恆速行駛時，所述第一繼電器閉合進而由所述蓄電池向所述第一電動汽車電機供電。

進一步，所述超級電容電路包括：

超級電容器，所述超級電容器具有第一電極和第二電極；

第二繼電器，所述第二繼電器串聯於所述超級電容器的第一電極和超級電容電路的第一電極端之間，或者所述第二繼電器串聯於所述超級電容器的第二電極和超級電容電路的第二電極端之間；

若所述第二繼電器串聯於所述超級電容器的第一電極和超級電容電路的第一電極端之間，則所述超級電容器的第二電極連接於所述超級電容電路的第二電極端；

若所述第二繼電器串聯於所述超級電容器的第二電極和超級電容電路的第二電極端之間，則所述超級電容器的第一電極連接於所述超級電容電路的第一電極端；

在所述電動汽車加速行駛時，所述第二繼電器閉合進而由所述超級電容器向所述第二電動汽車電機供電；

在所述電動汽車恆速行駛時，所述第二繼電器斷開使得所述超級電容電路斷開。

進一步，所述電動汽車動力輸出電路的第一電極端通過預充電路電連接於第一電動汽車電機的第一電極接入端。

進一步，所述預充電路包括第三繼電器、第四繼電器和第一電阻；其中，

所述第三繼電器連接於所述電池電路的第一電極端和第一電動汽車電機的第一電極接入端之間；

所述第四繼電器和第一電阻串聯於所述電池電路的第一電極端和第一電動汽車電機的第一電極接入端之間。

進一步，所述第一電極為正極，所述第二電極為負極。

本發明還提供了一種電動汽車動力輸出方法，採用如上任一項所述的電動汽車動力輸出電路，所述電動汽車動力輸出方法包括：

在所述電動汽車加速行駛時，由所述超級電容電路向所述第二電動汽車電機供電，所述電池電路斷開；

在所述電動汽車恆速行駛時，由所述電池電路向所述第一電動汽車電機供電，所述超級電容電路斷開。

本發明還提供了一種電動汽車，其特徵在於，所述電動汽車採用如上任一項所述的電動汽車動力輸出電路。

從上述方案可以看出，本發明利用了超級電容器功率密度大的特點加上雙電機驅動，使得在電動汽車加速時，由超級電容器進行短時間的供電，進而實現了電動汽車提速快的目的，而在汽車恆速行駛時可轉換為由能量型鋰電池的蓄電池進行供電，進而保證了電動汽車的續駛裡程。本發明結合能量型電池和超級電容器的方案相比於現有的解決方案來講，極大地降低了成本和整車質量，並解決了電動汽車在續駛裡程和加速時間兩方面共存的問題。

附圖說明

以下附圖僅對本發明做示意性說明和解釋，並不限定本發明的範圍。

圖1為本發明的電動汽車動力輸出電路結構實施例示意圖；

圖2為本發明的電動汽車動力輸出電路結構實施例電路圖；

圖3為本發明的電動汽車動力輸出電路結構又一實施例電路圖。

標號說明

1、電池電路

11、蓄電池

12、第一繼電器

2、超級電容電路

21、超級電容器

22、第二繼電器

3、第一電動汽車電機

4、第二電動汽車電機

5、傳動系統

6、預充電路

61、第三繼電器

62、第四繼電器

63、第一電阻

具體實施方式

為了對發明的技術特徵、目的和效果有更加清楚的理解，現對照附圖說明本發明的具體實施方式，在各圖中相同的標號表示相同的部分。

在本文中，「示意性」表示「充當實例、例子或說明」，不應將在本文中被描述為「示意性」的任何圖示、實施方式解釋為一種更優選的或更具優點的技術方案。

為使圖面簡潔，各圖中的只示意性地表示出了與本發明相關部分，而並不代表其作為產品的實際結構。另外，以使圖面簡潔便於理解，在有些圖中具有相同結構或功能的部件，僅示意性地繪示了其中的一個，或僅標出了其中的一個。

在本文中，「一個」並不表示將本發明相關部分的數量限制為「僅此一個」，並且「一個」不表示排除本發明相關部分的數量「多於一個」的情形。

在本文中，「第一」、「第二」等僅用於彼此的區分，而非表示重要程度及順序、以及互為存在的前提等。

在本文中，「相等」、「相同」等並非嚴格的數學和/或幾何學意義上的限制，還包含本領域技術人員可以理解的且製造或使用等允許的誤差。除非另有說明，本文中的數值範圍不僅包括其兩個端點內的整個範圍，也包括含於其中的若干子範圍。

如圖1所示，本發明的電動汽車動力輸出電路實施例包括電池電路1和超級電容電路2。其中，所述電池電路1具有第一電極端(例如圖1中電池電路1的上端)和第二電極端(例如圖1中電池電路1的下端)；所述超級電容電路2具有第一電極端(例如圖1中超級電容電路2的上端)和第二電極端(例如圖1中超級電容電路2的下端)。所述電池電路1的第一電極端電連接於第一電動汽車電機3的第一電極接入端(例如圖1中第一電動汽車電機3的上端)，所述電池電路1的第二電極端電連接於第一電動汽車電機3的第二電極接入端(例如圖1中第一電動汽車電機3的下端)。所述超級電容電路2的第一電極端電連接於第二電動汽車電機4的第一電極接入端(例如圖1中第二電動汽車電機4的上端)，所述超級電容電路2的第二電極端電連接於第二電動汽車電機4的第二電極接入端(例如圖1中第二電動汽車電機4的下端)。本發明實施例中，所述第一電動汽車電機3和第二電動汽車電機4均連接於電動汽車的傳動系統5，以向所述電動汽車的傳動系統5輸送動力。在所述電動汽車加速行駛時，由所述超級電容電路2向所述第二電動汽車電機4供電，所述電池電路1斷開。在所述電動汽車恆速行駛時，由所述電池電路1向所述第一電動汽車電機3供電，所述超級電容電路2斷開。在本發明的以下實施例說明中，第一電極為正極、第二電極為負極，在其他實施例中，第一電極可以為負極、第二電極可以為正極。

本發明的電動汽車動力輸出電路實施例的具體電路結構參見圖2所示。以下直接以正極、負極的方式進行說明。

所述電池電路1包括蓄電池11和第一繼電器12。其中，所述蓄電池11具有正極和負極。如圖2所示的實施例中，所述第一繼電器12串聯於所述蓄電池11的正極和電池電路1的正極端之間，在其他實施例中，所述第一繼電器12也可以串聯於所述蓄電池11的負極和電池電路1的負極端之間。若所述第一繼電器12串聯於所述蓄電池11的正極和電池電路1的正極端之間，則所述蓄電池11的負極連接於所述電池電路1的負極端，參見圖2所示實施例；在其他實施例中，若所述第一繼電器12串聯於所述蓄電池11的負極和電池電路1的負極端之間，則所述蓄電池11的正極連接於所述電池電路1的正極端。在所述電動汽車加速行駛時，所述第一繼電器12斷開使得所述電池電路1斷開，進而蓄電池11不對第一電動汽車電機3供電。在所述電動汽車恆速行駛時，所述第一繼電器12閉合進而由所述蓄電池11向所述第一電動汽車電機3供電，進而由所述第一電動汽車電機3驅動所述電動汽車的傳動系統5。所述蓄電池11為能量型鋰電池。

所述超級電容電路2包括超級電容器21和第二繼電器22。其中，所述超級電容器21具有正極和負極。如圖2所示的實施例中，所述第二繼電器22串聯於所述超級電容器21的正極和超級電容電路2的正極端之間，在其他實施例中，所述第二繼電器22也可以串聯於所述超級電容器21的負極和超級電容電路2的負極端之間。若所述第二繼電器22串聯於所述超級電容器21的正極和超級電容電路2的正極端之間，則所述超級電容器21的負極連接於所述超級電容電路2的負極端，如圖2所示實施例；在其他實施例中，若所述第二繼電器22串聯於所述超級電容器21的負極和超級電容電路2的負極端之間，則所述超級電容器21的正極連接於所述超級電容電路2的正極端。在所述電動汽車加速行駛時，所述第二繼電器22閉合進而由所述超級電容器21向所述第二電動汽車電機4供電，進而由所述第二電動汽車電機4驅動所述電動汽車的傳動系統5。在所述電動汽車恆速行駛時，所述第二繼電器22斷開使得所述超級電容電路2斷開，進而超級電容電路2不對第二電動汽車電機4供電。

圖3示出了本發明的另一實施例電路結構。在該實施例中，除了圖2所示實施例電路結構外，還包括預充電路6。

所述預充電路6包括第三繼電器61、第四繼電器62和第一電阻63。其中，所述第三繼電器61連接於所述電池電路1的第一電極端和第一電動汽車電機3的正極接入端之間。所述第四繼電器62和第一電阻63串聯於所述電池電路1的第一電極端和第一電動汽車電機3的正極接入端之間。所述預充電路6中，第三繼電器61所處支路與第四繼電器62和第一電阻63所處支路之間為並聯關係。預充電路6的設置是為了保護第一電動汽車電機3不被瞬時過大電流燒毀。

在實際應用中，可採用圖3所示實施例電路。

本發明實施例還提供了一種電動汽車動力輸出方法，其採用上述電動汽車動力輸出電路，該方法包括：

在所述電動汽車加速行駛時，由所述超級電容電路向所述第二電動汽車電機供電，所述電池電路斷開；

在所述電動汽車恆速行駛時，由所述電池電路向所述第一電動汽車電機供電，所述超級電容電路斷開。

上述方法的實現是通過控制各個繼電器的開關實現的。在實際應用中，結合圖3對本發明實施例的電動汽車動力輸出方法進行詳細說明。

在所述電動汽車加速行駛時，由所述超級電容電路向所述第二電動汽車電機供電，所述電池電路斷開。該過程中，第一繼電器12斷開，第二繼電器22閉合，這樣，超級電容器21輸出的電流通過第二繼電器22到達第二電動汽車電機4，進而由第二電動汽車電機4驅動傳動系統5帶動汽車加速形式。

在所述電動汽車加速行駛過渡到恆速行駛時，第四繼電器62閉合，第三繼電器61斷開，之後第一繼電器12閉合，之後第三繼電器61閉合，之後第四繼電器62斷開，這樣便由蓄電池11給第一電動汽車電機3進行供電，進而由第一電動汽車電機3驅動傳動系統5平穩行駛，超級電容器21停止向第二電動汽車電機4供電。

本發明實施例中，將各個繼電器的控制端連接於車載控制系統，由車載控制系統控制各個繼電器的開啟和關閉。第一電動汽車電機3和第二電動汽車電機4的安裝位置可參考現有的雙電機系統，例如，第一電動汽車電機3可安裝於汽車前機艙中，而第二電動汽車電機4可安裝於汽車後機艙中。

本發明實施例還同時提供了一種電動汽車，其採用如上所述的電動汽車動力輸出電路。

本發明利用了超級電容器功率密度大的特點加上雙電機驅動，使得在電動汽車加速時，由超級電容器進行短時間的供電，進而實現了電動汽車提速快的目的，而在汽車恆速行駛時可轉換為由能量型鋰電池的蓄電池進行供電，進而保證了電動汽車的續駛裡程。本發明結合能量型電池和超級電容器的方案相比於現有的解決方案來講，極大地降低了成本和整車質量，並解決了電動汽車在續駛裡程和加速時間兩方面共存的問題。

應當理解，雖然本說明書是按照各個實施方式描述的，但並非每個實施方式僅包含一個獨立的技術方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領域技術人員應當將說明書作為一個整體，各實施方式中的技術方案也可以經適當組合，形成本領域技術人員可以理解的其他實施方式。

上文所列出的一系列的詳細說明僅僅是針對本發明的可行性實施方式的具體說明，而並非用以限制本發明的保護範圍，凡未脫離本發明技藝精神所作的等效實施方案或變更，如特徵的組合、分割或重複，均應包含在本發明的保護範圍之內。