能量回收专利说明书.doc

说 明 书电动汽车能量回收系统技术领域本实用新型专利涉及一种电动汽车能量回收系统，属于一种可控的能量转换装置，特指一种高频斩波变换与锂电池组充电工艺相结合的一种技术。其输出电压及电流采用动态自适应控制的方法满足于蓄电池组最大充电接受能力要求，不受能量回馈大小限制。是延长电动汽车续行里程的一种有效方法。背景技术能源紧张和环保危机，迫使中国汽车市场急需开发和生产新能源动力汽车。国家规划：到2020年的总体目标是新能源汽车保有量达到500万辆，使我国节能与新能源汽车产业规模位居世界前列。但制约电动汽车发展的瓶颈是动力电池组寿命及续行里程。为此，很多电动汽车的研发单位把电动汽车在下坡、刹车时产生的制动能量收集起来再利用（电动汽车能量回收系统）是延长电动汽车续行里程的一种有效方法，目前电动汽车能量回收的主要表现形式如图1。其中1为电机及驱动单元，2为超级电容，3为动力电池组。 这种方案控制简单，成本低，缺点是回收过程对电池组的充电不可控。对某型电动汽车我们做过测试，在刹车时，电机驱动器回馈的电压高达900V（电动汽车用电池组规格 3.2V 200AH 170只锂电池串联）。回收时对电池组的充电电流近500A，已大大超过了此型锂电池的接受能力。由于锂电池在能量密度、功率密度上的优势，使之成为电动汽车用动力电池已成趋势，但锂电池比较“娇贵”，在安全性上存在隐患，一次过充或过放就有可能造成其损坏，显然上述电动汽车能量回收过程极易造成锂电池过充使其损坏，从而缩短电池组寿命。因此现有的技术路线已不能满足电动汽车的发展要求，需要积极寻求新的解决方案。发明内容为了克服现有技术方案在能量回收过程对对电池组充电不可控的缺陷及充电需在充电站完成的限制，本实用新型发明的目的在于提供一种电动汽车能量回收系统，其输出电压及电流采用动态自适应控制的方法满足于蓄电池组最大充电接受能力要求，不受能量回馈大小限制，是延长电动汽车续行里程的一种有效方法。1、电动汽车能量回收功能；根据整车及电池组的具体使用要求，发明的电动汽车能量回收系统其结构原理框图如图2，从图2中可看出，这种能量回收装置是串入在电动汽车动力控制中，它是由超级电容、IGBT功率开关管、二极管D1、D3、电抗器L及控制调节部分组成。工作过程是：在电动汽车刹车、下坡等制动状态下，回馈能量首先注入直流滤波及能量预存单元，然后按照电动汽车能源管理系统根据电池组的荷电状态、温度等所确定的最大接受充电工艺，对电池组进行充电，回收的能量由IGBT高频斩波，经L、D1、D3注入电池组。这种办法既能按照锂电池的特性快速回收制动时产生的能量，达到延长电动汽车续行里程的要求，又能延长电池组的使用寿命。（2）全数字控制器；电动汽车能量回收系统的检测与控制是由全数字控制器完成，全数字控制器包括电压、电流检测环节、数字信号微处理器、脉宽调制信号的驱动和保护电路及通信单元；所述电压、电流检测环节，由直流环节电压检测部分及输出直流侧电流检测部分2个部分组成；直流环节电压检测部分，由电压传感器输入端并接在直流滤波及能量预存单元及电动汽车用动力电池组，检测直流电压；输出直流侧电流检测部分，由电流传感器串接在能量回收高频斩波充电单元，检测输出直流电流；所述数字信号微处理器，其模拟输入为从电压电流检测环节得到的检测电压电流信号，经过模拟输入接口电路进行变换，然后输入到数字信号微处理器的模数转换接口；数字信号微处理器包括1路脉宽调制输出口和作为辅助控制的2条I/O口；所述脉宽调制信号的驱动和保护电路，输入为所述脉宽调制输出口的1路脉宽调制脉冲信号及辅助控制的2条I/O，输出为2路脉宽调制功率驱动信号，所述1路脉宽调制功率驱动信号连接到所述电动汽车能量回收组件中直流高频斩波部分对应的功率开关器件；所述通信单元，通过CAN通信接口或485通信接口，完成与电动汽车能源管理系统的通信，实现远程操作和监控功能。本发明具有的优点及创新之处： 通过超级电容对能量回收，即最大限度地回收了能量。 通过高频斩波充电单元对电动汽车电池组进行可控充电，不对电池组电池造成损坏，延长了电动汽车的续行里程和电池组的寿命。附图说明图1电动汽车现有能量回收装置示意图。其中1为电动汽车动力调节部分电机及电机驱动器；2为直流滤波及快速放电组件超级电容；3为电动汽车用动力电池组；图2本发明能量回收装置示意图。其中1为电动汽车动力调节部分电机及电机驱动器；2为直流滤波及能量预存单元；3为能量回收高频斩波充电单元；4为电动汽车用动力电池组；图3电动汽车能量回收系统功能模块图。其中5为能量回收功率组件；6为全数字控制器；具体实施方式：从图2中可看出，在电动汽车处于刹车、下坡时电动汽车动力调节部分电机及电机驱动器1的电机处于发电状态，回馈的能量首先注入直流滤波及能量回收预存单元2，电动汽车用动力电池组4通过接收电动汽车能源管理系统给出的电动汽车动力电池组4可接收的最大充电能力，