超級電容和蓄電池相結(jié)合的電動汽車快速充電方法及裝置制造方法
【專利摘要】一種超級電容和蓄電池相結(jié)合的電動汽車快速充電方法及裝置，采用超級電容與蓄電池相結(jié)合的復(fù)合儲能系統(tǒng)，在電動汽車運行短暫停留過程中，將復(fù)合儲能系統(tǒng)與外圍電源相連接（包括接觸式和非接觸式），利用復(fù)合儲能系統(tǒng)中的超級電容快速從外圍電源獲得電能，當復(fù)合儲能系統(tǒng)與外圍電源失去連接后，復(fù)合儲能系統(tǒng)中的超級電容將其短時間內(nèi)獲取的電能轉(zhuǎn)移到復(fù)合儲能系統(tǒng)中的蓄電池內(nèi)；經(jīng)過若干次短時間復(fù)合儲能系統(tǒng)中的超級電容與外圍電源相連接、分離后，實現(xiàn)復(fù)合儲能系統(tǒng)的快速且大容量的電能儲存，從而實現(xiàn)電動汽車在行駛過程中的快速且大容量的充電。本方法和裝置還適用于類似的其他移動用電產(chǎn)品和設(shè)備上。
【專利說明】超級電容和蓄電池相結(jié)合的電動汽車快速充電方法及裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種電動汽車的充電方法及裝置，特別是一種基于超級電容和蓄電池相結(jié)合的電動汽車快速充電方法及裝置；主要用于解決目前電動汽車充電難，時間長的問題，也可以適用于其它移動用電產(chǎn)品和設(shè)備上。

【背景技術(shù)】
[0002]電動汽車由于具有環(huán)保、可替代石油，電能來源多樣化的一些特點，作為新能源汽車的一種，已經(jīng)得到了許多國家的認可，目前社會各界對發(fā)展電動汽車的意義、必要性和緊迫性已達成共識；但電動汽車發(fā)展依然存在諸多瓶頸，其中充換電時間過長，充換電設(shè)施不完善是最為主要的因素之一，2010年年初國際氣候組織曾對40名電動汽車相關(guān)行業(yè)專家進行訪談，結(jié)果表明充電技術(shù)及其基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重要程度在電動汽車發(fā)展眾多影響因素中排名第2，超過了購買價格因素，僅次于排名第I的電池技術(shù)提高因素。動力電池與配電網(wǎng)是當前電動汽車規(guī)?；l(fā)展的主要制約因素。一般來講，蓄電池儲能技術(shù)的充電時間較長，最快也需要3飛個小時，影響了電動汽車的能量補充效率，成為了當前電動汽車規(guī)?；l(fā)展的瓶頸。充換電技術(shù)及其設(shè)施建設(shè)配套不完善，直接影響消費者購買和使用電動汽車的熱情。盡管充電技術(shù)及其基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)在國內(nèi)外普遍得到高度重視，但是目前世界各國都面臨著相關(guān)技術(shù)標準與運營模式不明確等一系列問題，我國亟待在試點基礎(chǔ)上加大研究和創(chuàng)新力度，探索一條適合我國國情的充電基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展道路。
[0003]目前電動汽車行業(yè)為解決電動汽車充電效率低的問題主要通過研究更先進的儲能蓄電池，使得蓄電池的儲能時間更短、蓄能量更高，大大提高電動汽車充電效率。另外行業(yè)中也有提出通過建立“換電為主、插充為輔、集中充電、統(tǒng)一配送”的運營模式來解決電動汽車充電效率低的問題，即通過設(shè)立電動汽車蓄電池更換站點為電動汽車周期性地更換蓄電池的方式減少用戶在充電上所花的時間，這實際就是為了解決現(xiàn)有蓄電池充電時間過長所采取的一種不得已的措施?？墒乾F(xiàn)有化學(xué)儲能的特點決定了現(xiàn)有的技術(shù)方案不能從根本上改變蓄電池充電效率低的問題，其充電時間仍然是以小時計算。而“換電為主、插充為輔、集中充電、統(tǒng)一配送”的運營模式也存在著運營成本數(shù)倍上漲，產(chǎn)品的應(yīng)用成本依然大幅高于傳統(tǒng)的汽車。
[0004]另一方面，為了改變蓄電池的不足，近年來超級電容技術(shù)得到了高度的重視，超級電容的工程應(yīng)用得到了大力發(fā)展，超級電容技術(shù)在風(fēng)電、有軌電車等領(lǐng)域均得到了成熟的應(yīng)用。超級電容儲能技術(shù)主要依靠雙電層和氧化還原假電容電荷儲存電能，其儲能的過程并不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，儲能過程是可逆的，突出的優(yōu)點是功率密度高、充放電時間短、循環(huán)壽命長、工作溫度范圍寬。超級電容應(yīng)用于電動汽車也已經(jīng)開始出現(xiàn)，超級電容車也已經(jīng)在不少地方開始出現(xiàn)，所謂超級電容車外觀與普通無軌電車相似，只是頭上不見了兩根“辮子”。在電車底部裝了一種超級電容，車輛進站后的上下客間隙，車頂充電設(shè)備隨即自動升起，搭到充電站的電纜上，通過200安培的電流強度完成充電；但是該種車只是采用純超級電容，因此受到超級電容放電過快，需要不斷對超級電容進行充電的困難。近來也有將采用電池和超級電容混合的車輛改裝方案，這種技術(shù)方案是采用超級電容與蓄電池并聯(lián)給汽車提供動力，但該方法中的超級電容主要只是對蓄電池的一種補充，以保證供電的穩(wěn)定性，并未真正解決目前沖放電過程中的難題。
[0005]通過國內(nèi)專利文獻檢索發(fā)現(xiàn)有一些相關(guān)的文獻報道，與本發(fā)明有關(guān)的主要有以下一些:
1、專利號為CN201310723794.X，名稱為“一種混合動力公交超級電容與鋰電池并聯(lián)電路”的發(fā)明專利，該專利公開了一種混合動力公交超級電容與理電油井聯(lián)電路，所述電路包括如下結(jié)構(gòu):在超級電容和理電池之間具備串聯(lián)的IGBT模塊Tl與電感LI，電感LI 一端連接Tl的發(fā)射極，另一端連接如下三個并聯(lián)的通路:串聯(lián)的發(fā)電機和發(fā)電開關(guān)SI ;串聯(lián)的變頻器、驅(qū)動電機:超級電容:所述理電池的通路帶有電流采樣單元及儲能電容C 1，通過烙斷器Fl至IGBT Tl集電極，IGBT發(fā)射極下方串聯(lián)一個大功率二極管02 ;所述IGBT模塊的集電極和發(fā)射極之間還串聯(lián)一個反并聯(lián)二極管01。該專利主要是要改善整車燃油消耗，保護理電池避免大電流充放電，延長其使用壽命。
[0006]2、專利號為CN201310723866.0,名稱為“混合動力公交超級電容與鋰電池并聯(lián)電路”的發(fā)明專利，該專利公開了一種混合動力公交超級電容與理電池并聯(lián)電路，所述電路包括如下結(jié)構(gòu):超級電容:理電池:在超級電容和理電池之間具備IGBT模塊T1、T2與電感LI共同組成的DC-DC轉(zhuǎn)換器，電感LI 一端連接Tl與Τ2的連接線，另一端連接所述理電池的正極；Tl與LI組成BUCK陣壓電路而T2與LI則組成BOOST升壓電路，從而實現(xiàn)超級電容與理電油井聯(lián)，所述超級電容的通路帶有電流采樣單元，理電池通路同樣也帶電流采樣電路及大容量η者能電容并于所述電池兩端。該專利與前面專利基本是相同的，主要也是為了改善整車燃油消耗，保護理電池避免大電流充放電，延長其使用壽命。
[0007]3、專利號為CN201110220477.7，名稱為“電池和超級電容器裝置以及使用方法”的發(fā)明專利，該專利公開了一種在車輛中使用的電池和超級電容器裝置，其包括正極、第一負極、第二負極、設(shè)置在正極與第一和第二負極之間的第一陽板以及與正極、第一負極和第二負極連通的控制器。第一負極具有第一組合物并且與第一正極連通。第二負極具有第二組合物并且與第一負極和第二陽板相鄰。第二負極與正極和第一負極連通。第一負極包括二級電池負極。第二負極包括超級電容器負極。該專利主要是穩(wěn)定電動汽車給電動機的供電穩(wěn)定性，保證電動汽車驅(qū)動動力的平滑性。
[0008]因此，上述這些專利雖然涉及到了電池和超級電容，可仔細分析可以看出，都沒有提出如何解決現(xiàn)有電動汽車充放電所存在的問題，所以如何有效解決目前電動汽車充電時間過長，充電不方便的問題，仍有待進一步加以研究。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有電動汽車充電效率低，充電不方便所存在的問題，提出一種新的電動汽車快速充電方法及裝置，該種電動汽車快速充電方法及裝置可以使得電動汽車快速從外圍電源獲得電能，并且通過智能管理方式利用超級電容的特性對蓄電池模組進行充電，尤其是超級電容在電動汽車行駛過程中對蓄電池的充電。
[0010]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是:一種超級電容和蓄電池相結(jié)合的電動車快速充電方法，采用超級電容與蓄電池相結(jié)合的復(fù)合儲能系統(tǒng)，在電動車運行短暫停留過程中，將復(fù)合儲能系統(tǒng)與外圍電源相連接，利用復(fù)合儲能系統(tǒng)中的超級電容快速從外圍電源獲得電能，當復(fù)合儲能系統(tǒng)與外圍電源失去連接后，復(fù)合儲能系統(tǒng)中的超級電容將短時間內(nèi)獲取的電能轉(zhuǎn)移到復(fù)合儲能系統(tǒng)中的蓄電池內(nèi)；經(jīng)過若干次短時間復(fù)合儲能系統(tǒng)中的超級電容與外圍電源相連接、分離后，實現(xiàn)復(fù)合儲能系統(tǒng)的快速且大容量的電能儲存，從而實現(xiàn)電動汽車在運行過程中快速且大容量的充電。
[0011]進一步地，所述的復(fù)合儲能系統(tǒng)中的超級電容與蓄電池采取并聯(lián)方式組合在一起；所述的蓄電池是由兩個以上的蓄電池模組串聯(lián)在一起構(gòu)成；當復(fù)合儲能系統(tǒng)中的超級電容給蓄電池充電時，通過管理系統(tǒng)的監(jiān)測選擇，只對虧電較多的蓄電池模組進行充電，其他的蓄電池模組仍在為保持電動車正常運行給電動汽車的驅(qū)動電機或用電設(shè)備供電。
[0012]進一步地，所述的復(fù)合儲能系統(tǒng)中的超級電容與外圍電源進行連接包括接觸式和非接觸式連接，外圍電源固設(shè)在電動車行走的道路中的某一位置上或者電動汽車經(jīng)常停放的私人場所和公共場所，當電動車行走到外圍電源附近時，通過接觸式和非接觸式將電動車上的外圍電源充電接收裝置與外圍電源進行連接，并通過外圍電源對電動車內(nèi)復(fù)合儲能系統(tǒng)中的超級電容進行充電。
[0013]進一步地，所述的外圍電源對電動車內(nèi)復(fù)合儲能系統(tǒng)中的超級電容進行充電是外圍電源將電源經(jīng)過整流后連接到超級電容中，并對復(fù)合儲能系統(tǒng)中的超級電容進行充電。
[0014]進一步地，所述的超級電容將短時間內(nèi)獲取的電能轉(zhuǎn)移到復(fù)合儲能系統(tǒng)中的蓄電池內(nèi)是復(fù)合儲能系統(tǒng)中的超級電容通過與外圍電源連接獲取電能后，在與外圍電源斷開后，通過穩(wěn)壓穩(wěn)流裝置給復(fù)合儲能系統(tǒng)中需要充電的蓄電池模組進行選擇性的充電。
[0015]進一步地，所述的選擇性的充電是驅(qū)動電機或用電設(shè)備由η個蓄電池模組供電，第m (m=l, 2,..., η )個蓄電池模組m與其外圍的連接都經(jīng)過開關(guān)Kml、Km2、Km3、Km4、Km5進行控制，其中Kml和Km2是為用電設(shè)備供電連接開關(guān)，Kml和Km2分別連接于蓄電池模組進線和出線上，Km3是蓄電池模組m供電隔離開關(guān)，Km3與蓄電池m并聯(lián)，跨接于Kml和Km2之外的進線和出線上，Km4和Km5是連接超級電容對蓄電池模組m進行充電連接開關(guān)，Km4和Km5分別連接在超級電容與蓄電池模組m連接的進線和出線上。
[0016]Kml、Km2、Km3、Km4、Km5均由蓄電池智能管理系統(tǒng)智能化控制；正常情況下，當蓄電池智能管理系統(tǒng)監(jiān)測到蓄電池模組m的電能大于一定值時，使得Kml和Km2處于閉合狀態(tài)，Km3、Km4及Km5處于斷開狀態(tài)，此時，蓄電池模組m處于供電狀態(tài)；當蓄電池模組m出現(xiàn)電能不足時，在復(fù)合儲能系統(tǒng)中的超級電容與外圍電源進行連接時，超級電容在短時間內(nèi)(約幾十秒甚至幾秒)從外圍獲得電能，同時蓄電池智能管理系統(tǒng)篩選出需要充電的蓄電池模組m，并且使得Kml和Km2處于斷開狀態(tài)，Km3、Km4及Km5處于閉合狀態(tài)，這時，蓄電池模組m處于供電隔離狀態(tài)，超級電容對蓄電池模組m進行充電，當復(fù)合儲能系統(tǒng)中的超級電容與外圍電源斷開連接后，超級電容繼續(xù)對蓄電池模組m保持充電，直至充滿電。
[0017]一種實現(xiàn)上述方法的電動車快速充電儲能系統(tǒng)裝置，快速充電儲能系統(tǒng)為復(fù)合儲能系統(tǒng)，復(fù)合儲能系統(tǒng)包括超級電容和蓄電池，超級電容和蓄電池并聯(lián)在儲能系統(tǒng)的電路中，且蓄電池是由兩個以上的蓄電池模組串聯(lián)在一起構(gòu)成；在電動車運行短暫停留過程中，復(fù)合儲能系統(tǒng)中的超級電容與外圍電源進行連接，并從外圍電源獲取電能，并在復(fù)合儲能系統(tǒng)中的超級電容與外圍電源斷開后給虧電較多的蓄電池模組進行充電。
[0018]進一步地，所述的復(fù)合儲能系統(tǒng)中的超級電容與外圍電源進行連接包括接觸式和非接觸式連接，外圍電源固設(shè)在電動車行走的道路中的某一位置上或者電動汽車經(jīng)常停放的私人場所和公共場所，當電動車行走到外圍電源附近時，通過接觸式和非接觸式將電動車上的外圍電源充電接收裝置與外圍電源進行連接，并通過外圍電源對電動車內(nèi)復(fù)合儲能系統(tǒng)中的超級電容進行充電。
[0019]進一步地，所述的超級電容與外圍電源進行連接是通過整流裝置與外圍電源進行連接的，外圍電源將電源經(jīng)過整流后連接到超級電容中，并對復(fù)合儲能系統(tǒng)中的超級電容進行充電。
[0020]進一步地，所述的超級電容與外圍電源斷開后給虧電較多的蓄電池模組進行充電是，蓄電池由η個蓄電池模組組成，其中第m (m=l，2，...，n )個蓄電池模組m與其外圍的連接都經(jīng)過開關(guān)Kml、Km2、Km3、Km4、Km5進行控制，其中Kml和Km2是為用電設(shè)備(或電動汽車)供電連接開關(guān)，Kml和Km2分別連接于蓄電池模組進線和出線上，Km3是蓄電池模組m供電隔離開關(guān)，Km3與蓄電池m并聯(lián)，跨接于Kml和Km2之外的進線和出線上，Km4和Km5是連接超級電容對蓄電池模組m進行充電連接開關(guān)，Km4和Km5分別連接在超級電容與蓄電池模組m連接的進線和出線上。
[0021]KmU Km2、Km3、Km4、Km5均由蓄電池智能管理系統(tǒng)智能化控制；正常情況下，當蓄電池智能管理系統(tǒng)監(jiān)測到蓄電池模組m的電能大于一定值時，使得Kml和Km2處于閉合狀態(tài)，Km3、Km4及Km5處于斷開狀態(tài)，此時，蓄電池模組m處于供電狀態(tài)；當蓄電池模組m出現(xiàn)電能不足時，在復(fù)合儲能系統(tǒng)中的超級電容與外圍電源進行連接時，超級電容在短時間內(nèi)(約幾十秒甚至幾秒)從外圍獲得電能，同時蓄電池智能管理系統(tǒng)篩選出需要充電的蓄電池模組m，并且使得Kml和Km2處于斷開狀態(tài)，Km3、Km4及Km5處于閉合狀態(tài)，這時，蓄電池模組m處于供電隔離狀態(tài)，超級電容對蓄電池模組m進行充電，當復(fù)合儲能系統(tǒng)中的超級電容與外圍電源斷開連接后，超級電容繼續(xù)對蓄電池模組m保持充電，直至充滿電。
[0022]進一步地，所述的超級電容與蓄電池模組設(shè)有穩(wěn)壓穩(wěn)流裝置，復(fù)合儲能系統(tǒng)中的超級電容通過與外圍電源連接獲取電能后，在與外圍電源斷開后，通過穩(wěn)壓穩(wěn)流裝置給復(fù)合儲能系統(tǒng)中需要充電的蓄電池模組進行選擇性的充電。
[0023]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明采用超級電容、蓄電池相結(jié)合的復(fù)合儲能系統(tǒng)，并利用超級電容快速獲取外圍電能，再通過超級電容對蓄電池進行充電。當該儲能系統(tǒng)與外圍電源相連接時(含接觸式和非接觸式)，利用超級電容特性能夠快速獲得電能，與外圍電源失去連接后，超級電容可以將其短時間內(nèi)獲取的電能轉(zhuǎn)移到蓄電池。經(jīng)過若干次短時間與外圍電源相連接、分離后，實現(xiàn)快速且大容量的儲存。從而實現(xiàn)充電快、儲能量大的特點。
[0024]本發(fā)明可應(yīng)用于電動汽車或其它移動用電設(shè)備的快速充電，只要在電動汽車或其它移動用電設(shè)備經(jīng)過的合適位置(如設(shè)有紅綠燈的路口等)或停留的合適位置(如超市門前停車場等)設(shè)置充電裝置，利用電動汽車或其它移動用電設(shè)備短暫的停留即可實現(xiàn)快速且大容量充電目的，而且由于超級電容儲能快、可逆性強的特性，可反復(fù)在短時間內(nèi)快速獲得外圍電能，再利用超級電容對蓄電池轉(zhuǎn)移電能，為蓄電池進行可移動式充電，從而突破目前電動汽車充電的瓶頸問題。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]圖1為本發(fā)明的原理框圖示意圖； 圖2為本發(fā)明一個實施例的電路框圖示意圖。

【具體實施方式】
[0026]下面將結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明做進一步的描述。
[0027]實施例一
通過附圖1可以看出本發(fā)明為一種電動汽車快速充電儲能系統(tǒng)裝置，在電動汽車內(nèi)設(shè)有一快速充電儲能系統(tǒng)，快速充電儲能系統(tǒng)為復(fù)合儲能系統(tǒng)，復(fù)合儲能系統(tǒng)包括超級電容I和蓄電池2，超級電容I和蓄電池2并聯(lián)在儲能系統(tǒng)的電路中，且蓄電池2是由三個蓄電池模組6串聯(lián)在一起構(gòu)成，且每個蓄電池模組6可由若干蓄電池小單元并聯(lián)或串聯(lián)組成；超級電容I旁并聯(lián)有一整流裝置4，超級電容I在電動車運行短暫停留過程中通過整流裝置4與外圍電源3進行有線或無線連接；并在電動車運行短暫停留過程中復(fù)合儲能系統(tǒng)中的超級電容I通過與外圍電源3的連接獲取電能，并在復(fù)合儲能系統(tǒng)中的超級電容I與外圍電源3斷開后，將所獲取的電能通過穩(wěn)壓穩(wěn)流裝置5給復(fù)合儲能系統(tǒng)中需要充電的蓄電池模組6進行選擇性的充電。
[0028]所述的進行選擇性的充電是驅(qū)動電機7由三個蓄電池模組6供電(如附圖2所示)，第m (m=l, 2, 3 )個蓄電池模組m與其外圍的連接都經(jīng)過開關(guān)Kml、Km2、Km3、Km4、Km5進行控制，其中Kml和Km2是為用電設(shè)備(或電動汽車)供電連接開關(guān)，Kml和Km2分別連接于蓄電池模組進線和出線上，Km3是蓄電池模組m供電隔離開關(guān)，Km3與蓄電池m并聯(lián)，跨接于Kml和Km2之外的進線和出線上，Km4和Km5是連接超級電容對蓄電池模組m進行充電連接開關(guān)，Km4和Km5分別連接在超級電容與蓄電池模組m連接的進線和出線上。
[0029]Kml、Km2、Km3、Km4、Km5均由蓄電池智能管理系統(tǒng)8智能化控制；正常情況下，當蓄電池智能管理系統(tǒng)8監(jiān)測到蓄電池模組m的電能大于一定值時，使得Kml和Km2處于閉合狀態(tài)，Km3、Km4及Km5處于斷開狀態(tài)，此時，蓄電池模組m處于供電狀態(tài)；當蓄電池模組m出現(xiàn)電能不足時，在復(fù)合儲能系統(tǒng)中的超級電容與外圍電源進行連接時，超級電容在短時間內(nèi)(約幾十秒甚至幾秒)從外圍獲得電能，同時蓄電池智能管理系統(tǒng)8篩選出需要充電的蓄電池模組m，并且使得Kml和Km2處于斷開狀態(tài)，Km3、Km4及Km5處于閉合狀態(tài)，這時，蓄電池模組m處于供電隔離狀態(tài)，超級電容對蓄電池模組m進行充電，當復(fù)合儲能系統(tǒng)中的超級電容與外圍電源斷開連接后，超級電容繼續(xù)對蓄電池模組m保持充電，直至充滿電。
[0030]所述的外圍電源3固設(shè)在電動汽車經(jīng)過道路中的某一位置上(如十字路口或停車場中)，當電動車行走到外圍電源附近時，通過接觸式和非接觸式將電動車上的外圍電源充電接收裝置與外圍電源進行連接，并通過外圍電源對電動車內(nèi)復(fù)合儲能系統(tǒng)中的超級電容進行快速充電。
[0031]所述的超級電容I與蓄電池之間設(shè)有穩(wěn)壓穩(wěn)流裝置5，復(fù)合儲能系統(tǒng)中的超級電容通過與外圍電源連接獲取電能后，在與外圍電源斷開后，通過穩(wěn)壓穩(wěn)流裝置對蓄電池模組m進行充電。
[0032]實施二
實施例二與實施例一的原理一樣，只是所述的驅(qū)動電機或用電設(shè)備由兩個蓄電池模組供電，二個蓄電池模組其中一個為驅(qū)動電機或用電設(shè)備供電，另一個則由超級電容對其進行充電；在兩個蓄電池模組的外圍的連接都經(jīng)過開關(guān)Kml、Km2、Km3、Km4、Km5進行控制，其中Kml和Km2是為用電設(shè)備(或電動汽車)供電連接開關(guān)，Kml和Km2分別連接于蓄電池模組進線和出線上，Km3是蓄電池模組m供電隔離開關(guān)，Km3與蓄電池m并聯(lián),跨接于Kml和Km2之外的進線和出線上，Km4和Km5是連接超級電容對蓄電池模組m進行充電連接開關(guān)，Km4和Km5分別連接在超級電容與蓄電池模組m連接的進線和出線上。
[0033]通過上述實施例可以看出，本發(fā)明可以歸納為一種基于超級電容和蓄電池相結(jié)合的電動汽車快速充電方法，采用超級電容與蓄電池相結(jié)合的復(fù)合儲能系統(tǒng)，在電動汽車運行短暫停留過程中，將復(fù)合儲能系統(tǒng)與外圍電源相連接，利用復(fù)合儲能系統(tǒng)中的超級電容快速從外圍電源獲得電能，當復(fù)合儲能系統(tǒng)與外圍電源失去連接后，復(fù)合儲能系統(tǒng)中的超級電容將其短時間內(nèi)獲取的電能轉(zhuǎn)移到復(fù)合儲能系統(tǒng)中的蓄電池內(nèi)；經(jīng)過若干次短時間復(fù)合儲能系統(tǒng)中的超級電容與外圍電源相連接、分離后，實現(xiàn)復(fù)合儲能系統(tǒng)中的快速且大容量的電能儲存，從而實現(xiàn)運行過程中的電動汽車的有效快速充電。
[0034]進一步地，所述的復(fù)合儲能系統(tǒng)中的超級電容與蓄電池采取并聯(lián)方式組合在一起；所述的蓄電池是由兩個以上的蓄電池模組串聯(lián)在一起構(gòu)成，且每個蓄電池模組可由若干蓄電池小單元并聯(lián)或串聯(lián)組成；當復(fù)合儲能系統(tǒng)中的超級電容給蓄電池充電時，通過管理系統(tǒng)的監(jiān)測選擇，對虧電較多的蓄電池模組進行充電，其他的蓄電池模組仍在為保持電動車正常運行給電動汽車的驅(qū)動電機或用電設(shè)備供電。
[0035]進一步地，所述的復(fù)合儲能系統(tǒng)中的超級電容與外圍電源進行連接包括接觸式(如與充電樁的插入式連接等)和非接觸式連接(如與無線充電裝置的感應(yīng)式連接等)，外圍電源固設(shè)在電動車行走的道路中的某一位置上或經(jīng)常停留的場所，當電動汽車行走到外圍電源附近時，通過接觸式和非接觸式將電動車上的外圍電源充電接收裝置與外圍電源進行連接，并通過外圍電源對電動車內(nèi)復(fù)合儲能系統(tǒng)中的超級電容進行充電。
[0036]進一步地，所述的外圍電源對電動車內(nèi)復(fù)合儲能系統(tǒng)中的超級電容進行充電是外圍電源將電源經(jīng)過整流后連接到超級電容中，并對復(fù)合儲能系統(tǒng)中的超級電容進行充電。
[0037]進一步地，所述的超級電容將短時間內(nèi)獲取的電能轉(zhuǎn)移到復(fù)合儲能系統(tǒng)中的蓄電池內(nèi)，復(fù)合儲能系統(tǒng)中的超級電容通過與外圍電源連接而快速獲取電能，在與外圍電源斷開后，通過穩(wěn)壓穩(wěn)流裝置給復(fù)合儲能系統(tǒng)中需要充電的蓄電池模組進行選擇性的充電。
[0038]進一步地，所述的選擇性的充電是，蓄電池由η個蓄電池模組組成，第m(m=l, 2,...,η )個蓄電池模組m與其外圍的連接都經(jīng)過開關(guān)Kml、Km2、Km3、Km4、Km5進行控制，其中Kml和Km2是為用電設(shè)備(或電動汽車)供電連接開關(guān)，Kml和Km2分別連接于蓄電池模組進線和出線上，Km3是蓄電池模組m供電隔離開關(guān)，Km3與蓄電池m并聯(lián)，跨接于Kml和Km2之外的進線和出線上，Km4和Km5是連接超級電容對蓄電池模組m進行充電連接開關(guān)，Km4和Km5分別連接在超級電容與蓄電池模組m連接的進線和出線上。
[0039]KmU Km2、Km3、Km4、Km5均由蓄電池智能管理系統(tǒng)智能化控制；正常情況下，當蓄電池智能管理系統(tǒng)監(jiān)測到蓄電池模組m的電能大于一定值時，使得Kml和Km2處于閉合狀態(tài)，Km3、Km4及Km5處于斷開狀態(tài)，此時，蓄電池模組m處于供電狀態(tài)；當蓄電池模組m出現(xiàn)電能不足時，在復(fù)合儲能系統(tǒng)中的超級電容與外圍電源進行連接時，超級電容在短時間內(nèi)(約幾十秒甚至幾秒)從外圍獲得電能，同時蓄電池智能管理系統(tǒng)篩選出需要充電的蓄電池模組m，并且使得Kml和Km2處于斷開狀態(tài)，Km3、Km4及Km5處于閉合狀態(tài)，這時，蓄電池模組m處于供電隔離狀態(tài)，超級電容對蓄電池模組m進行充電，當復(fù)合儲能系統(tǒng)中的超級電容與外圍電源斷開連接后，超級電容繼續(xù)對蓄電池模組m保持充電，直至充滿電。
[0040]本發(fā)明可應(yīng)用于電動汽車或其它移動用電設(shè)備的快速充電，只要在電動汽車或其它移動用電設(shè)備所經(jīng)常經(jīng)過的合適位置(如紅綠燈路口等)或者所經(jīng)常停留的場所(如超市停車場等)設(shè)置充電裝置，利用電動汽車或其它移動用電設(shè)備短暫的停留即可實現(xiàn)快速充電目的，而且由于超級電容儲能快、可逆性強的特性，可反復(fù)在短時間內(nèi)快速獲得外圍電能，再利用超級電容對蓄電池轉(zhuǎn)移電能，為蓄電池進行充電，從而突破目前電動汽車充電的瓶頸問題。
[0041]很顯然，上述實施例只是本發(fā)明所列舉的幾個實例，理解這些實施方式僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明范圍，在閱讀本發(fā)明后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對本發(fā)明的各種等價形式的修改均落于本發(fā)明所要求的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種超級電容和蓄電池相結(jié)合的電動汽車快速充電方法，采用超級電容與蓄電池相結(jié)合的復(fù)合儲能系統(tǒng)，在電動車運行短暫停留過程中，將復(fù)合儲能系統(tǒng)與外圍電源相連接，利用復(fù)合儲能系統(tǒng)中的超級電容快速從外圍電源獲得電能，當復(fù)合儲能系統(tǒng)與外圍電源失去連接后，復(fù)合儲能系統(tǒng)中的超級電容將短時間內(nèi)獲取的電能轉(zhuǎn)移到復(fù)合儲能系統(tǒng)中的蓄電池內(nèi)；經(jīng)過若干次短時間復(fù)合儲能系統(tǒng)中的超級電容與外圍電源相連接、分離后，實現(xiàn)復(fù)合儲能系統(tǒng)的快速且大容量的電能儲存，從而實現(xiàn)電動汽車在行駛過程中的快速充電。
2.如權(quán)利要求1所述的超級電容和蓄電池相結(jié)合的電動車快速充電方法，其特征在于，所述的復(fù)合儲能系統(tǒng)中的超級電容與蓄電池采取并聯(lián)方式組合在一起；所述的蓄電池是由兩個以上的蓄電池模組串聯(lián)在一起構(gòu)成；當復(fù)合儲能系統(tǒng)中的超級電容給蓄電池充電時，通過管理系統(tǒng)的監(jiān)測選擇，對虧電較多的蓄電池模組進行充電，其它的蓄電池模組仍在為保持電動車正常運行給電動汽車的驅(qū)動電機或用電設(shè)備供電。
3.如權(quán)利要求1所述的超級電容和蓄電池相結(jié)合的電動車快速充電方法，其特征在于，所述的復(fù)合儲能系統(tǒng)中的超級電容與外圍電源進行連接包括接觸式和非接觸式連接，外圍電源固設(shè)在電動汽車所經(jīng)常經(jīng)過的特定位置，當電動汽車行走到外圍電源附近時，通過接觸式和非接觸式將電動車上的外圍電源充電接收裝置與外圍電源進行連接，并通過外圍電源對電動車內(nèi)復(fù)合儲能系統(tǒng)中的超級電容進行充電。
4.如權(quán)利要求3所述的超級電容和蓄電池相結(jié)合的電動車快速充電方法，其特征在于，所述的外圍電源對電動車內(nèi)復(fù)合儲能系統(tǒng)中的超級電容進行充電是外圍電源將電源經(jīng)過整流后連接到超級電容中，并對復(fù)合儲能系統(tǒng)中的超級電容進行充電。
5.如權(quán)利要求1所述的超級電容和蓄電池相結(jié)合的電動車快速充電方法，其特征在于，所述的超級電容將短時間內(nèi)獲取的電能轉(zhuǎn)移到復(fù)合儲能系統(tǒng)中的蓄電池內(nèi)是復(fù)合儲能系統(tǒng)中的超級電容通過與外圍電源連接獲取電能后，在與外圍電源斷開后，通過穩(wěn)壓穩(wěn)流裝置給復(fù)合儲能系統(tǒng)中需要充電的蓄電池模組進行選擇性的充電。
6.如權(quán)利要求5所述的超級電容和蓄電池相結(jié)合的電動車快速充電方法，其特征在于，所述的選擇性的充電是蓄電池由η個蓄電池模組組成，第m(m=l，2，...，η )個蓄電池模組111與其外圍的連接都經(jīng)過開關(guān)1(1111、1(1112、1(1113、1(1114、1(1115進行控制，其中Kml和Km2是為用電設(shè)備(或電動汽車)供電連接開關(guān)，Kml和Km2分別連接于蓄電池模組進線和出線上，Km3是蓄電池模組m供電隔離開關(guān)，Km3與蓄電池m并聯(lián)，跨接于Kml和Km2之外的進線和出線上，Km4和Km5是連接超級電容對蓄電池模組m進行充電連接開關(guān)，Km4和Km5分別連接在超級電容與蓄電池模組m連接的進線和出線上； KmU Km2、Km3、Km4、Km5均由蓄電池智能管理系統(tǒng)智能化控制；正常情況下，當蓄電池智能管理系統(tǒng)監(jiān)測到蓄電池模組m的電能大于一定值時，使得Kml和Km2處于閉合狀態(tài)，Km3、Km4及Km5處于斷開狀態(tài)，此時，蓄電池模組m處于供電狀態(tài)；當蓄電池模組m出現(xiàn)電能不足時，在復(fù)合儲能系統(tǒng)中的超級電容與外圍電源進行連接時，超級電容在短時間內(nèi)(約幾十秒甚至幾秒)從外圍獲得電能，同時蓄電池智能管理系統(tǒng)篩選出需要充電的蓄電池模組m，并且使得Kml和Km2處于斷開狀態(tài)，Km3、Km4及Km5處于閉合狀態(tài)，這時，蓄電池模組m處于供電隔離狀態(tài)，超級電容對蓄電池模組m進行充電，當復(fù)合儲能系統(tǒng)中的超級電容與外圍電源斷開連接后，超級電容繼續(xù)對蓄電池模組m保持充電，直至充滿電。
7.一種實現(xiàn)權(quán)利要求1所述超級電容和蓄電池相結(jié)合的電動車快速充電方法上述方法的電動車快速充電儲能系統(tǒng)裝置，快速充電儲能系統(tǒng)為復(fù)合儲能系統(tǒng)，復(fù)合儲能系統(tǒng)包括超級電容和蓄電池，其特征在于，超級電容和蓄電池并聯(lián)在儲能系統(tǒng)的電路中，且蓄電池是由兩個以上的蓄電池模組串聯(lián)在一起構(gòu)成；在電動汽車運行短暫停留過程中，復(fù)合儲能系統(tǒng)中的超級電容與外圍電源進行連接，并從外圍電源獲取電能，并在復(fù)合儲能系統(tǒng)中的超級電容與外圍電源斷開后給虧電較多的蓄電池模組進行充電。
8.如權(quán)利要求7所述的電動車快速充電儲能系統(tǒng)裝置，其特征在于，所述的復(fù)合儲能系統(tǒng)中的超級電容與外圍電源進行連接包括接觸式和非接觸式連接，外圍電源固設(shè)在電動汽車所經(jīng)常經(jīng)過的特定位置，當電動汽車行走到外圍電源附近時，通過接觸式和非接觸式將電動車上的外圍電源充電接收裝置與外圍電源進行連接，并通過外圍電源對電動車內(nèi)復(fù)合儲能系統(tǒng)中的超級電容進行充電。
9.如權(quán)利要求8所述的電動車快速充電儲能系統(tǒng)裝置，其特征在于，所述的超級電容與外圍電源進行連接是通過整流裝置與外圍電源進行連接的，外圍電源將電源經(jīng)過整流后連接到超級電容中，并對復(fù)合儲能系統(tǒng)中的超級電容進行充電。
10.如權(quán)利要求9所述的電動汽車快速充電儲能系統(tǒng)裝置，其特征在于，所述的超級電容與外圍電源斷開后給虧電較多的蓄電池模組進行充電是，蓄電池由η個蓄電池模組組成,第m (m=l, 2,..., η )個個蓄電池模組m與其外圍的連接都經(jīng)過開關(guān)Kml、Km2、Km3、Km4、Km5進行控制，其中Kml和Km2是為用電設(shè)備(或電動汽車)供電連接開關(guān)，Kml和Km2分別連接于蓄電池模組進線和出線上，Km3是蓄電池模組m供電隔離開關(guān)，Km3與蓄電池m并聯(lián)，跨接于Kml和Km2之外的進線和出線上，Km4和Km5是連接超級電容對蓄電池模組m進行充電連接開關(guān)，Km4和Km5分別連接在超級電容與蓄電池模組m連接的進線和出線上； KmU Km2、Km3、Km4、Km5均由蓄電池智能管理系統(tǒng)智能化控制；正常情況下，當蓄電池智能管理系統(tǒng)監(jiān)測到蓄電池模組m的電能大于一定值時，使得Kml和Km2處于閉合狀態(tài)，Km3、Km4及Km5處于斷開狀態(tài)，此時，蓄電池模組m處于供電狀態(tài)；當蓄電池模組m出現(xiàn)電能不足時，在復(fù)合儲能系統(tǒng)中的超級電容與外圍電源進行連接時，超級電容在短時間內(nèi)(約幾十秒甚至幾秒)從外圍獲得電能，同時蓄電池智能管理系統(tǒng)篩選出需要充電的蓄電池模組m，并且使得Kml和Km2處于斷開狀態(tài)，Km3、Km4及Km5處于閉合狀態(tài)，這時，蓄電池模組m處于供電隔離狀態(tài)，超級電容對蓄電池模組m進行充電，當復(fù)合儲能系統(tǒng)中的超級電容與外圍電源斷開連接后，超級電容繼續(xù)對蓄電池模組m保持充電，直至充滿電。
【文檔編號】H02J7/34GK104135062SQ201410410895
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年8月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月20日
【發(fā)明者】程暢棟, 王慶召, 韓云杰, 黃豪, 鄧暉 申請人:程暢棟