一种双电池节能系统以及装备有该系统的车辆的利记博彩app
【专利摘要】本实用新型公开了一种双电池节能系统，所述双电池节能系统包括：主要用于存储能量的、具备较大存储容量的第一电池组；与所述第一电池组并联的能够被快速充电的第二电池组，所述第二电池组连接至能量回收装置并且储存来自该装置的电能；以及布置在第一电池组与第二电池组之间的电流控制装置。本实用新型还提供了装备有所述的双电池节能系统的车辆。
【专利说明】
一种双电池节能系统以及装备有该系统的车辆
技术领域
[0001]本实用新型涉及能量回收技术，更具体而言，涉及一种双电池节能系统以及装备有该系统的车辆。
【背景技术】
[0002]在当前的社会，保护环境，节约能源的需求日益增长。特别是在交通工具中，在制动过程中或者发动机的工作过程中，有许多能量无法有效利用，造成了能源的浪费。例如在车辆领域中，为了能够提高整车效率，降低油耗，提高燃油经济性，目前各大汽车厂商均致力于研究各种各样的新型汽车技术。其中，在汽车减速时，回收制动能量并存储在电池中，以在将来供给车用电器设备使用，是一种重要的降低油耗的方法，已经广泛的用于各类新能源车型，如纯电动车和混合动力车型上。
[0003]由于现代交通工具越来越多地配备了各种电器设备，导致整体耗电量也在逐步增加，供电系统的压力也越来越大。必须有足够的电能储备以满足众多的电器需求，通常传统的用电设备在不同的工况下，对能量的消耗是很大的。例如在汽车中，车用用电器的电能实际上都是从燃油通过发动机的做功发电得到，如果制动时回收的能量承担部分电能，再生的能量可供发动机附件、前灯、空调、音响、仪表等电子部件使用。在频繁加速和减速的行驶条件下，这种系统能够大幅度提高燃油经济性。
[0004]举例来说，在车辆中，一般设置有一个或者多个电池组成的电池系统，以在车辆起动时驱动起动发动机的起动机，在发电机工作的情况下，存储能量，并在车载发电机停止工作的情况下，输出电流驱动车上的电气负载。通常来讲车上的电气负载包括安全系统、发动机管理系统、娱乐系统、照明系统、空调系统、雨刷等等。目前大多数所知的发动机驱动的车辆上，均采用铅酸电池作为电池系统以驱动车用负载和起动发动机。而在车辆行驶过程中通常需要发动机输出功率，驱动发电机以给整车负载供电和给铅酸电池充电。当时常规的铅酸电池，常规的铅酸电池由于内阻较大，可用充电功率较低，导致用于减速能量回收系统时可回收能量较少，达不到预期的节能效果。
[0005]因此，继续一种有效的能量回收系统，能够有效回收在交通工具中被浪费的能量。【实用新型内容】
[0006]本实用新型的目的在于提供一种双电池节能系统，其能够在车辆减速时控制可控发电机回收减速能量，并用于车用用电设备，从而提高燃油经济性，另一方面可以存储较多能量，在起动时驱动起动机，此外在车辆正常行驶时可以驱动车用用电负载，或者由发电机进行慢速充电。
[0007]为达到上述目的，本实用新型提供了一种双电池节能系统，根据本实用新型的一个方面，所述双电池节能系统包括:主要用于存储能量的、具备较大存储容量的第一电池组;与所述第一电池组并联的能够被快速充电的第二电池组，所述第二电池组连接至能量回收装置并且储存来自该装置的电能；以及布置在第一电池组与第二电池组之间的电流控制装置。
[0008]优选地，所述电流控制装置可以包括有使得电流自第一电池组朝向第二电池组单向流动的单向导通元件。
[0009]进一步优选地，所述单向导通元件还并联有可控开关，该可控开关连接在所述第一电池组和第二电池组之间。
[0010]所述可控开关为继电器、IGBT、M0SFET或者其他可用于控制电路通断的元器件。
[0011]根据本实用新型的另一个实施方式，在根据本实用新型的节能系统中，电流控制装置可以包括有可控开关，该可控开关连接在第一电池和第二电池之间，所述可控开关在需要第一电池和第二电池各自独立工作时断开，所述可控开关在需要双电池系统协同工作时闭合。优选地，可控开关可以为继电器、IGBT、M0SFET或者其他可用于控制电路通断的元器件。
[0012]在根据本实用新型的节能系统中，第二电池组的电池可以为用于大倍率回收充电电能的蓄电池，具有较好的功率特性。第一电池组的电池可以为主要用于存储能量的具有较好的能量特性的蓄电池。
[0013]优选地，根据本实用新型的节能系统中还可以包括对电池的剩余电量、可用充放电功率情况、可用能量和可存储能量情况中的一种或者多种进行检测评估的电池管理系统。
[0014]根据本实用新型的另一方面，提供了一种车辆，所述车辆装备有前文所述的双电池节能系统，其中，所述第一电池组为车辆的起动机供电，所述第二电池组为车辆的常规车用负载供电，所述能量转换装置为发电机，所述发电机在车辆减速时回收减速能量转化成电能对所述第二电池组和/或第一电池组进行充电，优选的，所述发电机为输出电压可控的发电机，特别的，在车辆减速时，提高输出电压，以更多的回收减速能量，对所述第二电池组和/或第一电池组进行充电。
[0015]本实用新型所带来的有益效果至少在于:
[0016]通过使用本实用新型，一方面可以在车辆减速时控制可控发电机提高输出电压，回收减速能量，并用于车用用电设备，从而提高燃油经济性，另一方面可以存储较多能量，在起动时驱动起动机，此外在车辆正常行驶时可以驱动车用用电负载，或者由发电机进行慢速充电。
【附图说明】
[0017]为了更清楚地说明本公开内容的技术方案，下面参照附图描述本申请的【具体实施方式】。
[0018]下面结合附图和实施例对本实用新型进行进一步的说明。在附图中:
[0019]图1是示出了根据本实用新型的双电池节能系统的一个实施方式的示意图；
[0020]图2是示出了根据本实用新型的双电池节能系统的另一个实施方式的示意图；
[0021]图3是示出了根据本实用新型的双电池节能系统的又一个实施方式的示意图，其中该系统中的电流控制装置中的单向导通元件还并联有可控开关；
[0022]图4是示出了根据本实用新型的双电池节能系统的又一个【具体实施方式】的示意图，其中该系统中的电流控制装置中包括有可控开关；
[0023]图5是示出了图4所示的双电池节能系统的一个变型的实施方式的示意图，其中该系统中的电流控制装置中的可控开关为一直闭合的；以及
[0024]图6是示出了根据本实用新型的双电池节能系统的一个实施方式用于车辆的示意图，其中用作大流量负载的起动机和用作能量回收装置的发电机分别位于电流控制装置两侧。
[0025]图7是示出了根据本发明的双电池节能系统的又一个实施方式用于车辆的示意图，其中用作大流量负载的起动机和用作能量回收装置的发电机分别位于电流控制装置两侦U，起动机由第一电池组直接驱动，该系统中的电流控制装置中的单向导通元件还并联有可控开关，单向导通元件使得电流能够从第一电池组向第二电池组单向流动。以及
[0026]图8是示出了根据本发明的双电池节能系统的又一个实施方式用于车辆的示意图，其中用作大流量负载的起动机和用作能量回收装置的发电机分别位于电流控制装置两侧，起动机由第二电池组直接驱动，其他车用负载全部由电池一直接驱动，且该系统中的电流控制装置中包括有可控开关。
【具体实施方式】
[0027]下面结合附图对本实用新型进行进一步说明。在本公开内容中所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。本实用新型的保护范围并不受下文所描述的【具体实施方式】的限制。
[0028]在下文的公开内容中，可以理解的是，所示出的实施方式和实例仅仅是示例性的。除非在本文中有特别的说明，本公开内容中所提到的各种与元件、部件、设备、方法相关的术语以及措辞与本领域普通技术人员所普遍理解的定义和含义是一致的。需要注意的是，附图中所示出的各种设备、装置、电路、元件和组件等等的形状构造以及位置仅仅是示意性的，应该理解，图中所示的各个元素在实践中根据实际情况可以采取不同的形态和形式，这并不偏离本实用新型的精神和主旨。
[0029]本领域技术人员可以理解的是，本文中所提到的电池组可以包括一个或更多个电池单体，根据不同的使用环境，电池组中的电池可以是铅酸电池、锂电池、碱性电池、镍氢电池、储能电池、燃料电池、太阳能电池中的一种或多种。
[0030]本实用新型提出了一种双电池节能系统，该节能系统可以用于交通工具中，或者其它需要储存能量的设备中，例如动力机械或者机械加工设备，或者其它能够利用根据本实用新型的系统来储存多余的能量的设备中。
[0031]优选地，根据本实用新型的双电池节能设备可以用于车辆中，特别是用于具有发动机的车辆例如陆地车辆或水陆两用车辆等。优选地，根据本实用新型的双电池节能系统用于具有内燃机或者电动机的车辆中，例如四轮车，三轮车，两轮车，或者独轮车中。
[0032]图1示出了根据本实用新型的双电池节能系统(下文简称为节能系统)100的一个实施方式的示意图，该视图示出了本实用新型的双电池节能系统的最基本的结构。如图所示，节能系统100可以包括有第一电池组110，该电池组主要用于存储能量，具备较大存储容量的后备电电池，用于提供后备电量;第二电池组120，该第二电池组可以与所述第一电池组并联，所述第二电池组能够被快速充电以储存来自能量回收装置的电能，并且能够快速放电提供大功率输出。此外，节能系统100还包括布置在第一电池组110与第二电池组120之间的电流控制装置130，该电流控制装置在预定条件下使得第一电池组与第二电池组之间断开、闭合。
[0033]图2示出了根据本实用新型的双电池节能系统的另一个实施方式200的示意图，图3示出了根据本实用新型的双电池节能系统的又一个实施方式300的示意图。在图2所示的节能系统200中，可以包括有第一电池组210，该电池组主要用于存储能量，为大电流负载240提供较大容量的后备电池，以提供电量;第二电池组220，该第二电池组220与第一电池组210并联，第二电池组能够被快速充电以储存来自能量回收装置250的电能，并且提供并且能够快速放电提供大功率输出；以及布置在第一电池组210与第二电池组220之间的电流控制装置。在该实施方式中，该大电流负载例如可以是电动机和起动机等；能量回收装置250可以是发电机。在电流控制装置中可以包括有单向导通元件231，从而使得电流仅仅能够从第一电池组210流向第二电池组220，自第一电池组朝向第二电池组单向流动。
[0034]在图3所示的节能系统300中，该系统与节能系统200类似，同样包括有第一电池组310，该电池组可以用于存储能量，为大电流负载340提供较大容量的后备电量;第二电池组320，该第二电池组320与第一电池组310并联，第二电池组能够被快速充电以储存来自能量回收装置350的电能，并且提供并且能够快速放电提供大功率输出；以及布置在第一电池组310与第二电池组320之间的电流控制装置。
[0035]在节能系统300的电流控制装置中，不仅包括有单向导通元件331，该单向导通元件331还可以并联有可控开关332。
[0036]可控开关332连接在第一电池组310和第二电池组320之间，在第一电池组为大电流负载340供电时，可控开关332断开;在第二电池组320处于被充电状态时，可控开关332能够闭合;当第二电池组320的电压高于第一电池组310的电压时，可控开关332断开。
[0037]优选地，可控开关332可以是继电器、IGBT(Insulated Gate BipolarTransistor，绝缘栅双极型晶体管)、M0SFET(金属-氧化物半导体场效应晶体管)或者其他可用于控制电路通断的元器件。
[0038]图4示出了根据本实用新型的又一个【具体实施方式】的双电池节能系统400的示意图，该系统同样包括有第一电池组410，该电池组主要用于存储能量，为大电流负载440提供较大容量的后备电量;第二电池组420，该第二电池组420与第一电池组410并联，第二电池组能够被快速充电以储存来自能量回收装置450的电能；以及布置在第一电池组410与第二电池组420之间的电流控制装置。在节能系统400的电流控制装置中可以包括有可控开关433。该可控开关连接在第一电池组和第二电池组之间。可控开关433在需要第一电池组和第二电池组各自独立工作时断开;可控开关433在需要两个电池组系统协同工作时闭合。优选地，可控开关433可以为继电器、IGBT或者其他可用于控制电路通断的元器件。
[0039]图5示出了图4所示的双电池节能系统的一个变型的实施方式500，该节能系统中同样包括为大电流负载540供电第一电池组510、用于储存来自能量回收装置550的电能的第二电池组520。在节能系统500中，可控开关535连接在第一电池组和第二电池组之间，并且该系统中的可控开关为一直闭合的。
[0040]在前文所描述的节能系统100、200、300、400和500中，第二电池组的电池可以为用于大倍率回收充电电能的蓄电池，具有较好的功率特性;优选地，第二电池组的电池可以为高性能铅酸电池、锂离子电池，或者其他可用于回收能量的蓄电池。第一电池组的电池为主要用于存储能量的蓄电池，具有较好的能量特性;优选地，第一电池可以为铅酸电池，或者锂离子电池，或者其他可用于驱动大电流负载的蓄电池。
[0041]优选地，节能系统能够根据第一电池组和第二电池组各自的电压来控制可控开关。
[0042]优选地，在根据本实用新型的节能系统中还包括电池管理系统(未示出)，该电池管理系统对电池进行管理，所述对电池的管理包括对电池的剩余电量、可用充放电功率情况、可用能量和可存储能量情况中的一种或者多种进行检测评估。
[0043]在根据本实用新型的实施方式中，在第一电池组为大电流负载供电时，可控开关断开，第一电池全力为大电流负载供电，同时不影响第二电池组电压以及第二电池组所供电的负载(如附图中所示的260、360、460和560)的使用效果;优选地，当以大倍率电流向第二电池组充电时，可控开关断开，以使得第一电池组不受大倍率电流影响。
[0044]根据本实用新型的一个实施例，在所述第二电池组为所述大电流负载供电时，可控开关断开，第二电池全力为所述大电流负载供电，同时不影响第一电池组电压以及第一电池组所供电的负载的使用效果。
[0045]在下文中，以安装在具有发动机的车辆中的双电池节能系统为例，来进一步说明。
[0046]在前述实施方式中的双电池节能系统100至500，都可以应用于具有发动机的车辆中。其中，第一电池组可以为作为大电流负载的起动机供电，第二电池组为车辆的常规车用负载供电。
[0047]车辆正常行驶等情况下则车用负载主要由第二电池组进行驱动，或者车用负载部分由第二电池组驱动，部分由第一电池组驱动。
[0048]车辆中的能量转换装置设置为发电机，该发电机在车辆减速时回收减速能量转化成电能对第二电池组和/或第一电池组进行充电，优选地，发电机为输出电压可控的发电机。
[0049]或者，在车辆正常行驶等情况下，也根据电池的状态来控制发电机对第一电池组和/或第二电池组进行补电，驱动整车负载。
[0050]在充电状态下的主要充电电流由第二电池组回收，同时第一电池组也可以回收一定的电量。
[0051]本实用新型还保护一种车辆，所述车辆装备有根据前文所述的双电池节能系统，其中，所述第二电池组为车辆的起动机供电，所述第一电池组为车辆的常规车用负载供电；车辆正常行驶等情况下则车用负载主要由第一电池组进行驱动，或者车用负载部分由第一电池组驱动，部分由第二电池组驱动;所述车辆中的能量转换装置为发电机，所述发电机在车辆减速时回收减速能量转化成电能对所述第二电池组和/或第一电池组进行充电；优选的，所述发电机为输出电压可控的发电机。或者在车辆正常行驶等情况下也根据电池的状态控制发电机对第一电池组和/或第二电池组进行补电，驱动整车负载;在充电状态下的主要充电电流由第二电池组回收，同时第一电池组也可以回收一定的电量。
[0052]根据本实用新型的一个实施例，在能量转换装置可以回收能量转换为电能的时候，快速向第二电池组充电回收电能，同时可以向第一电池组充电回收电能，控制系统根据电池的状态控制电流控制装置分配两个电池组的充电功率，保护电池并实现最大化的能量回收；回收的能量将用于车辆电气负载;在发动机启动时，电流控制装置合理分配第一和第二电池组的输出功率，保证启动的功率需求；同时尽力避免车辆其他负载的供电电压变化过大或电压过低。
[0053]在根据本实用新型的双电池节能系统中，在电流控制装置中的单向导通元件例如可以是二极管或二极管阵列。
[0054]车用负载可以包括安全系统、发动机管理系统等，还可以包括车内和车外的灯光系统、娱乐系统等等。
[0055]本实用新型中，车用负载可以全部由第二电池组直接驱动，如图2、图3、图4、图5、图7中实施例所示;也可以全部由第一电池组直接驱动，如图8中实施例所示;也可以部分由第一电池组直接驱动，部分由第二电池组直接驱动，如图6中实施例所示。
[0056]无论车用负载的具体驱动方式如何，均可以通过控制电流控制装置和/或发电机输出电压，分配驱动功率，如各图中实施例所示。
[0057]在一些实施例中，没有电池管理系统，则相应的整车控制器可以根据电池电压等信息，控制可控开关。
[0058]例如如图6所示的实施方式，也可以将起动机和第一电池布置于二极管的一侧，发电机和第二电池布置于二极管的另一侧，从而保证两个电池能够各自完成其所需要的功能，能够保证发动机的起动和减速能量的回收。起动机和第一电池直接并联布置，可以保证在任何时候，起动机均可以直接驱动起动机，保证整车的直接运行。发电机和第二电池组直接并联布置，可以保证在减速能量回收时，直接向第二电池组大功率充电。同时在正常运行过程中，发电机也可以直接发电驱动整车负载，给第二电池组补电，同时通过二极管给第一电池组补电。
[0059]本实用新型中，可控开关可以为继电器，也可以是其他可用于控制电路通断的电子元器件，如IGBT IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)，绝缘棚.双极型晶体管、MOSFET金属-氧化物半导体场效应晶体管，简称金氧半场效晶体管(Me tal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,M0SFET)等。
[0060]例如如图7所示的实施方式，也可以将起动机740和第一电池710布置于二极管731的一侧，发电机750、车用负载760和第二电池720布置于二极管的另一侧，从而保证两个电池能够各自完成其所需要的功能，能够保证发动机的起动和减速能量的回收，同时保证第一电池的寿命。通常情况下，第一电池仅驱动起动机而不驱动车用负载，以防止第一电池被过放;减速能量回收时，断开可控开关732，二极管731即可以保证仅第二电池被大倍率充电，而第一电池不会被过充。在第一电池需要充电时，闭合可控开关，发电机即可以直接向第一电池充电;在第二电池电压较低的时候，第一电池也可以通过二极管驱动车用负载，保证整车的正常工作。
[0061 ] 本实用新型中，起动机可以由第一电池组直接驱动，也可以由第二电池组直接驱动。
[0062]图8示出了根据本实用新型的双电池节能系统的一个实施方式用于车辆的示意图，其中起动机840由第二电池组820直接驱动;发电机850则与第一电池组810直接并联。
[0063]如图8所示，第二电池组在起动时直接驱动起动机840，同时电流控制装置830可以控制电路断开，防止影响第一电池组的电压和车用负载860的供电。在减速能量回收时，电流控制装置830可以控制电路闭合，发电机850同时向第一电池组和第二电池组大电流回馈电能。在车辆正常行驶过程中，发电机850可以直接驱动车用负载，同时向第一电池组和第二电池组补电。
[0064]以上所述，仅为本实用新型较佳的【具体实施方式】，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
【主权项】
1.一种双电池节能系统，其特征在于，所述双电池节能系统包括: 用于存储能量的、具备较大存储容量的第一电池组； 与所述第一电池组并联的能够被快速充电的第二电池组；以及 布置在第一电池组与第二电池组之间的电流控制装置。2.根据权利要求1所述的节能系统，其特征在于，所述电流控制装置包括有使得电流在两个电池组之间单向流动的单向导通元件。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于:所述单向导通元件还并联有可控开关，该可控开关连接在所述第一电池组和第二电池组之间。4.根据权利要求3所述的节能系统，其特征在于，所述可控开关为继电器、IGBT、MOSFET或者其他可用于控制电路通断的元器件。5.根据权利要求1所述的节能系统，其特征在于，所述电流控制装置包括有可控开关，该可控开关连接在第一电池和第二电池之间，所述可控开关在需要第一电池和第二电池各自独立工作时断开，所述可控开关在需要双电池系统协同工作时闭合或单向导通。6.根据权利要求5所述的节能系统，其特征在于，所述可控开关为继电器、IGBT、MOSFET或者其他可用于控制电路通断的元器件。7.根据权利要求1所述的节能系统，其特征在于，所述电流控制装置是将第一电池组与第二电池组之间的线路一直闭合的电流控制装置。8.根据权利要求1-7中任一项所述的节能系统，其特征在于:所述第二电池组的电池为用于大倍率回收充电电能的蓄电池，具有较好的功率特性。9.根据权利要求8所述的节能系统，其特征在于，所述第一电池组的电池为主要用于存储能量的具有较好的能量特性的蓄电池。10.根据权利要求9所述的节能系统，其特征在于，所述系统还包括有能量转换装置，该能量转换装置可向双电池系统中的第一电池组和/或第二电池组充电。11.根据权利要求10所述的节能系统，其特征在于，所述系统还包括对电池的剩余电量、可用充放电功率情况、可用能量和可存储能量情况中的一种或者多种进行检测评估的电池管理系统。12.—种装备有根据权利要求1-11中任一项所述的双电池节能系统的车辆，其特征在于， 所述第一电池组为车辆的起动机供电； 车辆正常行驶等情况下则车用负载由第二电池组、第一电池组和发电机进行驱动，驱动功率的分配比例依赖各电池组的状态，通过控制电流控制装置和发电机输出电压进行调节； 所述能量转换装置为发电机，所述发电机在车辆减速时回收减速能量转化成电能对所述第二电池组和/或第一电池组进行充电13.根据权利要求12所述的车辆，其特征在于，所述发电机为输出电压可控的发电机，在车辆减速时，提高输出电压，以更多的回收减速能量，对所述第二电池组和/或第一电池组进行充电。14.一种装备有根据权利要求1-11中任一项所述的双电池节能系统的车辆，其特征在于， 所述第二电池组为车辆的起动机供电； 车辆正常行驶等情况下则车用负载由第二电池组、第一电池组和发电机进行驱动，驱动功率的分配比例依赖各电池组的状态，通过控制电流控制装置和发电机输出电压进行调节 ； 所述能量转换装置为发电机，所述发电机在车辆减速时回收减速能量转化成电能对所述第二电池组和/或第一电池组进行充电.15.根据权利要求14所述的车辆，其特征在于， 所述发电机为输出电压可控的发电机，在车辆减速时，提高输出电压，以更多的回收减速能量，对所述第二电池组和/或第一电池组进行充电。
【文档编号】H02J7/00GK205565759SQ201521077255
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2015年12月22日
【发明人】李立国, 华剑锋, 韩雪冰, 田硕
【申请人】北京科易动力科技有限公司