一种锂电池与超级电容混合型启动电池的制作方法

1.本实用新型涉及电动汽车技术领域，特别涉及一种锂电池与超级电容混合型启动电池。


背景技术：

2.启动电池是电动汽车的发动机组最重要，最关键的部件。由于铅酸蓄电池技术成熟、性能稳定、成本低，因此一直作为启动电池使用。但铅酸电池存在铅污染的环保问题，并且车辆发动机组启动时，启动峰值电流需要几百安培，甚至上千安培，如此高倍率的放电，严重降低了电池寿命。汽车在使用寿命到达前，需多次更换铅酸电池，这在浪费资源的同时大大增加经济成本，并进一步加重了环境负担。
3.此外，铅酸蓄电池还存在低温启动性能差的问题，在低温的冬天，铅酸电池经常不能顺利地启动，甚至无法启动车辆，影响了启动的可靠性。


技术实现要素：

4.本实用新型提供一种锂电池与超级电容混合型启动电池，其主要目的在于解决现有技术存在的问题。
5.本实用新型采用如下技术方案：
6.一种锂电池与超级电容混合型启动电池，包括锂电池、dcdc转换器、超级电容和集成控制板；所述dcdc转换器电连接于所述锂电池和超级电容；所述集成控制板电连接于所述锂电池、dcdc转换器和超级电容，所述集成控制板通过采集锂电池和超级电容的状态参数，从而控制dcdc转换器进行升压或降压控制，进而控制锂电池和超级电容的工作状态。
7.进一步，还包括通讯模块；所述通讯模块包括can通讯模块和无线通讯模块，所述集成控制板通过can通讯模块连接于整车can总线，并通过无线通讯模块连接于移动终端。具体地，所述移动终端为手机、电脑或调试设备。
8.进一步，所述锂电池包括若干电芯单体；所述集成控制板设有连接于所述锂电池的电芯电压采集端、电芯温度采集端和电芯电流采集端。所述锂电池外部设有加热膜，所述集成控制板还设有连接于所述加热膜的电池加热控制信号输出端。
9.进一步，所述集成控制板设有连接于所述超级电容的电容电压采集端、电容温度采集端和电容电流采集端。所述dcdc转换器和超级电容之间设有继电器k1，所述集成控制板还设有继电器k1控制信号输出端。
10.进一步，所述集成控制板设有连接于所述dcdc转换器的dcdc信号采集端、升压控制信号输出端和降压控制信号输出端。
11.进一步，所述集成控制板设有整车低压下电信号采集端、bcm唤醒信号采集端、vcu唤醒信号采集端和整车低压发电信号采集端。
12.和现有技术相比，本实用新型产生的有益效果在于：
13.本实用新型在锂电池的基础上，配合dcdc转换器和超级电容的应用，从而组成了
一套混合型启动电池，由此可实现更高充电和放电倍率、更长寿命的技术效果，确保汽车在使用寿命期间，不需要更换启动电池，从而节省用户的维修成本和后期的环境负担，克服了现有铅酸蓄电池作为启动电池所存在的弊端。
附图说明
14.图1为本实用新型的原理框图。
15.图2为本实用新型中集成控制板的电路结构示意图。
16.图3为本实用新型中集成控制板、dcdc转换器和超级电容的电路简图。
17.图4为本实用新型的控制流程图。
18.图中：1、锂电池；11、加热膜；2、dcdc转换器；3、超级电容；4、集成控制板；5、通讯模块；51、can通讯模块；52、无线通讯模块。
具体实施方式
19.下面参照附图说明本实用新型的具体实施方式。为了全面理解本实用新型，下面描述到许多细节，但对于本领域技术人员来说，无需这些细节也可实现本实用新型。
20.如图1至图3所示，一种锂电池与超级电容混合型启动电池，包括锂电池1、dcdc转换器2、超级电容3和集成控制板4；dcdc转换器2电连接于锂电池1和超级电容3；集成控制板4电连接于锂电池1、dcdc转换器2和超级电容3，并连接于整车用电设备；集成控制板4通过采集锂电池1和超级电容3的状态参数，从而控制dcdc转换器2进行升压或降压控制，进而控制锂电池1和超级电容3的工作状态，使得锂电池1或超级电容3通过dcdc转换器2为整车用电设备供电。
21.如图1和图2所示，该启动电池还包括通讯模块5，通讯模块5包括can通讯模块51和无线通讯模块52。具体地，集成控制板4通过can通讯模块51连接于整车can总线，从而采集整车信号，并且通过can总线实时发送自身的相关信息，例如锂电池1单体电压、温度、工作电流，故障信息实时报警等等，以便驾驶员可以通过仪表台或移动终端随时掌握启动电池的状态信息。集成控制板4通过无线通讯模块52连接于移动终端，驾驶员可通过移动终端实时监控启动电池的工作状态。无线通讯模块52可选用蓝牙模块或wifi模块，移动终端可以是驾驶员的手机、电脑或调试设备。
22.如图1至图3所示，锂电池1包括若干电芯单体，采用单电芯方案，无需电池均衡，电池管理系统只需采集单体的电压、温度，系统结构更加简化。若电池容量需加大，则对电芯进行并联。集成控制板4与锂电池的具体连接方式为：集成控制板4设有连接于锂电池1的电芯电压采集端、电芯温度采集端和电芯电流采集端。集成控制板4与超级电容3的具体连接方式为：集成控制板4设有连接于超级电容3的电容电压采集端、电容温度采集端和电容电流采集端。优选地，锂电池1和超级电容3的温度采集方式为：分别在锂电池1和超级电容3的电极处设置感温电阻，并在集成控制板4上设置两个温度采集模块，温度采集模块通过线束连接感温电阻，通过检测阻值大小，从而判定温度高低。
23.如图1和图2所示，锂电池1外部设有加热膜11，集成控制板4设有连接于加热膜11的电池加热控制信号输出端。集成控制板4根据采集到的电芯温度判断是否控制加热膜11对锂电池进行加热，从而可应对极寒天气，锂电池放电倍率小的问题。
24.如图1至图3所示，集成控制板4与dcdc转换器2的具体连接方式为：集成控制板4设有连接于dcdc转换器2的dcdc信号采集端、升压控制信号输出端和降压控制信号输出端。此外，集成控制板4还通过can通讯模块51通信连接于dcdc转换器2，以便于及时采集dcdc转换器2的信号或者向dcdc转换器2发送控制指令，从而起到安全冗余设计的作用。
25.如图3所示，dcdc转换器2和超级电容3之间设有继电器k1，集成控制板4设有继电器k1控制信号输出端，通过该信号输出端可快速控制继电器k1的启闭，从而控制超级电容3回路断开。
26.如图1和图2所示，集成控制板4还设有整车低压下电信号采集端、bcm唤醒信号采集端和vcu唤醒信号采集端。具体来说，整车低压下电信号采集端用来采集钥匙off档的信息；bcm唤醒信号采集端连接于车身控制器，用于采集遥控解锁信号；vcu唤醒信号采集端连接于整车控制器，用于检测整车控制器是否收到驾驶员通过移动终端发来的移车、车辆预热等操作信号。通过这些信号采集可以提前让dcdc控制器启动，并对超级电容3进行充电，从而方便用户快速启动车辆。因为如果超级电容3亏电的话，充电需要一些时间，会耽误车辆启动时间。
27.如图1和图2所示，集成控制板4还设有整车低压发电信号采集端。整车低压发电信号采集端是指整车低压供电的电路，具体可以是电动汽车的高压转低压的dcdc模块，也可以是燃油车的发电机。当集成控制板4检测到整车低压发电正常工作后，便控制dcdc转换器2和锂电池1停止工作，由此可减少锂电池1的使用频度，提高锂电池1使用寿命。
28.图4为本实施例所提供的启动电池的具体工作流程示意图，其工作原理可简单概括为：
29.1、当集成控制板4检测到车辆接收到车门解锁、座椅加热等远程唤醒或车辆有启动意图的信号，dcdc转换器2提前进行升压控制，通过锂电池1对超级电容3充电，从而实现车辆快速启动。可在仪表上设置超级电容3充电完成指示灯，以提醒驾驶员可以启动车辆。
30.2、车辆启动后，锂电池1充电到设定电压并进入休眠状态，从而防止锂电池1过度使用，此时由超级电容3吸收瞬时大电流，或提供瞬时大电流。
31.3、当集成控制板4检测到锂电池1的单体电压低于设定值时，则控制锂电池1系统进入关机状态，下一次启动时，由驾驶员按住启动按钮执行强制启动，确保车辆正常启动。
32.启动电池在采集到不同触发信号下，各部件的工作状态如下表所示：
[0033][0034]
综上可知，本实用新型在锂电池1的基础上，配合dcdc转换器2和超级电容3的应用，从而组成了一套混合型启动电池，由此可实现更高充电和放电倍率、更长寿命的技术效果，确保汽车在使用寿命期间，不需要更换启动电池，从而节省用户的维修成本和后期的环境负担，克服了现有铅酸蓄电池作为启动电池所存在的弊端。
[0035]
上述仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本实用新型进行非实质性的改动，均应属于侵犯本实用新型保护范围的行为。

技术特征：
1.一种锂电池与超级电容混合型启动电池，其特征在于：包括锂电池、dcdc转换器、超级电容和集成控制板；所述dcdc转换器电连接于所述锂电池和超级电容；所述集成控制板电连接于所述锂电池、dcdc转换器和超级电容，所述集成控制板通过采集锂电池和超级电容的状态参数，从而控制dcdc转换器进行升压或降压控制，进而控制锂电池和超级电容的工作状态。2.如权利要求1所述的一种锂电池与超级电容混合型启动电池，其特征在于：还包括通讯模块；所述通讯模块包括can通讯模块，所述集成控制板通过can通讯模块连接于整车can总线。3.如权利要求2所述的一种锂电池与超级电容混合型启动电池，其特征在于：所述通讯模块还包括无线通讯模块，所述集成控制板通过无线通讯模块连接于移动终端。4.如权利要求3所述的一种锂电池与超级电容混合型启动电池，其特征在于：所述移动终端为手机、电脑或调试设备。5.如权利要求1所述的一种锂电池与超级电容混合型启动电池，其特征在于：所述锂电池包括若干电芯单体；所述集成控制板设有连接于所述锂电池的电芯电压采集端、电芯温度采集端和电芯电流采集端。6.如权利要求1所述的一种锂电池与超级电容混合型启动电池，其特征在于：所述集成控制板设有连接于所述超级电容的电容电压采集端、电容温度采集端和电容电流采集端。7.如权利要求1所述的一种锂电池与超级电容混合型启动电池，其特征在于：所述锂电池外部设有加热膜，所述集成控制板设有连接于所述加热膜的电池加热控制信号输出端。8.如权利要求1所述的一种锂电池与超级电容混合型启动电池，其特征在于：所述集成控制板设有连接于所述dcdc转换器的dcdc信号采集端、升压控制信号输出端和降压控制信号输出端。9.如权利要求1所述的一种锂电池与超级电容混合型启动电池，其特征在于：所述dcdc转换器和超级电容之间设有继电器k1，所述集成控制板设有继电器k1控制信号输出端。10.如权利要求1所述的一种锂电池与超级电容混合型启动电池，其特征在于：所述集成控制板设有整车低压下电信号采集端、bcm唤醒信号采集端、vcu唤醒信号采集端和整车低压发电信号采集端。

技术总结
本实用新型公开了一种锂电池与超级电容混合型启动电池，涉及电动汽车技术领域，包括锂电池、DCDC转换器、超级电容和集成控制板；所述DCDC转换器电连接于所述锂电池和超级电容；所述集成控制板电连接于所述锂电池、DCDC转换器和超级电容，集成控制板通过采集锂电池和超级电容的状态参数，从而控制DCDC转换器进行升压或降压控制，进而控制锂电池和超级电容的工作状态。本实用新型在锂电池的基础上，配合DCDC转换器和超级电容的应用，从而组成了一套混合型启动电池，由此可实现更高充电和放电倍率、更长寿命的技术效果，确保汽车在使用寿命期间不需要更换启动电池，从而节省用户的维修成本和后期的环境负担，克服了现有铅酸蓄电池作为启动电池所存在的弊端。作为启动电池所存在的弊端。作为启动电池所存在的弊端。


技术研发人员：陈碧毅 周文静 王锦彬 陈晓冰 柳家福 叶伟宏 伍华东 王勰
受保护的技术使用者：厦门金龙汽车新能源科技有限公司
技术研发日：2023.04.10
技术公布日：2023/7/28