一种适用于电动车动力系统的复合电源系统的制作方法

1.本发明属于电动车的动力系统技术领域，具体涉及一种适用于电动车动力系统的复合电源系统。

背景技术：

2.动力系统在电动车行驶过程中扮演着非常重要的角，其性能水平决定了电动车的应用范围。传统的电动车动力系统由燃油发动机供能，其噪声大、占空间、有害气体排放等缺点亟待改进。电动车电力系统具有极大的发展前景和优势，为降低碳排放和节约电动车的使用成本，电动力系统受到了越来越多的关注。
3.在电动车动力系统中，电力储能系统扮演着至关重要的角。一方面，电池储能系统需要保证电动车在启动、爬坡、加速过程中的峰值功率输出。另一方面，电池储能系统需要在电动车匀速运行期间吸收多余部分功率。储能系统像一个能量“蓄水池”，随电动车行驶功率需求此起彼伏。目前在特种电池领域，改性的能量型锂电池和功率型锂电池技术展现出了十分强劲的发展潜力。虽然已有的电极材料改性技术不能同时提高能量密度和功率密度，但若设计出采用能量型和功率型锂电池复合储能系统也可以间接兼备更高能量/功率密度的优势。
4.但是，由于能量型锂电池和功率型锂电池无法直接连接使用，要想利用能量型锂电池和功率型锂电池来实现兼顾更高能量/功率密度优势的复合电池系统，需要设计一合理的复合电池储能方案，从而满足电动车电动力系统的各种功率需求，保证电动车动力系统的可靠和稳定运行。

技术实现要素：

5.为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种适用于电动车动力系统的复合电源系统。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：本发明实施例提供了一种适用于电动车动力系统的复合电源系统，包括：能量型锂电池组、功率型锂电池组、晶体管q1、二极管d1、二极管d2、dc-dc变换器和电机逆变换器，其中，所述能量型锂电池组的正极与所述二极管d1的正极、所述dc-dc变换器连接，所述能量型锂电池组的负极与所述dc-dc变换器连接，所述二极管d1的负极与所述二极管d2的正极、所述晶体管q1的源极、所述dc-dc变换器和所述电机逆变换器连接，所述二极管d2的负极与所述晶体管q1的漏极和所述功率型锂电池组的正极连接，所述功率型锂电池组的负极与所述dc-dc变换器和所述电机逆变换器连接，所述晶体管q1的栅极与控制器连接；其中，通过控制所述晶体管q1的关断与闭合，以及所述dc-dc变换器的工作情况，实现所述复合电源系统在多种工作模式下的能量管理，以满足所述电动车动力系统的功率需求。
6.在本发明的一个实施例中，所述功率型锂电池组的最大电压为所述能量型锂电池
组的最大电压的2~3倍。
7.在本发明的一个实施例中，所述复合电源系统的能量管理包括四种工作模式：协同升压供能工作模式、升压充电工作模式、直接供能工作模式和馈能工作模式；其中，所述协同升压供能工作模式为所述能量型锂电池组经过所述dc-dc变换器的升压后与所述功率型锂电池协同输出供能的工作模式；所述升压充电工作模式为所述能量型锂电池组经过所述dc-dc变换器的升压后输出供能，并为所述功率型锂电池组充电的工作模式；所述直接供能工作模式为所述能量型锂电池组不经过所述dc-dc变换器直接输出供能的工作模式；所述馈能工作模式为所述功率型锂电池组输出供能，并经过所述dc-dc变换器的降压后为所述能量型锂电池组充电的工作模式。
8.在本发明的一个实施例中，所述dc-dc变换器包括电感l、晶体管q2、晶体管q3、二极管d3和二极管d4，其中，所述电感l的一端与所述能量型锂电池组的正极连接，所述电感l的另一端与所述晶体管q2的源极、所述晶体管q3的漏极、所述二极管d3的正极和所述二极管d4的负极连接，所述晶体管q2的漏极与所述二极管d1的负极和所述二极管d3的负极连接，所述晶体管q3的源极与所述二极管d4的正极、所述能量型锂电池组的负极和所述功率型锂电池组的负极连接，所述晶体管q2的栅极和所述晶体管q3的栅极均与所述控制器连接。
9.在本发明的一个实施例中，还包括：soc获取模块，分别连接于所述功率型锂电池组和所述能量型锂电池组的两端，用于分别获取所述功率型锂电池组和所述能量型锂电池组的soc值。
10.在本发明的一个实施例中，所述四种工作模式的切换过程，包括：判断所述电动车动力系统处于哪种功率需求：若所述电动车动力系统处于高功率需求时，控制所述晶体管q1、所述晶体管q2、所述晶体管q3、所述二极管d3和所述二极管d4导通，控制所述二极管d1和所述二极管d2关断，则所述能量型锂电池组经过所述电感l、所述二极管d3升压输出供能，所述功率型锂电池组通过所述晶体管q1直接输出供能，使得所述复合电源系统工作在协同升压供能工作模式；若所述电动车动力系统处于低功率需求时，实时检测所述功率型锂电池组的soc值：若所述功率型锂电池组的soc值未达到所述功率型锂电池组的预设soc阈值上限时，控制所述晶体管q1断开和所述二极管d1关断，控制所述二极管d3、所述晶体管q1、所述二极管d4、所述晶体管q3和所述二极管d2导通，则所述能量型锂电池组经过所述电感l和所述二极管d3升压输出供能，同时通过所述二极管d2为所述功率型锂电池组充电，使得所述复合电源系统工作在升压充电工作模式；若所述功率型锂电池组的soc值达到所述功率型锂电池组的预设soc阈值上限且所述功率锂电池组的soc值未达到100%时，控制所述二极管d3、所述晶体管q2、所述二极管d4、所述晶体管q3和所述晶体管q1关断，控制所述二极管d1和所述二极管d2导通，则所述能量型锂电池组通过所述二极管d1直接输出供能，同时通过所述二极管d2为所述功率型锂电池组充电，使得所述复合电源系统工作在直接供能工作模式；
若所述功率型锂电池组的soc值达到100%时，控制所述二极管d2、所述二极管d1关断，控制所述二极管d3、所述晶体管q2、所述二极管d4、所述晶体管q3和所述晶体管q1导通，则所述功率型锂电池组通过所述晶体管q1直接输出供能，同时通过所述电感l和所述二极管d3为所述能量型锂电池组充电，使得所述复合电源系统工作在馈能工作模式。
11.在本发明的一个实施例中，所述四种工作模式的切换过程，还包括：所述复合电源系统工作在馈能工作模式时，若检测到的所述功率型锂电池组的soc值低于所述功率型锂电池组的预设soc阈值下限时，切换所述复合电源系统工作在升压充电工作模式。
12.在本发明的一个实施例中，所述四种工作模式的切换过程，还包括：实时检测所述能量型锂电池组的soc值，若检测到的所述功率型锂电池组的soc值达到所述功率型锂电池组的预设soc阈值上限，且检测到的所述能量型锂电池组的soc值达到所述能量型锂电池组的预设soc阈值下限时，切换所述复合电源系统工作在馈能工作模式。
13.在本发明的一个实施例中，还包括：功率获取模块，连接于所述电动车动力系统两端，用于获取电动车动力系统的功率需求，根据所述功率需求判断所述电动车动力系统处于高功率需求或低功率需求。
14.在本发明的一个实施例中，所述控制器为arm控制器，连接所述soc获取模块和所述功率获取模块，用于根据所述功率型锂电池组的soc值和所述电动车动力系统两端的功率生成不同的控制信号以控制所述晶体管q1的关断与闭合，以及所述dc-dc变换器的工作情况。
15.本发明的有益效果：本发明提出的适用于电动车动力系统的复合电源系统，不仅能满足电动车动力系统的高功率需求，也能在电动车动力系统的低功率需求过程中合理分配能量型锂电池组和功率型锂电池组的供能输出，通过控制晶体管q1的关断与闭合，以及dc-dc变换器的工作情况，实现能量型锂电池组和功率型锂电池组在多种工作模式下的能量管理，多种工作模式的切换，使得系统能够满足电动车动力系统的各种功率需求的同时实现了能量型锂电池组和功率型锂电池组的高效利用；通过不同工作模式的切换，两种不同类型的锂电池组可以有序协同工作，保证了电动车动力系统的可靠和稳定运行。
16.以下将结合附图及实施例对本发明做进一步详细说明。
附图说明
17.图1是本发明实施例提供的一种适用于电动车动力系统的复合电源系统的结构示意图；图2是本发明实施例提供的另一种适用于电动车动力系统的复合电源系统的结构示意图；图3是本发明实施例提供的适用于电动车动力系统的复合电源系统的四种工作模式切换过程的流程示意图；图4(a)~图4(d)是本发明实施例提供的适用于电动车动力系统的复合电源系统的四种工作模式切换过程中对应工作电路结构示意图；
图5是本发明实施例提供的又一种适用于电动车动力系统的复合电源系统的四种工作模式切换过程的流程示意图；图6是本发明实施例提供的另一种适用于电动车动力系统的复合电源系统的四种工作模式切换过程的流程示意图。
具体实施方式
18.下面结合具体实施例对本发明做进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
19.对于电动车动力系统，由于改性的能量型锂电池比传统锂电池具有能量密度更高、体积更小和质量更轻的优势，改性的功率型锂电池克服了超级电容电压随电量减少明显降低的缺陷，使得改性的能量型锂电池和功率型锂电池更多的被考虑。但是，能量型锂电池和功率型锂电池这两种不同类型的锂电池存在匹配问题，二者无法直接连接使用，一般都是根据需求设计电路，设计的电路中仅采用能量型锂电池或功率型锂电池，并不能充分利用能量型锂电池、功率型锂电池的优势。针对上述问题，为了提高能量型锂电池、功率型锂电池的利用率，利用能量型锂电池和功率型锂电池来实现兼顾更高能量/功率密度优势的复合电池系统，请参见图1，本发明实施例提供了一种适用于电动车动力系统的复合电源系统，包括：能量型锂电池组、功率型锂电池组、晶体管q1、二极管d1、二极管d2、dc-dc变换器和电机逆变换器，其中，能量型锂电池组的正极与二极管d1的正极、dc-dc变换器连接，能量型锂电池组的负极与dc-dc变换器连接，二极管d1的负极与二极管d2的正极、晶体管q1的源极、dc-dc变换器和电机逆变换器连接，二极管d2的负极与晶体管q1的漏极和功率型锂电池组的正极连接，功率型锂电池组的负极与dc-dc变换器和电机逆变换器连接，晶体管q1的栅极与控制器连接；其中，通过控制晶体管q1的关断与闭合，以及dc-dc变换器的工作情况，实现复合电源系统在多种工作模式下的能量管理，以满足电动车动力系统的功率需求。
20.本发明实施例中，能量型锂电池组由若干能量型锂电池串联和/或并联组成，比如选择的改性能量型锂电池组的能量密度可以达到280wh/kg，在实际工作中可实现5c倍率放电时能量密度可以达到1.4 kw/kg；功率型锂电池组由若干功率型锂电池串联和/或并联组成，比如选择改性的功率型锂电池组的能量密度可以达到200wh/kg，实际工作中可实现20c倍率放电时功率密度可以达到4 kw/kg。能量型锂电池组和功率型锂电池组分别以5c和20c倍率放电，按照4:1的比例配置复合电源系统，则系统的能量密度为264wh/kg，功率密度为1.92 kw/kg。复合电源系统的平均功率密度为2 kw/kg，该值与能量型锂电池组和功率型锂电池组模块数量、电池材料以及单体电池的串并联方式相关，以最大倍率20c可持续放电3分钟。
21.本发明实施例中，优选功率型锂电池组的最大电压为能量型锂电池组的最大电压的2~3倍。功率型锂电池组、能量型锂电池组的电荷状态(state of charge，简称soc)上限设定在90%~95%之间任意值，soc值下限设定在40%~50%之间任意值，比如功率型锂电池组的soc值上限为90%、soc值下限为50%，能量型锂电池组的soc值上限为90%、soc值下限为40%。
22.本发明实施例中，请参见图2，提供了一种dc-dc变换器的可选方案，dc-dc变换器
包括电感l、晶体管q2、晶体管q3、二极管d3和二极管d4，其中，电感l的一端与能量型锂电池组的正极连接，电感l的另一端与晶体管q2的源极、晶体管q3的漏极、二极管d3的正极和二极管d4的负极连接，晶体管q2的漏极与二极管d1的负极和二极管d3的负极连接，晶体管q3的源极与二极管d4的正极、能量型锂电池组的负极和功率型锂电池组的负极连接，晶体管q2的栅极和晶体管q3的栅极均与控制器连接。
23.其中，通过控制晶体管q2、晶体管q3的开关与导通，实现dc-dc变换器工作在升压模式、降压模式和不工作模式。
24.本发明实施例中，晶体管q1、晶体管q2、晶体管q3可以为n型或p型沟道的金属-氧化物半导体场效应晶体管(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor，简称mosfet)，也可以为绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor，简称igbt)，以及其他可以采用同种作用的开关替代。
25.本发明实施例还包括：soc获取模块，分别连接于功率型锂电池组和能量型锂电池组的两端，用于分别获取功率型锂电池组和能量型锂电池组的soc值。soc获取模块具体电路结构不限，实现soc获取的电路均可以。
26.本发明实施例还包括：功率获取模块，连接于电动车动力系统的两端，用于获取电动车动力系统的功率需求，根据功率需求判断电动车动力系统处于高功率需求或低功率需求，不同的需求对应不同的供电模式。其中，功率获取模块具体电路结构不限，实现获取功率的电路均可以。
27.这里，高功率需求可以为电动车在启动或者加速阶段的功率需求；低功率需求可以为电动车匀速行驶或其他较低功率阶段的功率需求。
28.本发明实施例中，电机逆变换器用于将系统最终输出的直流信号转换为交流信号，用于支持交流信号的电动车动力系统。其中，电机逆变换器具体电路结构不限，实现直流与交流信号转换的电路均可以。
29.本发明实施例中，控制器为arm控制器，连接soc获取模块和功率获取模块，用于根据能量型锂电池组的soc值、功率型锂电池组的soc值和电动车动力系统两端的功率生成不同的控制信号以控制晶体管q1、晶体管q2和晶体管q3的关断与闭合，即arm控制器的输出分别连接晶体管q1、晶体管q2和晶体管q3的栅极，实现能量型锂电池组和功率型锂电池组在多种工作模式下的充电与输出供能的能量管理。其中，控制晶体管q2和晶体管q3的关断与闭合可以控制dc-dc变换器工作在升压模式、降压模式和不工作模式。
30.进一步地，本发明实施例复合电源系统的能量管理包括四种工作模式：协同升压供能工作模式、升压充电工作模式、直接供能工作模式和馈能工作模式；其中，协同升压供能工作模式为能量型锂电池组经过dc-dc变换器的升压后与功率型锂电池协同输出供能的工作模式；升压充电工作模式为能量型锂电池组经过dc-dc变换器的升压后输出供能，并为功率型锂电池组充电的工作模式；直接供能工作模式为能量型锂电池组不经过dc-dc变换器直接输出供能的工作模式；此时，同时能量型锂电池组为功率型锂电池组充电。
31.馈能工作模式为功率型锂电池组输出供能，并经过dc-dc变换器的降压后为能量型锂电池组充电的工作模式。
32.对应地，本发明实施例根据功率型锂电池组的soc值和动力系统的功率需求选择功率型锂电池组和/或能量型锂电池组的四种工作模式的供电，请参见图3，四种工作模式的切换过程，包括：判断电动车动力系统处于哪种功率需求：若电动车动力系统处于高功率需求时，即电动车处于启动和加速阶段，动力系统的功率需求大，功率型锂电池组和能量型锂电池组可直接协同供电而无视其soc值，此时控制晶体管q1、晶体管q2、晶体管q3、二极管d3和二极管d4导通，控制二极管d1和二极管d2关断，则能量型锂电池组经过电感l、二极管d3升压输出供能，功率型锂电池组通过晶体管q1直接输出供能，使得复合电源系统工作在如图4(a)的协同升压供能工作模式；若电动车动力系统处于低功率需求时，即电动车进行匀速行驶阶段，此时动力系统的功率需求降低并保持稳定，只需要单一的功率型锂电池组或能量型锂电池组供电，供电过程中是根据功率型锂电池组的soc值来选择单一的电池组供电，具体实时检测功率型锂电池组的soc值：若功率型锂电池组的soc值未达到功率型锂电池组的预设soc阈值上限时，此时能量型锂电池组即可满足动力系统的功率需求，同时经过dc-dc变换器升压后可以为电量消耗较大的功率型锂电池组充电，此时控制晶体管q1断开和二极管d1关断，控制二极管d3、晶体管q1、二极管d4、晶体管q3和二极管d2导通，则能量型锂电池组经过电感l和二极管d3升压输出供能，同时通过二极管d2为功率型锂电池组充电，使得复合电源系统工作在如图4(b)的升压充电工作模式；若功率型锂电池组的soc值达到功率型锂电池组的预设soc阈值上限且功率型锂电池组的soc值未达到100%时，即功率型锂电池组的电量充足，但未充满，能量型锂电池组切换为直接输出供能模式，dc-dc变换器停止工作，减少了经过dc-dc变换器的能量损失，此时控制二极管d3、晶体管q2、二极管d4、晶体管q3和晶体管q1关断，控制二极管d1和二极管d2导通，则能量型锂电池组通过二极管d1直接输出供能，同时通过二极管d2为功率型锂电池组充电，使得复合电源系统工作在如图4(c)的直接供能工作模式；若功率型锂电池组的soc值达到100%时，即功率型锂电池组充满，此时经过dc-dc变换器降压后由能量型锂电池组吸收多余的电量，此时控制二极管d2、二极管d1关断，控制二极管d3、晶体管q2、二极管d4、晶体管q3和晶体管q1导通，则功率型锂电池组通过晶体管q1直接输出供能，同时通过电感l和二极管d3为能量型锂电池组充电，使得复合电源系统工作在如图4(d)的馈能工作模式。
33.由上述可以看出，本发明实施例能量型锂电池组通过dc-dc变换器工作，可根据实际的功率需求切换工作模式，具体地：在电动车高功率工作模式下，dc-dc变换器为升压模式，能量型锂电池组通过dc-dc变换器升压后与功率型锂电池组联合向动力系统供电；在电动车匀速行驶阶段功率需求减小，能量型锂电池组经dc-dc变换器升压后向动力系统供电，同时向功率型锂电池组充电；待功率型锂电池组的电量充足时，dc-dc变换器切换为不工作模式，停止工作，能量型锂电池组切换为直接向动力系统输出供能模式，同时继续向功率型锂电池组充电；功率型锂电池组的电量充满后，切换为馈能工作模式，dc-dc变换器切换为降压模式工作，此时能量型锂电池组切换为充电模式，功率型锂电池组切换为直接向动力系统输出供能模式。可见，本发明实施例提供的复合电源系统根据电动车动力系统的功率
需求判断并执行相应的工作模式，优先使用能量型锂电池组供电，并基于电池组的状态反馈对复合电源系统的工作效率、热管理和使用寿命进行优化，提高了复合电源系统的稳定性并延长其使用寿命。
34.在多种工作模式的切换过程中，功率型锂电池组起到了“削峰填谷”的作用。在升压充电工作模式、直接供能工作模式中，功率型锂电池组的充电可以保证有充足的电量应对后续大功率需求。
35.这里，功率型锂电池组充电达到一定的程度定义为：功率型锂电池组的soc值达到功率型锂电池组的预设soc阈值上限，该预设soc阈值上限可以取值为功率型锂电池组的soc值的上限，比如90%，对应的，功率型锂电池组的预设soc阈值下限可以取值为功率型锂电池组的soc的下限，比如50%。同理，能量型锂电池组的预设soc阈值上限可以取值为能量型锂电池组的soc值的上限，比如90%，对应的，能量型锂电池组的预设soc阈值下限可以取值为能量型锂电池组的soc的下限，比如40%。
36.进一步地，请参见图5，四种工作模式的切换过程，还包括：复合电源系统工作在如图4(d)的馈能工作模式时，实时检测功率型锂电池组的soc值，若检测到的功率型锂电池组的soc值低于功率型锂电池组的预设soc阈值下限时，功率型锂电池组停止供电，避免功率型锂电池组过度放电，切换复合电源系统工作在如图4(b)的升压充电工作模式，即控制晶体管q1断开和二极管d1关断，控制二极管d3、晶体管q1、二极管d4、晶体管q3和二极管d2导通，则能量型锂电池组经过电感l和二极管d3升压输出供能，同时通过二极管d2为功率型锂电池组充电。
37.进一步地，请参见图6，四种工作模式的切换过程，还包括：实时检测能量型锂电池组的soc值，若检测到的功率型锂电池组的soc值达到功率型锂电池组的预设soc阈值上限，且检测到的能量型锂电池组的soc值达到能量型锂电池组的预设soc阈值下限时，能量型锂电池组停止供电，避免能量型锂电池组过度放电，切换复合电源系统工作在如图4(d)的馈能工作模式，即控制二极管d2、二极管d1关断，控制二极管d3、晶体管q2、二极管d4、晶体管q3和晶体管q1导通，则功率型锂电池组通过晶体管q1直接输出供能，同时通过电感l和二极管d3为能量型锂电池组充电。
38.综上所述，本发明实施例提出的适用于电动车动力系统的复合电源系统，不仅能满足电动车动力系统的高功率需求，也能在电动车动力系统的低功率需求过程中合理分配能量型锂电池组和功率型锂电池组的供能输出，通过控制晶体管q1的关断与闭合，以及dc-dc变换器的工作情况，实现能量型锂电池组和功率型锂电池组在多种工作模式下的能量管理，多种工作模式的切换，使得系统能够满足电动车动力系统的各种功率需求的同时实现了能量型锂电池组和功率型锂电池组的高效利用；通过不同工作模式的切换，两种不同类型的锂电池组可以有序协同工作，保证了电动车动力系统的可靠和稳定运行。
39.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
40.尽管在此结合各实施例对本发明进行了描述，然而，在实施所要求保护的本发明过程中，本领域技术人员通过查看说明书及其附图，可理解并实现所述公开实施例的其他
变化。在说明书中，“包括”(comprising)一词不排除其他组成部分或步骤，“一”或“一个”不排除多个的情况。相互不同的实施例中记载了某些措施，但这并不表示这些措施不能组合起来产生良好的效果。
41.以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

技术特征：

1.一种适用于电动车动力系统的复合电源系统，其特征在于，包括：能量型锂电池组、功率型锂电池组、晶体管q1、二极管d1、二极管d2、dc-dc变换器和电机逆变换器，其中，所述能量型锂电池组的正极与所述二极管d1的正极、所述dc-dc变换器连接，所述能量型锂电池组的负极与所述dc-dc变换器连接，所述二极管d1的负极与所述二极管d2的正极、所述晶体管q1的源极、所述dc-dc变换器和所述电机逆变换器连接，所述二极管d2的负极与所述晶体管q1的漏极和所述功率型锂电池组的正极连接，所述功率型锂电池组的负极与所述dc-dc变换器和所述电机逆变换器连接，所述晶体管q1的栅极与控制器连接；其中，通过控制所述晶体管q1的关断与闭合，以及所述dc-dc变换器的工作情况，实现所述复合电源系统在多种工作模式下的能量管理，以满足所述电动车动力系统的功率需求。2.根据权利要求1所述的适用于电动车动力系统的复合电源系统，其特征在于，所述功率型锂电池组的最大电压为所述能量型锂电池组的最大电压的2~3倍。3.根据权利要求1所述的适用于电动车动力系统的复合电源系统，其特征在于，所述复合电源系统的能量管理包括四种工作模式：协同升压供能工作模式、升压充电工作模式、直接供能工作模式和馈能工作模式；其中，所述协同升压供能工作模式为所述能量型锂电池组经过所述dc-dc变换器的升压后与所述功率型锂电池协同输出供能的工作模式；所述升压充电工作模式为所述能量型锂电池组经过所述dc-dc变换器的升压后输出供能，并为所述功率型锂电池组充电的工作模式；所述直接供能工作模式为所述能量型锂电池组不经过所述dc-dc变换器直接输出供能的工作模式；所述馈能工作模式为所述功率型锂电池组输出供能，并经过所述dc-dc变换器的降压后为所述能量型锂电池组充电的工作模式。4.根据权利要求3所述的适用于电动车动力系统的复合电源系统，其特征在于，所述dc-dc变换器包括电感l、晶体管q2、晶体管q3、二极管d3和二极管d4，其中，所述电感l的一端与所述能量型锂电池组的正极连接，所述电感l的另一端与所述晶体管q2的源极、所述晶体管q3的漏极、所述二极管d3的正极和所述二极管d4的负极连接，所述晶体管q2的漏极与所述二极管d1的负极和所述二极管d3的负极连接，所述晶体管q3的源极与所述二极管d4的正极、所述能量型锂电池组的负极和所述功率型锂电池组的负极连接，所述晶体管q2的栅极和所述晶体管q3的栅极均与所述控制器连接。5.根据权利要求4所述的适用于电动车动力系统的复合电源系统，其特征在于，还包括：soc获取模块，分别连接于所述功率型锂电池组和所述能量型锂电池组的两端，用于分别获取所述功率型锂电池组和所述能量型锂电池组的soc值。6.根据权利要求5所述的适用于电动车动力系统的复合电源系统，其特征在于，所述四种工作模式的切换过程，包括：判断所述电动车动力系统处于哪种功率需求：若所述电动车动力系统处于高功率需求时，控制所述晶体管q1、所述晶体管q2、所述晶体管q3、所述二极管d3和所述二极管d4导通，控制所述二极管d1和所述二极管d2关断，则所
述能量型锂电池组经过所述电感l、所述二极管d3升压输出供能，所述功率型锂电池组通过所述晶体管q1直接输出供能，使得所述复合电源系统工作在协同升压供能工作模式；若所述电动车动力系统处于低功率需求时，实时检测所述功率型锂电池组的soc值：若所述功率型锂电池组的soc值未达到所述功率型锂电池组的预设soc阈值上限时，控制所述晶体管q1断开和所述二极管d1关断，控制所述二极管d3、所述晶体管q1、所述二极管d4、所述晶体管q3和所述二极管d2导通，则所述能量型锂电池组经过所述电感l和所述二极管d3升压输出供能，同时通过所述二极管d2为所述功率型锂电池组充电，使得所述复合电源系统工作在升压充电工作模式；若所述功率型锂电池组的soc值达到所述功率型锂电池组的预设soc阈值上限且所述功率型锂电池组的soc值未达到100%时，控制所述二极管d3、所述晶体管q2、所述二极管d4、所述晶体管q3和所述晶体管q1关断，控制所述二极管d1和所述二极管d2导通，则所述能量型锂电池组通过所述二极管d1直接输出供能，同时通过所述二极管d2为所述功率型锂电池组充电，使得所述复合电源系统工作在直接供能工作模式；若所述功率型锂电池组的soc值达到100%时，控制所述二极管d2、所述二极管d1关断，控制所述二极管d3、所述晶体管q2、所述二极管d4、所述晶体管q3和所述晶体管q1导通，则所述功率型锂电池组通过所述晶体管q1直接输出供能，同时通过所述电感l和所述二极管d3为所述能量型锂电池组充电，使得所述复合电源系统工作在馈能工作模式。7.根据权利要求6所述的适用于电动车动力系统的复合电源系统，其特征在于，所述四种工作模式的切换过程，还包括：所述复合电源系统工作在馈能工作模式时，若检测到的所述功率型锂电池组的soc值低于所述功率型锂电池组的预设soc阈值下限时，切换所述复合电源系统工作在升压充电工作模式。8.根据权利要求6所述的适用于电动车动力系统的复合电源系统，其特征在于，所述四种工作模式的切换过程，还包括：实时检测所述能量型锂电池组的soc值，若检测到的所述功率型锂电池组的soc值达到所述功率型锂电池组的预设soc阈值上限，且检测到的所述能量型锂电池组的soc值达到所述能量型锂电池组的预设soc阈值下限时，切换所述复合电源系统工作在馈能工作模式。9.根据权利要求5所述的适用于电动车动力系统的复合电源系统，其特征在于，还包括：功率获取模块，连接于所述电动车动力系统两端，用于获取电动车动力系统的功率需求，根据所述功率需求判断所述电动车动力系统处于高功率需求或低功率需求。10.根据权利要求9所述的适用于电动车动力系统的复合电源系统，其特征在于，所述控制器为arm控制器，连接所述soc获取模块和所述功率获取模块，用于根据所述功率型锂电池组的soc值和所述电动车动力系统两端的功率生成不同的控制信号以控制所述晶体管q1的关断与闭合，以及所述dc-dc变换器的工作情况。

技术总结

本发明公开了一种适用于电动车动力系统的复合电源系统，包括：能量型锂电池组的正极与二极管D1的正极、DC-DC变换器连接，能量型锂电池组的负极与DC-DC变换器连接，二极管D1的负极与二极管D2的正极、晶体管Q1的源极、DC-DC变换器和电机逆变换器连接，二极管D2的负极与晶体管Q1的漏极和功率型锂电池组的正极连接，功率型锂电池组的负极与DC-DC变换器和电机逆变换器连接，晶体管Q1的栅极与控制器连接；其中，通过控制晶体管Q1的关断与闭合，以及DC-DC变换器的升降压情况，实现能量型锂电池组和功率型锂电池组的充电与输出供能的能量管理。本发明实现了电动车动力系统的高效供电。发明实现了电动车动力系统的高效供电。发明实现了电动车动力系统的高效供电。