一种混合动力系统、控制器及车辆的制作方法

1.本技术属于能源动力领域，具体涉及一种混合动力系统、控制器及车辆。


背景技术：

2.本部分旨在为权利要求书中陈述的本技术的实施方式提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。
3.目前动力系统中通常使用电池作为动力能源。但电池输出的功率受到环境温度的影响较大，在环境温度过低时，例如电池所在的环境温度低于零下30度，或零下40度时，电池输出的功率过小，无法为动力装置提供能源。相关技术中，通常来用电池进行自发热或其他升温方式以提高电池的温度，然后通过温度升高后的电池为动力系统提供能源。但在低温环境下电池温度通常无法迅速升高，通过提升电池温度来提高动力系统输出功率的耗时较长。因此，如何在低温条件下快速为动力装置提供能源是一个亟待解决的问题。
4.申请内容
5.针对上述现有技术中存在的问题，提出了一种混合动力系统、控制器及车辆，利用这种混合动力系统、控制器及车辆在低温条件下快速为动力装置提供能源。
6.本技术提供了以下方案。
7.第一方面，本技术实施例提供了一种混合动力系统，该系统包括：电池、双电层电容、电源分配单元和控制器；
8.电源分配单元的第一端分别连接电池和双电层电容；电源分配单元的第二端用于连接逆变器；逆变器用于给动力装置供电；
9.控制器，用于在电池的环境温度低于预设温度阈值，且系统的需求功率大于第一功率阈值时，控制电源分配单元中的开关使双电层电容连接逆变器，以使双电层电容给逆变器提供动力电流；第一功率阈值为环境温度低于预设温度阈值时电池的输出功率。
10.在一些可能的实施例中，控制器，还用于在电池的环境温度低于预设温度阈值时，控制电源分配单元中的开关使双电层电容连接电池，以使双电层电容对电池进行加热直至电池的温度大于电池温度阈值；电池温度阈值大于预设温度阈值。
11.在一些可能的实施例中，电池包括锂电池和燃料电池；锂电池连接电源分配单元；系统还包括第一直流/直流变换器；
12.第一直流/直流变换器的第一端连接燃料电池，第一直流/直流变换器的第二端连接电源分配单元。
13.在一些可能的实施例中，控制器还用于在环境温度高于预设温度阈值，且系统的需求功率在预设区间内时，控制电源分配单元中的开关使燃料电池和/或锂电池连接电源分配单元，以使燃料电池和/或锂电池给逆变器提供动力电流。
14.在一些可能的实施例中，控制器，用于在环境温度高于预设温度阈值，且系统的需求功率大于第二功率阈值时，控制电源分配单元中的开关使双电层电容和/或锂电池连接逆变器，以使双电层电容和/或锂电池给逆变器提供动力电流；第二功率阈值为燃料电池的
输出功率。
15.在一些可能的实施例中，系统还包括第二直流/直流变换器；
16.第二直流/直流变换器的第一端连接双电层电容；第二直流/直流变换器的第二端连接电源分配单元。
17.在一些可能的实施例中，控制器用于，系统的制动功率大于第三功率阈值时，控制电源分配单元中的开关使逆变器与双电层电容连接，以使逆变器回收动力装置的动能，给双电层电容充电。
18.在一些可能的实施例中，控制器用于，系统的制动功率大于第四功率阈值且小于第三功率阈值时，控制电源分配单元中的开关使逆变器与锂电池连接，逆变器回收动力装置的动能，给锂电池充电。
19.在一些可能的实施例中，系统应用于车辆，动力装置为车辆的电机；车辆的电机用于驱动车辆的轮胎转动。
20.第二方面，本技术还提供了一种控制器，应用于混合动力系统，系统还包括：电池、双电层电容和电源分配单元；
21.电源分配单元的第一端分别连接电池和双电层电容；电源分配单元的第二端用于连接逆变器；逆变器用于给动力装置供电；
22.控制器，用于在电池的环境温度低于预设温度阈值，且系统的需求功率大于第一功率阈值时，控制电源分配单元中的开关使双电层电容连接逆变器，以使双电层电容给逆变器提供动力电流；第一功率阈值为环境温度低于预设温度阈值时电池的输出功率。
23.在一些可能的实施例中，控制器，还用于在电池的环境温度低于预设温度阈值时，控制电源分配单元中的开关使双电层电容连接电池，以使双电层电容对电池进行加热直至电池的温度大于电池温度阈值；电池温度阈值大于预设温度阈值。
24.在一些可能的实施例中，电池包括锂电池和燃料电池；系统还包括第一直流/直流变换器；
25.第一直流/直流变换器的第一端连接燃料电池，第一直流/直流变换器的第二端连接电源分配单元。
26.在一些可能的实施例中，控制器还用于在环境温度高于预设温度阈值，且系统的需求功率在预设区间内时，控制电源分配单元中的开关使燃料电池和/或锂电池连接电源分配单元，以使燃料电池和/或锂电池给逆变器提供动力电流。
27.在一些可能的实施例中，控制器，用于在环境温度高于预设温度阈值，且系统的需求功率大于第二功率阈值时，控制电源分配单元中的开关使双电层电容和/或锂电池连接逆变器，以使双电层电容和/或锂电池给逆变器提供动力电流；第二功率阈值为燃料电池的输出功率。
28.在一些可能的实施例中，系统还包括第二直流/直流变换器；
29.第二直流/直流变换器的第一端连接双电层电容；第二直流/直流变换器的第二端连接电源分配单元。
30.在一些可能的实施例中，控制器用于，系统的制动功率大于第三功率阈值时，控制电源分配单元中的开关使逆变器与双电层电容连接，以使逆变器回收动力装置的动能，给双电层电容充电。
31.在一些可能的实施例中，控制器用于，系统的制动功率大于第四功率阈值且小于第三功率阈值时，控制电源分配单元中的开关使逆变器与锂电池连接，逆变器回收动力装置的动能，给锂电池充电。
32.在一些可能的实施例中，系统应用于车辆，动力装置为车辆的电机；车辆的电机用于驱动车辆的轮胎转动。
33.第三方面，本技术提供了一种车辆包括上述的混合动力系统和电机；
34.电源分配单元的第一端分别连接电池和双电层电容；电源分配单元的第二端用于连接逆变器；逆变器用于给电机供电；
35.控制器，用于在电池的环境温度低于预设温度阈值，且系统的需求功率大于第一功率阈值时，控制电源分配单元中的开关使双电层电容连接逆变器，以使双电层电容给逆变器提供动力电流；第一功率阈值为环境温度低于预设温度阈值时电池的输出功率。
36.在一些可能的实施例中，控制器，还用于在电池的环境温度低于预设温度阈值时，控制电源分配单元中的开关使双电层电容连接电池，以使双电层电容对电池进行加热直至电池的温度大于电池温度阈值；电池温度阈值大于预设温度阈值。
37.在一些可能的实施例中，电池包括锂电池和燃料电池；系统还包括第一直流/直流变换器；
38.第一直流/直流变换器的第一端连接燃料电池，第一直流/直流变换器的第二端连接电源分配单元。
39.在一些可能的实施例中，控制器还用于在环境温度高于预设温度阈值，且车辆的需求功率在预设区间内时，控制电源分配单元中的开关使燃料电池和/或锂电池连接电源分配单元，以使燃料电池和/或锂电池给逆变器提供动力电流。
40.在一些可能的实施例中，控制器，用于在环境温度高于预设温度阈值，且车辆的需求功率大于第二功率阈值时，控制电源分配单元中的开关使双电层电容和/或锂电池连接逆变器，以使双电层电容和/或锂电池给逆变器提供动力电流；第二功率阈值为燃料电池的输出功率。
41.在一些可能的实施例中，系统还包括第二直流/直流变换器；
42.第二直流/直流变换器的第一端连接双电层电容；第二直流/直流变换器的第二端连接电源分配单元。
43.在一些可能的实施例中，控制器用于，系统的制动功率大于第三功率阈值时，控制电源分配单元中的开关使逆变器与双电层电容连接，以使逆变器回收电机的动能，给双电层电容充电。
44.在一些可能的实施例中，控制器用于，系统的制动功率大于第四功率阈值且小于第三功率阈值时，控制电源分配单元中的开关使逆变器与锂电池连接，逆变器回收电机的动能，给锂电池充电。
45.本技术实施例将电池和双电层电容通过电源分配单元与动力装置连接，当电池的环境温度低于预设温度阈值，且系统的需求功率大于第一功率阈值时，控制电源分配单元中的开关使双电层电容连接逆变器，以使双电层电容给逆变器提供动力电流。双电层电容具有快速响应的特性，且在温度较低时仍可以保持较大的输出电流，如此可以利用双电层电容在低温条件下快速为动力装置提供能源。
46.本技术的其他优点将配合以下的说明和附图进行更详细的解说。
47.应当理解，上述说明仅是本技术技术方案的概述，以便能够更清楚地了解本技术的技术手段，从而可依照说明书的内容予以实施。为了让本技术的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举例说明本技术的具体实施方式。
附图说明
48.通过阅读下文的示例性实施例的详细描述，本领域普通技术人员将明白本文所述的优点和益处以及其他优点和益处。附图仅用于示出示例性实施例的目的，而并不认为是对本技术的限制。而且在整个附图中，用相同的标号表示相同的部件。在附图中：
49.图1为本技术实施例提供的一种混合动力系统的示意图；
50.图2为本技术实施例提供的另一种动力系统的示意图；
51.图3a为本技术实施例提供的另一种动力系统的示意图；
52.图3b为本技术实施例提供的另一种动力系统的示意图；
53.图4为本技术实施例提供的另一种动力系统的示意图；
54.图5为本技术实施例提供的另一种动力系统的示意图。
55.在附图中，相同或对应的标号表示相同或对应的部分。
具体实施方式
56.下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域技术人员。
57.在本技术实施例的描述中，应理解，诸如“包括”或“具有”等术语旨在指示本说明书中所公开的特征、数字、步骤、行为、部件、部分或其组合的存在，并且不旨在排除一个或多个其他特征、数字、步骤、行为、部件、部分或其组合存在的可能性。
58.除非另有说明，“/”表示或的意思，例如，a/b可以表示a或b；本文中的“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。
59.术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，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”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术实施例的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
60.另外还需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本技术。
61.参见图1，该图为本技术实施例提供的一种混合动力系统的示意图。如图1所示，该系统包括：电池100、双电层电容200、电源分配单元(power distribution unit，pdu)300和控制器400；
62.电源分配单元300的第一端分别连接电池100和双电层电容200；电源分配单元300的第二端用于连接逆变器500；逆变器500用于给动力装置600供电；
63.控制器400，用于在电池100的环境温度低于预设温度阈值，且系统的需求功率大于第一功率阈值时，控制电源分配单元300中的开关使双电层电容200连接逆变器500，以使双电层电容200给逆变器500提供动力电流；第一功率阈值为环境温度低于预设温度阈值时电池100的输出功率。
64.需要说明的是，本技术实施例中的混合动力系统可以应用于车辆，也可以应用于其他需要动力的设备，本技术实施例在此不做限定。当本技术实施例中的混合动力系统应用于车辆时，本技术实施例中的动力装置可以为车辆的电机；车辆的电机用于驱动车辆的轮胎转动。
65.本技术实施例中的逆变器用于将电源分配单元输出的直流电转换为交流电，从而驱动动力装置，并控制动力装置的输出转速、扭矩和功率等。本技术实施例中的电池可以为锂电池，也可以为燃料电池，或者锂电池和燃料电池的组合电池，本技术实施例在此不做限定。本技术实施例中的预设温度阈值由电池的低温性能决定，作为一个示例，预设温度阈值可以在零下30摄氏度至零下40摄氏度之间。
66.本技术中的电源分配单元包括多种开关，且多种开关受到控制器发送的控制信号的控制。本技术实施例中的双电层电容，即超级电容(super capacitor)有较低的能量密度和较高的功率密度，具有快速响应的特性，且在温度较低时仍可以保持较大的输出电流。本技术实施例中的控制器在电池的环境温度低于预设温度阈值时，可以利用双电层电容在低温条件下快速为动力装置提供能源，如此即便在低温环境下本技术中的混合动力系统也可以快速响应动力指令，向动力装置输出动力电流。
67.本技术实施例中的双电层电容的能量密度较小，无法长时间地给动力装置供电。为了使得本技术中的混合动力系统的输出的电流不中断，本技术中的控制器，还可以用于在电池的环境温度低于预设温度阈值时，控制电源分配单元中的开关使双电层电容连接电池，以使双电层电容对电池进行加热直至电池的温度大于电池温度阈值，从而使得电池可以达到适宜的工作温度，从而使得电池也可以对动力装置进行供电。在本技术实施例中电池温度阈值由电池的温度性能决定，通常来说电池温度阈值大于预设温度阈值。
68.需要说明的是，本技术实施例在电池的环境温度低于预设温度阈值时，可以通过双电层电容向逆变器输出动力电流，本技术实施例中的双电层电容还可以连接电池，以便利用双电层电容对电池进行加热，从而使得电池的温度可以较快上升，在电池的温度大于电池温度阈值后，本技术实施例中的控制器还可以用于控制电源分配单元使得电池与逆变器连接，以使升温后的电池向逆变器输出动力电流。
69.在本技术实施例中的动力系统中包含多个电池时，例如包括一个锂电池和一个燃料电池时，控制器可以先控制一个电池通过双电层电容进行升温，在该电池的温度升高到电池升温阈值后，再控制下一个电池通过双电层电容进行升温。通常来说电池温度阈值可以小于或等于电池温度阈值。本技术先将一个电池通过双电层电容进行升温，可以加快该电池的升温速度，使得该电池的温度尽快达到电池温度阈值，从而代替双电层电容向逆变器输出动力电流。
70.参见图2，该图为本技术实施例提供的另一种动力系统的示意图。
71.如图2所示，本技术实施例中的动力系统中的电池包括锂电池101和燃料电池102；该动力系统还包括第一直流/直流(direct current/direct current，dc/dc)变换器700。
锂电池101连接电源分配单元300；第一直流/直流变换器700的第一端连接燃料电池102，第一直流/直流变换器700的第二端连接电源分配单元300。
72.需要说明的是，锂电池在温度适宜时的快速响应特性较好，但锂电池的寿命较短，频繁使用会进一步缩短锂电池的寿命。燃料电池的寿命相对较长，且可以根据燃料电池的储氢量满足长时间续航的需求。因此本技术将锂电池、燃料电池双电层电容综合使用，可以弥补各个储能元件的劣势，提供一种应用温度更为宽泛、快速响应特性较好且续航较好的混合动力系统。
73.作为一种可能的实施方式，本技术实施例中的控制器还用于在环境温度高于预设温度阈值，且系统的需求功率在预设区间内时，控制电源分配单元中的开关使燃料电池和/或锂电池连接电源分配单元，以使燃料电池和/或锂电池给逆变器提供动力电流。需要说明的是，本技术实施例中的预设区间内由燃料电池和/或锂电池的输出功率决定，预设区间中的功率值通常小于第二功率阈值。需要说明的是，锂电池和燃料电池的输出功率稳定，混合动力系统的需求功率在预设区间内时，本技术可以利用锂电池和/或燃料电池的稳定输出功率的特性，尤其是燃料电池的稳定输出功率的特性，向逆变器提供稳定的输出电流。
74.作为一种可能的实施方式，本技术实施例中的控制器，用于在环境温度高于预设温度阈值，且系统的需求功率大于第二功率阈值时，控制电源分配单元中的开关使双电层电容和/或锂电池连接逆变器，以使双电层电容和/或锂电池给逆变器提供动力电流。第二功率阈值为燃料电池的输出功率。需要说明的是，在电池的环境温度高于预设温度阈值时，锂电池和双电层电容具有快速响应特性，在系统的需求功率大于第二功率阈值时，可以利用锂电池和双电层电容具有快速响应特性，使得锂电池和/或双电层电容快速输出较高的动力电流至逆变器。
75.如图3a所示，本技术中的混合动力系统还可以包括第二直流/直流(direct current/direct current，dc/dc)变换器800；第二直流/直流变换器800的第一端连接双电层电容200；第二直流/直流变换器800的第二端连接电源分配单元300。第二直流/直流变换器可以用于调节双层电容200的输出电流。需要说明的是，第二dc/dc变换器可以为双向dc/dc(bi-dc/dc)变换器。
76.如图3b所示，当混合动力系统的制动功率较大，即混合动力系统的需求功率较快地降低时，例如车辆急减速时，逆变器500可以回收动力装置600的动能，给双电层电容200充电。具体地，本技术中的控制器可以在混合动力系统的制动功率大于第三功率阈值时，控制电源分配单元300中的开关使逆变器500与双电层电容200连接，以使逆变器500回收动力装置600的动能，给双电层电容充电200，从而恢复双电层电容200中的电量，以便动力系统下次使用。需要说明的是，第三功率阈值的大小由双电层电容200的充电功率确定，本技术实施例在此不做限定。
77.如图3b所示，当混合动力系统的制动功率较小，即混合动力系统的需求功率较慢地降低时，例如车辆缓慢减速时，逆变器500可以回收动力装置600的动能，给锂电池101充电。具体的，控制器用于，系统的制动功率大于第四功率阈值且小于第三功率阈值时，控制电源分配单元300中的开关使逆变器400与锂电池101连接，以使逆变器500回收动力装置600的动能，给锂电池101充电。需要说明的是，第四功率阈值的大小与锂电池的充电功率相关，本技术实施例在此不做限定。
78.综上所述，锂电池在温度适宜时的快速响应特性较好，但锂电池的寿命较短，频繁使用会进一步缩短锂电池的寿命。燃料电池的寿命相对较长，且可以根据燃料电池的储氢量满足长时间续航的需求。双电层电容在低温下的快速响应特性较好，但能量密度较低。因此本技术将锂电池、燃料电池双电层电容综合使用，可以弥补各个储能元件的劣势，并利用双电层电容、锂电池、燃料电池之间的电路提升锂电池和燃料电池的温度，利用锂电池和双电层电容的充电特征回收动力装置的动能。如此本技术可以提供一种应用温度更叫宽泛、快速响应特性较好且续航较好的混合动力系统。
79.根据上述实施例提供的混合动力系统，本技术实施例还提供了一种控制器。
80.参见图4，该图为本技术提供的一种控制器的示意图。
81.如图4所示，本技术实施例提供的控制器900，应用于混合动力系统，该系统还包括：电池100、双电层电容200和电源分配单元300；
82.电源分配单元300的第一端分别连接电池100和双电层电容200；电源分配单元300的第二端用于连接逆变器500；逆变器500用于给动力装置600供电；
83.控制器，用于在电池的环境温度低于预设温度阈值，且系统的需求功率大于第一功率阈值时，控制电源分配单元300中的开关使双电层电容200连接逆变器500，以使双电层电容200给逆变器500提供动力电流；第一功率阈值为环境温度低于预设温度阈值时电池100的输出功率。
84.作为一种可能的实施方式，本技术实施例中的控制器，还用于在电池的环境温度低于预设温度阈值时，控制电源分配单元中的开关使双电层电容连接电池，以使双电层电容对电池进行加热直至电池的温度大于电池温度阈值；电池温度阈值大于预设温度阈值。
85.作为一种可能的实施方式，电池包括锂电池和燃料电池；系统还包括第一直流/直流变换器；
86.第一直流/直流变换器的第一端连接燃料电池，第一直流/直流变换器的第二端连接电源分配单元。
87.作为一种可能的实施方式，控制器还用于在环境温度高于预设温度阈值，且系统的需求功率在预设区间内时，控制电源分配单元中的开关使燃料电池和/或锂电池连接电源分配单元，以使燃料电池和/或锂电池给逆变器提供动力电流。
88.作为一种可能的实施方式，控制器，用于在环境温度高于预设温度阈值，且系统的需求功率大于第二功率阈值时，控制电源分配单元中的开关使双电层电容和/或锂电池连接逆变器，以使双电层电容和/或锂电池给逆变器提供动力电流；第二功率阈值为燃料电池的输出功率。
89.作为一种可能的实施方式，系统还包括第二直流/直流变换器；第二直流/直流变换器的第一端连接双电层电容；第二直流/直流变换器的第二端连接电源分配单元。
90.作为一种可能的实施方式，控制器用于，系统的制动功率大于第三功率阈值时，控制电源分配单元中的开关使逆变器与双电层电容连接，以使逆变器回收动力装置的动能，给双电层电容充电。
91.作为一种可能的实施方式，控制器用于，系统的制动功率大于第四功率阈值且小于第三功率阈值时，控制电源分配单元中的开关使逆变器与锂电池连接，逆变器回收动力装置的动能，给锂电池充电。
92.作为一种可能的实施方式，该系统应用于车辆，动力装置为车辆的电机；车辆的电机用于驱动车辆的轮胎转动。
93.综上所述，锂电池在温度适宜时的快速响应特性较好，但锂电池的寿命较短，频繁使用会进一步缩短锂电池的寿命。燃料电池的寿命相对较长，且可以根据燃料电池的储氢量满足长时间续航的需求。双电层电容在低温下的快速响应特性较好，但能量密度较低。因此本技术将锂电池、燃料电池双电层电容综合使用，可以弥补各个储能元件的劣势，并利用双电层电容、锂电池、燃料电池之间的电路提升锂电池和燃料电池的温度，利用锂电池和双电层电容的充电特征回收动力装置的动能。如此本技术可以提供一种应用温度更叫宽泛、快速响应特性较好且续航较好的混合动力系统的控制器。
94.根据上述实施例提供的混合动力系统和控制器，本技术实施例还提供了一种车辆。
95.参见图5，该图为本技术实施例提供的一种车辆的示意图。
96.如图5所示，本技术实施例提供的车辆包括上述实施例中的混合动力系统，该系统包括：电池100、双电层电容200、电源分配单元300和电机601；
97.电源分配单元300的第一端分别连接电池和双电层电容200；电源分配单元300的第二端用于连接逆变器500；逆变器500用于给电机601供电；电机601通过传动装置驱动轮胎1和轮胎2。
98.控制器，用于在电池100的环境温度低于预设温度阈值，且车辆的需求功率大于第一功率阈值时，控制电源分配单元300中的开关使双电层电容200连接逆变器500，以使双电层电容200给逆变器500提供动力电流；第一功率阈值为环境温度低于预设温度阈值时电池100的输出功率。
99.作为一种可能的实施方式控制器，还用于在电池的环境温度低于预设温度阈值时，控制电源分配单元中的开关使双电层电容连接电池，以使双电层电容对电池进行加热直至电池的温度大于电池温度阈值；电池温度阈值大于预设温度阈值。
100.作为一种可能的实施方式电池包括锂电池和燃料电池；系统还包括第一直流/直流变换器；
101.第一直流/直流变换器的第一端连接燃料电池，第一直流/直流变换器的第二端连接电源分配单元。
102.作为一种可能的实施方式控制器还用于在环境温度高于预设温度阈值，且车辆的需求功率在预设区间内时，控制电源分配单元中的开关使燃料电池和/或锂电池连接电源分配单元，以使燃料电池和/或锂电池给逆变器提供动力电流。
103.作为一种可能的实施方式控制器，用于在环境温度高于预设温度阈值，且车辆的需求功率大于第二功率阈值时，控制电源分配单元中的开关使双电层电容和/或锂电池连接逆变器，以使双电层电容和/或锂电池给逆变器提供动力电流；第二功率阈值为燃料电池的输出功率。
104.作为一种可能的实施方式系统还包括第二直流/直流变换器；
105.第二直流/直流变换器的第一端连接双电层电容；第二直流/直流变换器的第二端连接电源分配单元。
106.作为一种可能的实施方式控制器用于，系统的制动功率大于第三功率阈值时，控
制电源分配单元中的开关使逆变器与双电层电容连接，以使逆变器回收电机的动能，给双电层电容充电。
107.作为一种可能的实施方式控制器用于，系统的制动功率大于第四功率阈值且小于第三功率阈值时，控制电源分配单元中的开关使逆变器与锂电池连接，逆变器回收电机的动能，给锂电池充电。
108.综上所述，锂电池在温度适宜时的快速响应特性较好，但锂电池的寿命较短，频繁使用会进一步缩短锂电池的寿命。燃料电池的寿命相对较长，且可以根据燃料电池的储氢量满足长时间续航的需求。双电层电容在低温下的快速响应特性较好，但能量密度较低。因此本技术将锂电池、燃料电池双电层电容综合使用，可以弥补各个储能元件的劣势，并利用双电层电容、锂电池、燃料电池之间的电路提升锂电池和燃料电池的温度，利用锂电池和双电层电容的充电特征回收车辆的动能。如此本技术可以提供一种应用温度更叫宽泛、快速响应特性较好且续航较好的车辆。
109.在本说明书的描述中，参考术语“一些可能的实施方式”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本技术的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
110.本技术中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。
111.虽然已经参考若干具体实施方式描述了本技术的精神和原理，但是应该理解，本技术并不限于所公开的具体实施方式，对各方面的划分也不意味着这些方面中的特征不能组合以进行受益，这种划分仅是为了表述的方便。本技术旨在涵盖所附权利要求的精神和范围内所包括的各种修改和等同布置。

技术特征：
1.一种混合动力系统，其特征在于，所述系统包括：电池、双电层电容、电源分配单元和控制器；所述电源分配单元的第一端分别连接所述电池和所述双电层电容；所述电源分配单元的第二端用于连接逆变器；所述逆变器用于给动力装置供电；所述控制器，用于在所述电池的环境温度低于预设温度阈值，且所述系统的需求功率大于第一功率阈值时，控制所述电源分配单元中的开关使所述双电层电容连接所述逆变器，以使所述双电层电容给所述逆变器提供动力电流；所述第一功率阈值为所述环境温度低于所述预设温度阈值时所述电池的输出功率。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控制器，还用于在所述电池的环境温度低于所述预设温度阈值时，控制所述电源分配单元中的开关使所述双电层电容连接所述电池，以使所述双电层电容对所述电池进行加热直至所述电池的温度大于电池温度阈值；所述电池温度阈值大于所述预设温度阈值。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述电池包括锂电池和燃料电池，所述锂电池连接所述电源分配单元；所述系统还包括第一直流/直流变换器；所述第一直流/直流变换器的第一端连接所述燃料电池，所述第一直流/直流变换器的第二端连接所述电源分配单元。4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述控制器还用于在所述环境温度高于所述预设温度阈值，且所述系统的需求功率在预设区间内时，控制所述电源分配单元中的开关使所述燃料电池和/或所述锂电池连接所述电源分配单元，以使所述燃料电池和/或所述锂电池给所述逆变器提供动力电流。5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述控制器，用于在所述环境温度高于所述预设温度阈值，且所述系统的需求功率大于第二功率阈值时，控制所述电源分配单元中的开关使所述双电层电容和/或所述锂电池连接所述逆变器，以使所述双电层电容和/或所述锂电池给所述逆变器提供动力电流；所述第二功率阈值为所述燃料电池的输出功率。6.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述系统还包括第二直流/直流变换器；所述第二直流/直流变换器的第一端连接所述双电层电容；所述第二直流/直流变换器的第二端连接所述电源分配单元。7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述控制器用于，所述系统的制动功率大于第三功率阈值时，控制所述电源分配单元中的开关使所述逆变器与所述双电层电容连接，以使所述逆变器回收所述动力装置的动能，给所述双电层电容充电。8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述控制器用于，所述系统的制动功率大于第四功率阈值且小于第三功率阈值时，控制所述电源分配单元中的开关使所述逆变器与所述锂电池连接，所述逆变器回收所述动力装置的动能，给所述锂电池充电。9.根据权利要求1-8任一项所述的系统，其特征在于，所述系统应用于车辆，所述动力装置为车辆的电机；所述电机用于驱动所述车辆的轮胎转动。10.一种控制器，其特征在于，应用于混合动力系统，所述系统还包括：电池、双电层电容和电源分配单元；所述电源分配单元的第一端分别连接所述电池和所述双电层电容；所述电源分配单元的第二端用于连接逆变器；所述逆变器用于给动力装置供电；
所述控制器，用于在所述电池的环境温度低于所述预设温度阈值，且所述系统的需求功率大于第一功率阈值时，控制所述电源分配单元中的开关使所述双电层电容连接所述逆变器，以使所述双电层电容给所述逆变器提供动力电流；所述第一功率阈值为所述环境温度低于所述预设温度阈值时所述电池的输出功率。11.根据权利要求10所述的控制器，其特征在于，所述控制器，还用于在所述电池的环境温度低于预设温度阈值时，控制所述电源分配单元中的开关使所述双电层电容连接所述电池，以使所述双电层电容对所述电池进行加热直至所述电池的温度大于电池温度阈值；所述电池温度阈值大于所述预设温度阈值。12.根据权利要求10所述的控制器，其特征在于，所述电池包括锂电池和燃料电池；所述系统还包括第一直流/直流变换器；所述第一直流/直流变换器的第一端连接所述燃料电池，所述第一直流/直流变换器的第二端连接所述电源分配单元。13.根据权利要求12所述的控制器，其特征在于，所述控制器还用于在所述环境温度高于所述预设温度阈值，且所述系统的需求功率在预设区间内时，控制所述电源分配单元中的开关使所述燃料电池和/或所述锂电池连接所述电源分配单元，以使所述燃料电池和/或所述锂电池给所述逆变器提供动力电流。14.根据权利要求12所述的控制器，其特征在于，所述控制器，用于在所述环境温度高于所述预设温度阈值，且所述系统的需求功率大于第二功率阈值时，控制所述电源分配单元中的开关使所述双电层电容和/或所述锂电池连接所述逆变器，以使所述双电层电容和/或所述锂电池给所述逆变器提供动力电流；所述第二功率阈值为所述燃料电池的输出功率。15.一种车辆，其特征在于，包括权利要求1-9中任一项所述的混合动力系统和电机；所述电源分配单元的第一端分别连接所述电池和所述双电层电容；所述电源分配单元的第二端用于连接逆变器；所述逆变器用于给所述电机供电；所述控制器，用于在所述电池的环境温度低于所述预设温度阈值，且所述系统的需求功率大于第一功率阈值时，控制所述电源分配单元中的开关使所述双电层电容连接所述逆变器，以使所述双电层电容给所述逆变器提供动力电流；所述第一功率阈值为所述环境温度低于所述预设温度阈值时所述电池的输出功率。

技术总结
本申请提供了一种混合动力系统、控制器及车辆，该系统包括：电池、双电层电容、电源分配单元和控制器；电源分配单元的第一端分别连接电池和双电层电容；电源分配单元的第二端用于连接逆变器；逆变器用于给动力装置供电；控制器，用于在电池的环境温度低于预设温度阈值，且系统的需求功率大于第一功率阈值时，控制电源分配单元中的开关使双电层电容连接逆变器，以使双电层电容给逆变器提供动力电流；第一功率阈值为环境温度低于预设温度阈值时电池的输出功率。控制器可以控制电源分配单元中的开关使双电层电容连接逆变器，以使双电层电容给逆变器提供动力电流。如此可以利用双电层电容在低温条件下快速为动力装置提供能源。在低温条件下快速为动力装置提供能源。在低温条件下快速为动力装置提供能源。


技术研发人员：夏勇 魏檐 王亚东
受保护的技术使用者：康明斯新能源动力（上海）有限公司
技术研发日：2023.07.10
技术公布日：2023/8/24