一種混合動力車用超級電容的保護方法與流程
2023-09-22 15:55:30 5
本發明涉及超級電容的保護方法，具體涉及雙電源混合動力車用超級電容的保護方法。
背景技術：
隨著新能源汽車的示範推廣應用，混合動力汽車被廣泛應用於各大城市，特別是對於混合動力公交車，更是在城市車輛節能減排中擔當了主力軍，而混合動力汽車用動力電池受其自身的特點限制，不能大功率、大電流的工作，因而為了滿足車輛需求且保護動力電池，很多混合動力汽車採用了動力電池和超級電容雙電源驅動的動力系統，雖然超級電容能夠大功率、大電流的工作，但是過壓工作、欠壓工作及過溫工作都會對其使用壽命造成不可挽回的損耗，特別是長時間處於上述極限工作條件下，對於超級電容的使用壽命衰減是非常嚴重的，因而，超級電容在使用過程中也需要適當的保護。
技術實現要素：
為了解決上述問題，本發明提出一種混合動力車用超級電容的保護方法，所述混合動力車包括雙電源：動力電池和超級電容，該方法通過檢測所述超級電容的工作電壓及溫度，若所述超級電容工作狀態為充電且工作電壓超過電壓上限設定值，則限制所述超級電容充電；若所述超級電容工作狀態為放電且工作電壓低於電壓下限設定值，則限制所述超級電容放電；若所述超級電容溫度超過溫度上限設定值，則限制所述超級電容溫度上升。
為實現上述目的，本發明的技術方案是：
一種混合動力車用超級電容的保護方法，所述混合動力車包括雙電源：動力電池和超級電容，所述方法包括如下步驟：
(1)檢測所述超級電容的工作狀態：充電或放電；
(2)監控所述超級電容的工作電壓；
(3)監控所述超級電容的溫度；
(4)若所述超級電容工作狀態為充電且工作電壓超過電壓上限設定值，則限制所述超級電容充電；若所述超級電容工作狀態為放電且工作電壓低於電壓下限設定值，則限制所述超級電容放電；若所述超級電容溫度超過溫度上限設定值，則限制所述超級電容溫度上升。
進一步，所述步驟(4)中溫度上限設定值為多個值，根據所述多個溫度設定值分別給出不同限制等級。
所述限制方法為設置與所述溫度設定值對應的電流上限設定值，針對不同的溫度設定值給出相對應的電流上限設定值，以限制所述超級電容的工作電流。
所述限制方法為設置與所述溫度設定值對應的所述動力電池、超級電容之間能量的分配比例，根據所述溫度設定值的上升增大所述動力電池的能量分配比例，以減少所述超級電容的工作。
所述限制方法為設置多個氣剎或發動機介入時間，根據所述超級電容充電時設定的溫度上限設定值選取不同的氣剎介入時間或放電時設定的溫度上限設定值選取不同的發動機介入時間，以減少所述超級電容的工作。
所述限制方法為開啟散熱風扇，所述散熱風扇設置與所述溫度上限設定值對應的多個轉速。
所述限制超級電容充電方法為增加所述動力電池的充電能量分配比例或氣剎提前工作。
所述限制超級電容放電的方法為行車時增加發動機的動力輸出並利用多餘動力給所述超級電容發電，或停車時啟動發動機給所述超級電容發電。
所述限制超級電容放電的方法為增加所述動力電池驅動輸出電量值，減少所述超級電容的電量輸出。
所述限制超級電容放電的方法為提前切換至高擋位並提前啟動發動機驅動。
相比現有的混合動力車用超級電容的使用方法，本發明有顯著優點和有益效果，具體體現為：
使用本發明混合動力車用超級電容的保護方法，針對超級電容過壓、欠壓、過溫等情況給出相應的限制方法，既可以不影響車輛整車行駛，更加可以保護超級電容，延長其使用壽命。
附圖說明
圖1為本發明混合動力車用超級電容的保護方法的流程圖。
具體實施方式
本發明的具體實施方法如下：
超級電容作為混合動力公交車常用的驅動動力源，以其大功率吞吐能力及使用壽命備受歡迎，然而超級電容在工作時如果工作環境差，將對超級電容的使用壽命產生較大影響，嚴重的甚至大大加快其壽命的衰減，本發明主要針對雙源混合動力汽車用超級電容提出的保護方法，本文所述的混合動力汽車為動力電池和超級電容組成的雙動力源混合動力汽車，所述雙動力源混合動力汽車驅動系統包括發動機、電動機、發電機、變速箱，所述發動機、變速箱、電動機直聯，所述發動機通過所述發電機與所述動力電池、超級電容連接，所述電動機、發電機為雙繞組結構，所述動力電池和所述超級電容分別與所述電動機、發電機的兩套繞組連接。
圖1為本發明混合動力車用超級電容的保護方法流程圖，主要包括以下四個步驟：
(1)檢測所述超級電容的工作狀態：充電或放電。首先通過檢測得出所述超級電容的工作狀態，判斷其處於充電狀態還是放電狀態，然後根據其工作狀態確定後續監控、檢測項目，如充電時只考慮是否過壓、是否過溫，放電時只考慮是否欠壓、是否過溫。
(2)監控所述超級電容的工作電壓，實時監控所述超級電容的工作電壓並記錄傳遞給控制機構。
(3)監控所述超級電容的溫度，實時監控所述超級電容的溫度並記錄傳遞給控制機構。
(4)對比監控的工作電壓值、溫度值與預先設定的電壓上限設定值、電壓下限設定值、溫度上限設定值，若所述超級電容工作狀態為充電且工作電壓超過電壓上限設定值，則限制所述超級電容充電；若所述超級電容工作狀態為放電且工作電壓超過電壓下限設定值，則限制所述超級電容放電；若所述超級電容溫度超過溫度上限設定值，則限制所述超級電容溫度上升。
上述所述步驟(4)中溫度上限設定值、電壓上限設定值、電壓下限設定值均可以設定為多個值，根據所述多個設定值分別給出不同限制等級及限制方法。
當所述超級電容處於充電狀態時，判斷所述超級電容是否過壓，判斷方法為將當前監控的充電電壓值與所述電壓上限設定值比較，若當前監控的充電電壓值超過所述電壓上限設定值，則限制所述超級電容充電，限制所述超級電容充電方法為提高所述動力電池充電比例或設置氣剎提前介入工作，使用所述限制超級電容充電方法，可以至少設置3個電壓上限設定值，根據當前充電電壓與多個電壓上限設定值的大小關係，可以選取其中一種限制充電方法或同時使用兩種方法。
當所述超級電容處於充電狀態時，判斷所述超級電容是否過溫，判斷方法為將當前監控的溫度值與所述溫度上限設定值比較，若當前監控的溫度值超過所述溫度上限設定值，則限制所述超級電容升溫，限制所述超級電容升溫方法包括提高所述動力電池充電比例、設置氣剎提前介入工作、限制充電電流大小、開啟散熱風扇，使用所述限制超級電容充電方法，可以設置多個溫度上限設定值，根據當前超級電容溫度值與多個溫度上限設定值的大小關係，可以選取其中一種限制升溫方法或同時使用多種方法，根據溫度上限設定值也可以設定多個動力電池充電比例值、設置氣剎提前介入工作的剎車踏板比例值、限制充電電流大小值、散熱風扇的轉速，以此達到更多的限制等級。
當所述超級電容處於放電狀態時，判斷所述超級電容是否欠壓，判斷方法為將當前監控的放電電壓值與所述電壓下限設定值比較，若當前監控的放電電壓值低於所述電壓下限設定值，則限制所述超級電容放電，限制所述超級電容放電方法為提高所述動力電池放電輸出比例、設置所述發動機提前介入工作或者利用所述發動機給所述超級電容發電，所述發動機給所述超級電容發電方式為車輛停止所述發動機直接驅動所述發電機給所述超級電容發電，或者發動機驅動車輛行駛時發動機增加其動力輸出，利用其多餘能量驅動發電機給所述超級電容發電；使用所述限制超級電容放電方法，可以至少設置3個電壓下限設定值，根據當前放電電壓與多個電壓下限設定值的大小關係，可以選取其中一種限制放電方法或同時使用多種方法。
當所述超級電容處於放電狀態時，判斷所述超級電容是否過溫，判斷方法為將當前監控的溫度值與所述溫度上限設定值比較，若當前監控的溫度值超過所述溫度上限設定值，則限制所述超級電容升溫，限制所述超級電容升溫方法包括提高所述動力電池放電比例、設置發動機提前介入工作、限制充電電流大小、開啟散熱風扇，使用所述限制超級電容放電方法，可以設置多個溫度上限設定值，根據當前超級電容溫度值與多個溫度上限設定值的大小關係，可以選取其中一種限制升溫方法或同時使用多種方法，根據溫度上限設定值也可以設定多個動力電池放電比例值、設置發動機提前介入工作的車速值、限制充電電流大小值、散熱風扇的轉速，以此達到更多的限制等級。
對於為本發明的示範性實施例，應當理解為是本發明的權利要求書的保護範圍內其中的某一種示範性示例，具有對本領域技術人員實現相應的技術方案的指導性作用，而非對本發明的限定。