混合動力汽車車載複合電源裝置的製作方法

2023-12-06 20:36:21 2

專利名稱：混合動力汽車車載複合電源裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種混合動力汽車車載電源裝置。
背景技術：
目前的混合動力汽車車載電源裝置大多數採用單一蓄電池來組成，隨著近幾年科技的發展，電池技術仍然不能很好地解決比能量/能量密度與比功率/功率密度二者之間的相互制約關係，同時由於蓄電池採用化學方法進行儲能，使得蓄電池瞬間充放大電流困難，造成電源系統效率低、制動能量回收不佳的後果，對整車經濟性不利。

發明內容
本實用新型的目的是為克服蓄電池比功率低及大電流充放困難及效率低的的缺點，提供一種改進結構的混合動力汽車車載複合電源裝置。
本實用新型混合動力汽車車載複合電源裝置，包括大比能動力蓄電池和與其串聯的電機逆變器、電機，蓄電池、電機逆變器、發動機的控制埠是分別通過電源控制器、電機控制器、發動機控制器分別與整車控制器電連接，其特徵在於還包括一通過雙向DC/DC變換器並聯在電機逆變器及蓄電池之間的超級電容器，超級電容器、雙向DC/DC變換器的控制埠分別與電源控制器電連接。所述的電源控制器不僅實現對蓄電池及超級電容器狀態的監控，同時還實現對DC/DC變換器內部各電子開關狀態的控制，達到控制超級電容器充放電的目的，進而由超級電容器對電源中蓄電池起到功率緩衝的作用。
該複合電源工作原理如下a.電源控制器監控蓄電池、超級電容器的電壓及電量狀態，並發送給整車控制器，電源控制器同時接收整車控制器對電源系統的功率需求；b.根據電源系統功率需求及此時電源系統中各部件的運行狀態，電源控制器決定下一時刻蓄電池及超級電容器各自的工作狀態，決定DC/DC變換器內部各電子開關的導通、斬波順序，並輸出相應的開關狀態控制字；c.根據蓄電池及超級電容器的電壓值，電源控制器計算並輸出變換器內部電子開關的佔空比(電子開關導通的時間與關斷時間之比)，從而達到對變換器內部各開關器件驅動脈衝的控制，進而達到改變供給電機或超級電容器電壓的目的。
d.若超級電容器電量不足，並且此時沒有功率輸出需求時，電源控制器直接向DC/DC變換器各開關器件發狀態控制命令，控制蓄電池為超級電容器充電；e.若蓄電池的電量不足時，則由電源控制器直接向發動機控制器發充電命令，由發動機輸出功率為蓄電池充電，此時DC/DC變換器開關器件全部關斷。
本實用新型複合電源裝置的優點是該裝置使整車對電源系統的能量及功率需求走兩條路線，在整車運行期間，蓄電池組提供電源系統所需的平均功率，保證電池高效、平穩地工作，超級電容器則用於滿足整車加速及制動時對電源系統的峰值功率需求。因此，不僅解決了原單一蓄電池大電流瞬間充放電困難、比功率低的缺點，而且還能利用超級電容器對蓄電池在大電流充放電情況下起到功率緩衝的作用，解決了車載電源系統大電流充放電困難及效率低的問題，同時系統的重量、體積以及造價都有所下降，而且系統的壽命也得到延長。


圖1是本實用新型的複合電源的結構示意圖；圖2是本實用新型的電源控制器控制流程圖。
具體實施方式
以下結合附圖給出的實施例對本實用新型作進一步說明。
參照圖1，本實用新型混合動力汽車車載複合電源裝置，包括大比能動力蓄電池1和與其串聯的電機逆變器4、電機5，蓄電池1、電機逆變器4、發動機6的控制埠分別通過電源控制器7、電機控制器8、發動機控制器9與整車控制器10電連接，其特徵在於還包括一通過雙向DC/DC變換器3並聯在電機逆變器4及蓄電池1之間的超級電容器2，超級電容器2、雙向DC/DC變換器3的控制埠分別與電源控制器7電連接。
電源控制器7完成對複合電源功率的分配，其工作流程如圖2所示①接收蓄電池1及超級電容器2的電壓；②查詢上一時刻蓄電池1及超級電容器2的荷電狀態值SOC以及蓄電池1的電流；③接收此時整車控制器10對複合電源的功率需求；④若所需功率為正，並且根據所需功率大小，決定採用最佳經濟驅動模式或是最大動力驅動模式，相應調用最佳經濟驅動子程序及最大動力驅動子程序，並依據上一時刻蓄電池的放電電流計算超級電容器所需的放電功率；⑤若所需功率為負，則調複合電源制動功率分配子程序，並依據上一時刻蓄電池的充電電流計算超級電容器所需的充電功率；⑥若所需電源功率為0，則調超級電容器2充電子程序，根據上一時刻蓄電池1SOC及超級電容器2的CSOC，計算超級電容器2所需的充電功率；⑦根據超級電容器所需的充放電功率，輸出下一時刻對DC/DC變換器3各開器件的狀態控制值；⑧根據蓄電池1及超級電容器2各自的電壓值，計算並輸出下一時刻DC/DC變換器3中各開關器件所需的佔空比。
⑨電源控制器7向DC/DC變換器3輸出下一時刻開關狀態控制字。
⑩電源控制器7向DC/DC變換器3輸出下一時刻開關所需佔空比控制字。
權利要求1.一種混合動力汽車車載複合電源裝置，包括大比能動力蓄電池(1)和與其串聯的電機逆變器(4)、電機(5)，蓄電池(1)、電機逆變器(4)、發動機(6)的控制埠分別通過電源控制器(7)、電機控制器(8)、發動機控制器(9)與整車控制器(10)電連接，其特徵在於還包括一通過雙向DC/DC變換器(3)並聯在電機逆變器(4)及蓄電池(1)之間的超級電容器(2)，超級電容器(2)、雙向DC/DC變換器(3)的控制埠分別與電源控制器(7)電連接。
專利摘要本實用新型涉及一種混合動力汽車車載複合電源裝置，它包括大比能動力蓄電池和與其串聯的電機逆變器、電機，蓄電池、電機逆變器、發動機的控制埠是分別通過電源控制器、電機控制器、發動機控制器分別與整車控制器電連接，其特徵在於還包括一通過雙向DC/DC變換器並聯在電機逆變器及蓄電池之間的超級電容器，超級電容器、雙向DC/DC變換器的控制埠分別與電源控制器電連接。所述的電源控制器不僅實現對蓄電池及超級電容器狀態的監控，同時還實現對DC/DC變換器內部各電子開關狀態的控制，達到控制超級電容器充放電的目的，進而由超級電容器對電源中蓄電池起到功率緩衝的作用，克服蓄電池比功率低及大電流充放困難及效率低的的缺點。
文檔編號H02J15/00GK2770188SQ20042001293
公開日2006年4月5日 申請日期2004年12月31日 優先權日2004年12月31日
發明者王慶年, 於遠彬 申請人:吉林大學