[發明專利]一種混合動力車輛底盤能量可再生系統及其方法

有效

• 申請號: 201310383440.5
• 申請日: 2013-08-29
• 公開（公告）號: CN103407446A
• 公開（公告）日: 2013-11-27
• 發明（設計）人: 陳龍;施德華;汪若塵;江浩斌
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: B60W20/00
• 分類號: B60W20/00;B60W30/00
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 汪旭東

技術領域

本發明涉及一種混合動力車輛底盤能量可再生系統及其方法，屬于車輛節能減排技術領域。

背景技術

伴隨著經濟的發展，能源與環境問題日益凸顯，世界各國紛紛把節能減排技術的研發置于議事日程的首位。面對如此嚴峻的形勢，交通能源轉型勢在必行，我國政府也充分認識到汽車節能減排核心技術的緊迫性和重要性，相關導向性政策法規不斷出臺。車輛上存在著普遍的能源浪費現象，如果能充分利用車上這部分消耗的能量，進行回收再利用，并掌握汽車相關系統的技能技術，將具有重要的現實意義。尤其對于混合動力車輛來說，因為其總功率消耗相對較低，而且對于效率的要求很嚴格，充分利用從汽車上回收的能量，可以減輕混合動力車輛電池的重量、降低燃油質量，提高汽車的性能。對于混合動力車輛來說，回收汽車能量有很重要的意義。

在目前已有的車輛能量回收裝置和方法中，主要有兩種途徑：一、回收減振器所消耗的能量，實現懸架振動能量回收；二、將汽車制動或減速時的動能轉化為其他形式的能量儲存起來，實現再生制動。然而，在混合動力車輛整個底盤大系統中，不同系統同一時刻處于不同的工作狀態，在現有技術方案中，主要是單獨針對汽車的制動能量或懸架振動能量進行回收的系統和方法，尚沒有對回收的汽車懸架振動能量和車輪制動能量進行綜合利用與協調管理的方法，因而能量具有很強的分散性，不利于對汽車耗散的能量進行有效的回收和管理。汽車底盤是由多個子系統組成的復雜系統，各子系統之間相互關聯、相互影響，隨著電子技術的發展，汽車的電氣化程度越來越高，利用公共母線技術將汽車底盤各部分的分散能量統一起來，解決汽車底盤多系統工作狀態不同的矛盾，實現再生能源的合理利用，為未來的汽車底盤一體化技術提供了一種新的思路。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：在汽車行駛過程中，分別對懸架的振動能量和汽車制動能量進行回收，通過對回收的能量進行綜合管理和協調控制，解決饋能懸架系統內部以及饋能懸架系統與再生制動系統之間饋能狀態與耗能狀態的矛盾，實現混合動力車輛底盤各子系統之間能量的共享，并將多余的能量儲存起來，改善混合動力車輛的性能、降低燃油消耗、提高混合動力車輛儲能系統的效率、延長蓄電池的使用壽命。

本發明解決該技術問題所采用的技術方案是：車輛上四臺饋能懸架共用一臺DC-DC變換器，并網接入公共母線，饋能懸架系統與再生制動系統并聯在公共母線上。根據系統的性能要求，由系統控制器采用協調控制策略，實現饋能懸架系統內部、饋能懸架系統與再生制動系統之間的能量共享，協調管理各部件之間再生的能量和消耗的能量。

該種混合動力車輛底盤能量可再生技術裝置包括復合儲能系統、公共母線、再生制動系統、饋能懸架系統、能耗電阻開關、能耗電阻和系統控制器；其中能耗電阻開關的一端與公共母線的正極母線相連，其另一端與能耗電阻的一端相連，二能耗電阻的另一端則與公共母線的負極母線相連。?

公共母線由正極母線、負極母線、功率開關管A和功率開關管B組成；其中正極母線通過功率開關管A與復合儲能系統的正極相連；負極母線通過功率開關管B與復合儲能系統的負極相連。

再生制動系統包括雙向DC-DC變換器A、逆變器和再生制動電機；雙向DC-DC變換器A為級聯型Buck/Boost雙向變換器，起到雙向升壓、降壓的作用，有a、b、c、d四個接口端子，其中a、b接口端子組成母線側，c、d接口端子組成逆變器側；逆變器是由6個MOSFET管組成的三相半橋式逆變器，包含直流側兩個端子和交流側三個端子，當再生制動電機以電動機模式工作時逆變器起逆變作用，當再生制動電機以發電機模式工作時逆變器起整流作用；DC-DC變換器A的端子a與公共母線的正極母線相連，端子b與公共母線的負極母線相連，端子c和d分別與逆變器的直流側兩個端子相連；逆變器的交流側三個端子則分別與再生制動電機的三相繞組相連。