[發明專利]一種直流配電方式下的車載柴油發電系統及其能量管理方法

有效

• 申請號: 201410486130.0
• 申請日: 2014-09-22
• 公開（公告）號: CN104201755A
• 公開（公告）日: 2014-12-10
• 發明（設計）人: 游江;李美華;孟繁榮;鞏冰;張敬南
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: H02J7/14
• 分類號: H02J7/14
• 代理公司: 無
• 代理人: 無

技術領域

本發明屬于供配電技術及其電能管理領域，尤其涉及能夠提高燃油利用率的，一種直流 配電方式下的車載柴油發電系統及其能量管理方法。

背景技術

對于傳統的車載柴油發電機電源，當在不能隨時供應柴油的野外工作時，由于受柴油機 容量、柴油發電機特性等的限制，由于每升的燃油所能產生的功率在一定范圍內與負載功率 呈線性關系，負載功率越低油機所發出的有用的功率越少，且柴油機轉速一定時在某個特定 輸出功率下單位時間的燃油消耗率最低，因此對柴油發電機的控制系統要求比較嚴格，控制 不當將造成資源浪費，而影響供電時間。另外，如果柴油發電機出現故障，將中斷對用電器 的供電，造成信息丟失甚至更嚴重的工作損失。

為了改善車載柴油機發電系統的控制系統，延長其持續供電時間，提供不間斷供電相關 學者已經進行了深入研究。例如文獻“車載電源智能管理系統研究”，南京航空航天大學，2009 學文論文，對如何使車載設備的安全可靠運行進行了分析研究，提出用專用蓄電池組應急供 電方案；文獻“車載電源管理系統設計”，電工技術學報，2009，24(5)。設計了一種適用于 分布式汽車電氣控制系統的車載電源管理系統。根據車載電源管理的需要，以分布式控制的 設計思想設計了智能繼電器，實現了對電源通道的控制。針對電源通道過電流保護的要求， 采用了選擇性過載保護、瞬動保護和后備保險絲三種保護方法，達到了對多種過電流情況的 保護功能。此外還有諸如基于混合動力方案實現整車能量管理優化，但它們與本專利所提出 的具獨立車載電站的采用直流配電的能量管理方法的設計思路均不相同，且都沒有涉及到本 專利所述的通過蓄電池組調載來調整柴油發電機運行工作點，從而提高燃油利用率達到延長 整個供電系統的持續供電時間的策略。

發明內容

本發明的目的是提供具有高燃油利用效率的，一種直流配電方式下的車載柴油發電系統， 本發明的目的還包括提供能夠延長車載柴油發電系統供電時間的，一種直流配電方式下的車 載柴油發電系統的能量管理方法。

一種直流配電方式下的車載柴油發電系統，包括柴油發電機、柴油發電機控制器、交流 配電設備、AC/DC整流器、DC/DC變換器、直流配電設備、主控制單元和蓄電池組，

柴油發電機根據接收的柴油發電機控制器發出的啟動指令，發出交流電U_ac1經交流配電 設備后，傳送至AC/DC整流器轉換為直流電U_dc1，再經DC/DC變換器降壓后變為低壓直流 電U_dc2，低壓直流電U_dc2被送至直流配電設備，直流配電設備給車載直流負載和蓄電池配電，

主控制單元采集蓄電池組的端電壓和充放電電流，接收交流配電設備采集到的交流電壓和 交流電流，接收直流配電設備采集到的直流電壓和直流電流，控制柴油發電機控制器給柴油 發電機發送啟動或關閉指令，向交流配電設備和直流配電設備發送啟動或關閉指令，將采集 和接收到的信息傳送給人機交互界面進行顯示。

一種直流配電方式下的車載柴油發電系統的能量管理方法，包括以下幾個步驟：

步驟一：上電初始化，將蓄電池組的工作狀態設置為放電狀態；

步驟二：檢測蓄電池組的剩余容量SOC，

a：當蓄電池組的工作狀態為放電狀態，并且蓄電池組的剩余容量SOC與放電下限容量 SOC_min的差值大于預置的下門限參數時，蓄電池組給車載直流負載供電，關閉柴油發電機和 DC/DC變化器；

b：當蓄電池組的工作狀態為放電狀態，并且蓄電池組的剩余容量SOC與放電下限容量 SOC_min的差值小于預置的下門限參數時，柴油發電機發電，通過DC/DC變化器給直流負載 供電，并為蓄電池組充電，蓄電池組的工作狀態變為充電狀態；

c：當蓄電池組的工作狀態為充電狀態，并且蓄電池組的剩余容量SOC與充電上限容量 SOC_max的差值大于預置的上門限參數時，柴油發電機發電，通過DC/DC變化器給直流負載 供電，并為蓄電池組充電；

d：當蓄電池組的工作狀態為充電狀態，并且蓄電池組的剩余容量SOC與充電上限容量 SOC_max的差值小于預置的上門限參數時，蓄電池組給車載直流負載供電，關閉柴油發電機和 DC/DC變化器，蓄電池組的工作狀態變為放電狀態；