[發明專利]一種純電動汽車復合電源分層控制方法

有效

• 申請號: 201710236325.3
• 申請日: 2017-04-12
• 公開（公告）號: CN107199894B
• 公開（公告）日: 2019-08-23
• 發明（設計）人: 何安清;胡遠敏;宋國鵬;孫新岱;陳國華;王建榮;劉京;楊小峰;侯連武;劉洋河
• 申請（專利權）人: 浙江中車電車有限公司
• 主分類號: B60L50/40
• 分類號: B60L50/40;B60L58/10;B60L58/14
• 代理公司: 寧波市鄞州盛飛專利代理事務所(特殊普通合伙) 33243
• 代理人: 張向飛

本發明提供一種純電動汽車復合電源分層控制方法，涉及純電動汽車復合電源領域，解決現有技術存在的復合電源功率損失大、蓄電池或超級電容單方面過度放電的問題，該純電動汽車復合電源分層控制方法包括以下步驟：步驟S1，車輛狀態識別；步驟S2，超級電容狀態識別與模式選擇；步驟S3，蓄電池狀態識別與模式選擇；步驟S4，尋優輸出模式下功率分流。本發明優點在于通過合理組合蓄電池與超級電容荷電狀態區間，并針對每種組合分配合理的復合電源工作模式，能夠克服蓄電池與超級電容單方面過度放電的缺點，實現兩者的電量平衡；采用尋優輸出模式進行功率分配，能夠極大的減少復合電源功率損失，提高復合電源工作效率，能有效提升復合電源的工作性能。

技術領域

本發明涉及純電動汽車復合電源領域，特別涉及一種純電動汽車復合電源分層控制方法。

背景技術

純電動汽車是當今汽車行業的一大發展趨勢。純電動汽車中，最典型的問題是車載蓄電池的性能問題，諸如壽命短、內阻高、功率密度低等。針對該問題，國內外眾多學者提出將蓄電池與超級電容并聯組成復合電源的解決方案，充分發揮超級電容功率密度大、蓄電池能量密度大的優勢，從而改善車載能量源的綜合性能。

純電動汽車復合電源的控制方法，主要包括基于規則的控制方法和基于能耗最優的控制方法。基于規則的控制，即根據復合電源的需求功率、蓄電池的荷電狀態、超級電容的荷電狀態制定控制規則，依據規則確定復合電源的輸出模式。該控制方法過程簡單，但是未考慮各部件的功率損失狀況，不能實現能量最優分配。基于能耗最優的控制方法，即通過合理的數學算法來分配蓄電池和超級電容的功率，從而使得復合電源的功率損失最小。該控制方法能夠實現能量最優分配，但是容易造成蓄電池或超級電容單方面過度放電。

現有一些專利如中國專利公開號為CN105480101A，公布日為2016年4月13日，發明名稱為“一種復合電源電動汽車的功率分配方法及裝置”，該發明首先依據蓄電池與超級電容的溫度與電壓特性曲線計算兩者的荷電狀態，繼而依據兩者的荷電狀態進行復合電源功率分流，該發明明確提出蓄電池與超級電容的荷電狀態計算方法，但是未提出具體的功率分流方法。中國專利公開號為CN104477045A，公布日為2015年4月1日，發明名稱為“能源效率最大化優化下的混合動力汽車復合電源及方法”，該發明基于混合動力汽車構型，遵循復合電源功率損失最小的原則進行功率分流，該分流方法易造成蓄電池或超級電容單方面過度放電。中國專利公開號為CN103072492A，公布日為2013年5月1日，發明名稱為“一種純電動客車用主動控制式復合電源控制及其方法”，該發明依據超級電容期望電壓的大小判斷蓄電池是否需要對超級電容充電，對復合電源的功率分流并未提出明確的控制方法。綜上所述，現有的復合電源控制方法的專利主要集中在對蓄電池或超級電容的狀態辨識，而對于復合電源整體的功率分流控制，尚無相關專利。

發明內容

本發明是為克服現有技術復合電源功率損失大、蓄電池或超級電容單方面過度放電的問題，提出一種合理的、兼顧功率損失與電量平衡的純電動汽車復合電源分層控制方法。

為解決上述技術問題，本發明是采用如下技術方案實現的：

提供一種純電動汽車復合電源分層控制方法，該方法包括以下步驟：

步驟S1，車輛狀態識別。讀取車輛總線上復合電源需求功率信號，若該信號小于零，說明車輛正工作于制動能量回收狀態，此時，采用超級電容單獨回收模式；若該信號大于零，說明車輛工作于驅動狀態，此時，需要通過步驟S2進一步確定復合電源工作模式。

步驟S2，超級電容狀態識別與模式選擇。讀取車輛總線上超級電容荷電狀態信號，若超級電容荷電狀態小于0.2，說明超級電容存儲電量過低，此時，采用蓄電池單獨輸出模式；若超級電容荷電狀態大于0.8，說明超級電容存儲電量充足，此時，采用超級電容單獨輸出模式，若超級電容荷電狀態在0.2與0.8之間，說明超級電容存儲電量相對均衡，此時，需通過步驟S3進一步確定復合電源工作模式。