[發明專利]基于彈性儲能的增程式電動汽車儲能結構及能量控制方法

有效

• 申請號: 201710274198.6
• 申請日: 2017-04-24
• 公開（公告）號: CN107097663B
• 公開（公告）日: 2019-08-09
• 發明（設計）人: 吳曉剛;呂思宇;周美蘭
• 申請（專利權）人: 哈爾濱理工大學
• 主分類號: B60L58/10
• 分類號: B60L58/10;B60L58/12;B60L7/10;B60L15/20
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 岳昕

1.基于彈性儲能的增程式電動汽車能量控制方法，該方法利用基于彈性儲能的增程式電動汽車儲能結構實現，所述基于彈性儲能的增程式電動汽車儲能結構包括整車控制器(1)、磷酸鐵鋰電池(2)、彈性儲能器(3)、電池管理系統(4)、泄流裝置(5)、DC/DC變換器(6)、輔助功率單元、驅動電機(12)、逆變器(13)、雙向離合器(14)、變速器(15)和AC/DC變換器(16)；

輔助功率單元包括原動機(7)、發電機(8)、原動機控制器(9)、發電機控制器(10)和APU控制器(11)；

電池管理系統(4)用于實時檢測磷酸鐵鋰電池(2)的SOC值，并控制磷酸鐵鋰電池(2)的充放電狀態；

整車控制器(1)通過傳感器對油門踏板、制動踏板和彈性儲能器(3)的儲能狀態進行檢測；

整車控制器(1)的電池剩余電量信號輸入端連接電池管理系統(4)電池剩余電量輸出端，

整車控制器(1)的電池充放電控制信號輸出端連接電池管理系統(4)的電池充放電控制信號輸入端；彈性儲能器(3)的儲能狀態信號輸出端連接整車控制器(1)的儲能狀態信號輸入端；

整車控制器(1)的AC/DC變換控制信號輸出端連接AC/DC變換器(16)的開關控制信號輸入端，整車控制器(1)的DC/DC變換控制信號輸出端連接DC/DC變換器(6)的開關控制信號輸入端，整車控制器(1)的電流轉換控制信號輸出端連接逆變器(13)的開關控制信號輸入端；整車控制器(1)的輔助充電控制信號輸出端連接APU控制器(11)的控制信號輸入端；APU控制器(11)的發電控制信號輸出端同時連接原動機控制器(9)的控制信號輸入端和發電機控制器(10)的控制信號輸入端，所述原動機控制器(9)用于控制原動機(7)的開關，發電機控制器(10)用于控制發電機(8)的開關；原動機(7)帶動發電機(8)發電；

發電機(8)的交流信號輸出端連接AC/DC變換器(16)的信號輸入端，AC/DC變換器(16)的信號輸出端同時連接磷酸鐵鋰電池(2)充電信號端和DC/DC變換器(6)的信號輸入端，DC/DC變換器(6)的信號輸出端同時連接泄流裝置(5)的信號輸入端和逆變器(13)的信號輸入端，逆變器(13)的信號輸出端連接驅動電機(12)的電源信號輸入端，雙向離合器(14)包括第一離合器和第二離合器，所述第一離合器設置在驅動電機(12)的輸出軸與變速器(15)的輸入軸之間，第二離合器設置在彈性儲能器(3)的傳動軸(31)與變速器(15)的輸入軸之間；

其特征在于，該方法的具體步驟為：

步驟一、采用車載傳感器實時對電動汽車的油門踏板開度、制動踏板開度和車速進行采集，采用電池管理系統(4)對磷酸鐵鋰電池(2)的剩余電量進行檢測，對彈性儲能器(3)的儲能狀態進行檢測，并將檢測結果傳送給整車控制器(1)；

步驟二、整車控制器(1)根據車載傳感器采集的油門踏板開度，判斷油門踏板開度是否大于0，若油門踏板開度大于0，則通過整車控制器(1)對電動汽車在該油門踏板開度時所需驅動功率P進行計算，執行步驟三；否則，執行步驟九；

步驟三、整車控制器(1)根據電池管理系統(4)采集的磷酸鐵鋰電池(2)的剩余電量，判斷磷酸鐵鋰電池(2)的剩余電量值是否小于磷酸鐵鋰電池(2)剩余電量的最小閥值a，若是，則執行步驟四，否則執行步驟五；其中，a為磷酸鐵鋰電池(2)最大電量值的10％；

步驟四、啟動輔助功率單元單獨為磷酸鐵鋰電池(2)充電，輔助功率單元單獨為磷酸鐵鋰電池(2)充電時，整車控制器(1)控制AC/DC變換器(16)開啟，逆變器(13)關閉；

步驟五、整車控制器(1)根據步驟二計算的所需驅動功率P，判斷電動汽車所需驅動功率的變化率是否大于磷酸鐵鋰電池(2)提供的最大功率變化率，若是，則執行步驟六，否則執行步驟八；

步驟六、整車控制器(1)根據彈性儲能器(3)的儲能狀態，判斷彈性儲能器(3)的儲能量是否小于自身最大儲能狀態的10％，若是，則執行步驟七，否則，執行步驟八；

步驟七、整車控制器(1)控制AC/DC變換器(16)和逆變器(13)同時開啟，輔助功率單元驅動變速器(15)，同時，整車控制器(1)控制彈性儲能器(3)驅動變速器(15)，返回執行步驟一；

步驟八、整車控制器(1)控制AC/DC變換器(16)和逆變器(13)同時開啟，輔助功率單元驅動變速器(15)，同時，整車控制器(1)控制磷酸鐵鋰電池(2)驅動變速器(15)，返回執行步驟一；步驟九、整車控制器(1)根據車載傳感器采集的油門踏板開度，判斷油門踏板開度是否大于0，若油門踏板開度大于0，則執行步驟十，否則，返回執行步驟一；

步驟十、整車控制器(1)根據彈性儲能器(3)的儲能狀態，判斷彈性儲能器(3)的儲能量是否達到最大儲能狀態，若是，則執行步驟十一，否則，雙向離合器(14)閉合到彈性儲能器(3)的方向，即雙向離合器(14)的第二離合器閉合，回收變速器(15)的制動能量為彈性儲能器(3)充能；直至彈性儲能器(3)儲能量達到最大儲能狀態；

步驟十一、雙向離合器(14)閉合到驅動電機(12)的方向，即雙向離合器(14)的第一離合器閉合，通過整車控制器(1)判斷磷酸鐵鋰電池(2)的剩余電量值是否大于磷酸鐵鋰電池(2)的電量值的閾值b，若是，則啟動泄流裝置(5)進行泄流，否則，回收變速器(15)的制動能量為磷酸鐵鋰電池充電，返回執行步驟一，其中，b為磷酸鐵鋰電池(2)最大電量值的80％。