[發明專利]基于彈性儲能的電動汽車復合儲能系統及能量分配方法

有效

• 申請號: 201710274526.2
• 申請日: 2017-04-24
• 公開（公告）號: CN107097685B
• 公開（公告）日: 2019-02-12
• 發明（設計）人: 杜玖玉;歐陽明高;李建秋;盧蘭光
• 申請（專利權）人: 清華大學;國家電網公司;國網浙江省電力公司;國電南瑞科技股份有限公司
• 主分類號: B60L15/20
• 分類號: B60L15/20;B60L50/50;B60L58/10;B60L7/10
• 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.基于彈性儲能的電動汽車復合儲能系統的能量分配方法，該方法利用基于彈性儲能的電動汽車復合儲能系統實現，基于彈性儲能的電動汽車復合儲能系統包括復合儲能系統、鋰空氣電池組(4)、單向DC/DC轉換器(5)、逆變器(6)、驅動電機(7)、整車控制器(8)和泄流裝置(9)；復合儲能系統包括彈性儲能器(1)、雙向DC/DC轉換器(2)和磷酸鐵鋰電池組(3)；

彈性儲能器(1)的直流電流輸入輸出端連接雙向DC/DC轉換器(2)一個電流輸入輸出端，雙向DC/DC轉換器(2)另一個電流輸入輸出端同時連接磷酸鐵鋰電池組(3)的充放電信號端、泄流裝置(9)的電流輸入端、逆變器(6)的直流端和單向DC/DC轉換器(5)的電流輸出端；

單向DC/DC轉換器(5)的電流輸入端連接鋰空氣電池組(4)的電流輸出端；

逆變器(6)的交流輸出端連接驅動電機(7)的電源端，驅動電機(7)驅動電動汽車的齒輪進行轉動；

整車控制器(8)的雙向DC/DC轉換控制信號輸出端連接雙向DC/DC轉換器(2)的控制信號輸入端，整車控制器(8)的電池組剩余電量信號輸入端連接雙向DC/DC轉換器(2)的電池組剩余電量信號輸出端；

整車控制器(8)的儲能器控制信號輸出端連接彈性儲能器(1)的開關控制信號輸入端，整車控制器(8)的儲能狀態信號輸入端連接彈性儲能器(1)的儲能狀態輸出端；

整車控制器(8)的逆變器轉換控制信號輸出端連接逆變器(6)的轉換控制信號輸入端；

整車控制器(8)的泄流控制信號輸出端連接泄流裝置(9)的泄流控制信號輸入端；

整車控制器(8)的轉換開關控制輸出與鋰空氣電池剩余電量輸入端連接單向DC/DC轉換器(5)的轉換控制輸入與剩余電量輸出端；

彈性儲能器(1)包括制動機構(11)、渦簧機構(12)、離合器(13)和直流電機(14)；

渦簧機構(12)與制動機構(11)均套設在一根傳動軸上，所述傳動軸與直流電機(14)的輸出軸同軸連接，直流電機(14)的電源端連接雙向DC/DC轉換器(2)的一個電流信號輸入輸出端；直流電機(14)的輸出軸與所述傳動軸之間設有離合器(13)；

其特征在于，該方法的具體步驟為：

步驟一、采用車載傳感器采集電動汽車的車速、油門踏板的開度和制動踏板的開度，采用雙向DC/DC轉換器(2)采集磷酸鐵鋰電池組(3)的剩余電量，采用拉力傳感器采集彈性儲能器(1)的渦簧的拉力；

步驟二、整車控制器(8)判斷油門踏板開度是否大于0，若是，則整車控制器(8)根據電動汽車的車速和油門踏板的開度計算電動汽車的需求功率P，執行步驟三；否則執行步驟六；

步驟三、整車控制器(8)判斷電動汽車的需求功率P是否大于鋰空氣電池組(4)輸出的最大功率PL，若是，整車控制器(8)控制單向DC/DC轉換器(5)、雙向DC/DC轉換器(2)和逆變器(6)同時開啟，使鋰空氣電池組(4)輸出最大輸出功率PL，彈性儲能器(1)輸出功率P-PL，鋰空氣電池組(4)與彈性儲能器(1)同時為驅動電機(7)提供輸出功率，返回執行步驟一；否則，執行步驟四；

步驟四、整車控制器(8)控制單向DC/DC轉換器(5)和逆變器(6)同時開啟，使鋰空氣電池組(4)輸出功率P，為驅動電機(7)提供輸出功率；整車控制器(8)判斷拉力傳感器檢測的彈性儲能器(1)的渦簧的拉力F1是否小于渦簧拉力最大值Fm的b％，若是，則執行步驟五，否則，返回執行步驟一；

步驟五、整車控制器(8)控制雙向DC/DC轉換器(2)開啟，磷酸鐵鋰電池組(3)向雙向DC/DC轉換器(2)輸出電流，直流電機(14)的輸出軸轉動為彈性儲能器(1)充電，直至彈性儲能器(1)的渦簧機構(12)達到渦簧拉力最大值的b％，返回執行步驟一；

步驟六、整車控制器(8)判斷制動踏板開度是否大于0，若是，則執行步驟七，否則，返回執行步驟一；

步驟七、整車控制器(8)判斷磷酸鐵鋰電池組(3)的剩余電量是否大于磷酸鐵鋰電池組(3)的電量最大閥值a，若是，整車控制器(8)控制逆變器(6)開啟，同時控制泄流裝置(9)的電力電子開關閉合，消耗掉回收制動的能量，返回執行步驟一；否則，整車控制器(8)控制逆變器(6)開啟，回收制動能量為磷酸鐵鋰電池組(3)充電至磷酸鐵鋰電池組(3)的電量最大閥值a，返回執行步驟一。