[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

基于彈性儲能的電動汽車復合儲能系統及能量分配方法，屬于電動汽車復合儲能及能量分配技術領域。解決了現有電動汽車存在續駛里程短、加速性能差和電池使用壽命短的問題。本發明通過制定能量管理方法使電動汽車可以在不同的行駛工況下正常行駛，電源的能量得到合理的分配，提高了電動汽車的加速性，并延長電動汽車動力電池的使用壽命，增加了電動汽車的續駛里程。本發明適用于電動汽車復合儲能使用。

技術領域

本發明屬于電動汽車復合儲能及能量分配技術領域。

背景技術

現今，與傳動的汽車相比，電動汽車存在加速性能差，續駛里程短的問題，并且在較高的輸出功率的情況下，會縮短動力電池的使用壽命。

發明內容

本發明是為了解決現有電動汽車存在續駛里程短、加速性能差和電池使用壽命短的問題，提出了一種基于彈性儲能的電動汽車復合儲能系統及能量管理方法。

本發明所述的基于彈性儲能的電動汽車復合儲能系統，它包括復合儲能系統、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。

進一步地，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

進一步地，制動機構11包括殼體、彈簧111、金屬棒112、電磁鐵113、棘爪114和棘輪115；

彈簧111的一端固定在殼體的側壁上，彈簧111的另一端與金屬棒112一端固定連接，金屬棒112設置在電磁鐵113與棘爪114之間，且電磁鐵113與金屬棒112之間設有空隙，且金屬棒112位于電磁鐵的磁場內，棘爪114的前端卡設子棘輪115的齒內，棘爪114的后端與殼體的側壁活動連接。

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；