[發明專利]一種基于超級電容的能量管理系統

有效

• 申請號: 201711276855.7
• 申請日: 2017-12-06
• 公開（公告）號: CN108177615B
• 公開（公告）日: 2021-09-03
• 發明（設計）人: 韓玉濤;榮常如;王晶淼;韓金磊;李謙;孟超;閆明毅;倪子善;祝貴陽;韓雷;張大權
• 申請（專利權）人: 中國第一汽車股份有限公司
• 主分類號: B60R16/03
• 分類號: B60R16/03;B60K26/02;B60L7/10
• 代理公司: 吉林長春新紀元專利代理有限責任公司 22100
• 代理人: 王薇

1.一種基于超級電容的能源管理系統，包括超級電容、蓄電池、電池通斷裝置、電容通斷裝置、智能發電機、起動機及能源管理單元，其特征在于：在14V電源網絡基礎上增加超級電容以及兩個通斷裝置，其中一個電容通斷裝置將超級電容與起動機和電源網絡隔離，方便利用超級電容起動車輛的，但需根據超級電容狀態、蓄電池狀態及車輛工況對通斷裝置施加相應控制邏輯；另一個電池通斷裝置可將蓄電池從整車電源網絡中斷開，以保護蓄電池；系統控制邏輯中駕駛狀態檢測通過對車輛加速度等信息的采集，判斷車輛狀態信息如起動狀態、減速，輸出給發電模式控制，通過對蓄電池、智能發電機和超級電容的信息收集，輸出蓄電池狀態、智能發電機狀態和超級電容狀態給發電模式控制，發電模式控制選擇具體智能發電機控制模式輸出給發電機控制，同時選擇超級電容控制模式的輸出給通斷裝置控制；發電機控制根據其具體模式對智能發電機進行特定的扭矩、效率、信號處理和電壓等控制；通斷裝置控制根據選定的超級電容模式控制通斷裝置，決定超級電容和蓄電池在整車電源網絡中的作用；通過以上控制流執行起動、制動能量回收等工況下的動作邏輯，所有控制邏輯集成在能源管理單元上；

系統利用14V智能發電機進行能量回收，通過對發電機的扭矩、效率、信號處理以及電壓的控制算法控制發電機需求扭矩，使其適應發動機效率特性，即在發動機效率不高且需要輸出扭矩時，降低發電扭矩，在發動機效率高或整車有盈余能量時，提高發電扭矩；發電扭矩的控制主要是通過調整智能發電機輸出電壓和勵磁電流實現，在對智能發電機電壓和勵磁電流控制的同時，時刻兼顧整車和負載狀態，此外，根據智能發電機的實際扭矩需求，對智能發電機輸出負載信號進行處理，以避免對發動機扭矩輸出的影響，該算法實現了在不增加系統成本的前提下，利用超級電容超高的功率密度特性即超過6000W/kg完成整車起動和制動能量回收功能；此外，蓄電池同時參與系統能量回收；通斷裝置在應對極限情況下超級電容和蓄電池壓差過大的情況，通過手動開關接通。