[發(fā)明專利]一種基于超級電容的能量管理系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711276855.7
• 申請日: 2017-12-06
• 公開（公告）號: CN108177615B
• 公開（公告）日: 2021-09-03
• 發(fā)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

本發(fā)明涉及一種基于超級電容的能量管理系統(tǒng)，其特征在于：在14V電源網(wǎng)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(wǎng)絡隔離，另一個電池通斷裝置可將蓄電池從整車電源網(wǎng)絡中斷開，以保護蓄電池；系統(tǒng)控制邏輯中駕駛狀態(tài)檢測通過對車輛加速度等信息的采集，發(fā)電模式控制選擇具體智能發(fā)電機控制模式輸出給發(fā)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(fā)電機控制根據(jù)其具體模式對智能發(fā)電機進行特定的扭矩、效率、信號處理和電壓等控制；減小對蓄電池壽命的影響；超級電容的壽命（超過100萬次）可滿足整車起停要求。

技術領域

本發(fā)明涉及一種基于超級電容的能量管理系統(tǒng)，用于乘用車電子電氣技術領域。

背景技術

近年來，隨著油耗法規(guī)的愈加嚴苛，除了大力發(fā)展新能源汽車之外，針對傳統(tǒng)汽車的節(jié)能減排也是整車企業(yè)重點開發(fā)方向。在諸多節(jié)能減排策略措施中，怠速起停和電能源管理（主要是制動能量回收）性價比最高，但起停和制動能量回收過程中的大電流沖擊對蓄電池損害極大。因此，利用能夠承受大電流充放電，且壽命長的儲能裝置（如超級電容），與怠速起停和電能源管理相配合，組成車輛節(jié)能系統(tǒng)引起了廣泛關注。

針對現(xiàn)有汽車起停系統(tǒng)在起動時采用蓄電池作為起動機的能量來源，蓄電池使用壽命短，生產(chǎn)成本高，同時在制動時不能回收存儲制動能量的問題。公開號為CN105291862A的中國專利公開了一種基于超級電容的汽車起停系統(tǒng)及方法，該系統(tǒng)包括控制器、起動機、蓄電池電壓測量模塊和第一支路，所述第一支路包括串接的第一電子開關和蓄電池，蓄電池電壓測量模塊分別于蓄電池和控制器連接，起動機通過發(fā)動機與發(fā)電機相連，起動機、發(fā)動機和發(fā)電機均與控制器連接，第一支路的兩端分別連接發(fā)電機的兩端和起動機的兩端，還包括溫度檢測模塊，電容電壓測量模塊，電路選擇模塊；第二支路的兩端分別連接發(fā)電機的兩端和起動機兩端，第二支路包括串接的超級電容和第二電子開關，溫度模塊分別與發(fā)動機與控制器連接，電容電壓測量模塊與超級電容和控制器連接；第一電子開關、第二電子開關分別通過電路選擇模塊與控制器連接。與現(xiàn)有技術相比，該發(fā)明成本低廉，起動時超級電容優(yōu)先帶動起動機，避免大電流沖擊蓄電池，延長電池壽命；系統(tǒng)具有蓄電池和超級電容兩種動力來源，保障冗余可靠性，能夠在制動過程中回收能量。

公開號為CN102658802A的專利公開了一種汽車怠速起停系統(tǒng)，系統(tǒng)包括儲能單元，由蓄電池和超級電容組成，起動電機包括電動機模式和發(fā)電機工作模式，電機驅動器，電力電子變換裝置、狀態(tài)監(jiān)測裝置、電子控制單元，與電機驅動器、汽車狀態(tài)監(jiān)測裝置、電力電子變換器裝置、起動電機、儲能單元通信連接，用于根據(jù)汽車狀態(tài)監(jiān)測裝置檢測到的參數(shù)，判斷是否處于起動、行駛、怠速起停的狀態(tài)，以控制引擎、電機驅動器的運轉，以及儲能單元和起動電機之間的能量轉移，提高燃油經(jīng)濟性和延長蓄電池壽命。

公開號為CN10357655A的專利公開了一種可回收制動能量的汽車起停系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括蓄電池、電機子系統(tǒng)、超級電容、雙向降壓變換器，電機子系統(tǒng)包括電機和電機控制器。超級電容可以為車載高動態(tài)響應需求負載快速供電，有效實現(xiàn)再生制動儲能。

目前怠速起停系統(tǒng)和能量回收技術的節(jié)油效果，均受限于常用儲能元件蓄電池充電接受能力等參數(shù)，蓄電池的充電接受能力受本身狀態(tài)、環(huán)境溫度等多方面因素影響，會極大程度的限制起停系統(tǒng)的正常工作；而且反復的大電流起動需求，不僅要求蓄電池使用AGM、EFB等強化工藝，同時，蓄電池的壽命也會受到嚴峻考驗；制動能量回收的節(jié)油效果極大程度的依賴蓄電池的充放電接受能力，同時在一定程度上也加快蓄電池的老化。

發(fā)明內(nèi)容