[發(fā)明專利]一種蓄電池供能系統(tǒng)及其控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810962499.2
• 申請日: 2018-08-22
• 公開（公告）號: CN108964208B
• 公開（公告）日: 2020-12-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李艷昆;田慶;劉銘;姚正斌;韓慶軍
• 申請（專利權(quán)）人: 中車青島四方機車車輛股份有限公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;H01M10/44
• 代理公司: 北京元中知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11223
• 代理人: 張則武

本發(fā)明公開一種蓄電池供能系統(tǒng)的控制方法，蓄電池供能系統(tǒng)包括連接牽引電機的供電電路、若干蓄電池和控制器，各蓄電池分別通過DC/DC變換器接入供電電路，所述控制方法包括：控制器根據(jù)牽引電機的總需求功率和各DC/DC變換器的功率與轉(zhuǎn)換效率的對應(yīng)關(guān)系，優(yōu)化蓄電池供電組合，提高供能系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換效率。本發(fā)明中，各蓄電池先級聯(lián)雙向DC\DC變換器，再將多個雙向DC\DC輸出并聯(lián)，統(tǒng)一輸出至直流母線。在處于小功率運行時，可以關(guān)閉一組或多組蓄電池，提升剩余工作部分的蓄電池的轉(zhuǎn)換效率，進(jìn)而提升整個系統(tǒng)的效率節(jié)約了能源。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種蓄電池供能系統(tǒng)及其控制方法。

背景技術(shù)

目前車輛的動力電池是由多個電池模組串并聯(lián)組成，經(jīng)過DC/DC變換輸出至直流母線。在小功率運行時，DC/DC始終處于小功率工作狀態(tài)，輸出效率較低。現(xiàn)有技術(shù)中的多組蓄電池接入電路時，并未將DC/DC轉(zhuǎn)換效率納入考慮范圍。現(xiàn)有技術(shù)主要著眼于電池模塊的接入和斷開的控制，而并沒有采用主動提高單個蓄電池的輸出功率來提升DC/DC轉(zhuǎn)換效率的角度來提升總體能量轉(zhuǎn)化率。

有鑒于此，特提出本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種蓄電池供能系統(tǒng)的控制方法，將各蓄電池先級聯(lián)雙向DC/DC變換器，再將多個雙向DC/DC輸出并聯(lián)，統(tǒng)一輸出至直流母線。在處于小功率運行時，可以關(guān)閉一組或多組蓄電池，提升剩余工作部分的蓄電池的轉(zhuǎn)換效率，進(jìn)而提升整個系統(tǒng)的效率節(jié)約了能源。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案的基本構(gòu)思是：

一種蓄電池供能系統(tǒng)的控制方法，蓄電池供能系統(tǒng)包括連接牽引電機的供電電路、若干蓄電池和控制器，各蓄電池分別通過DC/DC變換器接入供電電路，所述控制方法包括：控制器根據(jù)牽引電機的總需求功率和各DC/DC變換器的功率與轉(zhuǎn)換效率的對應(yīng)關(guān)系，優(yōu)化蓄電池供電組合，提高供能系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換效率。

在上述方案中，將DC/DC轉(zhuǎn)換效率納入考慮范圍。采用主動改變單個蓄電池的輸出功率來提升DC/DC轉(zhuǎn)換效率的角度來提升總體能量轉(zhuǎn)化率。

優(yōu)選的，所述供能系統(tǒng)共包括N組蓄電池，所述控制器分別計算不同數(shù)量的蓄電池接入所述供電電路對應(yīng)的供能系統(tǒng)總轉(zhuǎn)換效率，從而確定供能系統(tǒng)最高的總轉(zhuǎn)換效率對應(yīng)的蓄電池數(shù)量，其中，接入到供電電路的各蓄電池均分所述總需求功率。

在上述方案中，接入供電電路的各蓄電池均分總需求功率，該控制方式簡單，適于推廣，再者功能系統(tǒng)的蓄電池組數(shù)量不會太多，因此，分別計算不同數(shù)量的蓄電池接入供電電路對應(yīng)的總轉(zhuǎn)換效率該過程簡單實用，數(shù)據(jù)處理快可滿足實際需求。

優(yōu)選的，控制器根據(jù)牽引電機的總需求功率和各DC/DC變換器的功率與轉(zhuǎn)換效率的對應(yīng)關(guān)系，分別分配接入供電電路的各蓄電池輸出的功率，以提高供能系統(tǒng)的整體轉(zhuǎn)換效率。

在上述方案中，因為影響DC/DC變換器轉(zhuǎn)換效率的主要因素為蓄電池輸出的功率，因此通過分配各蓄電池輸出的功率，可達(dá)到提高功能系統(tǒng)整體轉(zhuǎn)換效率的作用。

優(yōu)選的，控制器先確定接入供電電路的蓄電池的數(shù)量，再分別分配各蓄電池輸出的功率；

優(yōu)選的，控制器存儲有DC/DC變換器的功率與轉(zhuǎn)換效率的對應(yīng)關(guān)系，接入供電電路的蓄電池的數(shù)量的確定方法為：控制器由所述的對應(yīng)關(guān)系選取最高的轉(zhuǎn)換效率對應(yīng)的功率，并將總需求功率與所選取的功率相除，若相除后的計算結(jié)果為整數(shù)則該整數(shù)為需要接入供電電路的蓄電池數(shù)量，否則，根據(jù)所述計算結(jié)果確定最接近的整數(shù)值M，該整數(shù)值M即為需要接入供電電路的蓄電池數(shù)量。

在上述方案中，控制器存儲的為DC/DC變換器的功率-效率曲線，以功率為橫坐標(biāo)，以效率為縱坐標(biāo)的曲線。再者，同時調(diào)整接入供電電路的蓄電池數(shù)量和各蓄電池輸出的功率，則可以得到供能系統(tǒng)轉(zhuǎn)換效率最高的供電組合。