[發明專利]一種基于雙電機電動汽車的復合電源拓撲結構及控制方法

在審

• 申請號: 201811143027.0
• 申請日: 2018-09-28
• 公開（公告）號: CN109130890A
• 公開（公告）日: 2019-01-04
• 發明（設計）人: 徐俊;曾繁康;梅雪松
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: B60L15/38
• 分類號: B60L15/38
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

本發明公開了一種基于雙電機電動汽車的復合電源拓撲結構及控制方法，該復合電源拓撲結構將雙電機和雙電源相結合，實現電池和超級電容與主輔電機根據實時工況變化實現供能的巧妙分離與組合，使電機最大程度工作在高效區，通過使用單向DC/DC、開關和功率二極管,減少了復合電源系統的成本，提高了整體效率，延長了續駛里程，減小了體積，增強了動力性。另外，以需求功率、電池組SOC和超級電容SOC，作為模糊邏輯控制模塊和功率補償控制模塊的決策輸入變量，依據電動汽車實際運行工況制定合理的模糊邏輯控制策略，實現7種工作模式的變換，使得規則進一步細化，控制思想進一步精確，結果進一步優化，延長電池組壽命，提高系統效率和穩定性。

技術領域

本發明屬于電動汽車車載復合電源控制領域，具體涉及一種基于雙電機電動汽車的復合電源拓撲結構及控制方法。

背景技術

由于全球的環境問題與能源問題，電動汽車的發展已成為大勢所趨。但是動力系統問題已成為電動汽車的重大瓶頸，它直接影響著電動汽車的經濟性和動力性，從而影響乘客的使用體驗和電動汽車的發展。雙電機的高效，節能與動力性強的優點使得應用較多，而復合電源將兩種不同的動力電池協調管理，優勢互補，實現高能量和高密度。傳統的復合電源的結構有主動式，半主動式，被動式三種：主動式的復合電源結構和控制復雜，成本高；半主動式分為與超級電容串聯和與鋰電池串聯，與超級電容串聯的復合電源結構輸出功率變化大，與電池串聯的復合電源結構DC/DC要求較大；被動式復合電源結構效率低，性能差。而隨著研究深入，帶二極管與開關控制的結構開始得到使用，它有效避免了DC/DC上的一些損耗，在此基礎改進的結構有雙向DC/DC換成單向DC/DC，體積、成本、效率和控制都得到優化。但是他們對于雙電機而言，仍存在能耗過高，控制復雜，能量回收率低以及動力性低的問題。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有雙電機單電源動力系統結構的電動汽車在復雜多變的運行工況中，整體效率低，制動能量回收效率低，動力性低，電池壽命低等問題，提供了一種基于雙電機電動汽車的復合電源拓撲結構及控制方法。該結構和控制方法可以根據電動汽車實際需求功率選擇相對應的最佳工作模式，避免電池大電流放電，電機非高效區工作，同時合理回收所有制動能量。

本發明采用如下技術方案來實現的：

一種基于雙電機電動汽車的復合電源拓撲結構，包括主電機逆變器M1、控制開關S1、電池組Bat、超級電容UC、功率二極管D1、單向DC/DC直流變換器、輔電機逆變器M2和控制單元；其中，

電池組Bat的正極及主電機逆變器M1正極均與控制開關S1及功率二極管D1正極連接，功率二極管D1負極與單向DC/DC直流變換器的U_low正極連接，且單向DC/DC直流變換器的U_high正極與超級電容UC正極連接，超級電容UC正極與輔電機逆變器M2正極，超級電容UC負極與輔電機逆變器M2負極及單向DC/DC直流變換器的U_high負極連接，且單向DC/DC直流變換器的U_low負極和主電機逆變器M1負極與電池組Bat的負極連接；控制單元包括控制器、第一電壓采集電路、第一電流采集電路、第二電壓采集電路、第三電壓采集電路、第二電流采集電路及第四電壓采集電路，第一電壓采集電路的輸入端及第一電流采集電路的輸入端與主電機逆變器M1的輸入端相連接，第二電壓采集電路的輸入端與電池組Bat相連接，第三電壓采集電路的輸入端及第二電流采集電路的輸入端與輔電機逆變器M2的輸入端相連接，第四電壓采集電路的輸入端與超級電容UC相連接，第一電壓采集電路、第一電流采集電路、第二電壓采集電路、第三電壓采集電路、第二電流采集電路及電第四壓采集電路的輸出端均與控制器的輸入端連接。