[發明專利]一種PMSC復合式半主動型饋能系統及其工作方法

在審

• 申請號: 202110286860.6
• 申請日: 2021-03-17
• 公開（公告）號: CN113022481A
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發明（設計）人: 江浩斌;沈青原;耿國慶;唐斌;夏磊
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: B60R16/03
• 分類號: B60R16/03;B60R16/033;B62D5/06
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本發明公開了一種PMSC復合式半主動型饋能系統及其工作方法，利用轉速傳感器測量PMSC內轉子轉速，經電子控制單元判斷車輛行駛工況，通過PWM控制器控制IGBT的工作狀態，進而控制饋能系統的充放電工作模式；當系統處于充電模式時，優先給超級電容充電，其次通過單向DC/DC變換器給鋰電池充電；當系統處于放電模式時，超級電容與鋰電池的功率輸出分配由其內部狀態決定，通過功率二極管轉換工作模式。本發明通過使用超級電容、鋰電池、單向DC/DC變換器以及功率二極管組成的半主動型復合式饋能系統，實現了低成本，高效率的饋能系統半主動控制，從而實現了節能、高效的動力傳動。

技術領域

本發明屬于汽車儲能技術領域，具體涉及超級電容與鋰電池組成的半主動型復合式永磁轉差離合器饋能系統及其工作方法

背景技術

針對中重型商用車普遍采用的液壓助力轉向系統(Hydraulic Power SteeringSystem，HPS)助力特性不可變的缺點，人們提出一種永磁轉差離合器式電控液壓助力轉向系統(P-ECHPS)，通過精確控制其關鍵部件永磁轉差離合器(PMSC)中內轉子轉速，從而對P-ECHPS整個系統實現良好的助力控制，同時由于轉向泵由PMSC驅動運轉，通過調節PMSC的輸出轉速可以將轉向泵轉速控制在理想范圍內，無需傳統HPS中的流量控制閥，可避免溢流損耗。

相比永磁渦流耦合器，PMSC的轉差能量轉變為外轉子三相繞組中的轉差電能，不以渦流熱損的形式丟失，可通過外控制電路對其進行回收，實現更節能、高效的動力傳動。

中國專利201610101728.2采用自適應非奇異終端滑?？刂品椒ǎ朔讼到y參數攝動和外界干擾不確定性問題，減少抖振，具有很強的魯棒性，實現對永磁轉差離合器輸出轉速的精確控制，保證跟蹤誤差快速收斂到零。但是未能考慮PMSC轉差能量的回收、存儲以及利用，包括PMSC饋能系統的設計及其工作方法等問題。

發明內容

針對現有技術中存在的不足，本申請提出了一種PMSC復合式半主動型饋能系統及其工作方法；本發明所設計的饋能系統及其控制方法簡單，相比于其它構型的饋能系統來說，控制的復雜程度更低，可實現更節能、高效的動力傳動。

本發明所采用的技術方案如下：

一種PMSC復合式半主動型饋能系統，包括PMSC外控制電路、發動機、電機、PMSC、充放電控制系統和復合式饋能系統；發動機和電機均為PMSC的外轉子提供動力；PMSC外控制電路與PMSC之間電信號連接，由PMSC外控制電路控制PMSC中外轉子轉速；

所述充放電控制系統包括轉速傳感器、電子控制單元、充電控制單元和放電控制單元；所述轉速傳感器采集PMSC的內轉子轉速并輸入電子控制單元，電子控制單元根據內轉子和外轉子的轉速差判斷車輛是否處于轉向工況；并根據車輛所處工況輸出控制指令至充電控制單元和放電控制單元；放電控制單元分別連接電機和復合式饋能系統；充電控制單元分別連接PMSC外控制電路和復合式饋能系統。

進一步，放電控制單元包括第一PWM控制器，第一PWM控制器的輸入端連接電子控制單元的輸出端，用于接收電子控制單元所輸出的控制指令；第一PWM控制器的輸出端連接IGBT₁的控制信號輸入端，IGBT₁的電流輸入端連接復合式饋能系統，IGBT₁的電流輸出端連接電機；第一PWM控制器根據電子控制單元發出的控制指令控制IGBT₁的連通或斷開，進而控制是否由復合式饋能系統向電機供能。