專利名稱：混合動(dòng)力車能量存儲(chǔ)裝置及利用該裝置進(jìn)行能量調(diào)整方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種混合動(dòng)力車能量存儲(chǔ)裝置及利用該裝置能量調(diào)整方法。
背景技術(shù)：
城市行車時(shí)，由于紅燈和交通擁擠，走走停停的工況使用內(nèi)燃機(jī)
的機(jī)車大約有30%的能量在制動(dòng)的時(shí)候轉(zhuǎn)化為熱量散失到環(huán)境中。而一 方面能源成本日漸增長，另一方面環(huán)境保護(hù)呼聲節(jié)節(jié)高漲，故把浪費(fèi) 的能量存儲(chǔ)起來勢(shì)在必行，油電混合動(dòng)力車正是利用增加能量存儲(chǔ)系 統(tǒng)的方式回收制動(dòng)能量，同時(shí)能在爬坡或加速的時(shí)候輔助內(nèi)燃才幾驅(qū)動(dòng)。 油電混合動(dòng)力汽車的能量存儲(chǔ)采用常規(guī)蓄電池(鉛酸蓄電池、鎳 氫蓄電池等)。常規(guī)蓄電池可以在較長的時(shí)間范圍內(nèi)提供大電流，但對(duì) 大紋波、深度放電等情況非常敏感，即使在滿充電、限電流放電和均 衡充電的工作循環(huán)下，它也只能反復(fù)充放電幾百到幾千次，循環(huán)壽命 短。另外，常規(guī)蓄電池的功率密度很小。由于蓄電池充放電的過程是 一個(gè)緩慢的化學(xué)反應(yīng)過程，而汽車制動(dòng)的時(shí)間很短，不足以將大量的 制動(dòng)能量存儲(chǔ)起來，能量回收效率偏下。另外，在汽車爬坡、加速或 啟動(dòng)時(shí)，要求能量存儲(chǔ)單元瞬時(shí)輸送較大的電流，這對(duì)于常規(guī)蓄電池 組來說是不可勝任的，輔助驅(qū)動(dòng)性能差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的發(fā)明目的在于提供一種混合動(dòng)力車能量存儲(chǔ)裝置及利用該 裝置能量調(diào)整方法，使得混合動(dòng)力車能量存儲(chǔ)裝置功率密度大，壽命長。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)方案
1、 一種混合動(dòng)力車能量存儲(chǔ)裝置，具有蓄電池組，其特征在于 還具有電容組，電容組與蓄電池組之間接有直流一 直流轉(zhuǎn)換器； 還具有逆變器，逆變器分別與蓄電池組、直流一直流轉(zhuǎn)換器、電
才幾電氣連4妻；
還具有電池管理單元，可根據(jù)蓄電池組和電容組的電壓、電流值 對(duì)直流 一 直流轉(zhuǎn)換器進(jìn)行控制。
2、 一種上述混合動(dòng)力車能量存儲(chǔ)裝置進(jìn)行能量調(diào)整方法，其特征 在于整車控制器根據(jù)車速信號(hào)、油門信號(hào)以及制動(dòng)踏板信號(hào)判斷出汽 車處于制動(dòng)或減速狀態(tài)時(shí)，將信號(hào)發(fā)送至電池管理單元，進(jìn)入再生制動(dòng) 模式，電池管理單元根據(jù)蓄電池組和電容組的電壓、電流值對(duì)直流一 直流轉(zhuǎn)換器進(jìn)行控制，使工作在發(fā)電機(jī)模式的電機(jī)經(jīng)逆變器對(duì)蓄電池 組、電容組進(jìn)4亍充電。
本發(fā)明具有的有益效果
由于電容組吸收汽車再生制動(dòng)回饋的能量，避免了頻繁大電流充 放電對(duì)蓄電池組的傷害。由于電容組使用壽命長，因此能量存儲(chǔ)系統(tǒng) 的壽命得到延長。由于電容組有良好的大電流傳輸能力且電容組和主 蓄電池組能進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換，電容組電壓也可調(diào)節(jié)至需要的電壓，使再 生制動(dòng)能量回收的效率得到很大的提高，同時(shí)冷起動(dòng)變得更可靠，起 動(dòng)時(shí)間變短，加速時(shí)間變短，排;改也得到改善。


圖1為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框圖2為能量存儲(chǔ)部分的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
如圖1、圖2所示，電容組與蓄電池組之間接有直流一直流轉(zhuǎn)換器； 逆變器分別與蓄電池組、直流一直流轉(zhuǎn)換器、電機(jī)電氣連接，電機(jī)與 發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械連接；電池管理單元(BMS)可根據(jù)蓄電池組和電容組的電 壓、電流值對(duì)直流一直流轉(zhuǎn)換器進(jìn)行控制，即電池管理單元通過P麗 (脈沖寬度調(diào)制)波控制直流一直流轉(zhuǎn)換器(DC-DC )以進(jìn)行buck或 boost操作。
蓄電池組與直流一直流轉(zhuǎn)換器及逆變器之間設(shè)置有開關(guān)K，該開關(guān) 由電池管理單元進(jìn)行控制。電池管理單元根據(jù)蓄電池組S0C和電容組 的電壓值，使開關(guān)K正確動(dòng)作。當(dāng)蓄電池組不能充放電時(shí)，關(guān)閉開關(guān)。
電機(jī)控制單元MCU控制電機(jī)進(jìn)行電動(dòng)模式或發(fā)電模式，發(fā)動(dòng)機(jī)管 理系統(tǒng)EMS對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行控制。
1、再生制動(dòng)模式
整車控制器(HCU)根據(jù)車速信號(hào)、油門信號(hào)以及制動(dòng)踏板信號(hào)判斷出 汽車處于制動(dòng)或減速狀態(tài)時(shí)，將信號(hào)發(fā)送至電池管理單元(BMS),進(jìn)入 再生制動(dòng)模式，電池管理單元根據(jù)蓄電池組和電容組的電壓、電流值 對(duì)直流一直流轉(zhuǎn)換器進(jìn)行控制，即通過PWM (脈沖寬度調(diào)制)波控制直 流一直流轉(zhuǎn)換器(DC-DC )以進(jìn)行buck或boost :燥作，1吏工作在發(fā)電 才幾才莫式的電才幾經(jīng)逆變器對(duì)蓄電池組、電容組進(jìn)行充電。
再生制動(dòng)模式時(shí)，蓄電池組允許充電，電容組也允許充電時(shí)，若 電容組電壓大于蓄電池組電壓，DC-DC進(jìn)行boost才喿作，不然進(jìn)行buck 操作。蓄電池組允許充電，電容組不允許充電，DC-DC不進(jìn)行操作。 蓄電池組不允許充電，電容組允許充電，若電容組電壓大于蓄電池組 電壓，DC-DC進(jìn)行boost :捧作，不然進(jìn)行buck才喿作。蓄電池組不允許 充電，電容組也不允許充電，開關(guān)斷開、DC-DC不進(jìn)行操作。
2、 冷啟動(dòng)、輔助啟動(dòng)才莫式
整車控制器根據(jù)車速信號(hào)、油門信號(hào)以及制動(dòng)踏板信號(hào)判斷出汽 車處于靜止、加速、爬坡狀態(tài)，將信號(hào)發(fā)送至電池管理單元，進(jìn)入冷 啟動(dòng)、輔助啟動(dòng)才莫式，電池管理單元才艮據(jù)蓄電池組和電容組的電壓、 電流值對(duì)直流一直流轉(zhuǎn)換器進(jìn)行控制，即通過PWM波控制DC-DC以進(jìn) 4亍buck或boost才乘作， -使蓄電池組、電容組經(jīng)逆變器為工作在電動(dòng)枳i 模式的電機(jī)提供功率，從而進(jìn)一步驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。
蓄電池組S0C值允許放電，若電容組電壓大于蓄電池組電壓，DC-DC 進(jìn)行buck操作，不然進(jìn)行boost操作。蓄電池組SOC值不允許放電， 若電容組電壓大于蓄電池組電壓，DC-DC進(jìn)行buck操作，不然進(jìn)行 boost操作。
3、 能量調(diào)整模式
整車控制器根據(jù)車速信號(hào)、油門信號(hào)以及制動(dòng)踏板信號(hào)判斷出汽 車處于正常行駛狀態(tài)，將信號(hào)發(fā)送至電池管理單元，進(jìn)入能量調(diào)整模 式，電池管理單元才艮據(jù)蓄電池組和電容組的電壓、電流^直對(duì)直流一直 流轉(zhuǎn)換器進(jìn)4亍控制，即通過PWM波控制DC-DC以進(jìn)4亍buck或boost梯: 作，使蓄電池組、電容組之間傳遞能量。
當(dāng)車速為高速，接下來將會(huì)發(fā)生制動(dòng)或減速，故需將電容組的電 壓降低，此時(shí)電容組的能量傳遞到蓄電池組。當(dāng)車速為中速，因?yàn)榻?下來可能減速也可能加速，故將電容組的電壓變換到中等程度，既能 保證能量回收，也能保證輔助驅(qū)動(dòng)，此時(shí)能量傳遞的方向由電容組的 當(dāng)前電壓值確定。當(dāng)車速為低或靜止，則接下來可能需要是輔助驅(qū)動(dòng)， 故需將電容組的電壓升高以提供大電流(如果接下來發(fā)生了再生制動(dòng)， 由于車速低，回饋的能量也少，輔助電源能回收)，此時(shí)能量從蓄電池 組傳遞到電容組。
權(quán)利要求
1、一種混合動(dòng)力車能量存儲(chǔ)裝置，具有蓄電池組，其特征在于還具有電容組，電容組與蓄電池組之間接有直流-直流轉(zhuǎn)換器；還具有逆變器，逆變器分別與蓄電池組、直流-直流轉(zhuǎn)換器、電機(jī)電氣連接；還具有電池管理單元，可根據(jù)蓄電池組和電容組的電壓、電流值對(duì)直流-直流轉(zhuǎn)換器進(jìn)行控制。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合動(dòng)力車能量存儲(chǔ)裝置，其特征在于 蓄電池組與直流一直流轉(zhuǎn)換器及逆變器之間設(shè)置有開關(guān)，該開關(guān)由電 池管理單元進(jìn)行控制。
3、 一種用權(quán)利要求1混合動(dòng)力車能量存儲(chǔ)裝置進(jìn)行能量調(diào)整方法， 其特征在于整車控制器根據(jù)車速信號(hào)、油門信號(hào)以及制動(dòng)踏板信號(hào)判 斷出汽車處于制動(dòng)或減速狀態(tài)時(shí)，將信號(hào)發(fā)送至電池管理單元，進(jìn)入再 生制動(dòng)模式，電池管理單元根據(jù)蓄電池組和電容組的電壓、電流值對(duì) 直流一直流轉(zhuǎn)換器進(jìn)行控制，工作在發(fā)電機(jī)模式的電機(jī)經(jīng)逆變器對(duì)蓄 電池組、電容組進(jìn)行充電。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的用混合動(dòng)力車能量存儲(chǔ)裝置進(jìn)行能量調(diào) 整方法，其特征在于整車控制器根據(jù)車速信號(hào)、油門信號(hào)以及制動(dòng) 踏板信號(hào)判斷出汽車處于靜止、加速、爬坡狀態(tài)，將信號(hào)發(fā)送至電池 管理單元，進(jìn)入冷啟動(dòng)、輔助啟動(dòng)模式，電池管理單元根據(jù)蓄電池組 和電容組的電壓、電流^i對(duì)直流一直流轉(zhuǎn)換器進(jìn)行控制，蓄電池組、電容組經(jīng)逆變器為工作在電動(dòng)機(jī)模式的電機(jī)提供功率。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的用混合動(dòng)力車能量存儲(chǔ)裝置進(jìn)行能量調(diào) 整方法，其特征在于整車控制器根據(jù)車速信號(hào)、油門信號(hào)以及制動(dòng) 踏板信號(hào)判斷出汽車處于正常行駛狀態(tài)，將信號(hào)發(fā)送至電池管理單元， 進(jìn)入能量調(diào)整模式，電池管理單元根據(jù)蓄電池組和電容組的電壓、電 流值對(duì)直流一直流轉(zhuǎn)換器進(jìn)行控制，使蓄電池組、電容組之間傳遞能 量。
6、 根據(jù)權(quán)利要求3—5任意一項(xiàng)所述的用混合動(dòng)力車能量存儲(chǔ)裝 置進(jìn)行能量調(diào)整方法，其特征在于蓄電池組與直流一直流轉(zhuǎn)換器及 逆變器之間設(shè)置有開關(guān)，電池管理單元根據(jù)蓄電池組S0C和電容組的 電壓值，使開關(guān)動(dòng)作。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種混合動(dòng)力車能量存儲(chǔ)裝置及利用該裝置能量調(diào)整方法，使得混合動(dòng)力車能量存儲(chǔ)裝置功率密度大，壽命長。技術(shù)方案具有蓄電池組，還具有電容組，電容組與蓄電池組之間接有直流—直流轉(zhuǎn)換器；還具有逆變器，逆變器分別與蓄電池組、直流—直流轉(zhuǎn)換器、電機(jī)電氣連接；還具有電池管理單元，可根據(jù)蓄電池組和電容組的電壓、電流值對(duì)直流—直流轉(zhuǎn)換器進(jìn)行控制。整車控制器根據(jù)車速信號(hào)、油門信號(hào)以及制動(dòng)踏板信號(hào)判斷出汽車處于制動(dòng)或減速狀態(tài)時(shí)，將信號(hào)發(fā)送至電池管理單元，進(jìn)入再生制動(dòng)模式，電池管理單元根據(jù)蓄電池組和電容組的電壓、電流值對(duì)直流—直流轉(zhuǎn)換器進(jìn)行控制，使工作在發(fā)電機(jī)模式的電機(jī)經(jīng)逆變器對(duì)蓄電池組、電容組進(jìn)行充電。
文檔編號(hào)B60L11/18GK101186185SQ20071030710
公開日2008年5月28日 申請(qǐng)日期2007年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月29日
發(fā)明者林 邱 申請(qǐng)人:奇瑞汽車有限公司