專利名稱：超級電容儲能isg異步電機(jī)混合動力系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于節(jié)能汽車技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種應(yīng)用于城市大中型客車的具有發(fā)動機(jī)起、停功能的純超級電容儲能ISG異步電機(jī)混合動力系統(tǒng)。背景資料混合動力汽車是指汽車使用燃料和電力驅(qū)動兩種驅(qū)動方式，優(yōu)點在于車輛啟動時，只靠電機(jī)驅(qū)動，達(dá)到一定車速發(fā)動機(jī)才參與驅(qū)動，發(fā)動機(jī)避開車輛剛起步時的不良工況，使發(fā)動機(jī)保持在最佳工況狀態(tài)運(yùn)行，達(dá)到節(jié)油減排的目的。目前國內(nèi)運(yùn)營使用的混合動力城市客車，雖然在車輛啟動時只靠電機(jī)驅(qū)動，發(fā)動機(jī)不參與驅(qū)動，但仍未做到發(fā)動機(jī)熄火，發(fā)動機(jī)仍在怠速狀態(tài)運(yùn)轉(zhuǎn)，而怠速狀態(tài)運(yùn)行工況是排放有害廢氣最嚴(yán)重的工況。要達(dá)到最大限度的節(jié)油減排效果，車輛在電驅(qū)動階段，發(fā)動機(jī)應(yīng)熄火運(yùn)行，因而產(chǎn)生了應(yīng)用于發(fā)動機(jī)自動起動、停機(jī)技術(shù)的ISG電機(jī)。ISG電機(jī)可以是交流感應(yīng)異步電機(jī)、永磁同步電機(jī)、開關(guān)磁阻電機(jī)等,交流感應(yīng)異步電機(jī)因技術(shù)成熟、可靠耐用且性價比高，城市客車ISG電機(jī)大量釆用交流感應(yīng)異步電機(jī)?，F(xiàn)有油電混合動力技術(shù)方案儲能囂有三種方案:一是各種電池，而鋰離子電池的比功率、比能量、充放電特性、可靠性、性價比等等，令鋰離子電池幾乎成為電動車儲能電池的唯一選擇；二是超級電容器；三是電池加超級電容器。由于釆用超級電容儲能，可有效避免目前電池成組技術(shù)不夠成熟帶來的不安全因素，且超級電容使用壽命長，因此，超級電容儲能得以廣泛釆用。但是現(xiàn)有技術(shù)的用異步電機(jī)發(fā)電的超級電容儲能混合動力客車，當(dāng)超級電容電量過小就只能通過人工操作，用外部電源對超級電容充電到額定電壓車輛才能正常運(yùn)行，充電操作繁復(fù)，工作量大；因此，此類車輛在較長時間?？繒r，超級電容都不作放電處理，而車輛?？繒r對超級電容全放電能延長超級電容使用壽命。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型要解決的技術(shù)問題是，提供一種超級電容儲能ISG異步電機(jī)混合動力系統(tǒng)，當(dāng)直流母線電壓過低或為零時，不通過外電源對儲能系統(tǒng)充電，ISG異步電機(jī)在發(fā)動機(jī)帶動下即能發(fā)電對超級電容充電。本實用新型可在超級電容完全無電情況下，利用發(fā)動機(jī)預(yù)熱過程完成對超級電容充電；有此功能后，不管任何原因?qū)е鲁夒娙蓦娏坎蛔慊驘o電，車輛均可正常起動運(yùn)行，亦可實現(xiàn)對超級電容的放電養(yǎng)護(hù)。本實用新型是這樣實現(xiàn)的:一種超級電容儲能ISG異步電機(jī)混合動力系統(tǒng)，包括發(fā)動機(jī)；與發(fā)動機(jī)機(jī)械連接的ISG異步電機(jī)；[0018]與ISG異步電機(jī)電氣連接的電機(jī)逆變控制器；連接于發(fā)動機(jī)和電機(jī)逆變控制器之間的ISG控制器；與電機(jī)逆變控制器電氣連接的超級電容器；以及設(shè)于電機(jī)逆變控制器和超級電容器之間的電壓采樣器；設(shè)于電機(jī)逆變控制器和ISG異步電機(jī)之間的勵磁電容組；與ISG控制器相連的三相繼電器，三相繼電器一側(cè)的三個端子分別與ISG異步電機(jī)與電機(jī)逆變控制器電氣連接；三相繼電器另一側(cè)的三個端子分別與以三角形方式電氣連接的勵磁電容組的三個端子相連接。一種超級電容儲能ISG異步電機(jī)發(fā)電控制方法，其特征在于該控制方法包括以下步驟:當(dāng)電壓采樣器檢測到直流母線電壓在電機(jī)逆變控制器工作電壓范圍時，電機(jī)逆變控制器向ISG異步電機(jī)輸出勵磁電流，ISG異步電機(jī)在發(fā)動機(jī)帶動下通過電機(jī)逆變控制器向超級電容充電；當(dāng)電壓采樣器檢測到直流母線電壓低于電機(jī)逆變控制器工作電壓范圍或為零時，電機(jī)逆變控制器不能輸出勵磁電流，控制三相繼電器吸合，為ISG異步電機(jī)接入勵磁電容組，在發(fā)動機(jī)帶動下ISG異步電機(jī)發(fā)電，經(jīng)一過電機(jī)逆變控制器整流后，向超級電容充電；超級電容電壓逐步上升，當(dāng)電壓采樣器檢測到母線電壓達(dá)到電機(jī)逆變控制器工作范圍后，三相繼電器斷開勵磁電容組，轉(zhuǎn)由電機(jī)逆變控制器向ISG異步電機(jī)進(jìn)行常規(guī)控制。一種超級電容儲能ISG異步電機(jī)發(fā)電控制方法，其特征在于該控制方法包括以下步驟:當(dāng)ISG控制器收到發(fā)電運(yùn)行命令，當(dāng)油箱油量正常、母線電壓大于設(shè)定值I，控制ISG電機(jī)起動發(fā)動機(jī)，并怠速運(yùn)轉(zhuǎn)預(yù)熱發(fā)動機(jī)；當(dāng)發(fā)動機(jī)水溫達(dá)到設(shè)定值，控制發(fā)動機(jī)升速到設(shè)定速度運(yùn)轉(zhuǎn)，并指令電機(jī)控制器控制ISG異步電機(jī)發(fā)電，電能對超級電容充電；當(dāng)母線電壓達(dá)到設(shè)定電壓2，停止發(fā)電并關(guān)閉發(fā)動機(jī)。以上是當(dāng)母線電壓達(dá)到設(shè)定電壓1，亦即母線電圧在電機(jī)逆變控制器工作電壓范圍內(nèi)時的常規(guī)狀態(tài)ISG混合動力發(fā)電運(yùn)行控制流程；當(dāng)油箱油量正常，直流母線電壓低于設(shè)定電壓1，電機(jī)逆變控制器不能工作情況下，發(fā)動機(jī)由常規(guī)發(fā)動機(jī)起動馬達(dá)起動并怠速運(yùn)轉(zhuǎn)，預(yù)熱發(fā)動機(jī)；當(dāng)發(fā)動機(jī)水溫達(dá)到設(shè)定值，控制發(fā)動機(jī)升速到設(shè)定速度運(yùn)轉(zhuǎn)，同時控制三相繼電器吸合，接入勵磁電容組；ISG異歩電機(jī)開始發(fā)出交流電流，由于此時直流母線電壓未達(dá)到電機(jī)逆變控制器工作電壓范圍，電機(jī)逆變控制器不能控制ISG異步電機(jī)，只能對ISG異步電機(jī)發(fā)出的交流電整流為直流電，通過直流母線對超級電容充電；充電過程中，超級電容儲存的電量隨母線電壓逐步提高而增加；當(dāng)母線電圧達(dá)到設(shè)定電壓I時，三相繼電器斷開，轉(zhuǎn)由電機(jī)逆變控制器控制ISG異步電機(jī)發(fā)電；當(dāng)母線電壓達(dá)到設(shè)定電壓2時，停止發(fā)電，關(guān)閉發(fā)動機(jī)，進(jìn)入待命狀態(tài)。本實用新型超級電容儲能ISG混合動力系統(tǒng)，在初裝車、車輛長時間停放、混合動力系統(tǒng)故障等原因做成儲能器超級電容電壓過低或為零時，不需外接充電，就能自發(fā)電；去除對超級電容繁鎖的充電操作，提高安全性和工作效率。
圖1是本實用新型實施例發(fā)電控制羅輯框圖。圖2是本實用新型實施例提供的超級電容儲能ISG異步電機(jī)混合動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理示意圖。圖3是現(xiàn)有技術(shù)超級電容儲能ISG異步電機(jī)混合動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理示意圖。其中，1、發(fā)動機(jī)；2、異步電機(jī)；3、電機(jī)逆變控制器；4、ISG控制器；5、三相繼電器；
6、勵磁電容組；7、直流母線；8、超級電容；9、電壓采樣器。
具體實施方式
為使本實用新型要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加淸楚明白，
以下結(jié)合附圖及實施例，對本實用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。如圖2所示，本實用新型實施例中，超級電容儲能ISG異步電機(jī)混合動力系統(tǒng)，包括發(fā)動機(jī)1、與發(fā)動機(jī)I機(jī)械連接的ISG異步電機(jī)2、與ISG異步電機(jī)2電氣連接的電機(jī)逆變控制器3、連接于發(fā)動機(jī)I和電機(jī)逆變控制器3之間的ISG控制器4、三相繼電器的一側(cè)的三個端子，分別與ISG異步電機(jī)2與電機(jī)逆變控制器3進(jìn)行電氣連接的三根導(dǎo)線相連、三相繼電器5另一側(cè)的三個端子，分別與以三角形方式電氣連接的勵磁電容組6的三個端子相連接、電機(jī)逆變控制器3通過直流母線7與超級電容8電氣連接、連接直流母線7的電壓釆樣器9與ISG控制器4電氣連接。圖1示出了本實用新型實施例提出的，超級電容儲能ISG異步電機(jī)混合動力系統(tǒng)，ISG異步電機(jī)發(fā)電控制羅輯和實現(xiàn)流程，詳述如下:當(dāng)ISG控制器收到發(fā)電運(yùn)行命令，當(dāng)油箱油量正常、母線電壓大于設(shè)定值I，控制ISG電機(jī)起動發(fā)動機(jī)，并怠速運(yùn)轉(zhuǎn)預(yù)熱發(fā)動機(jī)；當(dāng)發(fā)動機(jī)水溫達(dá)到設(shè)定值，控制發(fā)動機(jī)升速到設(shè)定速度運(yùn)轉(zhuǎn)，并指令電機(jī)控制器控制ISG異步電機(jī)發(fā)電，電能對超級電容充電；當(dāng)母線電壓達(dá)到設(shè)定電壓2，停止發(fā)電并關(guān)閉發(fā)動機(jī)。以上是當(dāng)母線電壓達(dá)到設(shè)定電壓1，亦即母線電圧在電機(jī)控制器工作電壓范圍內(nèi)時的常規(guī)狀態(tài)ISG混合動力發(fā)電運(yùn)行控制流程.[0051]當(dāng)油箱油量正常，直流母線電壓低于設(shè)定電壓1，電機(jī)控制器不能工作情況下，發(fā)動機(jī)由常規(guī)發(fā)動機(jī)起動馬達(dá)起動并怠速運(yùn)轉(zhuǎn)，預(yù)熱發(fā)動機(jī)；當(dāng)發(fā)動機(jī)水溫達(dá)到設(shè)定值，控制發(fā)動機(jī)升速到設(shè)定速度運(yùn)轉(zhuǎn)，同時控制三相繼電器5吸合，接入勵磁電容器6 ；ISG異歩電機(jī)開始發(fā)出交流電流，由于此時直流母線電壓未達(dá)到電機(jī)控制器工作電壓范圍，電機(jī)控制器不能控制ISG異步電機(jī)，只能對ISG異步電機(jī)發(fā)出的交流電整流為直流電，通過直流母線7對超級電容8充電；充電過程，隨超級電容儲存的電量增加母線電壓逐步提高；當(dāng)母線電圧達(dá)到設(shè)定電壓I時，三相繼電器5斷開，轉(zhuǎn)由電機(jī)控制器控制ISG異步電機(jī)發(fā)電； 當(dāng)母線電壓達(dá)到設(shè)定電壓2時，停止發(fā)電，關(guān)閉發(fā)動機(jī)，進(jìn)入待命狀態(tài)。
權(quán)利要求1.一種超級電容儲能ISG異步電機(jī)混合動力系統(tǒng)，其特征在于該混合動力系統(tǒng)包括 發(fā)動機(jī)； 與發(fā)動機(jī)機(jī)械連接的ISG異步電機(jī)； 與ISG異步電機(jī)電氣連接的電機(jī)逆變控制器； 連接于發(fā)動機(jī)和電機(jī)逆變控制器之間的ISG控制器； 與電機(jī)逆變控制器電氣連接的超級電容器； 以及設(shè)于電機(jī)逆變控制器和超級電容器之間的電壓采樣器； 設(shè)于電機(jī)逆變控制器和ISG異步電機(jī)之間的勵磁電容組； 與ISG控制器相連的三相繼電器，三相繼電器一側(cè)的三個端子分別與ISG異步電機(jī)與電機(jī)逆變控制器電氣連接；三相繼電器另一側(cè)的三個端子分別與以三角形方式電氣連接的勵磁電容組的三個端子相連接。
專利摘要本實用新型涉及一種應(yīng)用于城市大中型客車的具有發(fā)動機(jī)起、停功能的純超級電容儲能ISG異步電機(jī)混合動力系統(tǒng)。包括發(fā)動機(jī)；ISG異步電機(jī)；電機(jī)逆變控制器；ISG控制器；超級電容器；電壓采樣器；勵磁電容組；三相繼電器，三相繼電器一側(cè)的三個端子分別與ISG異步電機(jī)與電機(jī)逆變控制器電氣連接；三相繼電器另一側(cè)的三個端子分別與以三角形方式電氣連接的勵磁電容組的三個端子相連接。本實用新型可在超級電容完全無電情況下，利用發(fā)動機(jī)預(yù)熱過程完成對超級電容充電；有此功能后，不管任何原因?qū)е鲁夒娙蓦娏坎蛔慊驘o電，車輛均可正常起動運(yùn)行，亦可實現(xiàn)對超級電容的放電養(yǎng)護(hù)。
文檔編號B60W10/06GK202965928SQ20122053479
公開日2013年6月5日 申請日期2012年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月18日
發(fā)明者羅中柱 申請人:浙江德潤中環(huán)電動汽車科技有限公司