本發(fā)明涉及車輛能源領(lǐng)域,具體涉及一種車輛多能源供給系統(tǒng)及方法、太陽能汽車。
背景技術(shù):
新能源汽車是指采用非常規(guī)的車用燃料作為動力來源,綜合車輛的動力控制和驅(qū)動方面的先進(jìn)技術(shù),形成的技術(shù)原理先進(jìn)、具有新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)的汽車。新能源汽車包括四大類型,即混合動力電動汽車、純電動汽車(包括太陽能汽車)、燃料電池電動汽車、其他新能源(如高效儲能器)汽車等。
現(xiàn)有的新能源車輛大都采用單一的能源系統(tǒng),由于每種新能源都有各自的局限性,比如,化學(xué)能蓄電池儲能密度小、放電深度淺、使用壽命短,飛輪電池功率密度大、能量轉(zhuǎn)換效率高、使用壽命長、但自放電大、能量不易長期保存,因而會影響車輛的續(xù)駛里程等。
太陽能是最清潔能源之一,在化石燃料日趨減少的情況下,太陽能已成為人類使用能源的重要組成部分,并不斷得到發(fā)展,汽車?yán)锰柲茏鳛閯恿Σ粫廴经h(huán)境,相比傳統(tǒng)熱機(jī)驅(qū)動的汽車,可以做到真正的零排放。但是由于太陽能照射強(qiáng)度弱且不穩(wěn)定,再加之轉(zhuǎn)換效率低,因此汽車上的太陽能電池目前大都作為補(bǔ)充的能量來源使用,在許多情況下汽車電器仍然需要依賴于汽車的發(fā)電機(jī)和蓄電池的儲能。因此,如何合理、有效地使用這些能源成為了業(yè)界廣泛關(guān)注的一個(gè)問題。
顯然,如果能夠?qū)⒅饕芰縼碓磁c補(bǔ)充能量來源靈活地組合使用,則可以大幅度提高能源使用效率并降低環(huán)境污染。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明一方面提供一種車輛多能源供給系統(tǒng)及方法,以降低車輛對環(huán)境產(chǎn)生的污染,提高能源使用效率,增加車輛續(xù)駛里程。
本發(fā)明另一方面提供一種太陽能汽車,以減少汽車的總排放量,節(jié)能環(huán)保,增加車輛續(xù)駛里程。
為此,本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:
一種車輛多能源供給系統(tǒng),包括:太陽能電池模塊、蓄電池模塊、超級電容模塊、dc-ac逆變器、輸出控制模塊;所述太陽能電池模塊的輸出端、所述蓄電池模塊的輸出端及所述超級電容模塊的輸出端分別通過所述輸出控制模塊連接dc-ac逆變器的直流端,所述dc-ac逆變器的交流端連接車輛的牽引電機(jī);
所述輸出控制模塊,用于獲取車輛當(dāng)前狀態(tài),并根據(jù)車輛當(dāng)前狀態(tài)及所述太陽能電池模塊、所述蓄電池模塊、所述超級電容模塊各自的剩余電量,控制所述太陽能電池模塊、所述蓄電池模塊、所述超級電容模塊中任一個(gè)或多個(gè)模塊向所述dc-ac逆變器輸出直流電,并且優(yōu)先由所述太陽能電池模塊向所述dc-ac逆變器輸出直流電;
所述dc-ac逆變器,用于將所述直流電轉(zhuǎn)換成交流電驅(qū)動所述牽引電機(jī)。
優(yōu)選地,所述太陽能電池模塊包括太陽能電池、太陽能電池電壓轉(zhuǎn)換電路,所述太陽能電池的輸出端連接所述太陽能電池電壓轉(zhuǎn)換電路的輸入端,所述太陽能電池電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出端作為所述太陽能電池模塊的輸出端。
優(yōu)選地,所述蓄電池模塊包括蓄電池、蓄電池電壓轉(zhuǎn)換電路,所述蓄電池的輸出端連接所述蓄電池電壓轉(zhuǎn)換電路的輸入端,所述蓄電池電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出端作為所述蓄電池模塊的輸出端。
優(yōu)選地,所述超級電容模塊包括超級電容、雙向dc-dc轉(zhuǎn)換器。
優(yōu)選地,在車輛處于啟動狀態(tài)或者加速狀態(tài)或者爬坡狀態(tài)時(shí),如果所述牽引電機(jī)所需驅(qū)動功率小于或等于太陽能電池模塊所能提供的最大功率,則所述輸出控制模塊控制所述太陽能電池模塊向所述dc-ac逆變器輸出直流電;否則所述輸出控制模塊控制所述超級電容模塊與所述太陽能電池模塊共同向所述dc-ac逆變器輸出直流電,或者控制所述超級電容模塊、所述蓄電池模塊與所述太陽能電池模塊共同向所述dc-ac逆變器輸出直流電;
在車輛處于勻速行駛狀態(tài)時(shí),如果所述牽引電機(jī)所需驅(qū)動功率小于或等于太陽能電池模塊所能提供的最大功率,則所述輸出控制模塊控制所述太陽能電池模塊向所述dc-ac逆變器輸出直流電;否則所述輸出控制模塊控制蓄電池模塊與所述太陽能電池模塊共同向所述dc-ac逆變器輸出直流電。
優(yōu)選地,在車輛處于制動狀態(tài)或者減速或者下坡狀態(tài)時(shí),所述輸出控制模塊控制利用電機(jī)回饋發(fā)電能量優(yōu)先為所述超級電容模塊充電,在所述超級電容模塊充滿后,再給所述蓄電池模塊充電。
優(yōu)選地,所述太陽能電池模塊的輸出端還通過所述輸出控制模塊連接所述蓄電池模塊和所述超級電容模塊。
一種車輛多能源供給方法,所述多能源包括:太陽能電池、蓄電池、以及超級電容;所述方法包括:
獲取車輛當(dāng)前狀態(tài),并根據(jù)車輛當(dāng)前狀態(tài)及太陽能電池、蓄電池、超級電容各自的剩余電量,控制太陽能電池、蓄電池、超級電容中任一個(gè)或多個(gè)向車輛的牽引電機(jī)提供電能。
優(yōu)選地,在車輛處于啟動狀態(tài)或者加速狀態(tài)或者爬坡狀態(tài)時(shí),如果所述牽引電機(jī)所需驅(qū)動功率小于或等于太陽能電池所能提供的最大功率,則由太陽能電池向車輛的牽引電機(jī)提供電能;否則由超級電容與太陽能電池共同向車輛的牽引電機(jī)提供電能,或者由超級電容、蓄電池與太陽能電池共同向車輛的牽引電機(jī)提供電能;
在車輛處于勻速行駛狀態(tài)時(shí),如果所述牽引電機(jī)所需驅(qū)動功率小于或等于太陽能電池所能提供的最大功率,則由太陽能電池向車輛的牽引電機(jī)提供電能;否則由蓄電池與太陽能電池共同向車輛的牽引電機(jī)提供電能。
優(yōu)選地,在車輛處于制動狀態(tài)或者減速或者下坡狀態(tài)時(shí),利用電機(jī)回饋發(fā)電能量優(yōu)先為超級電容充電,在超級電容充滿后,再給蓄電池充電。
一種太陽能汽車,包括前面所述的車輛多能源供給系統(tǒng)。
本發(fā)明實(shí)施例提供的車輛多能源供給系統(tǒng)及方法,綜合利用多種能源驅(qū)動車輛,具體地,根據(jù)車輛當(dāng)前狀態(tài)及太陽能電池、蓄電池、超級電容各自的剩余電量,控制太陽能電池、蓄電池、超級電容中任一個(gè)或多個(gè)向車輛的牽引電機(jī)提供電能,并且優(yōu)先由太陽能電池提供電能,在太陽能電池能量不足的情況下,再由超級電容、蓄電池作為能量補(bǔ)充,從而可以充分利用太陽能這一清潔能源,有效降低車輛有害物的排放,提升車輛續(xù)駛里程。
進(jìn)一步地,將超級電容的快速、大電流充放電性能與蓄電池相結(jié)合使用,不僅可以有效減緩蓄電池的充放電電流,延長蓄電池使用壽命,而且由于超級電容的充放電效率和能量密度比蓄電池高,超級電容的比功率較大,因而可以改善汽車的動力性和經(jīng)濟(jì)性。
具有該車輛多能源供給系統(tǒng)的太陽能汽車可以明顯減少汽車的總排放量,節(jié)約能量,提升汽車?yán)m(xù)駛里程。
附圖說明
為了更清楚地說明本申請實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案,下面將對實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明中記載的一些實(shí)施例,對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講,還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
圖1是本發(fā)明實(shí)施例車輛多能源供給系統(tǒng)的原理框圖;
圖2是本發(fā)明實(shí)施例車輛多能源供給方法中車輛處于啟動狀態(tài)或者加速狀態(tài)或者爬坡狀態(tài)時(shí)的牽引電機(jī)的驅(qū)動流程圖;
圖3是本發(fā)明車輛多能源供給方法中在車輛處于勻速行駛狀態(tài)時(shí)的牽引電機(jī)的驅(qū)動流程圖;
圖4是本發(fā)明車輛多能源供給方法中在車輛處于制動狀態(tài)或者減速或者下坡狀態(tài)時(shí),的牽引電機(jī)的驅(qū)動流程圖。
具體實(shí)施方式
為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明實(shí)施例的方案,下面結(jié)合附圖和實(shí)施方式對本發(fā)明實(shí)施例作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
由于利用太陽能作為動力不會污染環(huán)境,而且太陽能也是“取之不盡,用之不竭”的能源,因此本發(fā)明提供一種車輛多能源供給系統(tǒng)及方法,將太陽能作為優(yōu)先選擇的能源為車輛提供驅(qū)動力,另外考慮到搭載在汽車上的太陽能電池由于汽車的高速行駛,其位置不斷變化,從而導(dǎo)致其輸出功率具有不穩(wěn)定性,因此將蓄電池及超級電容作為太陽能的補(bǔ)充能源,綜合利用多種能源為車輛提供驅(qū)動,在太陽能電池所能提供的最大功率不能滿足牽引電機(jī)所需驅(qū)動功率的情況下,不足的部分再由其它能源補(bǔ)充,從而充分提高太陽能的利用效率,降低車輛有害物的排放,提升車輛續(xù)駛里程。
如圖1所示,是本發(fā)明實(shí)施例車輛多能源供給系統(tǒng)的原理框圖。
該系統(tǒng)包括:太陽能電池模塊11、蓄電池模塊12、超級電容模塊13、dc-ac逆變器15、輸出控制模塊14。其中,太陽能電池模塊11的輸出端、蓄電池模塊的輸出端12及超級電容模塊的輸出端13分別通過輸出控制模塊14連接dc-ac逆變器15的直流端,dc-ac逆變器15的交流端連接車輛的牽引電機(jī)10。
上述太陽能電池模塊11、蓄電池模塊12、超級電容模塊13向牽引電機(jī)10輸出電能,各自的輸出由輸出控制模塊14來控制,具體地,輸出控制模塊14獲取車輛當(dāng)前狀態(tài),并根據(jù)車輛當(dāng)前狀態(tài)及太陽能電池模塊11、蓄電池模塊12、超級電容模塊13各自的剩余電量,控制太陽能電池模塊11、蓄電池模塊12、超級電容模塊13中的任一個(gè)或多個(gè)模塊向dc-ac逆變器15輸出直流電。太陽能電池模塊11及蓄電池模塊12的剩余電量可由各自的電量管理系統(tǒng)實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì),并通過can總線將這些信息實(shí)時(shí)反饋給輸出控制模塊14。相應(yīng)地,dc-ac逆變器15將所述直流電轉(zhuǎn)換成交流電驅(qū)動牽引電機(jī)10。
需要說明的是,在本發(fā)明實(shí)施例中,需要優(yōu)先由太陽能電池模塊11向dc-ac逆變器15輸出直流電,即不論車輛處于何種狀態(tài),在牽引電機(jī)10需要驅(qū)動的情況下,只要當(dāng)前太陽能電池模塊11還有能量,則優(yōu)先由太陽能模塊11向牽引電機(jī)10提供能源,不足的部分再由超級電容模塊13和/或蓄電池模塊12補(bǔ)充。
在實(shí)際應(yīng)用中,為了方便對各能源輸出模塊的輸出控制,可以在各能源輸出模塊中設(shè)置電壓轉(zhuǎn)換電路。具體描述如下:
上述太陽能電池模塊11可以包括:太陽能電池和太陽能電池電壓轉(zhuǎn)換電路(圖中未示),所述太陽能電池的輸出端連接所述太陽能電池電壓轉(zhuǎn)換電路的輸入端,所述太陽能電池電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出端作為所述太陽能電池模塊的輸出端,即所述太陽能電池電壓轉(zhuǎn)換電路串聯(lián)在太陽能電池11和輸出控制模塊14之間。其中,所述太陽能電池可以設(shè)置在汽車的頂部或者四周,可以更好地吸收太陽光,提高太陽能的利用率。
上述蓄電池模塊12包括蓄電池和蓄電池電壓轉(zhuǎn)換電路(圖中未示),所述蓄電池的輸出端連接所述蓄電池電壓轉(zhuǎn)換電路的輸入端,所述蓄電池電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出端作為所述蓄電池模塊的輸出端,即所述太陽能電池電壓轉(zhuǎn)換電路串聯(lián)在太陽能電池11和輸出控制模塊14之間。
所述太陽能電池電壓轉(zhuǎn)換電路為單向dc-dc轉(zhuǎn)換器,蓄電池電壓轉(zhuǎn)換電路為雙向dc-dc轉(zhuǎn)換器。
上述超級電容模塊13包括超級電容和雙向dc-dc轉(zhuǎn)換器。
無論是所述單向dc-dc轉(zhuǎn)換器還是所述雙向dc-dc轉(zhuǎn)換器,其功能都是將相應(yīng)能源提供模塊輸出的電壓轉(zhuǎn)換為輸出控制模塊14輸入所需的固定電壓。
本發(fā)明實(shí)施例提供的車輛多能源供給系統(tǒng),綜合利用多種能源驅(qū)動車輛,具體地,根據(jù)車輛當(dāng)前狀態(tài)及太陽能電池、蓄電池、超級電容各自的剩余電量,控制太陽能電池、蓄電池、超級電容中任一個(gè)或多個(gè)向車輛的牽引電機(jī)提供電能,并且優(yōu)先由太陽能電池提供電能,在太陽能電池能量不足的情況下,再由超級電容、蓄電池作為能量補(bǔ)充,從而可以充分利用太陽能這一清潔能源,有效降低車輛有害物的排放。
進(jìn)一步地,考慮到車輛在不同的運(yùn)行狀態(tài)下,所需的動力會有不同的特點(diǎn)要求,比如:車輛在啟動、加速、爬坡時(shí),需要瞬時(shí)大電流;而車輛在勻速行駛時(shí),需要的電流比較平穩(wěn)。因此,本發(fā)明實(shí)施例提供的車輛多能源供給系統(tǒng),還可以根據(jù)車輛不同運(yùn)行狀態(tài)的特點(diǎn),對其能源供給進(jìn)行合理的配置,盡最大可能發(fā)揮不同能源各自的優(yōu)勢,具體可以有以下幾種方式:
在車輛處于啟動狀態(tài)或者加速狀態(tài)或者爬坡狀態(tài)時(shí),如果牽引電機(jī)10所需驅(qū)動功率小于或等于太陽能電池模塊11所能提供的最大功率,則輸出控制模塊14控制太陽能電池模塊11向dc-ac逆變器15輸出直流電,也就是說,由太陽能電池模塊11獨(dú)自提供車輛運(yùn)行所需的驅(qū)動能量;否則輸出控制模塊14控制超級電容模塊13與太陽能電池模塊11共同向dc-ac逆變器15輸出直流電,或者控制超級電容模塊13、蓄電池模塊12與太陽能電池模塊11共同向dc-ac逆變器15輸出直流電。具體地,在牽引電機(jī)10所需驅(qū)動功率大于太陽能電池模塊11所能提供的最大功率的情況下,比如陽光較弱的情況,太陽能電池模塊11按照當(dāng)前所能提供的最大功率輸出,不足的功率由超級電容模塊13獨(dú)自或者與蓄電池模塊12共同補(bǔ)充,即如果超級電容模塊13所能提供的最大功率大于或等于牽引電機(jī)10所需驅(qū)動功率與太陽能電池模塊11所能提供的最大功率的差值時(shí),由超級電容模塊13與太陽能電池模塊11共同向dc-ac逆變器15輸出直流電,否則太陽能電池模塊11和超級電容模塊13均輸出當(dāng)前所能提供的最大功率,不足的功率由蓄電池模塊12補(bǔ)充。當(dāng)然,在車輛處于黑暗的、沒有陽光的環(huán)境中,太陽能電池模塊11的輸出功率可能為零,在這種情況下,則需要由超級電容模塊13或者蓄電池模塊12或者這兩者共同驅(qū)動牽引電機(jī)10。
在車輛處于勻速行駛狀態(tài)時(shí),如果牽引電機(jī)10所需驅(qū)動功率小于或等于太陽能電池模塊11所能提供的最大功率,則輸出控制模塊14控制太陽能電池模塊11向dc-ac逆變器15輸出直流電;否則輸出控制模塊14控制蓄電池模塊12與太陽能電池模塊11共同向dc-ac逆變器15輸出直流電。當(dāng)然,在車輛處于黑暗的、沒有陽光的環(huán)境中,太陽能電池模塊11的輸出功率可能為零,在這種情況下,則可以只由蓄電池模塊12向牽引電機(jī)10放電,驅(qū)動車輛運(yùn)行。
需要說明的是,在實(shí)際應(yīng)用中,輸出控制模塊14還可以根據(jù)超級電容、蓄電池和太陽能電池電量的多少來控制其輸出功率的大小,比如,在蓄電池和太陽能電池剩余電量高于20%時(shí),可滿功率輸出;當(dāng)其剩余電量低于20%時(shí),按最大功率的50%降功率輸出;當(dāng)其剩余電量低于10%時(shí),停止輸出。電容電量在0-100%范圍內(nèi)均可最大功率輸出。具體的功率輸出控制可以采用現(xiàn)有的一些技術(shù)實(shí)現(xiàn),對此本發(fā)明實(shí)施例不做限定。
進(jìn)一步地,在車輛處于制動狀態(tài)或者減速或者下坡狀態(tài)時(shí),此時(shí)牽引電機(jī)處于再生制動狀態(tài),相應(yīng)地,輸出控制模塊14控制利用電機(jī)回饋發(fā)電能量優(yōu)先為超級電容模塊13充電,在超級電容模塊13充滿后,再給蓄電池模塊12充電。需要說明的是,在充電過程中,輸出控制模塊14需要實(shí)時(shí)監(jiān)測超級電容的soc值,如果制動時(shí)間較長,而超級電容的soc值達(dá)到上限值時(shí)仍未停止制動,此時(shí)輸出控制模塊14控制蓄電池繼續(xù)吸收多余的制動能量,在蓄電池的soc值也達(dá)到其允許的上限值后,啟動機(jī)械制動模式。機(jī)制制動模式的啟動可以由本發(fā)明系統(tǒng)中的輸出控制模塊14觸發(fā),也可以由車輛中其它控制模塊觸發(fā),或者由所述其它控制模塊及輸出控制模塊14相配合來觸發(fā),對此本發(fā)明實(shí)施例不做限定。
在實(shí)際應(yīng)用中,上述蓄電池模塊12還可以由外置充電器為其充電,比如,牽引電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn),同時(shí)蓄電池模塊電量不足需要進(jìn)行充電處理時(shí),由外置的充電電源為其充電。另外,在本發(fā)明系統(tǒng)另一實(shí)施例中,還可以將太陽能電池模塊11的輸出端通過所述輸出控制模塊14連接蓄電池模塊12和超級電容模塊13,以便在滿足設(shè)定條件下,由太陽能電池模塊11為蓄電池模塊12和/或超級電容模塊13充電,比如,在陽光充足的環(huán)境下,牽引電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)或者勻速運(yùn)行狀態(tài),可以將太陽能電池多余的能量補(bǔ)充給超級電容模塊13和蓄電池模塊12。同樣,在充電時(shí),優(yōu)先為超級電容模塊13充電,在超級電容模塊13充滿后,再給蓄電池模塊12充電。當(dāng)然,在蓄電池模塊12連接外置充電電源情況下,也可以由外置充電電源及太陽能電池模塊11共同為蓄電池模塊充電。
需要說明的是,在實(shí)際應(yīng)用中,車輛運(yùn)行狀態(tài)及各能源輸出模塊的功率監(jiān)測可以全部由輸出控制模塊14來完成,也可以將這些功能分散到車輛的不同控制模塊來完成,比如,由整車控制器來監(jiān)測車輛運(yùn)行狀態(tài),由電池管理模塊監(jiān)測各能源輸出模塊的功率,整車控制器、電池管理模塊分別與輸出控制模塊14通過can總線通信,從而使輸出控制模塊14通過can總線報(bào)文獲得相應(yīng)的信息。
另外,在本發(fā)明車輛多能源供給系統(tǒng)中,還可進(jìn)一步包括顯示模塊,以顯示太陽能電池模塊11和蓄電池模塊12的電量(比如soc值),并在電量低于設(shè)定的限值時(shí),顯示相應(yīng)的提示信息。
可見,本發(fā)明實(shí)施例提供的車輛多能源供給系統(tǒng),優(yōu)先由太陽能電池提供車輛驅(qū)動能源,并將超級電容的快速、大電流充放電性能與蓄電池相結(jié)合使用,不僅可以有效減緩蓄電池的充放電電流,延長蓄電池使用壽命,而且由于超級電容的充放電效率和能量密度比蓄電池高,超級電容的比功率較大,因而可以提高汽車的動力性和經(jīng)濟(jì)性。
本發(fā)明實(shí)施例的車輛多能源供給系統(tǒng)可以應(yīng)用于各種不同類型的車輛中,具有該車輛多能源供給系統(tǒng)的太陽能汽車可以明顯減少汽車的總排放量,節(jié)約能量,提升汽車?yán)m(xù)駛里程。
相應(yīng)地,本發(fā)明還提供一種車輛多能源供給方法,所述多能源包括:太陽能電池、蓄電池、以及超級電容;所述方法包括:獲取車輛當(dāng)前狀態(tài),并根據(jù)車輛當(dāng)前狀態(tài)及太陽能電池、蓄電池、超級電容各自的剩余電量,控制太陽能電池、蓄電池、超級電容中任一個(gè)或多個(gè)向車輛的牽引電機(jī)提供電能。
考慮到車輛在不同的運(yùn)行狀態(tài)下,所需的動力會有不同的特點(diǎn)要求,比如:車輛在啟動、加速、爬坡時(shí),需要瞬時(shí)大電流;而車輛在勻速行駛時(shí),需要的電流比較平穩(wěn)。因此,本發(fā)明實(shí)施例的方法還可以根據(jù)車輛不同運(yùn)行狀態(tài)的特點(diǎn),對其能源供給進(jìn)行合理的配置,盡最大可能發(fā)揮不同能源各自的優(yōu)勢。下面分別對幾種不同狀態(tài)下的能源輸出方式進(jìn)行詳細(xì)說明。
如圖2所示,是本發(fā)明車輛多能源供給方法中車輛處于啟動狀態(tài)或者加速狀態(tài)或者爬坡狀態(tài)時(shí)的牽引電機(jī)的驅(qū)動控制流程圖。
在車輛處于啟動狀態(tài)或者加速狀態(tài)或者爬坡狀態(tài)時(shí),首先在步驟201判斷太陽能電池所能提供的最大功率pmax太陽能電池是否大于或等于牽引電機(jī)所需驅(qū)動功率p電機(jī);
如果是,則執(zhí)行步驟202,由太陽能電池向車輛的牽引電機(jī)提供電能;
否則,執(zhí)行步驟203,判斷超級電容所能提供的最大功率pmax超級電容是否大于或等于牽引電機(jī)所需驅(qū)動功率p電機(jī)與太陽能電池所能提供的最大功率的差值pmax超級電容;
如果是,則執(zhí)行步驟204,由超級電容與太陽能電池共同向車輛的牽引電機(jī)提供電能,超級電容輸出功率=p電機(jī)-pmax太陽能電池;
否則,執(zhí)行步驟205,由超級電容、蓄電池與太陽能電池共同向車輛的牽引電機(jī)提供電能,蓄電池輸出功率=p電機(jī)-pmax太陽能電池-pmax超級電容。
需要說明的是,太陽能電池的輸出功率為零的情況下,需要由超級電容或者蓄電池或者這兩者共同向車輛的牽引電機(jī)提供電能。
如圖3所示,是本發(fā)明車輛多能源供給方法中在車輛處于勻速行駛狀態(tài)時(shí)的牽引電機(jī)的驅(qū)動流程圖。
在車輛處于勻速行駛狀態(tài)時(shí),首先在步驟301判斷太陽能電池所能提供的最大功率pmax太陽能電池是否大于或等于牽引電機(jī)所需驅(qū)動功率p電機(jī);
如果是,則執(zhí)行步驟302,由太陽能電池向車輛的牽引電機(jī)提供電能;
否則,執(zhí)行步驟303,由蓄電池與太陽能電池共同向車輛的牽引電機(jī)提供電能。
需要說明的是,在車輛處于黑暗的、沒有陽光的環(huán)境中,太陽能電池的輸出功率可能為零,在這種情況下,則可以只由蓄電池向牽引電機(jī)放電,驅(qū)動車輛運(yùn)行。
如圖4所示,是本發(fā)明車輛多能源供給方法中在車輛處于制動狀態(tài)或者減速或者下坡狀態(tài)時(shí),的牽引電機(jī)的驅(qū)動流程圖。
在車輛處于制動狀態(tài)或者減速或者下坡狀態(tài)時(shí),牽引電機(jī)處于再生制動狀態(tài),利用電機(jī)回饋發(fā)電能量優(yōu)先為超級電容充電,在超級電容充滿后,再給蓄電池充電。
具體地,首先在步驟401判斷超級電容的電量是否小于設(shè)定閾值,比如95%;如果是,則執(zhí)行步驟402;否則,執(zhí)行步驟404;
步驟402,利用電機(jī)回饋發(fā)電能量為超級電容充電;
步驟403,判斷超級電容是否充滿;如果未充滿,則繼續(xù)執(zhí)行步驟402;否則,執(zhí)行步驟404;
步驟404,判斷蓄電池的電量是否小于設(shè)定閾值,比如95%;如果是,則執(zhí)行步驟405;否則,執(zhí)行步驟407;
步驟405,利用電機(jī)回饋發(fā)電能量為蓄電池充電;
步驟406,判斷蓄電池是否充滿;如果未充滿,則繼續(xù)執(zhí)行步驟405;否則,執(zhí)行步驟407;
步驟407,判斷制動功率是否大于電機(jī)最大回饋發(fā)電功率;如果是,則執(zhí)行步驟408;否則,結(jié)束;
步驟408,啟動機(jī)械制動模式。
可見,本發(fā)明實(shí)施例提供的車輛多能源供給方法,綜合利用多種能源驅(qū)動車輛,并優(yōu)先由太陽能電池提供車輛驅(qū)動能源,從而可以充分利用太陽能這一清潔能源,有效降低車輛有害物的排放。進(jìn)一步地,將超級電容的快速、大電流充放電性能與蓄電池相結(jié)合使用,不僅可以有效減緩蓄電池的充放電電流,延長蓄電池使用壽命,而且由于超級電容的充放電效率和能量密度比蓄電池高,超級電容的比功率較大,因而可以提高汽車的動力性和經(jīng)濟(jì)性。
以上對本發(fā)明實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)介紹,本文中應(yīng)用了具體實(shí)施方式對本發(fā)明進(jìn)行了闡述,以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及系統(tǒng);同時(shí),對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員,依據(jù)本發(fā)明的思想,在具體實(shí)施方式及應(yīng)用范圍上均會有改變之處,綜上所述,本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本發(fā)明的限制。