CN103738195A - 一种新型复合能源电动车能量控制方法 - Google Patents

一种新型复合能源电动车能量控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种新型复合能源电动车能量控制方法，该复合能源电动车的电气部分包括太阳能电池、峰值功率跟踪器、蓄电池、控制器、驱动器、驱动电机和超级电容，其中太阳能电池、蓄电池、超级电容是复合能源电动车的三种能量源，控制器与峰值功率跟踪器负责能量源的分配，驱动器和驱动电机实现电动车的行驶。针对太阳能-蓄电池-超级电容复合能源电动车在停止、起步／加速／爬坡、正常行驶、制动四种工况下的十种状态制定了相应的能量控制方法。本发明的优点：通过制定的能量控制方法使太阳能-蓄电池-超级电容复合能源电动车在不同状态下都能够正常运行，并可以使复合能源电动车的能量得以合理分配，从而能更高效地利用，具有较好的实用价值。

Description

一种新型复合能源电动车能量控制方法
所属技术领域
本发明涉及电动车的能量控制技术领域，具体涉及一种新型复合能源电动车能量的控制方法。
背景技术
目前，随着能源的日益稀缺和环境的日益恶化，清洁、环保、节能的新能源汽车已经成为了世界汽车的研究热点。太阳能-蓄电池-超级电容新型复合能源电动车是新能源汽车的一个方向，太阳能是取之不尽、用之不竭的一种可再生的清洁能源，预计21世纪中叶在我国能源结构中将逐步占据重要的地位。太阳能电池技术的发展必将带动新型复合能源电动车的发展。现阶段，对新型复合能源电动车的研究还处于初级阶段，合理优化的能量控制方法在新型复合能源电动车的研究过程中有着重要的作用，将直接影响新型复合能源电动车的各项性能。
发明内容
为使新型复合能源电动车正常、高效地运行，本发明的目的在于设计一种新型复合能源电动车能量控制方法。新型复合能源电动车的电气部分包括太阳能电池(1)、峰值功率跟踪器(2)、蓄电池(3)、控制器(4)、驱动器(5)、驱动电机(6)和超级电容(7)，其中太阳能电池(1)、蓄电池(3)、超级电容(7)是复合能源电动车的三种能量源，控制器(4)与峰值功率跟踪器(2)负责能量源的分配，驱动器(5)和驱动电机(6)实现电动车的行驶。针对太阳能-蓄电池-超级电容复合能源电动车在停止、起步／加速／爬坡、正常行驶、制动四种工况下的十种状态制定了相应的能量控制方法。
本发明有益效果：通过制定的能量控制方法使太阳能-蓄电池-超级电容复合能源电动车在不同状态下都能够正常运行，并可以使复合能源电动车的能量得以合理分配，从而能更高效地利用，具有较好的实用价值。
附图说明
图1为本发明一种新型复合能源电动车能量控制方法在停止状态时的能量分配示意图(超级电容未充满)，能量流向如图中箭头所示；
图2为本发明一种新型复合能源电动车能量控制方法在停止状态时的能量分配示意图(超级电容已充满)，能量流向如图中箭头所示；
图3为本发明一种新型复合能源电动车能量控制方法在起步／加速／爬坡状态时的能量分配示意图(太阳能电池和超级电容共同提供能量)，能量流向如图中箭头所示；
图4为本发明一种新型复合能源电动车能量控制方法在起步／加速／爬坡状态时的能量分配示意图(太阳能电池、蓄电池和超级电容共同提供能量)，能量流向如图中箭头所示；
图5为本发明一种新型复合能源电动车能量控制方法在正常行驶状态(晴天)时的能量分配示意图(蓄电池和超级电容未充满)，能量流向如图中箭头所示；
图6为本发明一种新型复合能源电动车能量控制方法在正常行驶状态(晴天)时的能量分配示意图(蓄电池和超级电容已充满)，能量流向如图中箭头所示；
图7为本发明一种新型复合能源电动车能量控制方法在正常行驶状态(阴雨天)时的能量分配示意图，能量流向如图中箭头所示；
图8为本发明一种新型复合能源电动车能量控制方法在正常行驶状态(夜间)时的能量分配示意图，能量流向如图中箭头所示；
图9为本发明一种新型复合能源电动车能量控制方法在制动状态时的能量分配示意图(超级电容未充满)，能量流向如图中箭头所示。
图10为本发明一种新型复合能源电动车能量控制方法在制动状态时的能量分配示意图(超级电容已充满)，能量流向如图中箭头所示。
具体实施方式
如图1所示，当复合能源电动车处于停止状态，且超级电容未充满时，太阳能电池(1)的能量通过峰值功率跟踪器(2)和控制器(4)，将电能储存在超级电容(7)中。
如图2所示，当复合能源电动车处于停止状态，且超级电容已充满时，太阳能电池(1)的能量通过峰值功率跟踪器(2)和控制器(4)，将电能储存在蓄电池(3)中。
如图3所示，当复合能源电动车处于起步／加速／爬坡状态，太阳能电池(1)不能提供足够的能量，此时超级电容(7)通过控制器(4)开始配合太阳能电池(1)提供能量，一起通过驱动器(5)驱动电机(6)，实现起步、加速或爬坡。
如图4所示，当复合能源电动车处于起步／加速／爬坡状态，太阳能电池(1)和超级电容(7)一起也不能提供足够的能量，此时超级电容(7)、蓄电池(3)和太阳能电池(1)通过控制器(4)一起给驱动器(5)和驱动电机(6)提供能量，实现起步、加速或爬坡。
如图5所示，当复合能源电动车处于正常行驶状态(晴天)，且蓄电池(3)和超级电容(7)未充满时，太阳能电池(1)除为驱动电机(6)提供能量之外，多余的能量则通过控制器(4)保存在蓄电池(3)和超级电容(7)中。
如图6所示，当复合能源电动车处于正常行驶状态(晴天)，且蓄电池(3)和超级电容(7)已充满时，太阳能电池(1)通过峰值功率跟踪器(2)、控制器(4)和驱动器(5)仅为驱动电机(6)提供能量。
如图7所示，当复合能源电动车处于正常行驶状态(阴雨天)时，太阳能电池(1)不能提供足够的能量给复合能源电动车，因此蓄电池(3)的一部分能量通过控制器(4)分配给驱动器(5)，和太阳能电池(1)的能量一起驱动电机(6)。
如图8所示，当复合能源电动车处于正常行驶状态(夜间)时，太阳能电池(1)的能量基本可以忽略，因此驱动电机(6)所需的能量仅由蓄电池(3)通过控制器(4)和驱动器(5)单独提供。
如图9所示，当复合能源电动车处于制动状态时，控制器(4)使驱动电机(6)处于再生制动状态，驱动电机(6)通过驱动器(5)和控制器(4)优先对超级电容(7)充电。
如图10所示，当复合能源电动车处于制动状态时，控制器(4)使驱动电机(6)处于再生制动状态，当超级电容(7)充满后，驱动电机(6)通过驱动器(5)和控制器(4)再对蓄电池(3)进行充电。

Claims (7)

1.一种新型复合能源电动车能量控制方法，新型复合能源电动车的电气部分包括太阳能电池(1)、峰值功率跟踪器(2)、蓄电池(3)、控制器(4)、驱动器(5)、驱动电机(6)和超级电容(7)，其中太阳能电池(1)、蓄电池(3)、超级电容(7)是复合能源电动车的三种能量源，控制器(4)与峰值功率跟踪器(2)负责能量源的分配，驱动器(5)和驱动电机(6)实现电动车的行驶。其特征在于所述的不同状态下的能量控制方法：电气部分的能量分配针对新型复合能源电动车在停止、起步／加速／爬坡、正常行驶、制动四种工况下的十种状态制定了相应的能量控制方法。
2.根据权利要求1所述的一种新型复合能源电动车能量控制方法，其特征在于所述的停止状态时的能量控制：停止状态时，太阳能电池(1)的能量通过峰值功率跟踪器(2)和控制器(4)，将电能首先储存在超级电容(7)中，当超级电容(7)充满电之后，再给蓄电池(3)充电。
3.根据权利要求1所述的一种新型复合能源电动车能量控制方法，其特征在于所述的起步／加速／爬坡状态时的能量控制：起步／加速／爬坡状态时，太阳能电池(1)不能提供足够的能量，此时超级电容(7)通过控制器(4)开始配合提供能量，如果能量仍然不够，则超级电容(7)、蓄电池(3)和太阳能电池(1)通过控制器(4)一起给驱动器(5)和驱动电机(6)提供能量，实现起步、加速或爬坡。
4.根据权利要求1所述的一种新型复合能源电动车能量控制方法，其特征在于所述的正常行驶状态(晴天)时的能量控制：正常行驶状态(晴天)时，太阳能电池(1)单独驱动电机(6)，电机的能量直接由太阳能供给，多余的太阳能则保存在蓄电池(3)和超级电容(7)中。
5.根据权利要求1所述的一种新型复合能源电动车能量控制方法，其特征在于所述的正常行驶状态(阴雨天)时的能量控制：正常行驶状态(阴雨天)时，太阳能电池(1)不能提供足够的能量给复合能源电动车，因此蓄电池(3)的一部分能量分配给驱动器(5)，和太阳能电池(1)的能量一起驱动电机(6)。
6.根据权利要求1所述的一种新型复合能源电动车能量控制方法，其特征在于所述的正常行驶状态(夜间)时的能量控制：正常行驶状态(夜间)时，太阳能电池(1)的能量基本可以忽略，因此蓄电池(3)单独驱动电机(6)。
7.根据权利要求1所述的一种新型复合能源电动车能量控制方法，其特征在于所述的制动状态时的能量控制：制动过程中，控制器(4)使驱动电机(6)处于再生制动状态，电动车的动能通过电机(6)优先对超级电容(7)充电，当超级电容(7)充满后再对蓄电池(3)进行充电。
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