CN107487193A - 一种复合电源电动汽车的能量管理系统、方法及电动汽车 - Google Patents

一种复合电源电动汽车的能量管理系统、方法及电动汽车 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种复合电源电动汽车的能量管理系统、方法及车辆,该系统包括信号采集与处理装置,用于采集电动汽车的车辆状态信息;车辆路况信息采集装置,用于获取距离电动汽车预设距离的待行驶路况信息;整车控制器,用于依据车辆状态信息生成驱动功率;还用于依据驱动功率、待行驶路况信息以及车辆状态信息中的车速确定超级电容组的目标电压;复合电源控制器用于依据驱动功率、目标电压、车辆状态信息中的复合电源信号、动力电池组的功率阈值、超级电容组的功率阈值以及DC/DC变换器的功率阈值对超级电容组和动力电池组的功率进行分配。本发明在对超级电容组以及动力电池组进行功率分配时更加合理,延长了动力电池组的寿命,提高了工作效率。

Description

一种复合电源电动汽车的能量管理系统、方法及电动汽车
技术领域
本发明涉及车辆能量管理技术领域,特别是涉及一种复合电源电动汽车的能量管理系统、方法及电动汽车。
背景技术
随着能源危机以及环境污染等问题的日益严重,作为城市主要污染源之一的传统燃油汽车的发展受到严重制约,节能环保的电动汽车成为汽车工业发展的必然趋势。
目前,动力电池技术仍是制约电动汽车发展的主要因素之一。虽然现有的动力电池技术可以支持车辆在启动、加速和制动等工况下短时间的大功率用电需求,但频繁的大功率充放电也使得动力电池的使用寿命及效率受到影响。采用动力电池组和超级电容组构成复合电源的方案,可以利用超级电容比功率高的特点,优化动力电池组的输入输出功率,起到延长动力电池组寿命、提高工作效率等目的。
现有采用复合电源的电动汽车能量管理系统的输入量多为车辆的车速、动力电池组的SOC和超级电容组的电压等车辆状态信息。因为只考虑了车辆本身的一些影响因素,从而使得动力电池组和超级电容组之间的功率分配不合理,工作效率低。
因此,如何提供一种解决上述技术问题的复合电源电动汽车的能量管理系统、方法及电动汽车是本领域技术人员目前需要解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种复合电源电动汽车的能量管理系统、方法及车辆,使得在对超级电容组以及动力电池组进行功率分配时更加合理,延长了动力电池组的寿命,提高了工作效率。
为解决上述技术问题,本发明提供了一种复合电源电动汽车的能量管理系统,包括:
信号采集与处理装置,用于采集电动汽车的车辆状态信息并将所述车辆状态信息发送至整车控制器;
车辆路况信息采集装置,用于获取距离所述电动汽车预设距离的待行驶路况信息并将所述待行驶路况信息发送至所述整车控制器;
复合电源系统,包括超级电容组、动力电池组、复合电源控制器以及DC/DC变换器;
所述整车控制器,用于依据所述车辆状态信息生成驱动功率,并将所述驱动功率分别发送至所述复合电源系统以及由所述复合电源系统供电的驱动电机系统;还用于依据所述驱动功率、所述待行驶路况信息以及所述车辆状态信息中的车速确定所述超级电容组的目标电压;
所述复合电源控制器用于依据所述驱动功率、所述目标电压、所述车辆状态信息中的复合电源信号、所述动力电池组的功率阈值、所述超级电容组的功率阈值以及所述DC/DC变换器的功率阈值对所述超级电容组和所述动力电池组的功率进行分配。
优选地,所述车辆路况信息采集装置具体包括:
定位装置,用于获取所述电动汽车的位置信息;
路径规划装置,用于依据所述位置信息以及用户输入的目的地进行路径规划;
路况信息获取装置,用于从规划好的路径中获取距离所述电动汽车预设距离的待行驶路况信息并将所述待行驶路况信息发送至所述整车控制器。
优选地,所述车辆状态信息包括所述复合电源信号、所述驱动电机系统中的电机的转速信号、制动踏板信号、加速踏板信号以及车速;其中,所述复合电源信号包括所述超级电容组的当前电压以及所述动力电池组的SOC。
优选地,所述依据所述驱动功率、所述目标电压、所述车辆状态信息中的复合电源信号、所述动力电池组的功率阈值、所述超级电容组的功率阈值以及所述DC/DC变换器的功率阈值对所述超级电容组和所述动力电池组的功率进行分配的过程具体为:
当判断得到所述驱动功率大于零时,继续判断所述超级电容组的目标电压是否高于所述超级电容组的当前电压,如果所述超级电容组的目标电压高于所述超级电容组的当前电压,则所述动力电池组优先向所述驱动电机系统输出功率,超出部分由所述超级电容组通过所述DC/DC变换器向所述驱动系统输出;如果所述超级电容组的目标电压不高于所述超级电容组的当前电压,则所述超级电容组优先按照所述DC/DC变换器的功率阈值输出功率,超出部分由所述动力电池组输出;
当判断得到所述驱动功率不大于零时,继续判断所述超级电容组的目标电压是否高于所述超级电容组的当前电压,如果所述超级电容组的目标电压高于所述超级电容组的当前电压,则所述超级电容组优先按照所述DC/DC变换器的功率阈值回收电能,超出部分由所述动力电池组回收;如果所述超级电容组的目标电容不高于所述超级电容组的当前电压,则所述动力电池组优先按照其功率阈值进行电能回收,超出部分由所述超级电容组通过所述DC/DC变换器回收。
优选地,上述分配过程还包括:
当所述驱动功率大于零时,如果所述超级电容组的目标电压高于所述超级电容组的当前电压,则判断所述驱动功率是否超过所述动力电池组的功率阈值,如果所述驱动功率超过所述动力电池组的功率阈值,则所述动力电池组优先向所述驱动电机系统输出功率,超出部分由所述超级电容组通过所述DC/DC变换器向所述驱动电机系统输出;如果所述驱动功率没有超过所述动力电池组的功率阈值,则仅由所述动力电池组向所述驱动电机系统输出功率,所述超级电容组不输出功率;
如果所述超级电容组的目标电压不高于所述超级电容组的当前电压,则判断所述驱动功率是否超过所述DC/DC变换器的功率阈值,如果所述驱动功率超过所述DC/DC变换器的功率阈值,则所述超级电容组优先按照所述DC/DC变换器的功率阈值输出功率,超出部分由所述动力电池组输出;如果所述驱动功率未超过所述DC/DC变换器的功率阈值,则仅由所述超级电容组通过所述DC/DC变换器向所述驱动电机系统输出功率,所述动力电池组不输出功率。
优选地,上述分配过程还包括:
当所述驱动功率不大于零时,如果所述超级电容组的目标电压高于所述超级电容组的当前电压,再判断所述驱动功率是否超出所述DC/DC变换器的功率阈值,如果所述驱动功率超出所述DC/DC变换器的功率阈值,则所述超级电容组优先按照所述DC/DC变换器的功率阈值回收电能,超出部分由所述动力电池组回收;如果所述驱动功率未超出所述DC/DC变换器的功率阈值,则所述驱动功率仅由所述超级电容组通过所述DC/DC变换器回收,所述动力电池组不回收;
如果所述超级电容组的目标电容不高于所述超级电容组的当前电压,则再判断所述驱动功率是否超出所述动力电池组的功率阈值,如果所述驱动功率超出所述动力电池组的功率阈值,则所述动力电池组优先按照其功率阈值进行电能回收,超出部分由所述超级电容组通过所述DC/DC变换器回收;如果所述驱动功率未超出所述动力电池组的功率阈值,则所述驱动功率仅由所述动力电池组回收,所述超级电容组不回收。
为解决上述技术问题,本发明还提供了一种复合电源电动汽车的能量管理方法,该方法包括:
步骤S1:信号采集与处理装置采集电动汽车的车辆状态信息并将所述车辆状态信息发送至整车控制器;
步骤S2:车辆路况信息采集装置获取距离所述电动汽车预设距离的待行驶路况信息并将所述待行驶路况信息发送至所述整车控制器;
步骤S3:所述整车控制器依据所述车辆状态信息生成驱动功率,并将所述驱动功率分别发送至所述电动汽车的复合电源系统以及由所述复合电源系统供电的驱动电机系统;还用于依据所述驱动功率、所述待行驶路况信息以及所述车辆状态信息中的车速确定所述超级电容组的目标电压;
步骤S4:所述复合电源系统中的所述复合电源控制器依据所述驱动功率、所述目标电压、所述车辆状态信息中的复合电源信号、所述动力电池组的功率阈值、所述超级电容组的功率阈值以及所述DC/DC变换器的功率阈值对所述超级电容组和所述动力电池组的功率进行分配,所述复合电源系统还包括超级电容组、动力电池组以及DC/DC变换器。
优选地,所述车辆路况信息采集装置包括定位装置、路径规划装置以及路况信息获取装置,所述步骤S2的过程具体为:
步骤S21:定位装置获取所述电动汽车的位置信息;
步骤S22:路径规划装置依据所述位置信息以及用户输入的目的地进行路径规划;
步骤S23:路况信息获取装置从规划好的路径中获取距离所述电动汽车预设距离的待行驶路况信息并将所述待行驶路况信息发送至所述整车控制器。
优选地,所述车辆状态信息包括所述复合电源信号、所述驱动电机系统中的电机的转速信号、制动踏板信号、加速踏板信号以及车速;其中,所述复合电源信号包括所述超级电容组的当前电压以及所述动力电池组的SOC。
优选地,步骤S4的过程具体为:
步骤S410:判断所述驱动功率是否大于零,如果是,则进入步骤S411,否则,进入步骤S414;
步骤S411:判断所述超级电容组的目标电压是否高于所述超级电容组的当前电压,如果是,进入步骤S412,否则,进入步骤S413;
步骤S412:所述动力电池组优先向所述驱动电机系统输出功率,超出部分由所述超级电容组通过所述DC/DC变换器向所述驱动电机系统输出;
步骤S413:所述超级电容组优先按照所述DC/DC变换器的功率阈值输出功率,超出部分由所述动力电池组输出;
步骤S414:判断所述超级电容组的目标电压是否高于所述超级电容组的当前电压,如果是,进入步骤S415,否则,进入步骤S416;
步骤S415:所述超级电容组优先按照所述DC/DC变换器的功率阈值回收电能,超出部分由所述动力电池组回收;
步骤S416:所述动力电池组优先按照其功率阈值进行电能回收,超出部分由所述超级电容组通过所述DC/DC变换器回收。
优选地,步骤S412具体包括:
步骤S4121:判断所述驱动功率是否超过所述动力电池组的功率阈值,如果是,则进入步骤S4122,否则,进入步骤S4123;
步骤S4122:所述动力电池组优先向所述驱动电机系统输出功率,超出部分由所述超级电容组通过所述DC/DC变换器向所述驱动电机系统输出;
步骤S4123:仅由所述动力电池组向所述驱动电机系统输出功率,所述超级电容组不输出功率;
则相对应的,步骤S413具体包括:
步骤S4131:判断所述驱动功率是否超过所述DC/DC变换器的功率阈值,如果是,进入步骤S4132,否则,进入步骤S4133;
步骤S4132:所述超级电容组优先按照所述DC/DC变换器的功率阈值输出功率,超出部分由所述动力电池组输出;
步骤S4133:仅由所述超级电容组通过所述DC/DC变换器向所述驱动电机系统输出功率,所述动力电池组不输出功率。
优选地,步骤S415具体包括:
步骤S4151:判断所述驱动功率是否超出所述DC/DC变换器的功率阈值,如果是,进入步骤S4152,否则,进入步骤S4153;
步骤S4152:所述超级电容组优先按照所述DC/DC变换器的功率阈值回收电能,超出部分由所述动力电池组回收;
步骤S4153:所述驱动功率仅由所述超级电容组通过所述DC/DC变换器回收,所述动力电池组不回收;
则相对应地,步骤S416具体包括:
步骤S4161:判断所述驱动功率是否超出所述动力电池组的功率阈值,如果是,进入步骤S4162,否则,进入步骤S4163;
步骤S4162:所述动力电池组优先按照其功率阈值进行电能回收,超出部分由所述超级电容组通过所述DC/DC变换器回收;
步骤S4163:所述驱动功率仅由所述动力电池组回收,所述超级电容组不回收。
为解决上述技术问题,本发明还提供了一种电动汽车,包括如上述任一项所述的复合电源电动汽车的能量管理系统
本发明提供了一种复合电源电动汽车的能量管理系统、方法及车辆,包括在对复合电源系统中的超级电容组以及动力电池组的进行功率分配时,不仅依据了由车辆状态信息得到的驱动功率,还依据了由距离电动汽车预设距离的待行驶路况信息得到的目标电压,再依据驱动功率以及目标电压并结合一些其他因素来对超级电容组以及动力电池组进行功率分配,可见,本申请不仅考虑了电动汽车本身的一些状态信息,还充分考虑了电动汽车正在行驶的路径中的待行驶路况信息,从而使得在对超级电容组以及动力电池组进行功率分配时更加合理,延长了动力电池组的寿命,提高了工作效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的一种复合电源电动汽车的能量管理系统的结构示意图;
图2为本发明提供的一种在驱动功率大于零时,超级电容组的目标电压与车速的对应关系图;
图3为本发明提供的一种在驱动功率小于零时,超级电容组的目标电压与车速的对应关系图;
图4为本发明提供的一种合电源电动汽车的能量管理方法的过程的流程图;
图5为本发明提供的一种车辆状况信息采集装置获取待行驶路况信息的过程的流程图;
图6为本发明提供的一种复合电源控制器对超级电容组和动力电池组进行功率分配的过程的流程图。
具体实施方式
本发明的核心是提供一种复合电源电动汽车的能量管理系统、方法及车辆,使得在对超级电容组以及动力电池组进行功率分配时更加合理,延长了动力电池组的寿命,提高了工作效率。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
请参照图1,图1为本发明提供的一种复合电源电动汽车的能量管理系统的结构示意图,该系统包括:
本发明提供了一种复合电源电动汽车的能量管理系统,包括:
信号采集与处理装置1,用于采集电动汽车的车辆状态信息并将车辆状态信息发送至整车控制器3;
作为优选地,车辆状态信息包括复合电源信号、驱动电机系统中的电机的转速信号、制动踏板信号、加速踏板信号以及车速;其中,复合电源信号包括超级电容组41的当前电压以及动力电池组42的SOC。
可以理解的是,这里的动力电池组42的SOC(State of Charge,荷电状态)是由动力电池组42的电压和电流得到的。
车辆路况信息采集装置2,用于获取距离电动汽车预设距离的待行驶路况信息并将待行驶路况信息发送至整车控制器3;
作为优选地,车辆路况信息采集装置2具体包括:
定位装置,用于获取电动汽车的位置信息;
路径规划装置,用于依据位置信息以及用户输入的目的地进行路径规划;
路况信息获取装置,用于从规划好的路径中获取距离电动汽车预设距离的待行驶路况信息并将待行驶路况信息发送至整车控制器3。
可以理解的是,这里的定位装置可以为DPS,当然,也可以其他定位装置,本发明在此不做特别的限定。
具体地,电动汽车启动后,用户输入目的地开始进行控制循环,直至司机停车为止。在控制过程中,车辆路况信息采集装置2获取电动汽车的位置信息,并根据位置信息和目的地进行路径规划,并根据规划好的路径中获取距离电动汽车预设距离的待行驶路况信息并将待行驶路况信息发送至整车控制器3。
复合电源系统4,包括超级电容组41、动力电池组42、复合电源控制器43以及DC/DC变换器44;
整车控制器3,用于依据车辆状态信息生成驱动功率,并将驱动功率分别发送至复合电源系统4以及由复合电源系统4供电的驱动电机系统;还用于依据驱动功率、待行驶路况信息以及车辆状态信息中的车速确定超级电容组41的目标电压;
可以理解的是,整车控制器3在依据车辆状态信息生成驱动功率后,将驱动功率发送给驱动电机系统中的电机控制器,同时,还将驱动功率发送给复合电源系统4中的复合电源控制器43。
另外,请参照图2和图3,图2为本发明提供的一种在驱动功率大于零时,超级电容组的目标电压与车速的对应关系图,图3为本发明提供的一种在驱动功率小于零时,超级电容组的目标电压与车速的对应关系图。
具体地,整车控制器3可以依据待行驶路况信息将待行驶路况分为城市拥堵路况、城市正常路况以及高速路况,其中,城市拥堵路况指车速较低,需要频繁启停的路段。城市正常路段指,最高时速在城市道路限速以内,偶尔启停的路段。高速路况指,以较高车速行驶,基本不需要启停的路段。整车控制器3将待行驶路况分为城市拥堵路况、城市正常路况以及高速路况的过程可以是直接依据实时地图来确定,也可以根据电动汽车的车速以及启停次数来判断,例如,将当前车速低于第一预设车速且电动汽车的启停次数超过第一预设阈值时的待行驶路况确定为城市拥堵路况,将当前车速高于第一预设车速但小于第二预设车速且电动汽车的启停次数低于第一预设阈值时但高于第二预设阈值的待行驶路况确定为城市正常路况,将当前车速高于第二预设车速且电动汽车的启停次数低于第二预设阈值的待行驶路况确定为高速路况,其中,第一预设车速小于第二预设车速,第二预设阈值小于第一预设阈值。本申请中具体选用哪种方法本发明在此不做特别的限定。
复合电源控制器43用于依据驱动功率、目标电压、车辆状态信息中的复合电源信号、动力电池组42的功率阈值、超级电容组41的功率阈值以及DC/DC变换器44的功率阈值对超级电容组41和动力电池组42的功率进行分配。
需要说明的是,超级电容组41和动力电池组42分别连接在DC/DC变换器44的两端,动力电池组42和DC/DC变换器44均与驱动电机系统连接。
另外,这里的DC/DC变换器44为双向DC/DC变换器44。
作为优选地,依据驱动功率、目标电压、车辆状态信息中的复合电源信号、动力电池组42的功率阈值、超级电容组41的功率阈值以及DC/DC变换器44的功率阈值对超级电容组41和动力电池组42的功率进行分配的过程具体为:
当判断得到驱动功率大于零时,继续判断超级电容组41的目标电压是否高于超级电容组41的当前电压,如果超级电容组41的目标电压高于超级电容组41的当前电压,则动力电池组42优先向驱动电机系统输出功率,超出部分由超级电容组41通过DC/DC变换器44向驱动系统输出;如果超级电容组41的目标电压不高于超级电容组41的当前电压,则超级电容组41优先按照DC/DC变换器44的功率阈值输出功率,超出部分由动力电池组42输出;
当判断得到驱动功率不大于零时,继续判断超级电容组41的目标电压是否高于超级电容组41的当前电压,如果超级电容组41的目标电压高于超级电容组41的当前电压,则超级电容组41优先按照DC/DC变换器44的功率阈值回收电能,超出部分由动力电池组42回收;如果超级电容组41的目标电容不高于超级电容组41的当前电压,则动力电池组42优先按照其功率阈值进行电能回收,超出部分由超级电容组41通过DC/DC变换器44回收。
优选地,上述分配过程还包括:
当驱动功率大于零时,如果超级电容组41的目标电压高于超级电容组41的当前电压,则判断驱动功率是否超过动力电池组42的功率阈值,如果驱动功率超过动力电池组42的功率阈值,则动力电池组42优先向驱动电机系统输出功率,超出部分由超级电容组41通过DC/DC变换器44向驱动电机系统输出;如果驱动功率没有超过动力电池组42的功率阈值,则仅由动力电池组42向驱动电机系统输出功率,超级电容组41不输出功率;
如果超级电容组41的目标电压不高于超级电容组41的当前电压,则判断驱动功率是否超过DC/DC变换器44的功率阈值,如果驱动功率超过DC/DC变换器44的功率阈值,则超级电容组41优先按照DC/DC变换器44的功率阈值输出功率,超出部分由动力电池组42输出;如果驱动功率未超过DC/DC变换器44的功率阈值,则仅由超级电容组41通过DC/DC变换器44向驱动电机系统输出功率,动力电池组42不输出功率。
优选地,上述分配过程还包括:
当驱动功率不大于零时,如果超级电容组41的目标电压高于超级电容组41的当前电压,再判断驱动功率是否超出DC/DC变换器44的功率阈值,如果驱动功率超出DC/DC变换器44的功率阈值,则超级电容组41优先按照DC/DC变换器44的功率阈值回收电能,超出部分由动力电池组42回收;如果驱动功率未超出DC/DC变换器44的功率阈值,则驱动功率仅由超级电容组41通过DC/DC变换器44回收,动力电池组42不回收;
如果超级电容组41的目标电容不高于超级电容组41的当前电压,则再判断驱动功率是否超出动力电池组42的功率阈值,如果驱动功率超出动力电池组42的功率阈值,则动力电池组42优先按照其功率阈值进行电能回收,超出部分由超级电容组41通过DC/DC变换器44回收;如果驱动功率未超出动力电池组42的功率阈值,则驱动功率仅由动力电池组42回收,超级电容组41不回收。
可以理解的是,当驱动功率不大于零时,此时的驱动功率实际上已经变成制动功率。
本发明提供了一种复合电源电动汽车的能量管理系统,包括在对复合电源系统中的超级电容组以及动力电池组的进行功率分配时,不仅依据了由车辆状态信息得到的驱动功率,还依据了由距离电动汽车预设距离的待行驶路况信息得到的目标电压,再依据驱动功率以及目标电压并结合一些其他因素来对超级电容组以及动力电池组进行功率分配,可见,本申请不仅考虑了电动汽车本身的一些状态信息,还充分考虑了电动汽车正在行驶的路径中的待行驶路况信息,从而使得在对超级电容组以及动力电池组进行功率分配时更加合理,延长了动力电池组的寿命,提高了工作效率。
与上述系统实施例相对应的,本发明还提供了一种复合电源电动汽车的能量管理方法,请参照图4,图4为本发明提供的一种合电源电动汽车的能量管理方法的过程的流程图,该方法包括:
步骤S1:信号采集与处理装置采集电动汽车的车辆状态信息并将车辆状态信息发送至整车控制器;
作为优选地,优选地,车辆状态信息包括复合电源信号、驱动电机系统中的电机的转速信号、制动踏板信号、加速踏板信号以及车速;其中,复合电源信号包括超级电容组的当前电压以及动力电池组的SOC。
步骤S2:车辆路况信息采集装置获取距离电动汽车预设距离的待行驶路况信息并将待行驶路况信息发送至整车控制器;
作为优选地,车辆路况信息采集装置包括定位装置、路径规划装置以及路况信息获取装置,步骤S2的过程具体为:
步骤S21:定位装置获取电动汽车的位置信息;
步骤S22:路径规划装置依据位置信息以及用户输入的目的地进行路径规划;
步骤S23:路况信息获取装置从规划好的路径中获取距离电动汽车预设距离的待行驶路况信息并将待行驶路况信息发送至整车控制器。
具体地,请参照图5,图5为本发明提供的一种车辆状况信息采集装置获取待行驶路况信息的过程的流程图。
步骤S3:整车控制器依据车辆状态信息生成驱动功率,并将驱动功率分别发送至电动汽车的复合电源系统以及由复合电源系统供电的驱动电机系统;还用于依据驱动功率、待行驶路况信息以及车辆状态信息中的车速确定超级电容组的目标电压;
步骤S4:复合电源系统中的复合电源控制器依据驱动功率、目标电压、车辆状态信息中的复合电源信号、动力电池组的功率阈值、超级电容组的功率阈值以及DC/DC变换器的功率阈值对超级电容组和动力电池组的功率进行分配,复合电源系统还包括超级电容组、动力电池组以及DC/DC变换器。
作为优选地,步骤S4的过程具体为:
步骤S410:判断驱动功率是否大于零,如果是,则进入步骤S411,否则,进入步骤S414;
步骤S411:判断超级电容组的目标电压是否高于超级电容组的当前电压,如果是,进入步骤S412,否则,进入步骤S413;
步骤S412:动力电池组优先向驱动电机系统输出功率,超出部分由超级电容组通过DC/DC变换器向驱动电机系统输出;
步骤S413:超级电容组优先按照DC/DC变换器的功率阈值输出功率,超出部分由动力电池组输出;
步骤S414:判断超级电容组的目标电压是否高于超级电容组的当前电压,如果是,进入步骤S415,否则,进入步骤S416;
步骤S415:超级电容组优先按照DC/DC变换器的功率阈值回收电能,超出部分由动力电池组回收;
步骤S416:动力电池组优先按照其功率阈值进行电能回收,超出部分由超级电容组通过DC/DC变换器回收。
优选地,步骤S412具体包括:
步骤S4121:判断驱动功率是否超过动力电池组的功率阈值,如果是,则进入步骤S4122,否则,进入步骤S4123;
步骤S4122:动力电池组优先向驱动电机系统输出功率,超出部分由超级电容组通过DC/DC变换器向驱动电机系统输出;
步骤S4123:仅由动力电池组向驱动电机系统输出功率,超级电容组不输出功率;
则相对应的,步骤S413具体包括:
步骤S4131:判断驱动功率是否超过DC/DC变换器的功率阈值,如果是,进入步骤S4132,否则,进入步骤S4133;
步骤S4132:超级电容组优先按照DC/DC变换器的功率阈值输出功率,超出部分由动力电池组输出;
步骤S4133:仅由超级电容组通过DC/DC变换器向驱动电机系统输出功率,动力电池组不输出功率;
优选地,步骤S415具体包括:
步骤S4151:判断驱动功率是否超出DC/DC变换器的功率阈值,如果是,进入步骤S4152,否则,进入步骤S4153;
步骤S4152:超级电容组优先按照DC/DC变换器的功率阈值回收电能,超出部分由动力电池组回收;
步骤S4153:驱动功率仅由超级电容组通过DC/DC变换器回收,动力电池组不回收;
则相对应地,步骤S416具体包括:
步骤S4161:判断驱动功率是否超出动力电池组的功率阈值,如果是,进入步骤S4162,否则,进入步骤S4163;
步骤S4162:动力电池组优先按照其功率阈值进行电能回收,超出部分由超级电容组通过DC/DC变换器回收;
步骤S4163:驱动功率仅由动力电池组回收,超级电容组不回收。
具体地,请参照图6,图6为本发明提供的一种复合电源控制器对超级电容组和动力电池组进行功率分配的过程的流程图。
需要说明的是,对于该电动汽车中的能量管理方法的介绍请参照上述系统实施例,本发明在此不再赘述。
本发明提供了一种复合电源电动汽车的能量管理方法,包括在对复合电源系统中的超级电容组以及动力电池组的进行功率分配时,不仅依据了由车辆状态信息得到的驱动功率,还依据了由距离电动汽车预设距离的待行驶路况信息得到的目标电压,再依据驱动功率以及目标电压并结合一些其他因素来对超级电容组以及动力电池组进行功率分配,可见,本申请不仅考虑了电动汽车本身的一些状态信息,还充分考虑了电动汽车正在行驶的路径中的待行驶路况信息,从而使得在对超级电容组以及动力电池组进行功率分配时更加合理,延长了动力电池组的寿命,提高了工作效率。
与上述系统实施例相对应地,本发明还提供了一种电动汽车,包括上述任一项的复合电源电动汽车的能量管理系统。
对于该电动汽车中的能量管理系统的介绍请参照上述系统实施例,本发明在此不再赘述。
需要说明的是,在本说明书中,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其他实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (13)

1.一种复合电源电动汽车的能量管理系统,其特征在于,包括:
信号采集与处理装置,用于采集电动汽车的车辆状态信息并将所述车辆状态信息发送至整车控制器;
车辆路况信息采集装置,用于获取距离所述电动汽车预设距离的待行驶路况信息并将所述待行驶路况信息发送至所述整车控制器;
复合电源系统,包括超级电容组、动力电池组、复合电源控制器以及DC/DC变换器;
所述整车控制器,用于依据所述车辆状态信息生成驱动功率,并将所述驱动功率分别发送至所述复合电源系统以及由所述复合电源系统供电的驱动电机系统;还用于依据所述驱动功率、所述待行驶路况信息以及所述车辆状态信息中的车速确定所述超级电容组的目标电压;
所述复合电源控制器用于依据所述驱动功率、所述目标电压、所述车辆状态信息中的复合电源信号、所述动力电池组的功率阈值、所述超级电容组的功率阈值以及所述DC/DC变换器的功率阈值对所述超级电容组和所述动力电池组的功率进行分配。
2.如权利要求1所述的能量管理系统,其特征在于,所述车辆路况信息采集装置具体包括:
定位装置,用于获取所述电动汽车的位置信息;
路径规划装置,用于依据所述位置信息以及用户输入的目的地进行路径规划;
路况信息获取装置,用于从规划好的路径中获取距离所述电动汽车预设距离的待行驶路况信息并将所述待行驶路况信息发送至所述整车控制器。
3.如权利要求2所述的能量管理系统,其特征在于,所述车辆状态信息包括所述复合电源信号、所述驱动电机系统中的电机的转速信号、制动踏板信号、加速踏板信号以及车速;其中,所述复合电源信号包括所述超级电容组的当前电压以及所述动力电池组的SOC。
4.如权利要求3所述的能量管理系统,其特征在于,所述依据所述驱动功率、所述目标电压、所述车辆状态信息中的复合电源信号、所述动力电池组的功率阈值、所述超级电容组的功率阈值以及所述DC/DC变换器的功率阈值对所述超级电容组和所述动力电池组的功率进行分配的过程具体为:
当判断得到所述驱动功率大于零时,继续判断所述超级电容组的目标电压是否高于所述超级电容组的当前电压,如果所述超级电容组的目标电压高于所述超级电容组的当前电压,则所述动力电池组优先向所述驱动电机系统输出功率,超出部分由所述超级电容组通过所述DC/DC变换器向所述驱动系统输出;如果所述超级电容组的目标电压不高于所述超级电容组的当前电压,则所述超级电容组优先按照所述DC/DC变换器的功率阈值输出功率,超出部分由所述动力电池组输出;
当判断得到所述驱动功率不大于零时,继续判断所述超级电容组的目标电压是否高于所述超级电容组的当前电压,如果所述超级电容组的目标电压高于所述超级电容组的当前电压,则所述超级电容组优先按照所述DC/DC变换器的功率阈值回收电能,超出部分由所述动力电池组回收;如果所述超级电容组的目标电容不高于所述超级电容组的当前电压,则所述动力电池组优先按照其功率阈值进行电能回收,超出部分由所述超级电容组通过所述DC/DC变换器回收。
5.如权利要求4所述的能量管理系统,其特征在于,上述分配过程还包括:
当所述驱动功率大于零时,如果所述超级电容组的目标电压高于所述超级电容组的当前电压,则判断所述驱动功率是否超过所述动力电池组的功率阈值,如果所述驱动功率超过所述动力电池组的功率阈值,则所述动力电池组优先向所述驱动电机系统输出功率,超出部分由所述超级电容组通过所述DC/DC变换器向所述驱动电机系统输出;如果所述驱动功率没有超过所述动力电池组的功率阈值,则仅由所述动力电池组向所述驱动电机系统输出功率,所述超级电容组不输出功率;
如果所述超级电容组的目标电压不高于所述超级电容组的当前电压,则判断所述驱动功率是否超过所述DC/DC变换器的功率阈值,如果所述驱动功率超过所述DC/DC变换器的功率阈值,则所述超级电容组优先按照所述DC/DC变换器的功率阈值输出功率,超出部分由所述动力电池组输出;如果所述驱动功率未超过所述DC/DC变换器的功率阈值,则仅由所述超级电容组通过所述DC/DC变换器向所述驱动电机系统输出功率,所述动力电池组不输出功率。
6.如权利要求5所述的能量管理系统,其特征在于,上述分配过程还包括:
当所述驱动功率不大于零时,如果所述超级电容组的目标电压高于所述超级电容组的当前电压,再判断所述驱动功率是否超出所述DC/DC变换器的功率阈值,如果所述驱动功率超出所述DC/DC变换器的功率阈值,则所述超级电容组优先按照所述DC/DC变换器的功率阈值回收电能,超出部分由所述动力电池组回收;如果所述驱动功率未超出所述DC/DC变换器的功率阈值,则所述驱动功率仅由所述超级电容组通过所述DC/DC变换器回收,所述动力电池组不回收;
如果所述超级电容组的目标电容不高于所述超级电容组的当前电压,则再判断所述驱动功率是否超出所述动力电池组的功率阈值,如果所述驱动功率超出所述动力电池组的功率阈值,则所述动力电池组优先按照其功率阈值进行电能回收,超出部分由所述超级电容组通过所述DC/DC变换器回收;如果所述驱动功率未超出所述动力电池组的功率阈值,则所述驱动功率仅由所述动力电池组回收,所述超级电容组不回收。
7.一种复合电源电动汽车的能量管理方法,其特征在于,该方法包括:
步骤S1:信号采集与处理装置采集电动汽车的车辆状态信息并将所述车辆状态信息发送至整车控制器;
步骤S2:车辆路况信息采集装置获取距离所述电动汽车预设距离的待行驶路况信息并将所述待行驶路况信息发送至所述整车控制器;
步骤S3:所述整车控制器依据所述车辆状态信息生成驱动功率,并将所述驱动功率分别发送至所述电动汽车的复合电源系统以及由所述复合电源系统供电的驱动电机系统;还用于依据所述驱动功率、所述待行驶路况信息以及所述车辆状态信息中的车速确定所述超级电容组的目标电压;
步骤S4:所述复合电源系统中的所述复合电源控制器依据所述驱动功率、所述目标电压、所述车辆状态信息中的复合电源信号、所述动力电池组的功率阈值、所述超级电容组的功率阈值以及所述DC/DC变换器的功率阈值对所述超级电容组和所述动力电池组的功率进行分配,所述复合电源系统还包括超级电容组、动力电池组以及DC/DC变换器。
8.如权利要求7所述的能量管理方法,其特征在于,所述车辆路况信息采集装置包括定位装置、路径规划装置以及路况信息获取装置,所述步骤S2的过程具体为:
步骤S21:定位装置获取所述电动汽车的位置信息;
步骤S22:路径规划装置依据所述位置信息以及用户输入的目的地进行路径规划;
步骤S23:路况信息获取装置从规划好的路径中获取距离所述电动汽车预设距离的待行驶路况信息并将所述待行驶路况信息发送至所述整车控制器。
9.如权利要求8所述的能量管理方法,其特征在于,所述车辆状态信息包括所述复合电源信号、所述驱动电机系统中的电机的转速信号、制动踏板信号、加速踏板信号以及车速;其中,所述复合电源信号包括所述超级电容组的当前电压以及所述动力电池组的SOC。
10.如权利要求9所述的能量管理方法,其特征在于,步骤S4的过程具体为:
步骤S410:判断所述驱动功率是否大于零,如果是,则进入步骤S411,否则,进入步骤S414;
步骤S411:判断所述超级电容组的目标电压是否高于所述超级电容组的当前电压,如果是,进入步骤S412,否则,进入步骤S413;
步骤S412:所述动力电池组优先向所述驱动电机系统输出功率,超出部分由所述超级电容组通过所述DC/DC变换器向所述驱动电机系统输出;
步骤S413:所述超级电容组优先按照所述DC/DC变换器的功率阈值输出功率,超出部分由所述动力电池组输出;
步骤S414:判断所述超级电容组的目标电压是否高于所述超级电容组的当前电压,如果是,进入步骤S415,否则,进入步骤S416;
步骤S415:所述超级电容组优先按照所述DC/DC变换器的功率阈值回收电能,超出部分由所述动力电池组回收;
步骤S416:所述动力电池组优先按照其功率阈值进行电能回收,超出部分由所述超级电容组通过所述DC/DC变换器回收。
11.如权利要求10所述的能量管理方法,其特征在于,步骤S412具体包括:
步骤S4121:判断所述驱动功率是否超过所述动力电池组的功率阈值,如果是,则进入步骤S4122,否则,进入步骤S4123;
步骤S4122:所述动力电池组优先向所述驱动电机系统输出功率,超出部分由所述超级电容组通过所述DC/DC变换器向所述驱动电机系统输出;
步骤S4123:仅由所述动力电池组向所述驱动电机系统输出功率,所述超级电容组不输出功率;
则相对应的,步骤S413具体包括:
步骤S4131:判断所述驱动功率是否超过所述DC/DC变换器的功率阈值,如果是,进入步骤S4132,否则,进入步骤S4133;
步骤S4132:所述超级电容组优先按照所述DC/DC变换器的功率阈值输出功率,超出部分由所述动力电池组输出;
步骤S4133:仅由所述超级电容组通过所述DC/DC变换器向所述驱动电机系统输出功率,所述动力电池组不输出功率。
12.如权利要求11所述的能量管理方法,其特征在于,步骤S415具体包括:
步骤S4151:判断所述驱动功率是否超出所述DC/DC变换器的功率阈值,如果是,进入步骤S4152,否则,进入步骤S4153;
步骤S4152:所述超级电容组优先按照所述DC/DC变换器的功率阈值回收电能,超出部分由所述动力电池组回收;
步骤S4153:所述驱动功率仅由所述超级电容组通过所述DC/DC变换器回收,所述动力电池组不回收;
则相对应地,步骤S416具体包括:
步骤S4161:判断所述驱动功率是否超出所述动力电池组的功率阈值,如果是,进入步骤S4162,否则,进入步骤S4163;
步骤S4162:所述动力电池组优先按照其功率阈值进行电能回收,超出部分由所述超级电容组通过所述DC/DC变换器回收;
步骤S4163:所述驱动功率仅由所述动力电池组回收,所述超级电容组不回收。
13.一种电动汽车,其特征在于,包括如权利要求1-6任一项所述的复合电源电动汽车的能量管理系统。
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