CN109066942B - 能量管理方法和装置以及移动充电车 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及新能源汽车技术，特别涉及用于移动充电车的能量管理装置和方法以及包含该能量管理装置的移动充电车。按照本发明的能量管理装置包含：输入模块，配置为接收充电需求（P10）和取力发电单元的当前输出电能（P20）；处理模块，配置为针对不同的工作模式，根据充电需求（P10）和所述取力发电单元的当前输出电能（P20），确定电能在所述取力发电单元与所述储能电池单元之间的分配；以及输出模块，配置为输出分配的结果。

Description

能量管理方法和装置以及移动充电车
技术领域
本发明涉及新能源汽车技术，特别涉及用于移动充电车的能量管理装置和方法以及包含该能量管理装置的移动充电车。
背景技术
近年来随着电动车汽车市场急速发展，城市充电设施建设不到位，中长途/特定线路和大型活动后勤等充电保障日益困难，因而移动充电车逐渐成为充电保障网络的重要一环。
按照运行模式划分，移动充电车通常包括燃油车带储能电池型、电动车带储能电池型、纯取力发电型和取力发电加储能电池型等多种类型。基于取力发电加储能电池的移动充电车很好地兼顾了续航里程、携能多和高充电功率的要求，因此受到用户的青睐。但是这种工作模式对于系统协调的要求较高，因此具有较高协调控制能力的移动充电车是迫切需要的。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种用于移动充电车的能量管理装置和方法，其能够灵活配置取力发电和储能电池的输出能力，从而提高系统整体的服务能力。
按照本发明的一个或多个实施例的能量管理装置包含：
输入模块，配置为接收充电需求(P10)和取力发电单元的当前输出电能(P20)；
处理模块，配置为针对不同的工作模式，根据充电需求(P10)和所述取力发电单元的当前输出电能(P20)，确定电能在所述取力发电单元与所述储能电池单元之间的分配；以及
输出模块，配置为输出分配的结果。
优选地，在上述能量管理装置中，所述处理模块通过确定所述电能输出单元的输出电能的范围(P11,P12)和所述储能电池单元的输出电能的设定值(P31)来确定输出电能在所述取力发电单元与所述储能电池单元之间的分配，其中，所述电能输出单元的输出电能的范围(P11,P12)被用于对所述充电需求(P10)进行限幅操作，并且所述输出模块配置为向用于控制储能电池单元充放电的控制器输出所述储能电池单元的输出电能的设定值(P31)并且和向所述电能输出单元输出所述电能输出单元的输出电能的范围(P11,P12)。
优选地，在上述能量管理装置中，所述工作模式为第一极速模式，在该模式下依照下列方式确定所述电能输出单元的输出电能的范围(P11,P12)和所述储能电池单元的输出电能的设定值(P31)：
确定所述电能输出单元的输出电能的上限和下限，其中，所述上限(P11)根据所述取力发电单元的最大发电能力(P.GenPwrMax)和所述储能电池单元的输出电能的最大值(V.BatPwrMax)确定，所述下限(P12)为所述电能输出单元的输出电能的最小值；
基于所述上限(P11)和下限(P12)对所述充电需求(P10)执行限幅操作以得到所述电能输出单元的输出电能的设定值(V.ChgrCmd)；
根据所述电能输出单元的输出电能的设定值(V.ChgrCmd)和所述取力发电单元的最大发电能力(P.GenPwrMax)确定所述储能电池单元的输出电能的基准值；
根据所述取力发电单元的当前输出电能(V.GenPwrFbk)来调整所述储能电池单元的输出电能的基准值；以及
分别以所述储能电池单元的输出电能的最大值(V.BatPwrMax)和最小值为上限和下限，对经过调整的基准值(V.BatPwrCmd0)执行限幅操作，从而得到所述储能电池单元的输出电能的设定值(P31)。
优选地，在上述能量管理装置中，调整所述储能电池单元的输出电能的基准值的步骤包括：
确定所述取力发电单元的当前输出电能(V.GenPwrFbk)与所述取力发电单元的最大发电能力(P.GenPwrMax)的差值；
对所述差值执行限幅和滤波操作；以及
将差值的滤波值(V.GenPwrXfer)与所述储能电池单元的输出电能的基准值相加来得到经过调整的基准值(V.BatPwrCmd0)。
优选地，在上述能量管理装置中，所述工作模式为第一续航模式，在该模式下依照下列方式确定所述电能输出单元的输出电能的范围(P11,P12)和所述储能电池单元的输出电能的设定值(P31)：
确定所述电能输出单元的输出电能的上限和下限，其中，所述上限(P11)为所述取力发电单元的最大发电能力(P.GenPwrMax)，所述下限(P12)为所述电能输出单元的输出电能的最小值；以及
将所述储能电池单元的输出电能的设定值(P31)设置为预设的最小值。
优选地，在上述能量管理装置中，所述工作模式为第一静音模式，在该模式下依照下列方式确定所述电能输出单元的输出电能的范围(P11,P12)和所述储能电池单元的输出电能的设定值(P31)：
确定所述电能输出单元的输出电能的上限和下限，其中，所述上限(P11)为所述储能电池单元的输出电能的最大值(V.BatPwrMax)，所述下限(P12)为所述电能输出单元的输出电能的最小值；以及
将所述储能电池单元的输出电能的设定值(V.BatPwrCmd)设置为对应于所述充电需求(P10)。
优选地，在上述能量管理装置中，所述工作模式为第一经济模式，在该模式下依照下列方式确定所述电能输出单元的输出电能的范围(P11,P12)和所述储能电池单元的输出电能的设定值(P31)：
确定所述电能输出单元的输出电能的上限和下限，其中，所述上限(P11)由所述取力发电单元的优化发电能力(P.GenPwrOpt)和所述储能电池单元的输出电能的最大值(V.BatPwrMax)得到，并且所述下限(P12)由所述取力发电单元的优化发电能力(P.GenPwrOpt)和所述储能电池单元的输出电能的最小值(V.BatPwrMin)得到；
基于所述上限(P11)和下限(P12)对所述充电需求(P10)执行限幅操作以得到所述电能输出单元的输出电能的设定值(V.ChgrCmd)；
根据所述电能输出单元的输出电能的设定值(V.ChgrCmd)和所述取力发电单元的优化发电能力(P.GenPwrOpt)确定所述储能电池单元的输出电能的基准值；
根据所述取力发电单元的当前输出电能(V.GenPwrFbk)来调整所述储能电池单元的输出电能的基准值；以及
分别以所述储能电池单元的输出电能的最大值(V.BatPwrMax)和最小值(V.BatPwrMin)为上限和下限对经过调整的基准值(V.BatPwrCmd0)执行限幅操作，从而得到所述储能电池单元的输出电能的设定值(P31)。
优选地，在上述能量管理装置中，调整所述储能电池单元的输出电能的基准值的步骤包括：
确定所述取力发电单元的当前输出电能(V.GenPwrFbk)与所述取力发电单元的优化发电能力(P.GenPwrOpt)的差值；
分别以所述储能电池单元的输出电能的最大值(V.BatPwrMax)和最小值(V.BatPwrMin)为上限和下限对所述差值执行限幅操作；
对经过限幅操作的差值执行滤波操作；以及
将差值的滤波值(V.GenPwrXfer)与所述储能电池单元的输出电能的基准值相加来得到经过调整的基准值(V.BatPwrCmd0)。
优选地，在上述能量管理装置中，所述工作模式为第一电池寿命模式，在该模式下依照下列方式确定所述电能输出单元的输出电能的范围(P11,P12)和所述储能电池单元的输出电能的设定值(P31)：
对所述储能电池单元的输出电能的优化值(V.BatPwrCmd0)执行限幅操作以确定所述储能电池单元的输出电能的设定值(P31)，其中，限幅操作的上限由所述充电需求(P10)确定，下限由所述取力发电单元的最大发电能力(P.GenPwrMax)的相反值确定；以及
对所述充电需求(P10)执行限幅操作以确定所述电能输出单元的输出电能的设定值(V.ChgrCmd)，其中，限幅操作的上限(P11)由所述取力发电单元的最大发电能力(P.GenPwrMax)和所述储能电池单元的输出电能的设定值(P31)确定，下限(P12)为所述电能输出单元的输出电能的最小值。
优选地，在上述能量管理装置中，所述处理模块通过确定所述取力发电单元的输出电能的设定值(P21)和所述储能电池单元的输出电能的设定值(P31)来确定输出电能在所述取力发电单元与所述储能电池单元之间的分配，其中，所述取力发电单元的输出电能的设定值(P21)与所述储能电池单元的输出电能的设定值(P31)之和对应于所述充电需求(P10)，并且所述输出模块配置为向用于控制所述取力发电单元的控制器发送所述取力发电单元的输出电能的设定值(P21)和向用于控制储能电池充放电的控制器输出所述储能电池单元的输出电能的设定值(P31)。
优选地，在上述能量管理装置中，所述工作模式为第二极速模式，在该模式下依照下列方式确定所述取力发电单元的输出电能的设定值(P21)和所述储能电池单元的输出电能的设定值(P31)：
基于上限(P11)和(P12)对所述充电需求(P10)执行限幅操作以得到所述电能输出单元的输出电能的设定值(V.ChgrCmd)，其中，所述上限(P11)根据所述取力发电单元的最大发电能力(P.GenPwrMax)和所述储能电池单元的输出电能的最大值(V.BatPwrMax)确定，所述下限(P12)为所述电能输出单元的输出电能的最小值；
对所述电能输出单元的输出电能的设定值(V.ChgrCmd)执行限幅操作以得到所述取力发电单元的输出电能的设定值(P21)，其中限幅操作的上限和下限分别为所述取力发电单元的最大发电能力(P.GenPwrMax)和输出电能的最小值；
根据所述电能输出单元的输出电能的设定值(V.ChgrCmd)和所述取力发电单元的最大发电能力(P.GenPwrMax)确定所述储能电池单元的输出电能的基准值；
根据所述取力发电单元的当前输出电能(V.GenPwrFbk)来调整所述储能电池单元的输出电能的基准值；以及
分别以所述储能电池单元的输出电能的最大值(V.BatPwrMax)和最小值为上限和下限，对经过调整的基准值(V.BatPwrCmd0)执行限幅操作，从而得到所述储能电池单元的输出电能的设定值(P31)。
优选地，在上述能量管理装置中，调整所述储能电池单元的输出电能的基准值的步骤包括：
确定所述取力发电单元的当前输出电能(V.GenPwrFbk)与所述取力发电单元的最大发电能力(P.GenPwrMax)的差值；
对所述差值执行限幅和滤波操作；以及
将差值的滤波值(V.GenPwrXfer)与所述储能电池单元的输出电能的基准值相加来得到经过调整的基准值(V.BatPwrCmd0)。
优选地，在上述能量管理装置中，所述工作模式为第二续航模式，在该模式下依照下列方式确定所述取力发电单元的输出电能的设定值(P21)和所述储能电池单元的输出电能的设定值(P31)：
基于上限(P11)和(P12)对所述充电需求(P10)执行限幅操作以得到所述取力发电单元的输出电能的设定值(P21)，其中，所述上限(P11)为所述取力发电单元的最大发电能力(P.GenPwrMax)，所述下限(P12)为所述取力发电单元的输出电能的最小值；以及
将所述储能电池单元的输出电能的设定值(P31)设置为预设的最小值。
优选地，在上述能量管理装置中，所述工作模式为第二静音模式，在该模式下依照下列方式确定所述取力发电单元的输出电能的设定值(P21)和所述储能电池单元的输出电能的设定值(P31)：
基于上限(P11)和(P12)对所述充电需求(P10)执行限幅操作以得到所述储能电池单元的输出电能的设定值(P31)，其中，所述上限(P11)为所述储能电池单元的输出电能的最大值(V.BatPwrMax)，所述下限(P12)为所述储能电池单元的输出电能的最小值；以及
将所述取力发电单元的输出电能的设定值(P21)设置为预设的最小值。
优选地，在上述能量管理装置中，所述工作模式为第二经济模式，在该模式下依照下列方式确定所述取力发电单元的输出电能的设定值(P21)和所述储能电池单元的输出电能的设定值(P31)：
将所述取力发电单元的优化发电能力(P.GenPwrOpt)确定为所述取力发电单元的输出电能的设定值(P21)；
对所述充电需求执行限幅操作以得到所述电能输出单元的输出电能的设定值(V.ChgrCmd)，其中，上限(P11)由所述取力发电单元的优化发电能力(P.GenPwrOpt)和所述储能电池单元的输出电能的最大值(V.BatPwrMax)得到，并且下限(P12)由所述取力发电单元的优化发电能力(P.GenPwrOpt)和所述储能电池单元的输出电能的最小值(V.BatPwrMin)得到；
根据所述电能输出单元的输出电能的设定值(V.ChgrCmd)和所述取力发电单元的优化发电能力(P.GenPwrOpt)确定所述储能电池单元的输出电能的基准值；
根据所述取力发电单元的当前输出电能(V.GenPwrFbk)来调整所述储能电池单元的输出电能的基准值；以及
分别以所述储能电池单元的输出电能的最大值(V.BatPwrMax)和最小值(V.BatPwrMin)为上限和下限对经过调整的基准值(V.BatPwrCmd0)执行限幅操作，从而得到所述储能电池单元的输出电能的设定值(P31)。
优选地，在上述能量管理装置中，调整所述储能电池单元的输出电能的基准值的步骤包括：
确定所述取力发电单元的当前输出电能(V.GenPwrFbk)与所述取力发电单元的优化发电能力(P.GenPwrOpt)的差值；
分别以所述储能电池单元的输出电能的最大值(V.BatPwrMax)和最小值(V.BatPwrMin)为上限和下限对所述差值执行限幅操作；
对经过限幅操作的差值执行滤波操作；以及
将差值的滤波值(V.GenPwrXfer)与所述储能电池单元的输出电能的基准值相加来得到经过调整的基准值(V.BatPwrCmd0)。
优选地，在上述能量管理装置中，所述工作模式为第二电池寿命模式，在该模式下依照下列方式确定所述取力发电单元的输出电能的设定值(P21)和所述储能电池单元的输出电能的设定值(P31)：
对所述储能电池单元的输出电能的优化值(V.BatPwrCmd0)执行限幅操作以确定所述储能电池单元的输出电能的设定值(P31)，其中，限幅操作的上限由所述充电需求(P10)确定，下限由所述取力发电单元的最大发电能力(P.GenPwrMax)的相反值确定；
对所述充电需求(P10)执行限幅操作以确定所述电能输出单元的输出电能的设定值(V.ChgrCmd)，其中，限幅操作的上限(P11)由所述取力发电单元的最大发电能力(P.GenPwrMax)和所述储能电池单元的输出电能的设定值(P31)确定，下限(P12)为所述电能输出单元的输出电能的最小值；以及
对所述电能输出单元的输出电能的设定值(V.ChgrCmd)执行限幅操作以确定所述取力发电单元的输出电能的设定值(P21)，其中，限幅操作的上限和下限分别由所述取力发电单元的最大发电能力(P.GenPwrMax)和输出电能的最小值确定。
Afvd本发明一个或多个实施例的用于移动充电车的能量管理方法包含：
接收充电需求(P10)和取力发电单元的当前输出电能(P20)；
针对不同的工作模式，根据充电需求(P10)和所述取力发电单元的当前输出电能(P20)，确定电能在所述取力发电单元与所述储能电池单元之间的分配；以及
输出分配的结果。
与现有的移动充电车相比，按照本发明的一个或多个实施例提供了更多类型和更为灵活的工作模式；此外，当进行输出电能在取力发电单元与储能电池单元之间的分配时，同时考虑系统优化的多重目标(例如快速性、持久性、噪声控制、经济性等)，并且结合充电过程的功率变化和储能电池的状态，这提高了系统性能和服务能力(如系统效率，充电快速性及储能电池寿命控制等)。
本发明的还有一个目的是提供一种移动充电车，其能够灵活配置取力发电和储能电池的输出能力，从而提高系统整体的服务能力。
按照本发明的一个或多个实施例的移动充电车包括：
发动机；
电能输出单元；
与所述发动机耦合的取力发电单元；
储能电池单元；
能量管理装置；以及
与所述电能输出单元和所述能量管理装置耦合的充电管理单元，其配置为控制所述电能输出单元对电动汽车的充电过程，
其中，所述取力发电单元和储能电池单元并联接入所述电能输出单元，
其中，所述能量管理装置包括：
输入模块，配置为接收充电需求(P10)和取力发电单元的
当前输出电能(P20)；
处理模块，配置为针对不同的工作模式，根据充电需求(P10)和所述取力发电单元的当前输出电能(P20)，确定电
能在所述取力发电单元与所述储能电池单元之间的分配；以及输出模块，配置为输出分配的结果。
优选地，在上述移动充电车中，所述电能输出单元包括DC/DC模块；所述取力发电单元包括：与发动机耦合的取力器、与所述取力器耦合的发电机和与所述发电机耦合的AC/DC模块，所述AC/DC模块经公共直流母线与所述电能输出单元的DC/DC模块耦合；其中，所述储能电池单元包括储能电池和与所述储能电池耦合的双向DC/DC模块，所述双向DC/DC模块经所述公共直流母线与所述电能输出单元的DC/DC模块耦合。
优选地，在上述移动充电车中，所述取力发电单元和所述储能电池单元的其中一个工作在电压源模式下，而另一个工作在电流源模式下。
优选地，在上述移动充电车中，所述取力发电单元包括：与发动机耦合的取力器、与所述取力器耦合的发电机和与所述发电机耦合的AC/DC模块，所述AC/DC模块经公共交流母线与所述电能输出单元耦合；其中，所述储能电池单元包括储能电池和与所述储能电池耦合的双向DC/DC模块，所述双向DC/DC模块经所述公共直流母线与所述电能输出单元耦合。
优选地，在上述移动充电车中，所述取力发电单元和所述储能电池单元工作在电流源模式下。
优选地，在上述移动充电车中，所述电能输出单元包括AC/DC模块；所述取力发电单元包括：与发动机耦合的取力器、与所述取力器耦合的发电机和与所述发电机耦合的AC/AC模块，所述发电机经公共交流母线与所述电能输出单元的AC/DC模块耦合；其中，所述储能电池单元包括储能电池和与所述储能电池耦合的双向DC/AC模块，所述双向DC/AC模块经所述公共交流母线与所述电能输出单元的AC/DC模块耦合。
优选地，在上述移动充电车中，所述电能输出单元为直流或交流充电桩。
附图说明
本发明的上述和/或其它方面和优点将通过以下结合附图的各个方面的描述变得更加清晰和更容易理解，附图中相同或相似的单元采用相同的标号表示。附图包括：
图1为按照本发明一个实施例的移动充电车的示意框图。
图2为按照本发明另一个实施例的能量管理装置的示意框图。
图3为第一极速模式(a)下取力发电单元与储能电池的输出电能的分配示意图。
图4为第一续航模式(b)下取力发电单元与储能电池的输出电能的分配示意图。
图5为第一静音模式(c)下取力发电单元与储能电池的输出电能的分配示意图。
图6为第一经济模式(d)下取力发电单元与储能电池的输出电能的分配示意图。
图7为第一电池寿命模式(e)下取力发电单元与储能电池的输出电能的分配示意图。
图8为按照本发明另一个实施例的移动充电车的示意框图。
图9为按照本发明另一个实施例的能量管理装置的示意框图。
图10为第二极速模式(a')下取力发电单元与储能电池的输出电能的分配示意图。
图11为第二续航模式(b')下取力发电单元与储能电池的输出电能的分配示意图。
图12为第二静音模式(c')下取力发电单元与储能电池的输出电能的分配示意图。
图13为第二经济模式(d')下取力发电单元与储能电池的输出电能的分配示意图。
图14为第二电池寿命模式(e')下取力发电单元与储能电池的输出电能的分配示意图。
图15为按照本发明另一个实施例的用于移动充电车的能量管理方法的流程图。
具体实施方式
下面参照其中图示了本发明示意性实施例的附图更为全面地说明本发明。但本发明可以按不同形式来实现，而不应解读为仅限于本文给出的各实施例。给出的上述各实施例旨在使本文的披露全面完整，以将本发明的保护范围更为全面地传达给本领域技术人员。
在本说明书中，诸如“包含”和“包括”之类的用语表示除了具有在说明书和权利要求书中有直接和明确表述的单元和步骤以外，本发明的技术方案也不排除具有未被直接或明确表述的其它单元和步骤的情形。
诸如“第一”和“第二”之类的用语并不表示单元在时间、空间、大小等方面的顺序而仅仅是作区分各单元之用。
图1为按照本发明一个实施例的移动充电车的示意框图。
如图1所示的移动充电车10包括电能输出单元110、发动机120、取力发电单元130、储能电池单元140、能量管理装置150、充电管理单元160、第一控制器170A、第二控制器170B和第三控制器170C。
在图1所示的移动充电车10中，示例性地，电能输出单元110包括DC/DC模块111，其将来自取力发电单元120和储能电池单元130的DC输出转换至适于充电的直流电压范围。可选地，电能输出单元110也可包括DC/AC模块以提供交流充电。
如图1所示，取力发电单元130包括与发动机120耦合的取力器131、与取力器131耦合的发电机132(例如永磁发电机)和与发电机132耦合的AC/DC模块133，其中，AC/DC模块133经公共直流母线与电能输出单元110的DC/DC模块111耦合。另一方面，储能电池单元140包括储能电池141和与储能电池141耦合的双向DC/DC模块142，其中，双向DC/DC模块142也经公共直流母线与电能输出单元110的DC/DC模块111耦合。由此，取力发电单元130和储能电池单元140被并联接入电能输出单元110。
需要指出的是，取力发电单元130和储能电池单元140的电能输出也可以为交流形式。在这种情况下，电能输出单元110的DC/DC模块111被替换为AC/DC模块或AC/AC模块，取力发电单元130的AC/DC模块133被替换为AC/AC模块，储能电池单元140的双向DC/DC模块142被替换为双向DC/AC模块，并且取力发电单元130的AC/AC模块和储能电池单元140的双向DC/AC模块可以经公共交流母线并联连接至电能输出单元110的AC/DC模块或AC/AC模块。此外，发电机132的电能输出也可以直接接入公共交流母线。
在图1所示的移动充电车10中，能量管理装置150配置为根据充电需求P10和移动充电车的供电电源(取力发电单元和储能电池单元)的状态(例如取力发电单元的当前输出电能P20)，确定电能输出单元的输出电能在取力发电单元与储能电池单元之间的分配。
在图1所示的实施例中，优选地，取力发电单元130和储能电池单元140的其中一个工作在电压源模式下，而另一个工作在电流源模式下。
如图1所示，充电管理单元160与能量管理装置150耦合，以向能量管理装置150指示充电需求P10(例如充电功率或充电电流)。此外，充电管理单元160还经第三控制器170C控制电能输出单元110对电动汽车30的充电过程。
图2为按照本发明另一个实施例的能量管理装置的示意框图，其可应用于图1所示的实施例。
图2所示的能量管理装置250包括输入模块251、处理模块252和输出模块253。在图2所示的能量管理装置250中，输入模块251配置为接收各种参数，例如充电管理单元160发送的充电需求P10(例如电动车请求充电功率或电流)、第一控制器170A发送的取力发电单元的当前输出电能P20(例如取力发电系统的输出功率/电流反馈)和第二控制器170B发送的储能电池单元的当前输出电能P30(例如储能电池系统的当前输出功率/电流反馈)。
在图2所示的实施例中，输入模块251还配置为接收工作模式指令M，有关工作模式的特征将在下面作进一步的描述。工作模式指令M可以由操作人员经人机接口向输入模块251提供，或者由移动充电车(例如整车控制器)根据移动充电车的状态(例如储能电池工况、剩余容量(SOC)、功率限制和寿命要求以及发动机功率曲线和效率曲线的优化需求等)和充电需求生成并提供给输入模块251。
如图2所示，处理模块252与输入模块251耦合，其配置为针对不同的工作模式，根据充电需求P10和取力发电单元的当前输出电能P20等参数来确定电能输出单元的输出电能的范围和储能电池单元的输出电能的设定值P31。在本实施例中，通过基于电能输出单元的输出电能的范围对充电需求P10执行限幅操作可以确定电能输出单元的输出电能的设定值。另一方面，由于电能输出单元的输出电能为储能电池单元的输出电能与取力发电单元的输出电能之和，因此取力发电单元的输出电能的设定值也得以确定。也就是说，在本实施例中，能量管理装置可以通过两种方式来动态改变系统的功率流，其一是通过改变储能系统的电流或功率，其二是通过改变电能输出单元的充电功率。
参见图2，输出模块253与处理模块252耦合，其配置为向用于控制储能电池充放电的第二控制器170B输出储能电池单元的输出电能的设定值P31，并且向用于控制电能输出单元110的DC/DC模块111的第三控制器170C输出电能输出单元的输出电能的范围，从而实现输出电能在取力发电单元与储能电池单元之间的动态分配。
在本实施例中，工作模式可以包括下列模式：
(a)第一极速模式：取力发电单元和储能电池同时向电能输出单元供电；
(b)第一续航模式：取力发电单元单独向电能输出单元供电；
(c)第一静音模式：储能电池单元单独向电能输出单元供电；
(d)第二经济模式：取力发电单元向电能输出单元供电，同时对储能电池单元充电或放电；以及
(e)第一电池寿命模式：取力发电单元向电能输出单元供电，同时对储能电池执行特定模式的充电或放电。
以下对各种工作模式作进一步的描述。
图3为第一极速模式(a)下取力发电单元与储能电池的输出电能的分配示意图。
参见图3，首先确定电能输出单元的输出电能的范围，其中，上限P11根据取力发电单元的最大发电能力P.GenPwrMax和储能电池单元的输出电能的最大值V.BatPwrMax确定(例如P11可以为P.GenPwrMax和V.BatPwrMax之和)，下限P12为电能输出单元的输出电能的最小值(例如为0)。
随后可以基于上限P11和下限P12对充电需求P10执行限幅操作以得到电能输出单元的输出电能的设定值V.ChgrCmd。
接着，可以根据电能输出单元的输出电能的设定值V.ChgrCmd和取力发电单元的最大发电能力P.GenPwrMax确定储能电池单元的输出电能的基准值(基准值例如可以是V.ChgrCmd与P.GenPwrMax的差值)。
随后根据取力发电单元的当前输出电能V.GenPwrFbk或P20来调整储能电池单元的输出电能的基准值。
最后以储能电池单元的输出电能的最大值V.BatPwrMax和最小值为上限和下限，对经过调整的基准值V.BatPwrCmd0执行限幅操作，从而得到储能电池单元的输出电能的设定值P31。
在图3中，可以下列方式来调整储能电池单元的输出电能的基准值。首先确定取力发电单元的当前输出电能V.GenPwrFbk与取力发电单元的最大发电能力P.GenPwrMax的差值。随后对差值执行滤波操作。接着将差值的滤波值V.GenPwrXfer与储能电池单元的输出电能的基准值相加来得到经过调整的基准值V.BatPwrCmd0。
图4为第一续航模式(b)下取力发电单元与储能电池的输出电能的分配示意图。
参见图4，首先确定电能输出单元的输出电能的范围，其中，上限P11为取力发电单元的最大发电能力P.GenPwrMax，下限P12为电能输出单元的输出电能的最小值(例如为0)。
随后，将储能电池单元的输出电能的设定值P31设置为预设的最小值。
图5为第一静音模式(c)下取力发电单元与储能电池的输出电能的分配示意图。
参见图5，首先确定所述电能输出单元的输出电能的范围，其中，上限P11为储能电池单元的输出电能的最大值V.BatPwrMax，下限P12为电能输出单元的输出电能的最小值(例如为0)。
随后将储能电池单元的输出电能的设定值V.BatPwrCmd设置为对应于充电需求P10。
图6为第二经济模式(d)下取力发电单元与储能电池的输出电能的分配示意图。
参见图6，首先确定电能输出单元的输出电能的范围，其中，上限P11由取力发电单元的优化发电能力P.GenPwrOpt和储能电池单元的输出电能的最大值V.BatPwrMax得到(例如P.GenPwrOpt和V.BatPwrMax二者之和)，并且下限P12由取力发电单元的优化发电能力P.GenPwrOpt和储能电池单元的输出电能的最小值V.BatPwrMin得到(例如P.GenPwrOpt和V.BatPwrMin二者之和)。
随后基于上限P11和下限P12对充电需求P10执行限幅操作以得到电能输出单元的输出电能的设定值V.ChgrCmd。
接着根据电能输出单元的输出电能的设定值V.ChgrCmd和取力发电单元的优化发电能力P.GenPwrOpt确定储能电池单元的输出电能的基准值(基准值例如可以是V.ChgrCmd与P.GenPwrOpt的差值)。
随后根据取力发电单元的当前输出电能V.GenPwrFbk或P20来调整储能电池单元的输出电能的基准值。
最后分别以储能电池单元的输出电能的最大值V.BatPwrMax和最小值V.BatPwrMin为上限和下限对经过调整的基准值V.BatPwrCmd0执行限幅操作，从而得到储能电池单元的输出电能的设定值P31。
在图6中，可以下列方式来调整储能电池单元的输出电能的基准值。首先确定取力发电单元的当前输出电能V.GenPwrFbk与取力发电单元的优化发电能力P.GenPwrOpt的差值。随后分别以储能电池单元的输出电能的最大值V.BatPwrMax和最小值V.BatPwrMin为上限和下限对该差值执行限幅操作。接着对差值执行滤波操作。最后将差值的滤波值V.GenPwrXfer与储能电池单元的输出电能的基准值相加来得到经过调整的基准值V.BatPwrCmd0。
图7为第一电池寿命模式(e)下取力发电单元与储能电池的输出电能的分配示意图。
参见图7，首先对储能电池单元的输出电能的优化值V.BatPwrCmd0执行限幅操作以得到储能电池单元的输出电能的设定值P31，其中，限幅操作的上限由充电需求P10确定，下限由取力发电单元的最大发电能力P.GenPwrMax的相反值确定。
随后确定电能输出单元的输出电能的范围，其中限幅操作的上限P11由取力发电单元的最大发电能力P.GenPwrMax和储能电池单元的输出电能的设定值P31确定(例如最大发电能力P.GenPwrMax与储能电池单元的输出电能的设定值P31之和)，下限P12为电能输出单元的输出电能的最小值(例如为0)。
图8为按照本发明另一个实施例的移动充电车的示意框图。
如图8所示的移动充电车80包括电能输出单元810、发动机820、取力发电单元830、储能电池单元840、能量管理装置850、充电管理单元860、第一控制器870A和第二控制器870B。
在图8所示的移动充电车80中，示例性地，电能输出单元110不包括任何变换模块，因此来自取力发电单元830和储能电池单元840的电能输出被直接输出至电动汽车30。
如图8所示，取力发电单元830包括与发动机820耦合的取力器831、与取力器831耦合的发电机832(例如永磁发电机)和与发电机832耦合的AC/DC模块833，其中，AC/DC模块833经公共直流母线与电能输出单元810耦合。另一方面，储能电池单元840包括储能电池841和与储能电池841耦合的双向DC/DC模块842，其中，双向DC/DC模块842也经公共直流母线与电能输出单元810耦合。由此，取力发电单元830和储能电池单元840被并联接入电能输出单元810。
需要指出的是，取力发电单元830和储能电池单元840的电能输出也可以为交流形式。在这种情况下，取力发电单元830的AC/DC模块833被替换为AC/AC模块，储能电池单元840的双向DC/DC模块842被替换为双向DC/AC模块，并且取力发电单元130的AC/AC模块和储能电池单元840的双向DC/AC模块可以经公共交流母线并联连接至电能输出单元110。此外，发电机832的电能输出也可以直接接入公共交流母线。
在图8所示的移动充电车80中，能量管理装置850配置为根据充电需求P10和移动充电车的供电电源(取力发电单元和储能电池单元)的状态(例如取力发电单元的当前输出电能P20)，确定电能输出单元的输出电能在取力发电单元与储能电池单元之间的分配。
在图8所示的实施例中，优选地，取力发电单元830和储能电池单元840均工作在电流源模式下。
如图8所示，充电管理单元860与能量管理装置850耦合，以向能量管理装置850指示充电需求P10(例如充电功率或充电电流)。此外，充电管理单元160控制电能输出单元110对电动汽车30的充电过程。
图9为按照本发明另一个实施例的能量管理装置的示意框图，其可应用于图8所示的实施例。
图9所示的能量管理装置950包括输入模块951、处理模块952和输出模块953。在图9所示的能量管理装置950中，输入模块951配置为接收各种参数，例如充电管理单元860发送的充电需求P10(例如电动车请求充电功率或电流)、第一控制器870A发送的取力发电单元的当前输出电能P20(例如取力发电系统的输出功率/电流反馈)和第二控制器870B发送的储能电池单元的当前输出电能P30(例如储能电池系统的当前输出功率/电流反馈)。
在图9所示的实施例中，输入模块951还配置为接收工作模式指令M，有关工作模式的特征将在下面作进一步的描述。工作模式指令M可以由操作人员经人机接口向输入模块951提供，或者由移动充电车(例如整车控制器)根据移动充电车的状态(例如储能电池工况、剩余容量(SOC)、功率限制和寿命要求以及发动机功率曲线和效率曲线的优化需求等)和充电需求生成并提供给输入模块951。
如图9所示，处理模块952与输入模块951耦合，其配置为针对不同的工作模式，根据充电需求P10和取力发电单元的当前输出电能P20等参数来确定取力发电单元830的输出电能的设定值P21和储能电池单元的输出电能的设定值P31。在本实施例中，能量管理装置可以通过多种方式来动态改变系统的功率流，其一是通过改变储能系统的输出电流或功率，其二是通过改变取力发电单元的输出电流或功率，其三是通过同时改变储能系统的电流或功率和取力发电单元的输出电流或功率。
参见图9，输出模块953与处理模块952耦合，其配置为向用于控制取力发电单元830的AC/DC模块831的第一控制器870A输出取力发电单元的电能输出的设定值，并且向用于控制储能电池充放电的第二控制器870B输出储能电池单元的输出电能的设定值P31，从而实现输出电能在取力发电单元与储能电池单元之间的动态分配。
在本实施例中，工作模式可以包括下列模式：
(a')第二极速模式：取力发电单元和储能电池同时向电能输出单元供电；
(b')第二续航模式：取力发电单元单独向电能输出单元供电；
(c')第二静音模式：储能电池单元单独向电能输出单元供电；
(d')第二经济模式：取力发电单元向电能输出单元供电，同时对储能电池单元充电或放电；以及
(e')第二电池寿命模式：取力发电单元向电能输出单元供电，同时对储能电池执行特定模式的充电或放电。
以下对各种工作模式作进一步的描述。
图10为第二极速模式(a')下取力发电单元与储能电池的输出电能的分配示意图。
参见图10，首先基于上限P11和P12对充电需求P10执行限幅操作以得到电能输出单元的输出电能的设定值V.ChgrCmd。上限P11可根据取力发电单元的最大发电能力P.GenPwrMax和储能电池单元的输出电能的最大值(V.BatPwrMax)确定(例如P11可以为P.GenPwrMax和V.BatPwrMax之和)，下限P12可以设定为电能输出单元的输出电能的最小值。
接着对电能输出单元的输出电能的设定值V.ChgrCmd执行限幅操作以得到取力发电单元的输出电能的设定值P21，其中限幅操作的上限和下限分别为所述取力发电单元的最大发电能力P.GenPwrMax和输出电能的最小值(例如0)。
随后，根据电能输出单元的输出电能的设定值V.ChgrCmd和取力发电单元的最大发电能力P.GenPwrMax确定储能电池单元的输出电能的基准值(基准值例如可以是V.ChgrCmd与P.GenPwrMax的差值)。
接着根据取力发电单元的当前输出电能V.GenPwrFbk来调整储能电池单元的输出电能的基准值。
最后，分别以储能电池单元的输出电能的最大值V.BatPwrMax和最小值为上限和下限，对经过调整的基准值V.BatPwrCmd0执行限幅操作，从而得到储能电池单元的输出电能的设定值P31。
在图10中，可以下列方式来调整储能电池单元的输出电能的基准值。首先确定取力发电单元的当前输出电能V.GenPwrFbk与取力发电单元的最大发电能力P.GenPwrMax的差值。接着对差值执行滤波操作。随后将差值的滤波值V.GenPwrXfer与储能电池单元的输出电能的基准值相加来得到经过调整的基准值V.BatPwrCmd0。
图11为第二续航模式(b')下取力发电单元与储能电池的输出电能的分配示意图。
参见图11，基于上限P11和P12对充电需求P10执行限幅操作以得到取力发电单元的输出电能的设定值P21，其中，上限P11为取力发电单元的最大发电能力P.GenPwrMax，下限P12为取力发电单元的输出电能的最小值。
随后将储能电池单元的输出电能的设定值P31设置为预设的最小值。
图12为第二静音模式(c')下取力发电单元与储能电池的输出电能的分配示意图。
参见图12，首先基于上限P11和P12对充电需求P10执行限幅操作以得到储能电池单元的输出电能的设定值P31，其中，上限P11为储能电池单元的输出电能的最大值V.BatPwrMax，下限P12为储能电池单元的输出电能的最小值(例如为0)。
接着将取力发电单元的输出电能的设定值P21设置为预设的最小值。
图13为第二经济模式(d')下取力发电单元与储能电池的输出电能的分配示意图。
参见图13，将取力发电单元的优化发电能力P.GenPwrOpt确定为取力发电单元的输出电能的设定值P21。
随后对充电需求执行限幅操作以得到电能输出单元的输出电能的设定值V.ChgrCmd，其中，上限P11由取力发电单元的优化发电能力P.GenPwrOpt和储能电池单元的输出电能的最大值V.BatPwrMax得到(例如取力发电单元的优化发电能力P.GenPwrOpt和储能电池单元的输出电能的最大值V.BatPwrMax之和)，并且下限P12由取力发电单元的优化发电能力P.GenPwrOpt和储能电池单元的输出电能的最小值V.BatPwrMin得到(例如取力发电单元的优化发电能力P.GenPwrOpt和储能电池单元的输出电能的最小值V.BatPwrMin之和)。
随后根据电能输出单元的输出电能的设定值V.ChgrCmd和取力发电单元的优化发电能力P.GenPwrOpt确定所述储能电池单元的输出电能的基准值(基准值例如可以是电能输出单元的输出电能的设定值V.ChgrCmd与取力发电单元的优化发电能力P.GenPwrOpt的差值)。
接着根据取力发电单元的当前输出电能V.GenPwrFbk来调整储能电池单元的输出电能的基准值。
最后分别以储能电池单元的输出电能的最大值V.BatPwrMax和最小值V.BatPwrMin为上限和下限对经过调整的基准值V.BatPwrCmd0执行限幅操作，从而得到储能电池单元的输出电能的设定值P31。
可以下列方式来调整储能电池单元的输出电能的基准值。首先确定取力发电单元的当前输出电能V.GenPwrFbk与取力发电单元的优化发电能力P.GenPwrOpt的差值。接着分别以储能电池单元的输出电能的最大值V.BatPwrMax和最小值V.BatPwrMin为上限和下限对差值执行限幅操作。随后对经过限幅操作的差值执行滤波操作。最后，将差值的滤波值V.GenPwrXfer与储能电池单元的输出电能的基准值相加来得到经过调整的基准值V.BatPwrCmd0。
图14为第二电池寿命模式(e')下取力发电单元与储能电池的输出电能的分配示意图。
参见图14，首先对储能电池单元的输出电能的优化值V.BatPwrCmd0执行限幅操作以确定储能电池单元的输出电能的设定值P31，其中，限幅操作的上限由充电需求P10确定，下限由取力发电单元的最大发电能力P.GenPwrMax的相反值确定。
接着对充电需求P10执行限幅操作以确定电能输出单元的输出电能的设定值V.ChgrCmd，其中，限幅操作的上限P11由取力发电单元的最大发电能力P.GenPwrMax和储能电池单元的输出电能的设定值P31确定(例如取力发电单元的最大发电能力P.GenPwrMax与储能电池单元的输出电能的设定值P31之和)，下限P12为电能输出单元的输出电能的最小值(例如为0)。
随后对电能输出单元的输出电能的设定值V.ChgrCmd执行限幅操作以确定取力发电单元的输出电能的设定值P21，其中，限幅操作的上限和下限分别由取力发电单元的最大发电能力P.GenPwrMax)和输出电能的最小值确定。
图15为按照本发明另一个实施例的用于移动充电车的能量管理方法的流程图。示例性地，这里以图2和9所示的能量管理装置作为方法实施的载体。但是需要指出的是，本实施例并不局限于具有上述特征的能量管理装置。
如图15所示，在步骤1510，输入模块251或951接收充电需求P10和取力发电单元的当前输出电能P20。
随后进入步骤1520，处理模块252或952针对不同的工作模式，根据充电需求P10和取力发电单元的当前输出电能P20，确定电能在取力发电单元与储能电池单元之间的分配。有关电能分配的方式在上面已经借助图1-14作了详尽的描述，此处不再赘述。
接着进入步骤1530，输出模块253或953输出分配的结果。
提供本文中提出的实施例和示例，以便最好地说明按照本技术及其特定应用的实施例，并且由此使本领域的技术人员能够实施和使用本发明。但是，本领域的技术人员将会知道，仅为了便于说明和举例而提供以上描述和示例。所提出的描述不是意在涵盖本发明的各个方面或者将本发明局限于所公开的精确形式。
鉴于以上所述，本公开的范围通过以下权利要求书来确定。

Claims (24)

1.一种用于移动充电车的能量管理装置，所述移动充电车包括电能输出单元以及并联接入所述电能输出单元的取力发电单元和储能电池单元，所述能量管理装置包含：
输入模块，配置为接收充电需求和取力发电单元的当前输出电能；
处理模块，配置为针对不同的工作模式，根据充电需求和所述取力发电单元的当前输出电能，确定电能在所述取力发电单元与所述储能电池单元之间的分配；以及
输出模块，配置为输出分配的结果，
所述工作模式根据移动充电车的状态和充电需求生成并提供给所述输入模块，其中，所述移动充电车的状态包括储能电池单元的工况、剩余容量、功率限制和寿命要求，
所述工作模式包括第一极速模式、第一续航模式、第一静音模式、第一经济模式和第一电池寿命模式，
其中，在所述第一极速模式下，所述取力发电单元和所述储能电池单元同时向所述电能输出单元供电，在所述第一续航模式下，所述取力发电单元单独向所述电能输出单元供电，在所述第一静音模式下，所述储能电池单元单独向所述电能输出单元供电，在第一经济模式下，所述取力发电单元向所述电能输出单元供电，同时对所述储能电池单元执行充电，以及在所述第一电池寿命模式下，所述取力发电单元向所述电能输出单元供电，同时对所述储能电池单元执行特定模式的充电，
其中，所述处理模块通过确定所述电能输出单元的输出电能的范围和所述储能电池单元的输出电能的设定值来确定输出电能在所述取力发电单元与所述储能电池单元之间的分配，其中，所述电能输出单元的输出电能的范围被用于对所述充电需求进行限幅操作，并且所述输出模块配置为向用于控制储能电池单元充放电的控制器输出所述储能电池单元的输出电能的设定值并且向所述电能输出单元输出所述电能输出单元的输出电能的范围。
2.如权利要求1所述的能量管理装置，其中，在所述第一极速模式下依照下列方式确定所述电能输出单元的输出电能的范围和所述储能电池单元的输出电能的设定值：
确定所述电能输出单元的输出电能的上限和下限，其中，所述上限根据所述取力发电单元的最大发电能力和所述储能电池单元的输出电能的最大值确定，所述下限为所述电能输出单元的输出电能的最小值；
基于所述上限和下限对所述充电需求执行限幅操作以得到所述电能输出单元的输出电能的设定值；
根据所述电能输出单元的输出电能的设定值和所述取力发电单元的最大发电能力确定所述储能电池单元的输出电能的基准值；
根据所述取力发电单元的当前输出电能来调整所述储能电池单元的输出电能的基准值；以及
分别以所述储能电池单元的输出电能的最大值和最小值为上限和下限，对经过调整的基准值执行限幅操作，从而得到所述储能电池单元的输出电能的设定值。
3.如权利要求2所述的能量管理装置，其中，调整所述储能电池单元的输出电能的基准值的步骤包括：
确定所述取力发电单元的当前输出电能与所述取力发电单元的最大发电能力的差值；
对所述差值执行限幅和滤波操作；以及
将差值的滤波值与所述储能电池单元的输出电能的基准值相加来得到经过调整的基准值。
4.如权利要求1所述的能量管理装置，其中，在所述第一续航模式下依照下列方式确定所述电能输出单元的输出电能的范围和所述储能电池单元的输出电能的设定值：
确定所述电能输出单元的输出电能的上限和下限，其中，所述上限为所述取力发电单元的最大发电能力，所述下限为所述电能输出单元的输出电能的最小值；以及
将所述储能电池单元的输出电能的设定值设置为预设的最小值。
5.如权利要求1所述的能量管理装置，其中，在所述第一静音模式下依照下列方式确定所述电能输出单元的输出电能的范围和所述储能电池单元的输出电能的设定值：
确定所述电能输出单元的输出电能的上限和下限，其中，所述上限为所述储能电池单元的输出电能的最大值，所述下限为所述电能输出单元的输出电能的最小值；以及
将所述储能电池单元的输出电能的设定值设置为对应于所述充电需求。
6.如权利要求1所述的能量管理装置，其中，在所述第一经济模式下依照下列方式确定所述电能输出单元的输出电能的范围和所述储能电池单元的输出电能的设定值：
确定所述电能输出单元的输出电能的上限和下限，其中，所述上限由所述取力发电单元的优化发电能力和所述储能电池单元的输出电能的最大值得到，并且所述下限由所述取力发电单元的优化发电能力和所述储能电池单元的输出电能的最小值得到；
基于所述上限和下限对所述充电需求执行限幅操作以得到所述电能输出单元的输出电能的设定值；
根据所述电能输出单元的输出电能的设定值和所述取力发电单元的优化发电能力确定所述储能电池单元的输出电能的基准值；
根据所述取力发电单元的当前输出电能来调整所述储能电池单元的输出电能的基准值；以及
分别以所述储能电池单元的输出电能的最大值和最小值为上限和下限对经过调整的基准值执行限幅操作，从而得到所述储能电池单元的输出电能的设定值。
7.如权利要求6所述的能量管理装置，其中，调整所述储能电池单元的输出电能的基准值的步骤包括：
确定所述取力发电单元的当前输出电能与所述取力发电单元的优化发电能力的差值；
分别以所述储能电池单元的输出电能的最大值和最小值为上限和下限对所述差值执行限幅操作；
对经过限幅操作的差值执行滤波操作；以及
将差值的滤波值与所述储能电池单元的输出电能的基准值相加来得到经过调整的基准值。
8.如权利要求1所述的能量管理装置，其中，在所述第一电池寿命模式下依照下列方式确定所述电能输出单元的输出电能的范围和所述储能电池单元的输出电能的设定值：
对所述储能电池单元的输出电能的优化值执行限幅操作以确定所述储能电池单元的输出电能的设定值，其中，限幅操作的上限由所述充电需求确定，下限由所述取力发电单元的最大发电能力的相反值确定；以及
对所述充电需求执行限幅操作以确定所述电能输出单元的输出电能的设定值，其中，限幅操作的上限由所述取力发电单元的最大发电能力和所述储能电池单元的输出电能的设定值确定，下限为所述电能输出单元的输出电能的最小值。
9.一种用于移动充电车的能量管理装置，所述移动充电车包括电能输出单元以及并联接入所述电能输出单元的取力发电单元和储能电池单元，所述能量管理装置包含：
输入模块，配置为接收充电需求和取力发电单元的当前输出电能；
处理模块，配置为针对不同的工作模式，根据充电需求和所述取力发电单元的当前输出电能，确定电能在所述取力发电单元与所述储能电池单元之间的分配；以及
输出模块，配置为输出分配的结果，
所述工作模式根据移动充电车的状态和充电需求生成并提供给所述输入模块，其中，所述移动充电车的状态包括储能电池单元的工况、剩余容量、功率限制和寿命要求，
所述工作模式包括第二极速模式、第二续航模式、第二静音模式、第二经济模式和第二电池寿命模式，
其中，在所述第二极速模式下，所述取力发电单元和所述储能电池单元同时向所述电能输出单元供电，在所述第二续航模式下，所述取力发电单元单独向所述电能输出单元供电，在所述第二静音模式下，所述储能电池单元单独向所述电能输出单元供电，在第二经济模式下，所述取力发电单元向所述电能输出单元供电，同时对所述储能电池单元执行充电，以及在所述第二电池寿命模式下，所述取力发电单元向所述电能输出单元供电，同时对所述储能电池单元执行特定模式的充电，
其中，所述处理模块通过确定所述取力发电单元的输出电能的设定值和所述储能电池单元的输出电能的设定值来确定输出电能在所述取力发电单元与所述储能电池单元之间的分配，其中，所述取力发电单元的输出电能的设定值与所述储能电池单元的输出电能的设定值之和对应于所述充电需求，并且所述输出模块配置为向用于控制所述取力发电单元的控制器发送所述取力发电单元的输出电能的设定值和向用于控制储能电池单元充放电的控制器输出所述储能电池单元的输出电能的设定值。
10.如权利要求9所述的能量管理装置，其中，在所述第二极速模式下依照下列方式确定所述取力发电单元的输出电能的设定值和所述储能电池单元的输出电能的设定值：
基于上限和下限对所述充电需求执行限幅操作以得到所述电能输出单元的输出电能的设定值，其中，所述上限根据所述取力发电单元的最大发电能力和所述储能电池单元的输出电能的最大值确定，所述下限为所述电能输出单元的输出电能的最小值；
对所述电能输出单元的输出电能的设定值执行限幅操作以得到所述取力发电单元的输出电能的设定值，其中限幅操作的上限和下限分别为所述取力发电单元的最大发电能力和输出电能的最小值；
根据所述电能输出单元的输出电能的设定值和所述取力发电单元的最大发电能力确定所述储能电池单元的输出电能的基准值；
根据所述取力发电单元的当前输出电能来调整所述储能电池单元的输出电能的基准值；以及
分别以所述储能电池单元的输出电能的最大值和最小值为上限和下限，对经过调整的基准值执行限幅操作，从而得到所述储能电池单元的输出电能的设定值。
11.如权利要求10所述的能量管理装置，其中，调整所述储能电池单元的输出电能的基准值的步骤包括：
确定所述取力发电单元的当前输出电能与所述取力发电单元的最大发电能力的差值；
对所述差值执行限幅和滤波操作；以及
将差值的滤波值与所述储能电池单元的输出电能的基准值相加来得到经过调整的基准值。
12.如权利要求9所述的能量管理装置，其中，在所述第二续航模式下依照下列方式确定所述取力发电单元的输出电能的设定值和所述储能电池单元的输出电能的设定值：
基于上限和下限对所述充电需求执行限幅操作以得到所述取力发电单元的输出电能的设定值，其中，所述上限为所述取力发电单元的最大发电能力，所述下限为所述取力发电单元的输出电能的最小值；以及
将所述储能电池单元的输出电能的设定值设置为预设的最小值。
13.如权利要求9所述的能量管理装置，其中，在所述第二静音模式下依照下列方式确定所述取力发电单元的输出电能的设定值和所述储能电池单元的输出电能的设定值：
基于上限和下限对所述充电需求执行限幅操作以得到所述储能电池单元的输出电能的设定值，其中，所述上限为所述储能电池单元的输出电能的最大值，所述下限为所述储能电池单元的输出电能的最小值；以及
将所述取力发电单元的输出电能的设定值设置为预设的最小值。
14.如权利要求9所述的能量管理装置，其中，在所述第二经济模式下依照下列方式确定所述取力发电单元的输出电能的设定值和所述储能电池单元的输出电能的设定值：
将所述取力发电单元的优化发电能力确定为所述取力发电单元的输出电能的设定值；
对所述充电需求执行限幅操作以得到所述电能输出单元的输出电能的设定值，其中，上限由所述取力发电单元的优化发电能力和所述储能电池单元的输出电能的最大值得到，并且下限由所述取力发电单元的优化发电能力和所述储能电池单元的输出电能的最小值得到；
根据所述电能输出单元的输出电能的设定值和所述取力发电单元的优化发电能力确定所述储能电池单元的输出电能的基准值；
根据所述取力发电单元的当前输出电能来调整所述储能电池单元的输出电能的基准值；以及
分别以所述储能电池单元的输出电能的最大值和最小值为上限和下限对经过调整的基准值执行限幅操作，从而得到所述储能电池单元的输出电能的设定值。
15.如权利要求14所述的能量管理装置，其中，调整所述储能电池单元的输出电能的基准值的步骤包括：
确定所述取力发电单元的当前输出电能与所述取力发电单元的优化发电能力的差值；
分别以所述储能电池单元的输出电能的最大值和最小值为上限和下限对所述差值执行限幅操作；
对经过限幅操作的差值执行滤波操作；以及
将差值的滤波值与所述储能电池单元的输出电能的基准值相加来得到经过调整的基准值。
16.如权利要求9所述的能量管理装置，其中，在所述第二电池寿命模式下依照下列方式确定所述取力发电单元的输出电能的设定值和所述储能电池单元的输出电能的设定值：
对所述储能电池单元的输出电能的优化值执行限幅操作以确定所述储能电池单元的输出电能的设定值，其中，限幅操作的上限由所述充电需求确定，下限由所述取力发电单元的最大发电能力的相反值确定；
对所述充电需求执行限幅操作以确定所述电能输出单元的输出电能的设定值，其中，限幅操作的上限由所述取力发电单元的最大发电能力和所述储能电池单元的输出电能的设定值确定，下限为所述电能输出单元的输出电能的最小值；以及
对所述电能输出单元的输出电能的设定值执行限幅操作以确定所述取力发电单元的输出电能的设定值，其中，限幅操作的上限和下限分别由所述取力发电单元的最大发电能力和输出电能的最小值确定。
17.一种移动充电车，包括：
发动机；
电能输出单元；
与所述发动机耦合的取力发电单元；
储能电池单元；
如权利要求1-16中任意一项所述的能量管理装置；以及
与所述电能输出单元和所述能量管理装置耦合的充电管理单元，其配置为控制所述电能输出单元对电动汽车的充电过程，
其中，所述取力发电单元和储能电池单元并联接入所述电能输出单元。
18.如权利要求17所述的移动充电车，其中，所述电能输出单元包括DC/DC模块；所述取力发电单元包括：与发动机耦合的取力器、与所述取力器耦合的发电机和与所述发电机耦合的AC/DC模块，所述AC/DC模块经公共直流母线与所述电能输出单元的DC/DC模块耦合；其中，所述储能电池单元包括储能电池和与所述储能电池耦合的双向DC/DC模块，所述双向DC/DC模块经所述公共直流母线与所述电能输出单元的DC/DC模块耦合。
19.如权利要求18所述的移动充电车，其中，所述取力发电单元和所述储能电池单元的其中一个工作在电压源模式下，而另一个工作在电流源模式下。
20.如权利要求17所述的移动充电车，其中，所述取力发电单元包括：与发动机耦合的取力器、与所述取力器耦合的发电机和与所述发电机耦合的AC/DC模块，所述AC/DC模块经公共交流母线与所述电能输出单元耦合；其中，所述储能电池单元包括储能电池和与所述储能电池耦合的双向DC/DC模块，所述双向DC/DC模块经公共直流母线与所述电能输出单元耦合。
21.如权利要求20所述的移动充电车，其中，所述取力发电单元和所述储能电池单元工作在电流源模式下。
22.如权利要求17所述的移动充电车，其中，所述电能输出单元包括AC/DC模块；所述取力发电单元包括：与发动机耦合的取力器、与所述取力器耦合的发电机和与所述发电机耦合的AC/AC模块，所述发电机经公共交流母线与所述电能输出单元的AC/DC模块耦合；其中，所述储能电池单元包括储能电池和与所述储能电池耦合的双向DC/AC模块，所述双向DC/AC模块经所述公共交流母线与所述电能输出单元的AC/DC模块耦合。
23.如权利要求17-22中任意一项所述的移动充电车，其中，所述电能输出单元为直流或交流充电桩。
24.一种用于如权利要求1-16中任意一项所述的能量管理装置的能量管理方法，所述方法包含：
接收充电需求和取力发电单元的当前输出电能；
针对不同的工作模式，根据充电需求和所述取力发电单元的当前输出电能，确定电能在所述取力发电单元与所述储能电池单元之间的分配；以及
输出分配的结果。
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