CN1634725A - 混合动力汽车车载复合电源装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种混合动力汽车车载复合电源装置，它包括大比能动力蓄电池和与其串联的电机逆变器、电机，蓄电池、电机逆变器、发动机的控制端口是分别通过电源控制器、电机控制器、发动机控制器分别与整车控制器电连接，其特征在于还包括一通过双向DC/DC变换器并联在电机逆变器及蓄电池之间的超级电容器，超级电容器、双向DC/DC变换器的控制端口分别与电源控制器电连接。所述的电源控制器不仅实现对蓄电池及超级电容器状态的监控，同时还实现对DC/DC变换器内部各电子开关状态的控制，达到控制超级电容器充放电的目的，进而由超级电容器对电源中蓄电池起到功率缓冲的作用，克服蓄电池比功率低及大电流充放困难及效率低的的缺点。

Description

混合动力汽车车载复合电源装置
技术领域
本发明涉及一种混合动力汽车车载电源装置。
背景技术
目前的混合动力汽车车载电源装置大多数采用单一蓄电池来组成，随着近几年科技的发展，电池技术仍然不能很好地解决比能量/能量密度与比功率/功率密度二者之间的相互制约关系，同时由于蓄电池采用化学方法进行储能，使得蓄电池瞬间充放大电流困难，造成电源系统效率低、制动能量回收不佳的后果，对整车经济性不利。
发明内容
本发明的目的是为克服蓄电池比功率低及大电流充放困难及效率低的的缺点，提供一种改进结构的混合动力汽车车载复合电源装置。
本发明混合动力汽车车载复合电源装置，包括大比能动力蓄电池和与其串联的电机逆变器、电机，蓄电池、电机逆变器、发动机的控制端口是分别通过电源控制器、电机控制器、发动机控制器分别与整车控制器电连接，其特征在于还包括一通过双向DC/DC变换器并联在电机逆变器及蓄电池之间的超级电容器，超级电容器、双向DC/DC变换器的控制端口分别与电源控制器电连接。所述的电源控制器不仅实现对蓄电池及超级电容器状态的监控，同时还实现对DC/DC变换器内部各电子开关状态的控制，达到控制超级电容器充放电的目的，进而由超级电容器对电源中蓄电池起到功率缓冲的作用。
该复合电源工作原理如下：
a.电源控制器监控蓄电池、超级电容器的电压及电量状态，并发送给整车控制器，电源控制器同时接收整车控制器对电源系统的功率需求；
b.根据电源系统功率需求及此时电源系统中各部件的运行状态，电源控制器决定下一时刻蓄电池及超级电容器各自的工作状态，决定DC/DC变换器内部各电子开关的导通、斩波顺序，并输出相应的开关状态控制字；
c.根据蓄电池及超级电容器的电压值，电源控制器计算并输出变换器内部电子开关的占空比(电子开关导通的时间与关断时间之比)，从而达到对变换器内部各开关器件驱动脉冲的控制，进而达到改变供给电机或超级电容器电压的目的。
d.若超级电容器电量不足，并且此时没有功率输出需求时，电源控制器直接向DC/DC变换器各开关器件发状态控制命令，控制蓄电池为超级电容器充电；
e.若蓄电池的电量不足时，则由电源控制器直接向发动机控制器发充电命令，由发动机输出功率为蓄电池充电，此时DC/DC变换器开关器件全部关断。
本发明复合电源装置的优点是：该装置使整车对电源系统的能量及功率需求走两条路线，在整车运行期间，蓄电池组提供电源系统所需的平均功率，保证电池高效、平稳地工作，超级电容器则用于满足整车加速及制动时对电源系统的峰值功率需求。因此，不仅解决了原单一蓄电池大电流瞬间充放电困难、比功率低的缺点，而且还能利用超级电容器对蓄电池在大电流充放电情况下起到功率缓冲的作用，解决了车载电源系统大电流充放电困难及效率低的问题，同时系统的重量、体积以及造价都有所下降，而且系统的寿命也得到延长。
附图说明
图1是本发明的复合电源的结构示意图；
图2是本发明的电源控制器控制流程图。
具体实施方式
以下结合附图给出的实施例对本发明作进一步说明。
参照图1，本发明混合动力汽车车载复合电源装置，包括大比能动力蓄电池1和与其串联的电机逆变器4、电机5，蓄电池1、电机逆变器4、发动机6的控制端口分别通过电源控制器7、电机控制器8、发动机控制器9与整车控制器10电连接，其特征在于还包括一通过双向DC/DC变换器3并联在电机逆变器4及蓄电池1之间的超级电容器2，超级电容器2、双向DC/DC变换器3的控制端口分别与电源控制器7电连接。
电源控制器7完成对复合电源功率的分配，其工作流程如图2所示：
①接收蓄电池1及超级电容器2的电压；
②查询上一时刻蓄电池1及超级电容器2的荷电状态值SOC以及蓄电池1的电流；
③接收此时整车控制器10对复合电源的功率需求；
④若所需功率为正，并且根据所需功率大小，决定采用最佳经济驱动模式或是最大动力驱动模式，相应调用最佳经济驱动子程序及最大动力驱动子程序，并依据上一时刻蓄电池的放电电流计算超级电容器所需的放电功率；
⑤若所需功率为负，则调复合电源制动功率分配子程序，并依据上一时刻蓄电池的充电电流计算超级电容器所需的充电功率；
⑥若所需电源功率为0，则调超级电容器2充电子程序，根据上一时刻蓄电池1SOC及超级电容器2的CSOC，计算超级电容器2所需的充电功率；
⑦根据超级电容器所需的充放电功率，输出下一时刻对DC/DC变换器3各开器件的状态控制值；
⑧根据蓄电池1及超级电容器2各自的电压值，计算并输出下一时刻DC/DC变换器3中各开关器件所需的占空比。
⑨电源控制器7向DC/DC变换器3输出下一时刻开关状态控制字。
⑩电源控制器7向DC/DC变换器3输出下一时刻开关所需占空比控制字。

Claims (1)

1.一种混合动力汽车车载复合电源装置，包括大比能动力蓄电池(1)和与其串联的电机逆变器(4)、电机(5)，蓄电池(1)、电机逆变器(4)、发动机(6)的控制端口分别通过电源控制器(7)、电机控制器(8)、发动机控制器(9)与整车控制器(10)电连接，其特征在于还包括一通过双向DC/DC变换器(3)并联在电机逆变器(4)及蓄电池(1)之间的超级电容器(2)，超级电容器(2)、双向DC/DC变换器(3)的控制端口分别与电源控制器(7)电连接。
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