CN204978281U - 电动汽车复合电源能量管理自适应控制系统 - Google Patents

电动汽车复合电源能量管理自适应控制系统 Download PDF

Info

Publication number
CN204978281U
CN204978281U CN201520738682.6U CN201520738682U CN204978281U CN 204978281 U CN204978281 U CN 204978281U CN 201520738682 U CN201520738682 U CN 201520738682U CN 204978281 U CN204978281 U CN 204978281U
Authority
CN
China
Prior art keywords
over switch
circuit
energy management
current converter
self
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201520738682.6U
Other languages
English (en)
Inventor
王斌
邹忠月
徐俊
曹秉刚
许广灿
陈建
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Henan Suda Electric Automobile Technology Co Ltd
Original Assignee
Henan Suda Electric Automobile Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Henan Suda Electric Automobile Technology Co Ltd filed Critical Henan Suda Electric Automobile Technology Co Ltd
Priority to CN201520738682.6U priority Critical patent/CN204978281U/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN204978281U publication Critical patent/CN204978281U/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72—Electric energy management in electromobility

Landscapes

  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

本实用新型提供了一种电动汽车复合电源能量管理自适应控制系统，包括蓄电池组、双向升降压直流变换器、切换开关、自适应控制器、信号处理模块、超级电容组、电压缓冲电路和电机逆变器；蓄电池组和超级电容组分别并联在双向升降压直流变换器两端，并分别通过线路a和线路b直接与切换开关相连；切换开关与电机逆变器间设有电压缓冲电路，切换开关和双向升降压直流变换器由自适应控制器控制，信号处理模块与自适应控制器连接。本实用新型通过两级控制和自适应寻优，自适应选择效率最高的工作模式，并控制双向直流变换器最高效率工作，使复合电源系统在电动汽车不同运行模式下选择合适的工作模式，能有效提高复合电源能量管理系统的整体效率。

Description

电动汽车复合电源能量管理自适应控制系统
技术领域
本实用新型涉及电动汽车技术领域，具体涉及一种电动汽车复合电源能量管理自适应控制系统。
背景技术
随着人们对汽车的驾驶舒适性、动力性、节能减排性能要求不断提高，传统的汽车产业备受挑战，电动汽车耗能小、低噪声、尤其是零排放和无与伦比的驾驶舒适性使它有望取代传统汽车，给人们提供更多的便利。目前，电池能量管理系统依旧是制约电动汽车发展的瓶颈。
电动汽车运行时，具有多种运行模式，如：低速、高速、爬坡、加速、制动等。尽管蓄电池能在短时间内能满足上述运行模式下的功率要求，但从长远来看，峰值功率、频繁充放电会缩短蓄电池使用寿命、增大蓄电池内阻导致工作效率降低等，这严重影响了电动汽车的整体性能。复合电源能量管理系统能有效改善电池管理系统的性能，并能延长蓄电池使用寿命。但是，复合电源的直流变换器控制不当会造成更多的能量损失，从而使系统整体效率降低。此外，复合电源的不同工作模式或线路对应不同的效率，必须选择合适的工作线路。因此，必须设计相应的控制方法使系统整体效率提高。
复合电源能量管理系统是一个多输入多输出系统，采用传统的逻辑门限控制方法不能达到系统的最高效率。尽管传统的智能控制方法如模糊控制和遗传算法、粒子群寻优算法能优化系统的输出效率，但在工作线路切换时，电压波动很大，控制参数突变，上述优化算法实施困难，并且不能在参数突变的情况下自适应寻优，导致系统不能实时搜索最高效率工作模式或工作点。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种电动汽车复合电源能量管理自适应控制系统，其中复合电源能量管理自适应控制系统分两级控制，能自适应选择效率最高的工作线路，并控制双向直流变换器最高效率工作，使系统工作在最佳状态，保证复合电源能量管理系统高效率工作，从而延长电动汽车的续驶里程。
本实用新型采用的技术方案为：一种电动汽车复合电源能量管理自适应控制系统，包括蓄电池组、双向升降压直流变换器、切换开关、自适应控制器、信号处理模块、超级电容组、电压缓冲电路和电机逆变器；其中，蓄电池组和超级电容组分别并联在双向升降压直流变换器两端，并分别通过线路a和线路b直接与切换开关相连；切换开关与电机逆变器间设有电压缓冲电路，切换开关和双向升降压直流变换器由自适应控制器控制，信号处理模块与自适应控制器连接。
进一步，所述的切换开关同一时间只能连接线路a和线路b之中的一条。
进一步，所述的信号处理模式将电动汽车油门踏板信号、能量源电压信号转化为需求功率信号和能量源SOC信号。
本实用新型产生的有益效果是：本实用新型中的电动汽车复合电源能量管理自适应控制系统通过两级控制和自适应寻优，自适应选择效率最高的工作模式，并控制双向直流变换器最高效率工作，使复合电源系统在电动汽车不同运行模式下选择合适的工作模式，能有效提高复合电源能量管理系统的整体效率。
附图说明
图1是本实用新型中复合电源能量管理自适应控制系统结构图；
图2是本实用新型中线路a选通时的复合电源能量管理系统工作示意图；
图3是本实用新型中的线路b选通时的复合电源能量管理系统工作示意图；
图4是本实用新型中复合电源能量管理自适应控制系统控制流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步的详细描述，实施例用来说明本发明但不限制本发明的范围。例如：实施例中的制动模式、能量不足模式、超级电容单独工作模式和自适应寻优模式反应了复合电源能量管理系统的工作特点，也可分别用能量回收模式、功率不足模式、纯超级电容输出模式、效率寻优模式等术语替代。
以下为本实用新型的一种实施例：
如图1所示，系统由蓄电池组1、双向升降压直流变换器3、切换开关8、自适应控制器6、信号处理模块7、超级电容组2、电压缓冲电路4和电机逆变器5组成；其中，蓄电池组1和超级电容组2分别并联在双向升降压直流变换器3两端，并分别通过线路a和线路b直接与切换开关8相连；切换开关8与电机逆变器5间设计有电压缓冲电路4，用来降低线路a和线路b切换时的电压波动；切换开关8和双向升降压直流变换器3均由自适应控制器6控制。
电动汽车的自适应复合电源能量管理系统工作时，线路a和线路b只能有一条被切换开关8选择：当线路a导通时线路b断开，此时工作主电路如图2所示；当线路b导通时线路a断开，此时工作主电路如图3所示。
具体的控制流程如图4所示。电动汽车启动(启动EV)后，油门踏板信号、能量源电压信号被传送至信号处理模块7，转化为需求功率、蓄电池组1和超级电容组2的SOC信息。自适应控制器6根据上述信息和能量源电压信息选择线路a或线路b，并自适应控制双向升降压直流变换器3。
复合电源能量管理自适应控制系统分优先级和自适应寻优级两级控制，在需求功率小于零时，满足优先级控制条件，切换开关8选择线路b；此时的工作模式为制动模式，该模式下超级电容组2最大程度回收制动能量，自适应控制器6控制双向升降压直流变换器3将多余的能量向蓄电池组1充电，此时进入步骤S1。
在需求功率大于零时：当蓄电池组1电压低于额定电压时，满足优先级控制条件，切换开关8选择线路a；此时的工作模式为能量不足模式，该模式下自适应控制器6控制双向升降压变换器最高效率工作，超级电容通过双向升降压直流变换器3提供能量或向蓄电池组1充电，如果超级电容电压低于下限值，超级电容组2和双向直流变换器应停止工作，切换为蓄电池组1单独工作，此时进入步骤S2。
在需求功率大于零时：当蓄电池组1电压大于或等于额定电压，且超级电容SOC大于上限值0.9时，满足优先级控制条件，切换开关8选择线路b；此时的工作模式为超级电容单独工作模式，超级电容单独提供能量，双向升降压直流变换器3和蓄电池组1不工作，此时进入步骤S3。
S1、S2、S3均为优先级，当不满足优先级控制条件时，定义不满足优先级的控制条件为自适应目标函数的限制条件，采用自适应寻优级控制，进入步骤S4，S4为自适应寻优级，此时的工作模式被定义为自适应寻优模式；具体的自适应目标函数为：
其中，ηsystem是复合电源能量管理系统的整体效率；为切换开关8选择线路a工作时蓄电池组效率、切换开关效率、电压缓冲电路效率、电机逆变器效率的乘积；是选择线路b工作时蓄电池组效率、双向升降压直流变换器效率、超级电容组效率、切换开关效率、电压缓冲电路效率、电机逆变器效率的乘积。
自适应目标函数通过比较线路a和线路b工作时的系统整体效率，自适应选择系统的最高工作效率的工作线路；当选择线路a时，为蓄电池组1单独工作模式，蓄电池组1单独提供能量；当选择线路b时，为共同工作模式，蓄电池组1和超级电容共同工作，并且自适应控制器6控制双向升降压直流变换器3最高效率工作。
以上实施例仅是本发明较佳的实施方式，并非对本发明作任何形式上的限制，例如，超级电容SOC上限值可根据电动汽车实际需求更换为0.95，凡在本发明揭示的技术范围内，做等同替换或修饰都属于本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种电动汽车复合电源能量管理自适应控制系统，其特征在于：包括蓄电池组、双向升降压直流变换器、切换开关、自适应控制器、信号处理模块、超级电容组、电压缓冲电路和电机逆变器；其中，蓄电池组和超级电容组分别并联在双向升降压直流变换器两端，并分别通过线路a和线路b直接与切换开关相连；切换开关与电机逆变器间设有电压缓冲电路，切换开关和双向升降压直流变换器由自适应控制器控制，信号处理模块与自适应控制器连接。
2.根据权利要求1所述的一种电动汽车复合电源能量管理自适应控制系统，其特征在于：所述的切换开关同一时间只能连接线路a和线路b之中的一条。
3.根据权利要求1所述的一种电动汽车复合电源能量管理自适应控制系统，其特征在于：所述的信号处理模式将电动汽车油门踏板信号、能量源电压信号转化为需求功率信号和能量源SOC信号。
CN201520738682.6U 2015-09-22 2015-09-22 电动汽车复合电源能量管理自适应控制系统 Active CN204978281U (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201520738682.6U CN204978281U (zh) 2015-09-22 2015-09-22 电动汽车复合电源能量管理自适应控制系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201520738682.6U CN204978281U (zh) 2015-09-22 2015-09-22 电动汽车复合电源能量管理自适应控制系统

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN204978281U true CN204978281U (zh) 2016-01-20

Family

ID=55112682

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201520738682.6U Active CN204978281U (zh) 2015-09-22 2015-09-22 电动汽车复合电源能量管理自适应控制系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN204978281U (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107199894A (zh) * 2017-04-12 2017-09-26 浙江中车电车有限公司 一种纯电动汽车复合电源分层控制方法
CN110535160A (zh) * 2019-09-04 2019-12-03 西安西电电气研究院有限责任公司 复合储能系统、应用于复合储能系统的控制方法和装置
CN112208361A (zh) * 2019-07-09 2021-01-12 重庆九环新越新能源科技发展有限公司 一种复合储能设备的管理方法及系统
CN114083997A (zh) * 2021-11-30 2022-02-25 四川轻化工大学 一种考虑温度影响的电动汽车能量管理策略优化方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107199894A (zh) * 2017-04-12 2017-09-26 浙江中车电车有限公司 一种纯电动汽车复合电源分层控制方法
CN112208361A (zh) * 2019-07-09 2021-01-12 重庆九环新越新能源科技发展有限公司 一种复合储能设备的管理方法及系统
CN110535160A (zh) * 2019-09-04 2019-12-03 西安西电电气研究院有限责任公司 复合储能系统、应用于复合储能系统的控制方法和装置
CN114083997A (zh) * 2021-11-30 2022-02-25 四川轻化工大学 一种考虑温度影响的电动汽车能量管理策略优化方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106564398B (zh) 一种电动汽车的车载复合电源系统及控制方法
CN103171452A (zh) 电动车双电源管理系统及方法
CN201914107U (zh) 一种基于超级电容的电动汽车混合动力控制系统
CN102611203B (zh) 一种车用高效复合储能系统
CN102951039B (zh) 一种基于模糊控制的增程式电动车能量管理方法
CN103072492B (zh) 一种纯电动客车用主动控制式复合电源及其控制方法
CN101254744B (zh) 一种混合动力多能源控制系统及其控制方法
CN106696720B (zh) 一种电动汽车及其动力系统、控制方法和控制系统
CN109910641B (zh) 一种用于纯电动汽车的高效复合储能系统及其控制方法
CN204978281U (zh) 电动汽车复合电源能量管理自适应控制系统
CN103863311A (zh) 基于能量优化的混合动力汽车发动机与电机扭矩分配方法
CN102069721A (zh) 一种基于超级电容的电动汽车混合动力控制系统
CN106080223A (zh) 一种锂电池与超级电容器双能源功率分配控制系统及方法
CN106427616B (zh) 一种基于电荷泵的复合电源及其在不同工况时的切换方法
CN103872729B (zh) 自适应滤波器功率分流控制的混合动力车复合电源及方法
CN204526865U (zh) 基于模糊控制的双能量源电动汽车能量管理系统
CN113401009B (zh) 电电混合燃料电池汽车能量管理系统及其控制方法
CN204928197U (zh) 应用于启停系统的双电压超级电容器复合电源
CN109774496B (zh) 一种矿用自卸车的传动系统及矿用自卸车
CN201800715U (zh) 插电式混合动力车的串联式混合动力控制系统
CN105896712A (zh) 一种电动汽车复合电能控制系统及其控制方法
CN106585618A (zh) 一种串联式混合动力汽车能量管理控制方法及装置
CN205097969U (zh) 一种电电混合电动汽车动力电池与超级电容动力系统
CN102700428B (zh) 带锂电池和超级电容的电动汽车控制系统及其控制方法
CN204674395U (zh) 基于预测控制的双能量源电动汽车能量管理系统

Legal Events

Date Code Title Description
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant