CN205498654U - 基于多跟随器的分布式能源供给系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种基于多跟随器的分布式能源供给系统，涉及电动汽车领域。所述系统中，燃料供给与采集系统接入跟随器组，用于为跟随器组提供动力源；跟随器组与动力电池一起接入驱动控制系统，在驱动控制系统的控制下为驱动系统提供动力源，驱动系统再驱动负载工作，再通过分布式系统能量管理单元控制协调跟随器组与动力电池的输出。本实用新型可根据功率需求，控制一个或多个跟随器与动力电池进行有效的组合，进行整车能量需求的最优分配，适应能源供给系统高效运行的需求。

Description

基于多跟随器的分布式能源供给系统

技术领域

本实用新型涉及电动汽车领域，特别是涉及一种基于多跟随器的分布式能源供给系统。

背景技术

电动汽车被认为是解决能源危机和环境污染最具潜力的新能源汽车技术，但纯电动汽车存在续驶里程短、充电时间长的问题，增程式电动汽车的出现有效弥补了此种不足。

增程式电动汽车安装有能够增加续驶里程的跟随器，与动力蓄电池一起作为整车动力源。目前，增程式电动汽车的能量管理策略研究主要集中在以下几种：恒温器能量管理策略、功率跟随能量管理策略、瞬时优化能量管理策略及模糊控制能量管理策略。在上述四种能量管理策略方法中，只有恒温器能量管理策略得到了推广应用，其他策略方法还不成熟，实用性不强。

目前整车的能量管理策略方法在制定的过程中，至多考虑到整车行驶状态，即油门踏板深度、制动状态、蓄电池SOC和跟随器输出功率效率点等因素，且控制规则的制定基本都是基于经验，在试车的过程中确定控制参数，虽然具有一定的实用性，但无法使整车得到最优。

实用新型内容

本实用新型的一个目的是要提供一种基于多跟随器的分布式能源供给系统，相比于单跟随器的能源供给系统在效率优化方面的有限性，本系统能够满足车辆不同载荷下且工况复杂多变下的不同功率需求，实现车辆不同功率需求下的效率最优适应性。

特别地，本实用新型提供了一种基于多跟随器的分布式能源供给系统，用于增程式电动汽车，包括：燃料供给与采集系统、跟随器组、动力电池、驱动控制系统、驱动系统、负载以及分布式系统能量管理单元，所述燃料供给与采集系统接入所述跟随器组，用于为跟随器组提供动力源；所述跟随器组与所述动力电池一起接入所述驱动控制系统，在所述驱动控制系统的控制下为所述驱动系统提供动力源，所述驱动系统再驱动所述负载工作；

其中，所述分布式系统能量管理单元控制协调所述跟随器组与所述动力电池的输出。

进一步地，所述燃料供给与采集系统、所述跟随器组、所述动力电池、所述驱动控制系统、所述驱动系统以及所述分布式系统能量管理单元均接入CAN总线并互联通信。

进一步地，所述跟随器组包括至少两个跟随器，每个跟随器包括跟随器动力源、发电机与跟随器能量管理单元，每个跟随器的输入端与所述燃料供给及采集系统相连，每个跟随器的输出端均接入所述驱动控制系统的输入端。

进一步地，所述分布式系统能量管理单元从CAN总线接收车身各组件的输出能力并根据车身各组件的输出能力，对所述跟随器组中的每个跟随器能量管理单元的工作进行控制。

进一步地，所述跟随器动力源为燃料电池发动机、蓄电池或内燃机中的一种。

所述分布式系统能量管理单元包括跟随器模态控制模块、跟随器启停控制模块以及跟随器模态优化控制模块，其中：

所述跟随器模态控制模块根据行车工况下的实际车速、请求扭矩、功率需求、电池SOC进行综合判断，判决所述跟随器组需进入的模态；

所述跟随器模态优化控制模块计算并选择所述跟随器组在对应模态下的最优工况点；

所述跟随器启停控制模块根据所述跟随器模态控制模块的判决结果和所述跟随器模态优化控制模块的计算结果，发出控制指令至所述跟随器组并控制所述跟随器组中各跟随器能量管理单元的启动与停止；

优选地，所述跟随器组的模态包括EV模式(纯电动模式)、单跟随器模式、双跟随器模式、N个跟随器模式。

本实用新型所提供的基于多跟随器的分布式能源供给系统，采用的多跟随器方案代替现有的单跟随器或单増程器方案，这一多跟随器下的分布式能源供给系统可以根据功率需求进行适应性的高效组合，控制一个或多个跟随器能量管理单元与动力电池进行有效的组合，进行整车能量需求的最优分配，适应不同功率需求下能源供给系统高效运行的需求。

本实用新型的基于多跟随器的分布式能源供给系统相比于单跟随器的能源供给系统在效率优化方面的有限性，本系统能够满足车辆不同载荷下且工况复杂多变下的不同功率需求，实现车辆不同功率需求下的效率最优适应性。

根据下文结合附图对本实用新型具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本实用新型的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本实用新型的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是根据本实用新型一个实施例的分布式能源供给系统的结构框图。

其中：

1、燃料供给与采集系统1；2、跟随器组；3、动力电池；4、驱动控制系统；5、驱动系统；6、负载；7、分布式系统能量管理单元；8、CAN总线。

具体实施方式

图1是根据本实施例的基于多跟随器的分布式能源供给系统的结构框图。如图1所示，该基于多跟随器的分布式能源供给系统，用于增程式电动车，一般性地可包括：燃料供给与采集系统1、跟随器组2、动力电池3、驱动控制系统4、驱动系统5、负载6以及分布式系统能量管理单元7，所述燃料供给与采集系统1接入所述跟随器组2，用于为跟随器组2提供动力源；所述跟随器组2与所述动力电池3一起接入所述驱动控制系统4，在所述驱动控制系统4的控制下为所述驱动系统5提供动力源，所述驱动系统5再驱动所述负载6工作；

其中，所述分布式系统能量管理单元7控制协调所述跟随器组2与所述动力电池3的输出。

所述分布式能源供给系统，采用的多跟随器方案代替现有的单跟随器或单増程器方案，这一多跟随器下的分布式能源供给系统可以根据功率需求进行适应性的高效组合，控制一个或多个跟随器与动力电池3进行有效的组合，进行整车能量需求的最优分配，适应不同功率需求下能源供给系统高效运行的需求。

现有车身控制方面均会用到CAN(控制器局域网络)总线，将上述的燃料供给与采集系统1、跟随器组2、动力电池3、驱动控制系统4、驱动系统5以及所述分布式系统能量管理单元7均接入CAN总线8并互联通信，可以最优化地实现信号传输，提高控制效果，并且能够节约成本投入。

为了能够实现多跟随器适应性的优化运行，所述跟随器组2包括至少两个跟随器，每个跟随器包括跟随器动力源、发电机与跟随器能量管理单元，每个跟随器的输入端与所述燃料供给及采集系统1相连，每个跟随器的输出端均接入所述驱动控制系统4的输入端。

跟随器启动后，在所述跟随器能量管理单元的控制下，所述跟随器动力源输出的机械能经发电机转化为电能，进而输出值所述驱动控制系统4，用于驱动系统5工作的动力。

优选地，所述跟随器动力源为燃料电池发动机、蓄电池或内燃机中的一种。

所述分布式系统能量管理单元7是根据CAN总线8接收车身各组件的输出能力并结合车身各组件的输出能力，对所述跟随器组2中的每个跟随器能量管理单元的工作进行控制。本实施例所述分布式能源供给系统控制一个或多个跟随器能量管理单元与动力电池3进行有效的组合，进行整车能量需求的最优分配，适应不同功率需求下能源供给系统高效运行的需求。

进一步地，所述分布式系统能量管理单元7包括跟随器模态控制模块、跟随器启停控制模块以及跟随器模态优化控制模块，其中：

所述跟随器模态控制模块根据行车工况下的实际车速、请求扭矩、功率需求、电池SOC进行综合判断，判决所述跟随器组2需进入的模态；

所述跟随器模态优化控制模块计算并选择所述跟随器组2在对应模态下的最优工况点；

所述跟随器启停控制模块根据所述跟随器模态控制模块的判决结果和所述跟随器模态优化控制模块的计算结果，发出控制指令至所述跟随器组2并控制所述跟随器组2中各跟随器能量管理单元的启动与停止；

进一步地，所述跟随器组2的模态包括EV模式、单跟随器模式、双跟随器模式、N个跟随器模式。

进一步地，所述跟随器组的模态包括待机模态与工作模态，其中：

待机模态下即系统处于待机状态；

工作模态下分为EV模态与跟随器串联模态及各自模态的切换，跟随器串联模态分为单跟随器串联模态与多跟随器串联模态。

进一步地，所述单跟随器串联模态包括跟随器发动机启动模态、跟随器串联模态、跟随器发动机停止模态，其顺序从跟随器发动机启动模态到跟随器串联模态，然后再到跟随器发动机停止模态，如果启动过程中出现异常或故障，则直接从跟随器发动机启动模态到跟随器发动机停止模态切换。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本实用新型的多个示例性实施例，但是，在不脱离本实用新型精神和范围的情况下，仍可根据本实用新型公开的内容直接确定或推导出符合本实用新型原理的许多其他变型或修改。因此，本实用新型的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (5)

1.一种基于多跟随器的分布式能源供给系统，用于增程式电动汽车，包括：燃料供给与采集系统、跟随器组、动力电池、驱动控制系统、驱动系统、负载以及分布式系统能量管理单元，所述燃料供给与采集系统接入所述跟随器组，用于为跟随器组提供动力源；所述跟随器组与所述动力电池一起接入所述驱动控制系统，在所述驱动控制系统的控制下为所述驱动系统提供动力源，所述驱动系统再驱动所述负载工作；

其中，所述分布式系统能量管理单元控制协调所述跟随器组与所述动力电池的输出。

2.根据权利要求1所述的分布式能源供给系统，其特征在于，所述燃料供给与采集系统、所述跟随器组、所述动力电池、所述驱动控制系统、所述驱动系统以及所述分布式系统能量管理单元均接入CAN总线并互联通信。

3.根据权利要求1所述的分布式能源供给系统，其特征在于，所述跟随器组包括至少两个跟随器，每个跟随器包括跟随器动力源、发电机与跟随器能量管理单元，每个跟随器的输入端与所述燃料供给及采集系统相连，每个跟随器的输出端均接入所述驱动控制系统的输入端。

4.根据权利要求3所述的分布式能源供给系统，其特征在于，所述分布式系统能量管理单元从CAN总线接收车身各组件的输出能力并根据车身各组件的输出能力，对所述跟随器组中的所述每个跟随器能量管理单元的工作进行控制。

5.根据权利要求3或4所述的分布式能源供给系统，其特征在于，所述跟随器动力源为燃料电池发动机、蓄电池或内燃机中的一种。