[发明专利]基于混合储能的电动汽车能量管理系统及其方法

权利要求书

1.一种基于混合储能的电动汽车能量管理系统，包括太阳能电池板(1)，其特征在于：所述的太阳能电池板(1)、升压变换器(3)、锂电池(2)以及带有控制模块的电机(7)依次两两电连接，双向DC/DC变换器(4)的一端电连接入锂电池(2)以及带有控制模块的电机(7)之间，另一端和超级电容(5)相电连接，第一电压传感器(101)的感应部件和第一电流传感器(102)的感应部件接入太阳能电池板(1)和升压变换器(3)之间的电连接，第一驱动电路(103)的驱动部件电连接入升压变换器(3)，第二电压传感器(104)的感应部件接入升压变换器(3)和锂电池(2)之间的电连接，第二电流传感器(105)的感应部件接入双向DC/DC变换器(4)和锂电池(2)的电连接，第二驱动电路(106)的驱动部件电连接入双向DC/DC变换器(4)，第三电压传感器(107)的感应部件和第三电流传感器(108)的感应部件接入双向DC/DC变换器(4)和超级电容(5)之间的电连接，第一电压传感器(101)的输出端、第一电流传感器(102)的输出端、第一驱动电路(103)的受控端、第二电压传感器(104)的输出端、第二电流传感器(105)的输出端、第二驱动电路(106)的受控端、第三电压传感器(107)的输出端和第三电流传感器(108)的输出端分别同控制器(6)的对应的控制端相连接。

2.根据权利要求中所述的基于混合储能的电动汽车能量管理系统的方法，其特征为，太阳能电池板(1)通过升压变换器(3)给锂电池(2)供电，控制器(6)根据太阳能电池板(1)不同的光照情况执行相应的最大功率点跟踪算法，若电动车处于行驶状态，按预定时间间隔循环执行最大功率点跟踪算法，此最大功率点跟踪算法为三点比较法，即控制器(6)通过第一电压传感器(101)的感应部件、第一电流传感器(102)的感应部件以及第二电压传感器(104)的感应部件依次采样三点功率并进行比较，使电压向功率最大点扰动，若连续10次电压不扰动，则追踪到了最大功率点；若电动车处于停止状态，根据第一电压传感器(101)的感应部件所采样的太阳能电池板(1)输出电压判断太阳能电池板(1)是否有被遮蔽的地方，若太阳能电池板(1)没有被遮蔽的地方，则采用爬山法来跟踪最大功率点，即控制器(6)通过第一驱动电路(103)最终控制升压变换器(3)增加太阳能电池板(1)的输出电压，若其输出功率增加，则让输出电压继续增加，直到找到最大功率点，若太阳能电池板(1)有被遮蔽的地方，采用的最大功率点跟踪算法为改进禁忌搜索算法，即通过引入存储结构和相应的禁忌准则来避免重复搜索，并通过集中搜索和多样化搜索机制搜索到功率最大点；与此同时控制器(6)启动第二电流传感器(105)的感应部件、第三电压传感器(107)的感应部件和第三电流传感器(108)的感应部件采样锂电池(2)的输出电流、负载电流及超级电容(5)的端电压来判断电动车的运行工况，根据运行工况下的电气特性，采用相应的控制算法，以实现能量的正确流动，从而达到锂电池(2)和超级电容(5)的协调充放电管理，具体为当电动车下坡或制动时，超级电容(5)吸收制动回馈的能量，超级电容(5)处在充电模式，此时控制器(6)使用双闭环PI控制，双闭环PI的内环是电流环，双闭环PI的外环是电压环，当超级电容(5)的端电压远小于预设的额定值时，外环的PI调节器饱和，整体控制表现为电流内环的作用，此时超级电容(5)将进行大电流充电；当超级电容(5)的端电压接近于额定值时，电压外环起主导作用，超级电容的电压会很快稳定在额定值，当电动车爬坡或加速时，控制器(6)通过双向DC/DC变换器(4)将超级电容(5)由充电模式转为放电模式，同样采用PI控制使锂电池(2)输出的最大电流稳定在额定值，并调节超级电容(5)的输出能量，以补足负载所需电流。

3.根据权利要求2所述的改进禁忌搜索算法，其特征在于，步骤如下：

步骤1：首先控制器启动采用带有预设的禁忌表的爬山算法对第一电压传感器(101)的感应部件以及第二电压传感器(104)的感应部件依次采样得到的电压进行局部搜索，进行如果搜索的电压落入禁忌表，则停止局部搜索，否则一直搜索直到用爬山法搜索到局部最优值，更新禁忌表及全局最优值；

步骤2：然后控制器启动多样化搜索，以所述的局部最优值为起始点，循环以预设的大步长L在全局范围内寻优并更新全局最优值；

步骤3：若全局最优值没有得到更新，控制器将预设的大步长L设置为原先的大步长L的2/3，重新返回步骤1和步骤2顺序执行，若得到的全局最优值没有得到更新，转到步骤4执行；

步骤4：控制器启动集中搜索，即以目前搜索到的全局最优值为初始点，以预设的小步长进行爬山法搜索，得到最终的实时最大功率点。

步骤5：以最终的实时最大功率点电压执行恒定电压法的最大功率点跟踪算法；

步骤6：考虑到温度对最大功率点的影响，按预定的时间间隔循环返回步骤1重新进行搜索得到实时最大功率点电压。