[实用新型]超级电容储能ISG异步电机混合动力系统

说明书

技术领域

本实用新型属于节能汽车技术领域，尤其涉及一种应用于城市大中型客车的具有发动机起、停功能的纯超级电容储能ISG异步电机混合动力系统。

背景资料

混合动力汽车是指汽车使用燃料和电力驱动两种驱动方式，优点在于车辆启动时，只靠电机驱动，达到一定车速发动机才参与驱动，发动机避开车辆刚起步时的不良工况，使发动机保持在最佳工况状态运行，达到节油减排的目的。

目前国内运营使用的混合动力城市客车，虽然在车辆启动时只靠电机驱动，发动机不参与驱动，但仍未做到发动机熄火，发动机仍在怠速状态运转，而怠速状态运行工况是排放有害废气最严重的工况。要达到最大限度的节油减排效果，车辆在电驱动阶段，发动机应熄火运行,因而产生了应用于发动机自动起动、停机技术的ISG电机。

ISG电机可以是交流感应异步电机、永磁同步电机、开关磁阻电机等，交流感应异步电机因技术成熟、可靠耐用且性价比高，城市客车ISG电机大量釆用交流感应异步电机。

现有油电混合动力技术方案储能噐有三种方案：

一是各种电池，而锂离子电池的比功率、比能量、充放电特性、可靠性、性价比等等，令锂离子电池几乎成为电动车储能电池的唯一选择；

二是超级电容器；

三是电池加超级电容器。

由于釆用超级电容储能,可有效避免目前电池成组技术不够成熟带来的不安全因素, 且超级电容使用寿命长, 因此, 超级电容储能得以广泛釆用。

但是现有技术的用异步电机发电的超级电容储能混合动力客车，当超级电容电量过小就只能通过人工操作，用外部电源对超级电容充电到额定电压车辆才能正常运行，充电操作繁复，工作量大；因此，此类车辆在较长时间停靠时，超级电容都不作放电处理，而车辆停靠时对超级电容全放电能延长超级电容使用寿命。

发明内容

  本实用新型要解决的技术问题是, 提供一种超级电容储能ISG异步电机混合动力系统，当直流母线电压过低或为零时，不通过外电源对储能系统充电，ISG异步电机在发动机带动下即能发电对超级电容充电。

本实用新型可在超级电容完全无电情況下，利用发动机预热过程完成对超级电容充电；有此功能后，不管任何原因导致超级电容电量不足或无电，车辆均可正常起动运行，亦可实现对超级电容的放电养护。

本实用新型是这样实现的：

一种超级电容储能ISG异步电机混合动力系统，包括

发动机；

与发动机机械连接的ISG异步电机；

与ISG异步电机电气连接的电机逆变控制器；

连接于发动机和电机逆变控制器之间的ISG控制器；

与电机逆变控制器电气连接的超级电容器；

以及设于电机逆变控制器和超级电容器之间的电压采样器；

设于电机逆变控制器和ISG异步电机之间的励磁电容组；

与ISG控制器相连的三相继电器，三相继电器一侧的三个端子分别与ISG异步电机与电机逆变控制器电气连接；三相继电器另一侧的三个端子分别与以三角形方式电气连接的励磁电容组的三个端子相连接。

一种超级电容储能ISG异步电机发电控制方法，其特征在于该控制方法包括以下步骤:

当电压采样器检测到直流母线电压在电机逆变控制器工作电压范围时, 电机逆变控制器向ISG异步电机输出励磁电流，ISG异步电机在发动机带动下通过电机逆变控制器向超级电容充电;

当电压采样器检测到直流母线电压低于电机逆变控制器工作电压范围或为零时,电机逆变控制器不能输出励磁电流, 控制三相继电器吸合, 为ISG异步电机接入励磁电容组, 在发动机带动下ISG异步电机发电，经一过电机逆变控制器整流后，向超级电容充电；超级电容电压逐步上升，当电压采样器检测到母线电压达到电机逆变控制器工作范围后, 三相继电器断开励磁电容组, 转由电机逆变控制器向ISG异步电机进行常规控制。

一种超级电容储能ISG异步电机发电控制方法，其特征在于该控制方法包括以下步骤:

当ISG控制器收到发电运行命令, 当油箱油量正常、母线电压大于设定值1，控制ISG电机起动发动机, 并怠速运转预热发动机;

当发动机水温达到设定值, 控制发动机升速到设定速度运转, 并指令电机控制器控制ISG异步电机发电, 电能对超级电容充电;

当母线电压达到设定电压2, 停止发电并关闭发动机。