[发明专利]基于弹性储能的增程式电动汽车储能结构及能量控制方法

摘要

基于弹性储能的增程式电动汽车储能结构及能量控制方法，涉及一种电动汽车储能结构及能量控制方法。解决了现有电动汽车结构复杂且效率较低的问题。本发明采用了机械结构弹性储能器对电动汽车的制动能量进行了回收，提高了回收的效率，同时简化了制动回收的控制策略；利用弹性储能器储存的能量，通过相应的控制方法，提高了电动汽车运行的稳定性。本发明适用于电动汽车的能量控制使用。

主权项

1.基于弹性储能的增程式电动汽车能量控制方法，该方法利用基于弹性储能的增程式电动汽车储能结构实现，所述基于弹性储能的增程式电动汽车储能结构包括整车控制器(1)、磷酸铁锂电池(2)、弹性储能器(3)、电池管理系统(4)、泄流装置(5)、DC/DC变换器(6)、辅助功率单元、驱动电机(12)、逆变器(13)、双向离合器(14)、变速器(15)和AC/DC变换器(16)；辅助功率单元包括原动机(7)、发电机(8)、原动机控制器(9)、发电机控制器(10)和APU控制器(11)；电池管理系统(4)用于实时检测磷酸铁锂电池(2)的SOC值，并控制磷酸铁锂电池(2)的充放电状态；整车控制器(1)通过传感器对油门踏板、制动踏板和弹性储能器(3)的储能状态进行检测；整车控制器(1)的电池剩余电量信号输入端连接电池管理系统(4)电池剩余电量输出端，整车控制器(1)的电池充放电控制信号输出端连接电池管理系统(4)的电池充放电控制信号输入端；弹性储能器(3)的储能状态信号输出端连接整车控制器(1)的储能状态信号输入端；整车控制器(1)的AC/DC变换控制信号输出端连接AC/DC变换器(16)的开关控制信号输入端，整车控制器(1)的DC/DC变换控制信号输出端连接DC/DC变换器(6)的开关控制信号输入端，整车控制器(1)的电流转换控制信号输出端连接逆变器(13)的开关控制信号输入端；整车控制器(1)的辅助充电控制信号输出端连接APU控制器(11)的控制信号输入端；APU控制器(11)的发电控制信号输出端同时连接原动机控制器(9)的控制信号输入端和发电机控制器(10)的控制信号输入端，所述原动机控制器(9)用于控制原动机(7)的开关，发电机控制器(10)用于控制发电机(8)的开关；原动机(7)带动发电机(8)发电；发电机(8)的交流信号输出端连接AC/DC变换器(16)的信号输入端，AC/DC变换器(16)的信号输出端同时连接磷酸铁锂电池(2)充电信号端和DC/DC变换器(6)的信号输入端，DC/DC变换器(6)的信号输出端同时连接泄流装置(5)的信号输入端和逆变器(13)的信号输入端，逆变器(13)的信号输出端连接驱动电机(12)的电源信号输入端，双向离合器(14)包括第一离合器和第二离合器，所述第一离合器设置在驱动电机(12)的输出轴与变速器(15)的输入轴之间，第二离合器设置在弹性储能器(3)的传动轴(31)与变速器(15)的输入轴之间；其特征在于，该方法的具体步骤为：步骤一、采用车载传感器实时对电动汽车的油门踏板开度、制动踏板开度和车速进行采集，采用电池管理系统(4)对磷酸铁锂电池(2)的剩余电量进行检测，对弹性储能器(3)的储能状态进行检测，并将检测结果传送给整车控制器(1)；步骤二、整车控制器(1)根据车载传感器采集的油门踏板开度，判断油门踏板开度是否大于0，若油门踏板开度大于0，则通过整车控制器(1)对电动汽车在该油门踏板开度时所需驱动功率P进行计算，执行步骤三；否则，执行步骤九；步骤三、整车控制器(1)根据电池管理系统(4)采集的磷酸铁锂电池(2)的剩余电量，判断磷酸铁锂电池(2)的剩余电量值是否小于磷酸铁锂电池(2)剩余电量的最小阀值a，若是，则执行步骤四，否则执行步骤五；其中，a为磷酸铁锂电池(2)最大电量值的10％；步骤四、启动辅助功率单元单独为磷酸铁锂电池(2)充电，辅助功率单元单独为磷酸铁锂电池(2)充电时，整车控制器(1)控制AC/DC变换器(16)开启，逆变器(13)关闭；步骤五、整车控制器(1)根据步骤二计算的所需驱动功率P，判断电动汽车所需驱动功率的变化率是否大于磷酸铁锂电池(2)提供的最大功率变化率，若是，则执行步骤六，否则执行步骤八；步骤六、整车控制器(1)根据弹性储能器(3)的储能状态，判断弹性储能器(3)的储能量是否小于自身最大储能状态的10％，若是，则执行步骤七，否则，执行步骤八；步骤七、整车控制器(1)控制AC/DC变换器(16)和逆变器(13)同时开启，辅助功率单元驱动变速器(15)，同时，整车控制器(1)控制弹性储能器(3)驱动变速器(15)，返回执行步骤一；步骤八、整车控制器(1)控制AC/DC变换器(16)和逆变器(13)同时开启，辅助功率单元驱动变速器(15)，同时，整车控制器(1)控制磷酸铁锂电池(2)驱动变速器(15)，返回执行步骤一；步骤九、整车控制器(1)根据车载传感器采集的油门踏板开度，判断油门踏板开度是否大于0，若油门踏板开度大于0，则执行步骤十，否则，返回执行步骤一；步骤十、整车控制器(1)根据弹性储能器(3)的储能状态，判断弹性储能器(3)的储能量是否达到最大储能状态，若是，则执行步骤十一，否则，双向离合器(14)闭合到弹性储能器(3)的方向，即双向离合器(14)的第二离合器闭合，回收变速器(15)的制动能量为弹性储能器(3)充能；直至弹性储能器(3)储能量达到最大储能状态；步骤十一、双向离合器(14)闭合到驱动电机(12)的方向，即双向离合器(14)的第一离合器闭合，通过整车控制器(1)判断磷酸铁锂电池(2)的剩余电量值是否大于磷酸铁锂电池(2)的电量值的阈值b，若是，则启动泄流装置(5)进行泄流，否则，回收变速器(15)的制动能量为磷酸铁锂电池充电，返回执行步骤一，其中，b为磷酸铁锂电池(2)最大电量值的80％。