[发明专利]基于双电压复合储能系统的增程式电动汽车能量分配方法

说明书

技术领域

本发明涉及电动汽车，尤其是基于双电压复合储能系统的增程式电动汽车，更具体地，涉及基于双电压复合储能系统的增程式电动汽车能量分配方法。

背景技术

纯电动汽车具有节能、低噪声、零排放等突出优点，是电动汽车发展的重要方向之一，但是由于目前阶段充电站建设的限制, 纯电动汽车受到续驶里程的制约, 难以得到市场的认可。国家鼓励发展混合动力电动汽车, 而增程式电动汽车是混合动力电动汽车的重要方向。增程式电动汽车是一种特殊的纯电动汽车,其通过蓄电池和内燃机作为驱动装置的动力源, 分割了用电与用油的时间，增加了纯电动车的续驶里程，又兼具了混合动力车的特点。

储能系统作为增程式电动车的及关键组成部分，是其获得最优动力性、燃油经济性的功能实现部件之一。双电压复合储能系统是一种具有两种能量存储介质，两个电压平台的储能系统。一种存储介质是具有低比功率、不支持大电流充放电的蓄电池，而另一种存储介质则是具有高比功率、支持大电流充放电的超级电容器。两种存储介质之间通过二极管连接，保证电流只能由蓄电池流向超级电容器，而不能由超级电容器流向蓄电池，这就使储能系统存在两个电压等级平台，超级电容器电压可能高于蓄电池，同时保证增程式电动车在行车过程中，大电流充电完全由超级电容器承担。

由于双电压复合储能系统的特殊性，装有此种储能系统的增程式电动车需要有专门的能量分配方法。

现有技术方案：

现有增程式电动车因采用的储能系统相对较简单（或为单一的蓄电池储能系统，或为蓄电池直接并接超级电容器的复合储能系统），其能量分配方法如下：夜间或闲时通过地面充电机或充电桩给蓄电池充电。车辆行驶过程中，当蓄电池电量相对较充足时，增程式以纯电动车方式行驶，此时APU系统停机，动力系统能量来源完全来自储能系统；而当蓄电池电量不足时， APU系统启动，输出恒定的功率，当APU系统功率输出无法满足动力系统功率需求时，动力系统能量由储能系统及APU系统共同承担；当APU系统功率输出可以满足动力系统功率需求时，动力系统能量完全有APU系统承当。

现有增程式电动车因采用的储能系统结构相对较简单，当蓄电池电量充足时，由于车辆工作在纯电动工作模式，此时因蓄电池为动力系统唯一能量来源，车辆在驱动或制动过程中可能导致蓄电池长时间处于大电流充放电状态，对蓄电池形成较大的损害，影响蓄电池寿命。当蓄电池电量不足，APU系统开始工作，此时因大部分能量都将流经储能系统，最后再传递到动力系统，在此过程中，因储能系统充放电效率相对较低，APU系统输出的能量将有相当一部分在储能系统充放电过程中被储能系统消耗掉，从而要求APU系统输出更多的能量，不利于燃油消耗率的降低。

因此有必要对现有技术进行改进。

发明内容

本发明的目的是：针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种基于双电压复合储能系统的增程式电动汽车能量分配方法，对复合储能系统、APU系统的能量进行合理分配，以得到最优的动力性、燃油经济性，降低能耗，同时对储能系统进行有效保护。

本发明为达到发明目的采用的技术方案为：

基于双电压复合储能系统的增程式电动汽车能量分配方法，在蓄电池和超级电容器之间设置二极管，且二极管的导通方向使得能量只能由蓄电池流向超级电容器，通过检测整车运行状态、发动机运行状态、APU系统运行状态、蓄电池电压和超级电容器电压，对发动机、APU系统、蓄电池、超级电容器能量流动进行控制，决定整车的能量分配。

车辆运行在驱动状态，检测到超级电容器电压高于蓄电池电压，则由超级电容器提供动力系统的所需全部能量，车辆以纯电动模式行驶，此时APU系统处于停机或怠速的状态；当检测到超级电容器电压不高于蓄电池电压，则发动机自动启动，APU系统开始发电，此时由蓄电池、超级电容器、APU系统共同提供动力系统所需能量，车辆以增程式模式行驶，APU系统能量直接输出至动力系统。

APU系统能量输出方式如下：整车动力系统有功率需求时，APU系统持续输出固定功率；动力系统无功率需求时，APU系统不输出任何功率。同时，对储能系统电压进行判断，当电压高于APU功率输出上限电压时，APU停止功率输出；当电压低于APU功率输出下限电压时，APU输出固定功率。