[实用新型]电动汽车混合电池驱动系统

权利要求书

1.一种电动汽车混合电池驱动系统，包括第一蓄电池、车载充电系统、第一直流变换器、第二蓄电池、第二直流变换器、太阳能电池组、第三直流变换器、永磁同步电机、驱动控制器、车况反馈器和发动机控制单元；

所述第一、第二、第三直流变换器，各自包括直流升降压电路和微处理器，并具有低压直流接口、高压直流接口和通讯接口；

所述第一蓄电池具有充电端和充放电端，第一蓄电池充电端通过电缆连接车载充电系统低压直流接口，第一蓄电池充放电端通过电缆连接第一直流变换器低压直流接口；第一直流变换器高压直流接口连接高压直流母线，车载充电系统高压交流接口连接电网；

所述第二蓄电池充电端通过电缆连接第二直流变换器低压直流接口，第二直流变换器高压直流接口连接高压直流母线，第二蓄电池放电端通过低压直流母线分别与第一直流变换器、第二直流变换器、第三直流变换器、太阳能电池组、车载充电系统、驱动控制器、车况反馈器和发动机控制单元的电源接口连接，作为它们的供电电源；

所述太阳能电池组放电端通过电缆连接第三直流变换器低压直流接口，太阳能电池组放电端的电压和电流信号通过第三直流变换器的微处理器进行A/D转换，成为相应的电压和电流数字信号，送到通讯接口，第三直流变换器高压直流接口连接高压直流母线；

所述驱动控制器高压直流接口连接高压直流母线，驱动控制器高压交流接口通过电缆连接永磁同步电机；

所述车况反馈器通讯接口、发动机控制单元通讯接口、第一直流变换器通讯接口、第二直流变换器通讯接口、第三直流变换器通讯接口、驱动控制器通讯接口和车载充电系统的通讯接口分别与CAN总线连接；

其特征在于： 

A.所述车况反馈器由具有I/O接口和通讯接口的信号处理器构成，信号处理器通过I/O接口采集分布在车身上的曲轴转速、轮轴位置、车速、车重、永磁同步电机转速、永磁同步电机转矩、方向盘位置、挡位、油门位置和刹车位置的信号以及第二蓄电池放电端电压和电流信号，进行A/D转换、滤波、整型、放大处理后得到车速、车重、永磁同步电机转矩、挡位、油门位置以及刹车位置的数字信号以及第二蓄电池放电端电压和电流的数字信号，通过通讯接口发送到CAN总线，由发动机控制单元接收；

B.所述发动机控制单元由CPU、数据存储器和通讯接口构成，通过通讯接口和CAN总线进行数据交换，CPU用于计算永磁同步电机实时驱动功率P₀、永磁同步电机期望驱动功率P₀′和第一蓄电池期望输出功率P₁′，由通讯接口向CAN总线发出F′、V′、 P₂、P₃和P₀′；

P₀＝FV，式中，V为车速的数字信号，牵引力F＝T/R，T为永磁同步电机转矩的数字信号，R为电动车车轮半径；

其中，期望牵引力F′＝αF_N牵+βF_N制，期望速度V′＝V+(F×t_N1+F′×t_N2)/m，式中，F_N牵、F_N制分别为挡位N所对应的最大牵引力和最大制动力，由预先实测永磁同步电机在挡位N所对应的最大牵引力和最大制动力存入数据存储器，N＝2～5；α、β分别为油门位置、刹车位置的数字信号；m为车重的数字信号；t_N1为发动机控制单元数据采集、运算和处理时间，t_N2为从V调整到V′所需的时间，均根据CPU时钟得到；

式中，P₂、P₃分别为第二蓄电池和太阳能电池组放电端实时功率，根据它们各自放电端的电压数字信号和电流数字信号得到；

C.所述第一直流变换器由其通讯接口从CAN总线接收P₁′，根据P₁′分别对高压直流接口的电压、电流和低压直流接口的电压、电流进行比较控制：

P₁′≥0时，第一蓄电池为放电状态，采样第一直流变换器高压直流接口的电压信号、电流信号，并对高压直流接口的电压、电流进行比较控制，当高压直流接口的电压大于或小于高压直流母线电压时，通过比例积分调节，使高压直流接口的电压维持不变；P₁′＜0时，第一蓄电池为充电状态，采样第一直流 变换器低压直流接口的电压、电流，并对低压直流接口的电压、电流进行比较控制，当低压直流接口的电压大于或小于低压直流母线电压时，通过比例积分调节，使低压直流接口的电压维持不变；

D.所述第二直流变换器由其通讯接口从CAN总线接收P₂，根据实时功率P₂采用闭环PWM控制，将第二蓄电池充电端的电压、电流与第二蓄电池放电端的电压、电流进行比较控制，当第二蓄电池充电端电流小于放电端电流时，通过比例积分调节，保证第二蓄电池的充电端和放电端的平衡；

E.所述第三直流变换器由其通讯接口从CAN总线接收P₃，根据P₃对第三直流变换器高压直流接口的电压、电流进行比较控制，当高压直流接口的电压大于或小于高压直流母线电压时，通过比例积分调节，保持高压直流接口的电压不变；

F.所述驱动控制器由其通讯接口从CAN总线接收F′、V′、P₀′，用于计算永磁同步电机的期望转动角速度ω′、期望转矩T′和永磁同步电机电流的转矩分量i_q，根据ω′，对i_q进行dq0三相坐标系变换，得到期望正弦电流；通过改变驱动控制器逆变部分的电压和电流，使得驱动控制器逆变部分的电流等于期望正弦电流，以达到对应转矩和转速；

ω′＝V′/R，T′＝F′R， 

其中，n_p为永磁同步电机的极对数，ψ_r为由永磁体决定的转子磁链；所述永磁同步电机采用i_d＝0的控制方式，i_d为永磁同步电机电流的励磁分量。