[发明专利]一种混合动力系统及其控制方法

说明书

本发明公开了一种混合动力系统及其控制方法，混合动力系统包括发动机、无刷双馈电机和变频装置，发动机连接负载，无刷双馈电机通过串联发动机而间接连接负载。采用无刷双馈电机代替永磁电机，无刷双馈电机的功率绕组和控制绕组能同时变频调速，调速范围更广；采用超级电容和蓄电池同时供电，放电性能和蓄电能力都能保证；当一侧绕组出现问题时，可以开路该绕组，使其为异步电机进行控制，增加了系统安全性；由于超级电容的存在，功率绕组为高压绕组，能减小电路损耗；无刷双馈电机为双端口电机，控制绕组和功率绕组能同时控制，控制方案多样，能更好的优化动力和续航能力。

技术领域

本发明属于车辆动力系统技术领域，尤其涉及一种混合动力系统及其控制方法。

背景技术

随着绿色生活理念的普及，全球范围内应用纯电动或其它新能源动力的车辆类型越来越多。其中公交车、出租车这类车辆已经能较好地应用新能源动力。由于车辆总重和运营状况有较大差异，运输类重型车应用纯电动技术还在初步阶段。目前城市运输车辆中有三种类型的动力方案。一是内燃机动力，总质量大或运营里程长的重型车将沿用该传统方案；二是纯电动动力，将应用在总质量较小或运营里程短的车辆上；第三类是混合动力，总质量和运营里程适中。

目前混合动力主要采用永磁同步电机，优势在于高效率和高功率密度，但存在以下几个技术缺点：

1)磁路结构和设计计算较为复杂，材料加工难度大；

2)恒压控制问题，高速时弱磁困难；

3)高速运行时发热严重，容易导致永磁体失磁；

4)成本问题，永磁材料价格和加工难度，提升了总体成本。

发明内容

本发明提供了一种混合动力系统及其控制方法，可以解决或者至少部分解决上述技术问题。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，提供了一种混合动力系统，包括发动机、无刷双馈电机和变频装置，所述发动机连接负载，所述无刷双馈电机通过串联所述发动机而间接连接所述负载；

所述无刷双馈电机包括功率绕组和控制绕组，所述功率绕组通过第一桥式电路连接有超级电容，所述控制绕组通过第二桥式电路连接有蓄电池；

所述变频装置用于调节所述功率绕组和所述控制绕组的输出频率。

可选地，包括：

充电装置，用于通过充电桩给所述超级电容和所述蓄电池充电。

可选地，包括：

切换装置，所述切换装置分别连接所述功率绕组和所述控制绕组，用于当所述功率绕组和所述控制绕组中的一个绕组出现故障时，将该出现故障的绕组切换为开路。

第二方面，提供了一种应用于如上所述的混合动力系统的控制方法，包括：

在车速快速变化时，无刷双馈电机处于工作状态，通过功率绕组进行能量的馈入或馈出。

可选地，包括：

在怠速工况下，关闭发动机；通过无刷双馈电机进行启动、减速的能量馈入馈出控制。

可选地，包括：

在重载刹车和下坡时，无刷双馈电机处于工作状态，功率绕组和控制绕组同时馈出或馈入能量。

可选地，包括：

当功率绕组和控制绕组中的一个绕组出现故障时，将出现故障的绕组切换为开路。

可选地，包括：

在小负荷工况下，若储能系统能量充足时，关闭发动机；无刷双馈电机处于工作状态，功率绕组和控制绕组同时馈出能量给负载；