[发明专利]基于弹性储能的电动汽车复合储能系统及能量分配方法

摘要

基于弹性储能的电动汽车复合储能系统及能量分配方法，属于电动汽车复合储能及能量分配技术领域。解决了现有电动汽车存在续驶里程短、加速性能差和电池使用寿命短的问题。本发明通过制定能量管理方法使电动汽车可以在不同的行驶工况下正常行驶，电源的能量得到合理的分配，提高了电动汽车的加速性，并延长电动汽车动力电池的使用寿命，增加了电动汽车的续驶里程。本发明适用于电动汽车复合储能使用。

主权项

1.基于弹性储能的电动汽车复合储能系统的能量分配方法，该方法利用基于弹性储能的电动汽车复合储能系统实现，基于弹性储能的电动汽车复合储能系统包括复合储能系统、锂空气电池组(4)、单向DC/DC转换器(5)、逆变器(6)、驱动电机(7)、整车控制器(8)和泄流装置(9)；复合储能系统包括弹性储能器(1)、双向DC/DC转换器(2)和磷酸铁锂电池组(3)；弹性储能器(1)的直流电流输入输出端连接双向DC/DC转换器(2)一个电流输入输出端，双向DC/DC转换器(2)另一个电流输入输出端同时连接磷酸铁锂电池组(3)的充放电信号端、泄流装置(9)的电流输入端、逆变器(6)的直流端和单向DC/DC转换器(5)的电流输出端；单向DC/DC转换器(5)的电流输入端连接锂空气电池组(4)的电流输出端；逆变器(6)的交流输出端连接驱动电机(7)的电源端，驱动电机(7)驱动电动汽车的齿轮进行转动；整车控制器(8)的双向DC/DC转换控制信号输出端连接双向DC/DC转换器(2)的控制信号输入端，整车控制器(8)的电池组剩余电量信号输入端连接双向DC/DC转换器(2)的电池组剩余电量信号输出端；整车控制器(8)的储能器控制信号输出端连接弹性储能器(1)的开关控制信号输入端，整车控制器(8)的储能状态信号输入端连接弹性储能器(1)的储能状态输出端；整车控制器(8)的逆变器转换控制信号输出端连接逆变器(6)的转换控制信号输入端；整车控制器(8)的泄流控制信号输出端连接泄流装置(9)的泄流控制信号输入端；整车控制器(8)的转换开关控制输出与锂空气电池剩余电量输入端连接单向DC/DC转换器(5)的转换控制输入与剩余电量输出端；弹性储能器(1)包括制动机构(11)、涡簧机构(12)、离合器(13)和直流电机(14)；涡簧机构(12)与制动机构(11)均套设在一根传动轴上，所述传动轴与直流电机(14)的输出轴同轴连接，直流电机(14)的电源端连接双向DC/DC转换器(2)的一个电流信号输入输出端；直流电机(14)的输出轴与所述传动轴之间设有离合器(13)；其特征在于，该方法的具体步骤为：步骤一、采用车载传感器采集电动汽车的车速、油门踏板的开度和制动踏板的开度，采用双向DC/DC转换器(2)采集磷酸铁锂电池组(3)的剩余电量，采用拉力传感器采集弹性储能器(1)的涡簧的拉力；步骤二、整车控制器(8)判断油门踏板开度是否大于0，若是，则整车控制器(8)根据电动汽车的车速和油门踏板的开度计算电动汽车的需求功率P，执行步骤三；否则执行步骤六；步骤三、整车控制器(8)判断电动汽车的需求功率P是否大于锂空气电池组(4)输出的最大功率PL，若是，整车控制器(8)控制单向DC/DC转换器(5)、双向DC/DC转换器(2)和逆变器(6)同时开启，使锂空气电池组(4)输出最大输出功率PL，弹性储能器(1)输出功率P‑PL，锂空气电池组(4)与弹性储能器(1)同时为驱动电机(7)提供输出功率，返回执行步骤一；否则，执行步骤四；步骤四、整车控制器(8)控制单向DC/DC转换器(5)和逆变器(6)同时开启，使锂空气电池组(4)输出功率P，为驱动电机(7)提供输出功率；整车控制器(8)判断拉力传感器检测的弹性储能器(1)的涡簧的拉力F1是否小于涡簧拉力最大值Fm的b％，若是，则执行步骤五，否则，返回执行步骤一；步骤五、整车控制器(8)控制双向DC/DC转换器(2)开启，磷酸铁锂电池组(3)向双向DC/DC转换器(2)输出电流，直流电机(14)的输出轴转动为弹性储能器(1)充电，直至弹性储能器(1)的涡簧机构(12)达到涡簧拉力最大值的b％，返回执行步骤一；步骤六、整车控制器(8)判断制动踏板开度是否大于0，若是，则执行步骤七，否则，返回执行步骤一；步骤七、整车控制器(8)判断磷酸铁锂电池组(3)的剩余电量是否大于磷酸铁锂电池组(3)的电量最大阀值a，若是，整车控制器(8)控制逆变器(6)开启，同时控制泄流装置(9)的电力电子开关闭合，消耗掉回收制动的能量，返回执行步骤一；否则，整车控制器(8)控制逆变器(6)开启，回收制动能量为磷酸铁锂电池组(3)充电至磷酸铁锂电池组(3)的电量最大阀值a，返回执行步骤一。