帶有復合儲能系統(tǒng)的純電動公交客車整車能量管理系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于整車能量管理領(lǐng)域，適用于采用蓄電池和超級電容組成的復合能量管理，具體涉及一種帶有復合儲能系統(tǒng)的純電動公交客車整車能量管理系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]由于石油類能源物質(zhì)儲量有限，隨著工業(yè)、經(jīng)濟和消費規(guī)模的迅速膨脹，目前石油供應(yīng)日趨緊張，再加上汽車尾氣對環(huán)境造成了巨大的污染，使得傳統(tǒng)燃油動力汽車的未來發(fā)展受到嚴重制約，電動汽車是汽車行業(yè)未來發(fā)展的主流方向。
[0003]電源系統(tǒng)是純電動汽車的重要部分，現(xiàn)在一般的電動汽車都是將蓄電池或者超級電容作為車載能源，蓄電池比能量高，但是比功率低，超級電容比功率高，但是比能量低。所以一般綜合采用的方案是:將蓄電池和超級電容組成復合儲能系統(tǒng)，這樣既能發(fā)揮蓄電池高比能量的優(yōu)勢，又能發(fā)揮超級電容高比功率的優(yōu)勢。
[0004]在蓄電池和超級電容組成的復合儲能系統(tǒng)中，至關(guān)重要的問題就是兩者之間的功率分配問題。目前采用比較多的方案只是將兩者進行簡單的并聯(lián)，雖然能在一定程度上提高整車能量利用效率，但是由于城市工況較為復雜，現(xiàn)有的能量管理系統(tǒng)無法根據(jù)實際路況對兩者的功率進行合理分配，致使不能充分發(fā)揮兩者的優(yōu)勢，縮短蓄電池的使用壽命;此夕卜，現(xiàn)有的復合能源管理系統(tǒng)對車輛制動能量的回收效率較低，導致整車的動力性能不高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供了一種帶有復合儲能系統(tǒng)的純電動公交客車整車能量管理系統(tǒng)，以實現(xiàn)根據(jù)城市實際路況對系統(tǒng)中蓄電池和超級電容間的功率進行合理分配，進一步提高整車能量利用率。結(jié)合說明書附圖，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0006]—種帶有復合儲能系統(tǒng)的純電動公交客車整車能量管理系統(tǒng)，包括高壓電池系統(tǒng)、交/直變換系統(tǒng)、充電接口系統(tǒng)、低壓附件系統(tǒng)以及整車能量管理ECU，還包括駕駛意圖及路況識別系統(tǒng)；
[0007]所述高壓電池系統(tǒng)由高壓蓄電池序列系統(tǒng)和超級電容序列系統(tǒng)并聯(lián)后與雙向DC/DC變換器和雙向DC/DC控制器依次串聯(lián)組成；
[0008]所述高壓電池系統(tǒng)、低壓附件系統(tǒng)和駕駛意圖及路況識別系統(tǒng)分別與整車能量管理ECU雙向控制連接，使整車能量管理ECU根據(jù)駕駛意圖及路況識別系統(tǒng)的信號反饋對高壓蓄電池序列和超級電容序列的功率進行分配。
[0009]所述高壓蓄電池序列系統(tǒng)中高壓蓄電池序列分別與交/直變換系統(tǒng)中的雙向AC/DC變換器、充電接口系統(tǒng)中的整流裝置以及雙向DC/DC變換器相連，其中在各連接支路上安裝有開關(guān)或功率二級管，以實現(xiàn)對高壓蓄電池序列的限流及充放電控制；
[0010]所述超級電容序列系統(tǒng)中超級電容序列分別與雙向DC/DC變換器低壓附件系統(tǒng)中的低壓蓄電池相連，其中在各連接支路上安裝有開關(guān)或功率二級管，以實現(xiàn)對超級電容序列的充電控制。
[0011]所述高壓蓄電池序列分別與雙向AC/DC變換器、整流裝置以及雙向DC/DC變換器的連接方式如下:
[0012]高壓蓄電池序列正極端與功率二極管Dl陽極端串聯(lián)后，通過導線與雙向AC/DC變換器的正極端相連;高壓蓄電池序列的負極直接與雙向AC/DC變換器的負極相連接，且在高壓蓄電池序列的正負極之間直接接有一個電容C;
[0013]高壓蓄電池序列正極端通過三條支路分別與雙向DC/DC變換器和整流裝置的正極端相連；
[0014]支路一:高壓蓄電池序列正極端與功率二極管Dl陽極端、開關(guān)Kl串聯(lián)后，分別與雙向DC/DC變換器正極端、整流裝置正極端通過導線相連接；
[0015]支路二:高壓蓄電池序列的正極端與功率二極管D2陰極端、開關(guān)K6串聯(lián)后，分別與DC/DC變換器正極端、整流裝置的正極端通過導線相連接；
[0016]支路三:高壓蓄電池序列的正極端與開關(guān)K2串聯(lián)后，分別與雙向DC/DC變換器正極端、整流裝置的正極端通過導線相連接；
[0017]高壓蓄電池序列負極端與開關(guān)K3串聯(lián)后，分別與雙向DC/DC變換器負極端、整流裝置的負極端通過導線相連接。
[0018]所述駕駛意圖及路況識別系統(tǒng)包括駕駛意圖及路況識別控制器以及分別與其控制連接的制動踏板傳感器、加速踏板傳感器和GPRS導航系統(tǒng)。
[0019]所述低壓附件系統(tǒng)中還包括太陽能電池板和太陽能電池板控制器，所述太陽能電池板控制器接收電能側(cè)與太陽能電池板相連，輸出電能側(cè)分別與超級電容序列、雙向DC/DC變換器以及低壓蓄電池相連，太陽能經(jīng)太陽能電池板吸收后為低壓蓄電池提供充電電源。
[0020]所述太陽能電池板控制器與超級電容序列和雙向DC/DC變換器的連接方式如下:
[0021]太陽能電池板控制器的輸出電能側(cè)正極端與開關(guān)K9、功率二極管D3和開關(guān)K7串聯(lián)后分別與超級電容序列、雙向DC/DC變換器相連；
[0022]太陽能電池板控制器輸出電能側(cè)的負極端與開關(guān)KlO和開關(guān)K8串聯(lián)后分別與超級電容序列、雙向DC/DC變換器相連。
[0023]本發(fā)明的有益效果在于:
[0024]本發(fā)明提供一種新型的整車能量管理系統(tǒng)，在布置了高壓蓄電池序列和超級電容序列的基礎(chǔ)之上，新添加了若干開關(guān)和功率二極管，能夠?qū)崿F(xiàn)在充放電過程中，限制高壓蓄電池序列的充電電流，延長高壓蓄電池序列的使用壽命。新添加了太陽能發(fā)電系統(tǒng)，為低壓附件系統(tǒng)補充能量。另外新增加了 GPRS導航系統(tǒng)和加速踏板傳感器、制動踏板傳感器，提前預測路況和駕駛員駕駛意圖，系統(tǒng)能夠根據(jù)實時路況和高壓蓄電池序列、超級電容序列的狀態(tài)，選擇最佳的工作模式，使高壓蓄電池序列和超級電容序列能夠充分發(fā)揮兩者之間的優(yōu)勢，且本發(fā)明的帶有復合儲能系統(tǒng)的純電動公交客車能夠在短暫停車過程中利用軌道電網(wǎng)進行快充。
【附圖說明】
[0025]圖1為帶有復合儲能系統(tǒng)的純電動公交客車整車能量管理系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)框圖；
[0026]圖2為帶有復合儲能系統(tǒng)的純電動公交客車整車能量管理系統(tǒng)各組成部分之間具體連接方式框圖；
[0027]圖3為帶有復合儲能系統(tǒng)的純電動公交客車整車能量管理系統(tǒng)的功率流圖；
[0028]圖4a為驅(qū)動狀態(tài)下帶有復合儲能系統(tǒng)的純電動公交客車整車能量管理系統(tǒng)中的雙向AC/DC變換器的工作簡圖；
[0029]圖4b為再生制動狀態(tài)下帶有復合儲能系統(tǒng)的純電動公交客車整車能量管理系統(tǒng)中的雙向AC/DC變換器的工作簡圖；
[0030]圖5為帶有復合儲能系統(tǒng)的純電動公交客車整車能量管理系統(tǒng)中的雙向DC/DC變換器的結(jié)構(gòu)簡圖；
[0031]圖6為帶有復合儲能系統(tǒng)的純電動公交客車整車能量管理系統(tǒng)中高壓蓄電池序列(超級電容序列)電池管理系統(tǒng)與高壓蓄電池序列(超級電容序列)的連接關(guān)系圖；
[0032]圖中:電池序列指的是高壓蓄電池序列和超級電容序列；
[0033]電池序列管理系統(tǒng)指的是高壓蓄電池序列電池管理系統(tǒng)和超級電容序列電池管理系統(tǒng)。
[0034]圖7為帶有復合儲能系統(tǒng)的純電動公交客車整車能量管理系統(tǒng)中車載充電系統(tǒng)簡圖；
[0035]圖8為帶有復合儲能系統(tǒng)的純電動公交客車整車能量管理系統(tǒng)中低壓附件系