基于多跟隨器的分布式能源供給系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種基于多跟隨器的分布式能源供給系統(tǒng)，涉及電動汽車領(lǐng)域。所述系統(tǒng)中，燃料供給與采集系統(tǒng)接入跟隨器組，用于為跟隨器組提供動力源；跟隨器組與動力電池一起接入驅(qū)動控制系統(tǒng)，在驅(qū)動控制系統(tǒng)的控制下為驅(qū)動系統(tǒng)提供動力源，驅(qū)動系統(tǒng)再驅(qū)動負載工作，再通過分布式系統(tǒng)能量管理單元控制協(xié)調(diào)跟隨器組與動力電池的輸出。本實用新型可根據(jù)功率需求，控制一個或多個跟隨器與動力電池進行有效的組合，進行整車能量需求的最優(yōu)分配，適應(yīng)能源供給系統(tǒng)高效運行的需求。
【專利說明】
基于多跟隨器的分布式能源供給系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及電動汽車領(lǐng)域，特別是涉及一種基于多跟隨器的分布式能源供給系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]電動汽車被認為是解決能源危機和環(huán)境污染最具潛力的新能源汽車技術(shù)，但純電動汽車存在續(xù)駛里程短、充電時間長的問題，增程式電動汽車的出現(xiàn)有效彌補了此種不足。
[0003]增程式電動汽車安裝有能夠增加續(xù)駛里程的跟隨器，與動力蓄電池一起作為整車動力源。目前，增程式電動汽車的能量管理策略研究主要集中在以下幾種:恒溫器能量管理策略、功率跟隨能量管理策略、瞬時優(yōu)化能量管理策略及模糊控制能量管理策略。在上述四種能量管理策略方法中，只有恒溫器能量管理策略得到了推廣應(yīng)用，其他策略方法還不成熟，實用性不強。
[0004]目前整車的能量管理策略方法在制定的過程中，至多考慮到整車行駛狀態(tài)，即油門踏板深度、制動狀態(tài)、蓄電池SOC和跟隨器輸出功率效率點等因素，且控制規(guī)則的制定基本都是基于經(jīng)驗，在試車的過程中確定控制參數(shù)，雖然具有一定的實用性，但無法使整車得到最優(yōu)。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型的一個目的是要提供一種基于多跟隨器的分布式能源供給系統(tǒng)，相比于單跟隨器的能源供給系統(tǒng)在效率優(yōu)化方面的有限性，本系統(tǒng)能夠滿足車輛不同載荷下且工況復(fù)雜多變下的不同功率需求，實現(xiàn)車輛不同功率需求下的效率最優(yōu)適應(yīng)性。
[0006]特別地，本實用新型提供了一種基于多跟隨器的分布式能源供給系統(tǒng)，用于增程式電動汽車，包括:燃料供給與采集系統(tǒng)、跟隨器組、動力電池、驅(qū)動控制系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)、負載以及分布式系統(tǒng)能量管理單元，所述燃料供給與采集系統(tǒng)接入所述跟隨器組，用于為跟隨器組提供動力源;所述跟隨器組與所述動力電池一起接入所述驅(qū)動控制系統(tǒng)，在所述驅(qū)動控制系統(tǒng)的控制下為所述驅(qū)動系統(tǒng)提供動力源，所述驅(qū)動系統(tǒng)再驅(qū)動所述負載工作；
[0007]其中，所述分布式系統(tǒng)能量管理單元控制協(xié)調(diào)所述跟隨器組與所述動力電池的輸出。
[0008]進一步地，所述燃料供給與采集系統(tǒng)、所述跟隨器組、所述動力電池、所述驅(qū)動控制系統(tǒng)、所述驅(qū)動系統(tǒng)以及所述分布式系統(tǒng)能量管理單元均接入CAN總線并互聯(lián)通信。
[0009]進一步地，所述跟隨器組包括至少兩個跟隨器，每個跟隨器包括跟隨器動力源、發(fā)電機與跟隨器能量管理單元，每個跟隨器的輸入端與所述燃料供給及采集系統(tǒng)相連，每個跟隨器的輸出端均接入所述驅(qū)動控制系統(tǒng)的輸入端。
[0010]進一步地，所述分布式系統(tǒng)能量管理單元從CAN總線接收車身各組件的輸出能力并根據(jù)車身各組件的輸出能力，對所述跟隨器組中的每個跟隨器能量管理單元的工作進行控制。
[0011]進一步地，所述跟隨器動力源為燃料電池發(fā)動機、蓄電池或內(nèi)燃機中的一種。
[0012]所述分布式系統(tǒng)能量管理單元包括跟隨器模態(tài)控制模塊、跟隨器啟?？刂颇K以及跟隨器模態(tài)優(yōu)化控制模塊，其中:
[0013]所述跟隨器模態(tài)控制模塊根據(jù)行車工況下的實際車速、請求扭矩、功率需求、電池SOC進行綜合判斷，判決所述跟隨器組需進入的模態(tài)；
[0014]所述跟隨器模態(tài)優(yōu)化控制模塊計算并選擇所述跟隨器組在對應(yīng)模態(tài)下的最優(yōu)工況點；
[0015]所述跟隨器啟?？刂颇K根據(jù)所述跟隨器模態(tài)控制模塊的判決結(jié)果和所述跟隨器模態(tài)優(yōu)化控制模塊的計算結(jié)果，發(fā)出控制指令至所述跟隨器組并控制所述跟隨器組中各跟隨器能量管理單元的啟動與停止；
[0016]優(yōu)選地，所述跟隨器組的模態(tài)包括EV模式(純電動模式)、單跟隨器模式、雙跟隨器模式、N個跟隨器模式。
[0017]本實用新型所提供的基于多跟隨器的分布式能源供給系統(tǒng)，采用的多跟隨器方案代替現(xiàn)有的單跟隨器或單増程器方案，這一多跟隨器下的分布式能源供給系統(tǒng)可以根據(jù)功率需求進行適應(yīng)性的高效組合，控制一個或多個跟隨器能量管理單元與動力電池進行有效的組合，進行整車能量需求的最優(yōu)分配，適應(yīng)不同功率需求下能源供給系統(tǒng)高效運行的需求。
[0018]本實用新型的基于多跟隨器的分布式能源供給系統(tǒng)相比于單跟隨器的能源供給系統(tǒng)在效率優(yōu)化方面的有限性，本系統(tǒng)能夠滿足車輛不同載荷下且工況復(fù)雜多變下的不同功率需求，實現(xiàn)車輛不同功率需求下的效率最優(yōu)適應(yīng)性。
[0019]根據(jù)下文結(jié)合附圖對本實用新型具體實施例的詳細描述，本領(lǐng)域技術(shù)人員將會更加明了本實用新型的上述以及其他目的、優(yōu)點和特征。
【附圖說明】
[0020]后文將參照附圖以示例性而非限制性的方式詳細描述本實用新型的一些具體實施例。附圖中相同的附圖標記標示了相同或類似的部件或部分。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，這些附圖未必是按比例繪制的。附圖中:
[0021]圖1是根據(jù)本實用新型一個實施例的分布式能源供給系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。
[0022]其中:
[0023]1、燃料供給與采集系統(tǒng)I ； 2、跟隨器組；3、動力電池；4、驅(qū)動控制系統(tǒng)；5、驅(qū)動系統(tǒng);6、負載;7、分布式系統(tǒng)能量管理單兀；8、CAN總線。
【具體實施方式】
[0024]圖1是根據(jù)本實施例的基于多跟隨器的分布式能源供給系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。如圖1所示，該基于多跟隨器的分布式能源供給系統(tǒng)，用于增程式電動車，一般性地可包括:燃料供給與采集系統(tǒng)1、跟隨器組2、動力電池3、驅(qū)動控制系統(tǒng)4、驅(qū)動系統(tǒng)5、負載6以及分布式系統(tǒng)能量管理單元7，所述燃料供給與采集系統(tǒng)I接入所述跟隨器組2，用于為跟隨器組2提供動力源;所述跟隨器組2與所述動力電池3—起接入所述驅(qū)動控制系統(tǒng)4，在所述驅(qū)動控制系統(tǒng)4的控制下為所述驅(qū)動系統(tǒng)5提供動力源，所述驅(qū)動系統(tǒng)5再驅(qū)動所述負載6工作；
[0025]其中，所述分布式系統(tǒng)能量管理單元7控制協(xié)調(diào)所述跟隨器組2與所述動力電池3的輸出。
[0026]所述分布式能源供給系統(tǒng)，采用的多跟隨器方案代替現(xiàn)有的單跟隨器或單増程器方案，這一多跟隨器下的分布式能源供給系統(tǒng)可以根據(jù)功率需求進行適應(yīng)性的高效組合，控制一個或多個跟隨器與動力電池3進行有效的組合，進行整車能量需求的最優(yōu)分配，適應(yīng)不同功率需求下能源供給系統(tǒng)高效運行的需求。
[0027]現(xiàn)有車身控制方面均會用到CAN(控制器局域網(wǎng)絡(luò))總線，將上述的燃料供給與采集系統(tǒng)1、跟隨器組2、動力電池3、驅(qū)動控制系統(tǒng)4、驅(qū)動系統(tǒng)5以及所述分布式系統(tǒng)能量管理單元7均接入CAN總線8并互聯(lián)通信，可以最優(yōu)化地實現(xiàn)信號傳輸，提高控制效果，并且能夠節(jié)約成本投入。
[0028]為了能夠?qū)崿F(xiàn)多跟隨器適應(yīng)性的優(yōu)化運行，所述跟隨器組2包括至少兩個跟隨器，每個跟隨器包括跟隨器動力源、發(fā)電機與跟隨器能量管理單元，每個跟隨器的輸入端與所述燃料供給及采集系統(tǒng)I相連，每個跟隨器的輸出端均接入所述驅(qū)動控制系統(tǒng)4的輸入端。
[0029]跟隨器啟動后，在所述跟隨器能量管理單元的控制下，所述跟隨器動力源輸出的機械能經(jīng)發(fā)電機轉(zhuǎn)化為電能，進而輸出值所述驅(qū)動控制系統(tǒng)4，用于驅(qū)動系統(tǒng)5工作的動力。
[0030]優(yōu)選地，所述跟隨器動力源為燃料電池發(fā)動機、蓄電池或內(nèi)燃機中的一種。
[0031]所述分布式系統(tǒng)能量管理單元7是根據(jù)CAN總線8接收車身各組件的輸出能力并結(jié)合車身各組件的輸出能力，對所述跟隨器組2中的每個跟隨器能量管理單元的工作進行控制。本實施例所述分布式能源供給系統(tǒng)控制一個或多個跟隨器能量管理單元與動力電池3進行有效的組合，進行整車能量需求的最優(yōu)分配，適應(yīng)不同功率需求下能源供給系統(tǒng)高效運行的需求。
[0032]進一步地，所述分布式系統(tǒng)能量管理單元7包括跟隨器模態(tài)控制模塊、跟隨器啟?？刂颇K以及跟隨器模態(tài)優(yōu)化控制模塊，其中:
[0033]所述跟隨器模態(tài)控制模塊根據(jù)行車工況下的實際車速、請求扭矩、功率需求、電池SOC進行綜合判斷，判決所述跟隨器組2需進入的模態(tài)；
[0034]所述跟隨器模態(tài)優(yōu)化控制模塊計算并選擇所述跟隨器組2在對應(yīng)模態(tài)下的最優(yōu)工況點；
[0035]所述跟隨器啟停控制模塊根據(jù)所述跟隨器模態(tài)控制模塊的判決結(jié)果和所述跟隨器模態(tài)優(yōu)化控制模塊的計算結(jié)果，發(fā)出控制指令至所述跟隨器組2并控制所述跟隨器組2中各跟隨器能量管理單元的啟動與停止；
[0036]進一步地，所述跟隨器組2的模態(tài)包括EV模式、單跟隨器模式、雙跟隨器模式、N個跟隨器模式。
[0037]進一步地，所述跟隨器組的模態(tài)包括待機模態(tài)與工作模態(tài)，其中:
[0038]待機模態(tài)下即系統(tǒng)處于待機狀態(tài)；
[0039]工作模態(tài)下分為EV模態(tài)與跟隨器串聯(lián)模態(tài)及各自模態(tài)的切換，跟隨器串聯(lián)模態(tài)分為單跟隨器串聯(lián)模態(tài)與多跟隨器串聯(lián)模態(tài)。
[0040]進一步地，所述單跟隨器串聯(lián)模態(tài)包括跟隨器發(fā)動機啟動模態(tài)、跟隨器串聯(lián)模態(tài)、跟隨器發(fā)動機停止模態(tài)，其順序從跟隨器發(fā)動機啟動模態(tài)到跟隨器串聯(lián)模態(tài)，然后再到跟隨器發(fā)動機停止模態(tài)，如果啟動過程中出現(xiàn)異常或故障，則直接從跟隨器發(fā)動機啟動模態(tài)到跟隨器發(fā)動機停止模態(tài)切換。
[0041]至此，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)認識到，雖然本文已詳盡示出和描述了本實用新型的多個示例性實施例，但是，在不脫離本實用新型精神和范圍的情況下，仍可根據(jù)本實用新型公開的內(nèi)容直接確定或推導(dǎo)出符合本實用新型原理的許多其他變型或修改。因此，本實用新型的范圍應(yīng)被理解和認定為覆蓋了所有這些其他變型或修改。
【主權(quán)項】
1.一種基于多跟隨器的分布式能源供給系統(tǒng)，用于增程式電動汽車，包括:燃料供給與采集系統(tǒng)、跟隨器組、動力電池、驅(qū)動控制系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)、負載以及分布式系統(tǒng)能量管理單元，所述燃料供給與采集系統(tǒng)接入所述跟隨器組，用于為跟隨器組提供動力源;所述跟隨器組與所述動力電池一起接入所述驅(qū)動控制系統(tǒng)，在所述驅(qū)動控制系統(tǒng)的控制下為所述驅(qū)動系統(tǒng)提供動力源，所述驅(qū)動系統(tǒng)再驅(qū)動所述負載工作； 其中，所述分布式系統(tǒng)能量管理單元控制協(xié)調(diào)所述跟隨器組與所述動力電池的輸出。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分布式能源供給系統(tǒng)，其特征在于，所述燃料供給與采集系統(tǒng)、所述跟隨器組、所述動力電池、所述驅(qū)動控制系統(tǒng)、所述驅(qū)動系統(tǒng)以及所述分布式系統(tǒng)能量管理單元均接入CAN總線并互聯(lián)通信。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分布式能源供給系統(tǒng)，其特征在于，所述跟隨器組包括至少兩個跟隨器，每個跟隨器包括跟隨器動力源、發(fā)電機與跟隨器能量管理單元，每個跟隨器的輸入端與所述燃料供給及采集系統(tǒng)相連，每個跟隨器的輸出端均接入所述驅(qū)動控制系統(tǒng)的輸入端。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的分布式能源供給系統(tǒng)，其特征在于，所述分布式系統(tǒng)能量管理單元從CAN總線接收車身各組件的輸出能力并根據(jù)車身各組件的輸出能力，對所述跟隨器組中的所述每個跟隨器能量管理單元的工作進行控制。5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的分布式能源供給系統(tǒng)，其特征在于，所述跟隨器動力源為燃料電池發(fā)動機、蓄電池或內(nèi)燃機中的一種。
【文檔編號】B60L11/18GK205498654SQ201620250380
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年3月29日
【發(fā)明人】蔡文遠, 林元則
【申請人】浙江吉利控股集團有限公司, 南充吉利商用車研究院有限公司