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CN104972919A - 一种分布式驱动电动车复合能源的能量分配装置及能量分配方法 - Google Patents

一种分布式驱动电动车复合能源的能量分配装置及能量分配方法 Download PDF

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Abstract

一种分布式驱动电动车复合能源的能量分配装置及能量分配方法，驱动电动车复合能源的构型及能量分配方法。解决了现有电动车采用电池作为动力源，造成电动车续驶里程不足的问题。本发明制定相应的电机驱动方法使锂电池-超级电容复合能源电动车在不同功率需求下都能正常行驶，同时使得复合能源的能量分配更加合理，满足电动车在不同的功率需求下都可以正常工作，避免了能量的不必要浪费，增加了电动车的续驶里程，本发明适用于分布式驱动电动车复合能源的能量分配。

Description

一种分布式驱动电动车复合能源的能量分配装置及能量分配方法
技术领域
本发明涉及驱动电动车复合能源的构型及能量分配方法。
背景技术
现如今电动车大多采用一种电池作为动力源，这样往往造成电动车续驶里程不足的问题。同时造成了能量的不必要浪费，减少了电动车的续驶里程。
发明内容
本发明是为了解决现有电动车采用电池作为动力源，造成电动车续驶里程不足的问题，提出了一种分布式驱动电动车复合能源的能量分配装置及能量分配方法。
本发明所述的一种分布式驱动电动车复合能源的能量分配装置，它包括一号驱动器、二号驱动器、三号驱动器、四号驱动器和锂电池；它还包括DC/DC转换器、超级电容、泄流装置、电池管理系统、报警装置、整车管理系统、车速传感器、加速踏板传感器和制动踏板传感器；
一号驱动器、二号驱动器、三号驱动器和四号驱动器分别用于驱动一号电机、二号电机、三号电机和四号电机；且一号电机和二号电机用于驱动前侧的两个车轮，三号电机和四号电机用于驱动后侧的两个车轮；
锂电池用于为三号驱动器和四号驱动器供电，超级电容用于为一号驱动器和二号驱动器供电；
DC/DC转换器的电源信号输入端连接锂电池的电源信号输出端，DC/DC转换器的电源信号输出端连接超级电容的电源信号输入端，DC/DC转换器的功率控制信号输入端连接整车管理系统功率控制信号输出端，电池管理系统用于采集锂电池的剩余电量和超级电容的剩余电量，并将采集的锂电池的剩余电量和超级电容的剩余电量信号发送至整车管理系统，整车管理系统的泄流控制信号输出端连接泄流装置的泄流控制信号输入端，泄流装置的电流信号输入端连接超级电容的电源信号输出端；
车速传感器用于检测电动车的车速、加速踏板传感器用于检测油门踏板开度状态，制动踏板传感器用于检测制动踏板的开度状态；
整车管理系统的车速信号输入端连接车速传感器的信号输出端，整车管理系统的油门踏板开度信号输入端连接加速踏板传感器的信号输出端，整车管理系统的制动踏板的开度信号输入端连接制动踏板传感器的信号输出端；整车管理系统的报警触发信号输出端连接报警装置报警触发信号输入端。
利用上述一种分布式驱动电动车复合能源的能量分配装置的能量分配方法，该方法的具体步骤为：
步骤一、通过车速传感器检测电动车的车速信号、加速踏板传感器检测油门踏板开度信号、制动踏板传感器检测制动踏板的开度信号和电池管理系统采集锂电池的剩余电量SOC1和超级电容的剩余电量SOC2；
步骤二、判断油门踏板开度是否大于0，若是，则执行步骤六，否则执行步骤三；
步骤三、判断制动踏板的开度是否大于0，若是，则根据车速信号和制动踏板开度计算制动功率Pb；执行步骤四，否则，返回执行步骤一；
步骤四、判断超级电容的剩余电量SOC2是否小于超级电容电量的最大阈值β，若是，利用制动时产生的能量为超级电容充电，功率为Pb，充电结束，返回执行步骤一；否则，执行步骤五；
步骤五、采用整车管理系统通过泄流装置对制动能量泄流；返回步骤一；
步骤六、整车管理系统通过车速信号和加速踏板开度计算电动车需求功率Preq，并判断电动车需求功率Preq是否大于两个驱动电机的驱动功率，若是，则执行步骤七，否者执行步骤九；
步骤七、判断锂电池的剩余电量SOC1是否大于锂电池荷电状态的最小值α，若是，执行步骤八，否则整车管理系统向报警装置发送报警触发信号，报警装置提示锂电池电量低，返回执行步骤一；
步骤八、整车管理系统控制DC/DC转换器调节锂电池的输出功率，为超级电容充电，且电动车的四个电机的驱动功率相同，返回执行步骤一；
步骤九、判断超级电容的剩余电量SOC2是否大于超级电容荷电状态的最小阈值ε，若是，则整车管理系统通过DC/DC转换器关闭锂电池的输出功率，使超级电容单独为一号电机和二号电机提供驱动功率，返回执行步骤一，否则，执行步骤十；
步骤十、判断锂电池的剩余电量SOC1是否大于锂电池的荷电状态的最小值α，若是，则锂电池为单独为三号电机和四号电机提供驱动功率，返回执行步骤一，否则执行步骤十一；
步骤十一、整车管理系统向报警装置发送报警触发信号，报警装置提示锂电池电量低，返回执行步骤一。
本发明通过制定相应的电机驱动方法使锂电池-超级电容复合能源电动车在不同功率需求下都能正常行驶，同时使得复合能源的能量分配更加合理，满足电动车在不同的功率需求下都可以正常工作，避免了能量的不必要浪费，增加了电动车的续驶里程。
附图说明
图1为发明所述新型所述一种分布式驱动电动车复合能源的能量分配装置的电气原理框图。
具体实施方式
具体实施方式一、结合图1说明本实施方式，本实施方式所述的一种分布式驱动电动车复合能源的能量分配装置，它包括一号驱动器1、二号驱动器2、三号驱动器5、四号驱动器6和锂电池；它还包括DC/DC转换器3、超级电容4、泄流装置7、电池管理系统8、报警装置9、整车管理系统10、车速传感器11、加速踏板传感器12和制动踏板传感器13；
一号驱动器1、二号驱动器2、三号驱动器5和四号驱动器6分别用于驱动一号电机、二号电机、三号电机和四号电机；且一号电机和二号电机用于驱动前侧的两个车轮，三号电机和四号电机用于驱动后侧的两个车轮；
锂电池用于为三号驱动器5和四号驱动器6供电，超级电容4用于为一号驱动器1和二号驱动器2供电；
DC/DC转换器3的电源信号输入端连接锂电池的电源信号输出端，DC/DC转换器3的电源信号输出端连接超级电容4的电源信号输入端，DC/DC转换器3的功率控制信号输入端连接整车管理系统10功率控制信号输出端，电池管理系统8用于采集锂电池的剩余电量和超级电容的剩余电量，并将采集的锂电池的剩余电量和超级电容的剩余电量信号发送至整车管理系统10，整车管理系统10的泄流控制信号输出端连接泄流装置7的泄流控制信号输入端，泄流装置7的电流信号输入端连接超级电容4的电源信号输出端；
车速传感器11用于检测电动车的车速、加速踏板传感器12用于检测油门踏板开度状态，制动踏板传感器13用于检测制动踏板的开度状态；
整车管理系统10的车速信号输入端连接车速传感器11的信号输出端，整车管理系统10的油门踏板开度信号输入端连接加速踏板传感器12的信号输出端，整车管理系统10的制动踏板的开度信号输入端连接制动踏板传感器13的信号输出端；整车管理系统10的报警触发信号输出端连接报警装置9报警触发信号输入端。
具体实施方式二、本实施方式是利用具体实施方式一所述的一种分布式驱动电动车复合能源的能量分配装置的能量分配方法锂电池，该方法的具体步骤为：
步骤一、通过车速传感器11检测电动车的车速信号、加速踏板传感器12检测油门踏板开度信号、制动踏板传感器13检测制动踏板的开度信号和电池管理系统8采集锂电池的剩余电量SOC1和超级电容的剩余电量SOC2；
步骤二、判断油门踏板开度是否大于0，若是，则执行步骤六，否则执行步骤三；
步骤三、判断制动踏板的开度是否大于0，若是，则根据车速信号和制动踏板开度计算制动功率Pb；执行步骤四，否则，返回执行步骤一；
步骤四、判断超级电容的剩余电量SOC2是否小于超级电容电量的最大阈值β，若是，利用制动时产生的能量为超级电容充电，功率为Pb，充电结束，返回执行步骤一；否则，执行步骤五；
步骤五、采用整车管理系统10通过泄流装置7对制动能量泄流；返回步骤一；
步骤六、整车管理系统10通过车速信号和加速踏板开度计算电动车需求功率Preq，并判断电动车需求功率Preq是否大于两个驱动电机的驱动功率，若是，则执行步骤七，否者执行步骤九；
步骤七、判断锂电池的剩余电量SOC1是否大于锂电池荷电状态的最小值α，若是，执行步骤八，否则整车管理系统10向报警装置9发送报警触发信号，报警装置9提示锂电池电量低，返回执行步骤一；
步骤八、整车管理系统10控制DC/DC转换器3调节锂电池的输出功率，为超级电容充电，且电动车的四个电机的驱动功率相同，返回执行步骤一；
步骤九、判断超级电容的剩余电量SOC2是否大于超级电容荷电状态的最小阈值ε，若是，则整车管理系统10通过DC/DC转换器3关闭锂电池的输出功率，使超级电容单独为一号电机和二号电机提供驱动功率，返回执行步骤一，否则，执行步骤十；
步骤十、判断锂电池的剩余电量SOC1是否大于锂电池的荷电状态的最小值α，若是，则锂电池为单独为三号电机和四号电机提供驱动功率，返回执行步骤一，否则执行步骤十一；
步骤十一、整车管理系统10向报警装置9发送报警触发信号，报警装置9提示锂电池电量低，返回执行步骤一。
具体实施方式三、本实施方式所述的利用一种分布式驱动电动车复合能源的能量分配装置的能量分配方法的进一步说明，锂电池荷电状态的最小阀值α为电池满电量的20％。
具体实施方式四、本实施方式所述的利用一种分布式驱动电动车复合能源的能量分配装置的能量分配方法的进一步说明，超级电容荷电状态的最小阈值ε为超级电容满荷电状态的50％。
具体实施方式五、本实施方式所述的利用一种分布式驱动电动车复合能源的能量分配装置的能量分配方法的进一步说明，超级电容荷电状态的最大阀值β为超级电容满荷电状态的90％。

Claims (5)

1.一种分布式驱动电动车复合能源的能量分配装置，它包括一号驱动器(1)、二号驱动器(2)、三号驱动器(5)、四号驱动器(6)和锂电池；其特征在于，它还包括DC/DC转换器(3)、超级电容(4)、泄流装置(7)、电池管理系统(8)、报警装置(9)、整车管理系统(10)、车速传感器(11)、加速踏板传感器(12)和制动踏板传感器(13)；
一号驱动器(1)、二号驱动器(2)、三号驱动器(5)和四号驱动器(6)分别用于驱动一号电机、二号电机、三号电机和四号电机；且一号电机和二号电机用于驱动前侧的两个车轮，三号电机和四号电机用于驱动后侧的两个车轮；
锂电池用于为三号驱动器(5)和四号驱动器(6)供电，超级电容(4)用于为一号驱动器(1)和二号驱动器(2)供电；
DC/DC转换器(3)的电源信号输入端连接锂电池的电源信号输出端，DC/DC转换器(3)的电源信号输出端连接超级电容(4)的电源信号输入端，DC/DC转换器(3)的功率控制信号输入端连接整车管理系统(10)功率控制信号输出端，电池管理系统(8)用于采集锂电池的剩余电量和超级电容的剩余电量，并将采集的锂电池的剩余电量和超级电容的剩余电量信号发送至整车管理系统(10)，整车管理系统(10)的泄流控制信号输出端连接泄流装置(7)的泄流控制信号输入端，泄流装置(7)的电流信号输入端连接超级电容(4)的电源信号输出端；
车速传感器(11)用于检测电动车的车速、加速踏板传感器(12)用于检测油门踏板开度状态，制动踏板传感器(13)用于检测制动踏板的开度状态；
整车管理系统(10)的车速信号输入端连接车速传感器(11)的信号输出端，整车管理系统(10)的油门踏板开度信号输入端连接加速踏板传感器(12)的信号输出端，整车管理系统(10)的制动踏板的开度信号输入端连接制动踏板传感器(13)的信号输出端；整车管理系统(10)的报警触发信号输出端连接报警装置(9)报警触发信号输入端。
2.根据权利要求1所述的一种分布式驱动电动车复合能源的能量分配装置的能量分配方法，其特征在于，该方法的具体步骤为：
步骤一、通过车速传感器(11)检测电动车的车速信号、加速踏板传感器(12)检测油门踏板开度信号、制动踏板传感器(13)检测制动踏板的开度信号和电池管理系统(8)采集锂电池的剩余电量SOC1和超级电容的剩余电量SOC2；
步骤二、判断油门踏板开度是否大于0，若是，则执行步骤六，否则执行步骤三；
步骤三、判断制动踏板的开度是否大于0，若是，则根据车速信号和制动踏板开度计算制动功率Pb；执行步骤四，否则，返回执行步骤一；
步骤四、判断超级电容的剩余电量SOC2是否小于超级电容电量的最大阈值β，若是，利用制动时产生的能量为超级电容充电，功率为Pb，充电结束，返回执行步骤一；否则，执行步骤五；
步骤五、采用整车管理系统(10)通过泄流装置(7)对制动能量泄流；返回步骤一；
步骤六、整车管理系统(10)通过车速信号和加速踏板开度计算电动车需求功率Preq，并判断电动车需求功率Preq是否大于两个驱动电机的驱动功率，若是，则执行步骤七，否者执行步骤九；
步骤七、判断锂电池的剩余电量SOC1是否大于锂电池荷电状态的最小值α，若是，执行步骤八，否则整车管理系统(10)向报警装置(9)发送报警触发信号，报警装置(9)提示锂电池电量低，返回执行步骤一；
步骤八、整车管理系统(10)控制DC/DC转换器(3)调节锂电池的输出功率，为超级电容充电，且电动车的四个电机的驱动功率相同，返回执行步骤一；
步骤九、判断超级电容的剩余电量SOC2是否大于超级电容荷电状态的最小阈值ε，若是，则整车管理系统(10)通过DC/DC转换器(3)关闭锂电池的输出功率，使超级电容单独为一号电机和二号电机提供驱动功率，返回执行步骤一，否则，执行步骤十；
步骤十、判断锂电池的剩余电量SOC1是否大于锂电池的荷电状态的最小值α，若是，则锂电池为单独为三号电机和四号电机提供驱动功率，返回执行步骤一，否则执行步骤十一；
步骤十一、整车管理系统(10)向报警装置(9)发送报警触发信号，报警装置(9)提示锂电池电量低，返回执行步骤一。
3.利用权利要求2所述的一种分布式驱动电动车复合能源的能量分配装置的能量分配方法，其特征在于，锂电池荷电状态的最小阀值α为电池满电量的20％。
4.根据权利要求2所述的利用一种分布式驱动电动车复合能源的能量分配装置的能量分配方法，其特征在于，超级电容荷电状态的最小阈值ε为超级电容满荷电状态的50％。
5.根据权利要求2所述的利用一种分布式驱动电动车复合能源的能量分配装置的能量分配方法，其特征在于，超级电容荷电状态的最大阀值β为超级电容满荷电状态的90％。
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