本發(fā)明涉及一種電動(dòng)汽車(chē)電能分配方法，屬于電動(dòng)汽車(chē)電能管理領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

電動(dòng)汽車(chē)中最常見(jiàn)的復(fù)合電源是將超級(jí)電容器與蓄電池結(jié)合構(gòu)成復(fù)合電源系統(tǒng)，可以提高電源系統(tǒng)的短時(shí)高功率輸出能力，同時(shí)也具備持久的動(dòng)力性能。通過(guò)超級(jí)電容器與電池的組合，充分發(fā)揮了超級(jí)電容器的高功率密度和電池的高能量密度的優(yōu)勢(shì)，滿足混合動(dòng)力汽車(chē)在爬坡加速、啟動(dòng)過(guò)程中提供強(qiáng)勁的動(dòng)力。目前，受限于蓄電池的開(kāi)發(fā)技術(shù)，還沒(méi)有能夠應(yīng)用于電動(dòng)汽車(chē)的集高能量和高輸出功率的蓄電池，普遍的做法是使用的超級(jí)電容與蓄電池的復(fù)合電源，為了配合車(chē)輛的需求，提供短時(shí)大功率輸出，超級(jí)電容要求提供短時(shí)大電流輸出。但是目前超級(jí)電容和蓄電池的配置方式非常單一，二者之間通過(guò)DC-DC轉(zhuǎn)換器進(jìn)行能量輸出和交換，進(jìn)而輸出到負(fù)載電動(dòng)機(jī)端。無(wú)論是以何種方式進(jìn)行電源的匹配，目前的主要目標(biāo)都是結(jié)合蓄電池和超級(jí)電容的優(yōu)勢(shì)，在驅(qū)動(dòng)車(chē)輛行駛方面得到性能優(yōu)異的能量供應(yīng)源，但是能源的多樣化利用卻并未被涉及。傳統(tǒng)車(chē)輛一般對(duì)低壓電氣系統(tǒng)配備有專(zhuān)門(mén)的24V低壓蓄電池，供應(yīng)車(chē)輛空調(diào)、轉(zhuǎn)向等設(shè)備。但是對(duì)于混合動(dòng)力汽車(chē)和電動(dòng)汽車(chē)，當(dāng)已經(jīng)配有蓄電池時(shí)，再配備蓄電池會(huì)增加車(chē)輛成本，對(duì)車(chē)內(nèi)空間和電氣設(shè)計(jì)也會(huì)造成限制。如果能夠利用蓄電池，發(fā)揮蓄電池多種用途，在驅(qū)動(dòng)車(chē)輛的間隙或同時(shí)給車(chē)內(nèi)空調(diào)等 設(shè)備供電，將節(jié)省車(chē)輛成本，使車(chē)輛內(nèi)部設(shè)計(jì)更靈活。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有混合動(dòng)力車(chē)輛和電動(dòng)車(chē)輛中電能利用范圍窄，儲(chǔ)電器配備較多，系統(tǒng)能量利用率低的問(wèn)題，提供一種電動(dòng)汽車(chē)的電能分配利用方法，通過(guò)隔離型DC-DC轉(zhuǎn)換器的應(yīng)用，使通常使用的蓄電池與超級(jí)電容選擇性隔離，拓寬蓄電池的應(yīng)用范圍，提高供能系統(tǒng)的利用率。具體方案如下：

一種電動(dòng)汽車(chē)電能分配方法，所述電動(dòng)汽車(chē)具備功率型蓄電器和能量型蓄電器以及電動(dòng)機(jī)，所述功率型蓄電器通過(guò)DC-DC轉(zhuǎn)換器與所述能量型蓄電器連接；所述能量型蓄電器可以選擇性接至所述電動(dòng)機(jī)；包括以下步驟：

將功率型蓄電器連接至所述電動(dòng)機(jī)；

檢測(cè)所述功率型蓄電器電量；

若所述功率型蓄電器電量高于預(yù)定值，所述DC-DC轉(zhuǎn)換器不工作，所述能量型蓄電器和所述功率型蓄電器隔離；

若所述功率型蓄電器電量低于預(yù)定值，所述DC-DC轉(zhuǎn)換器工作，電能從所述能量型蓄電器傳遞至所述功率型蓄電器。

所述電動(dòng)機(jī)為驅(qū)動(dòng)車(chē)輛用電動(dòng)機(jī)。

所述DC-DC轉(zhuǎn)換器不工作時(shí)，將所述能量型蓄電器連接至車(chē)內(nèi)除所述電動(dòng)機(jī)以外的其它用電設(shè)備。

所述能量型蓄電器為蓄電池，所述功率型蓄電器為超級(jí)電容。

一種電動(dòng)汽車(chē)電能分配方法，所述電動(dòng)汽車(chē)具備功率型蓄電器和能量型蓄電器以及用于驅(qū)動(dòng)車(chē)輛行駛的電動(dòng)機(jī)，所述功率型蓄電器通過(guò)隔離式DC-DC轉(zhuǎn)換器與所述能量型蓄電器連接；所述功率型蓄電器可以選擇性連接至所述電動(dòng)機(jī)，所述能量型蓄電器可以選擇性接至 所述電動(dòng)機(jī)；包括以下步驟：

檢測(cè)車(chē)輛行駛工況；

若當(dāng)前工況需消耗較大功率電能，連接所述功率型蓄電器至所述電動(dòng)機(jī)，所述DC-DC轉(zhuǎn)換器將所述能量型蓄電器和所述功率型蓄電器連接；

若當(dāng)前工況不需消耗較大功率電能，連接所述能量型蓄電器至所述電動(dòng)機(jī)，所述DC-DC轉(zhuǎn)換器不工作，所述能量型蓄電器和所述功率型蓄電器隔離。

還包括以下步驟：檢測(cè)車(chē)輛行駛工況，若處于回收電能工況，所述DC-DC轉(zhuǎn)換器不工作，所述能量型蓄電器和所述功率型蓄電器隔離，所述能量型蓄電器連接至車(chē)內(nèi)除所述電動(dòng)機(jī)以外的其它用電設(shè)備。

所述能量型蓄電器為蓄電池，所述功率型蓄電器為超級(jí)電容。

使用本發(fā)明所提供的方法，一方面拓寬了車(chē)載電源的利用范圍，增加能量供應(yīng)設(shè)備利用率，另一方面，在多種能量供應(yīng)設(shè)備的情況下，當(dāng)一種能量供應(yīng)設(shè)備出現(xiàn)故障，通過(guò)本發(fā)明的方法，其余的能量供應(yīng)設(shè)備能夠及時(shí)接續(xù)能量供應(yīng)，使電動(dòng)汽車(chē)正常行駛，降低危險(xiǎn)性。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明涉及的第一實(shí)施例的電能分配流程；

圖2是本發(fā)明涉及的第二實(shí)施例的電能分配流程；

具體實(shí)施方式

下面，參照形成本說(shuō)明書(shū)的一部分的附圖來(lái)更詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式。在所有附圖中對(duì)同一或類(lèi)似的部分附加同一參照標(biāo)記并省略說(shuō)明。以下實(shí)施例分別以本發(fā)明方法應(yīng)用于電動(dòng)汽車(chē)為例，并不代表本發(fā)明的應(yīng)用僅限于電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)域，凡是使用本發(fā)明原理的任何應(yīng)用都落入本發(fā)明應(yīng)用范圍內(nèi)，如混合動(dòng)力車(chē)輛、應(yīng)用電能的其它領(lǐng) 域機(jī)器設(shè)備。本說(shuō)明書(shū)中對(duì)蓄電池和超級(jí)電容的表達(dá)中，其中“一個(gè)”蓄電池可能包含1個(gè)或者1個(gè)以上的多個(gè)不可拆分的電池單元；而超級(jí)電容器表示包括相互耦合的多個(gè)電容器單元的電容器，其中電容器單元可各自具有大于500法拉的電容。本文所使用的術(shù)語(yǔ)“蓄電池”描述可以實(shí)現(xiàn)大約100W-hr/kg或更大能量密度的高比能量蓄電池或高能量密度蓄電池(例如鋰離子、鈉金屬鹵化物、鈉-氯化鎳、鈉硫或鋅空氣蓄電池)。

本發(fā)明應(yīng)用于同時(shí)具備功率型儲(chǔ)能器和能量型儲(chǔ)能器的用電設(shè)備，特別是應(yīng)用電能的車(chē)輛，如純電動(dòng)汽車(chē)、混合動(dòng)力汽車(chē)。功率型儲(chǔ)能器和能量型儲(chǔ)能器尤其是指超級(jí)電容和蓄電池，以及具備超級(jí)電容功率型特性的儲(chǔ)能器，具備蓄電池能量型特性的儲(chǔ)能器。為描述方便，本說(shuō)明書(shū)中將直接以電動(dòng)汽車(chē)為例，以蓄電池和超級(jí)電容作為電能供應(yīng)單元，蓄電池與超級(jí)電容之間設(shè)置隔離式DC-DC轉(zhuǎn)換器，隔離式的DC-DC轉(zhuǎn)換器能夠選擇性地將蓄電池和超級(jí)電容連接或者不連接。一般情況下，超級(jí)電容連接電動(dòng)機(jī)，優(yōu)選的是用于驅(qū)動(dòng)車(chē)輛行駛的主電動(dòng)機(jī)，也可以是車(chē)內(nèi)其它的用電設(shè)備，如電動(dòng)空調(diào)、助力轉(zhuǎn)向器、散熱風(fēng)扇等。本發(fā)明所指的電動(dòng)機(jī)，可以是三相或者多相，直流或者交流電動(dòng)機(jī)，蓄電池和超級(jí)電容為電動(dòng)機(jī)提供電能，以使其轉(zhuǎn)動(dòng)，并驅(qū)動(dòng)其它部件。

本發(fā)明提供的其中一種電動(dòng)汽車(chē)電能分配方法流程如圖1所示，包括以下步驟：將功率型蓄電器如超級(jí)電容連接至所述電動(dòng)機(jī)，檢測(cè)超級(jí)電容電量，若高于預(yù)定值，由超級(jí)電容單獨(dú)向電動(dòng)機(jī)供電，連接蓄電池和超級(jí)電容的DC-DC轉(zhuǎn)換器不工作，以節(jié)省蓄電池電量；若超級(jí)電容電量低于預(yù)定值，連接蓄電池和超級(jí)電容的DC-DC轉(zhuǎn)換器工作，將蓄電池通過(guò)DC-DC轉(zhuǎn)換器連接至超級(jí)電容，向超級(jí)電容供 電。上述的預(yù)定值根據(jù)車(chē)輛動(dòng)力系統(tǒng)實(shí)際參數(shù)決定，可以是容許電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)負(fù)載啟動(dòng)所需的電量最大值。以上方法中，特別適用于當(dāng)超級(jí)電容連接驅(qū)動(dòng)車(chē)輛行駛用的電動(dòng)機(jī)時(shí)。當(dāng)車(chē)輛控制器接收到車(chē)輛啟動(dòng)信號(hào)，首先檢測(cè)與電動(dòng)機(jī)相連接的超級(jí)電容的電量，如果超級(jí)電容電量足夠使車(chē)輛啟動(dòng)，即高于預(yù)定值，則可以單獨(dú)使用超級(jí)電容內(nèi)的電能作為啟動(dòng)車(chē)輛的能源，隔離型DC-DC轉(zhuǎn)換器執(zhí)行隔離操作，使蓄電池與超級(jí)電容之間斷開(kāi)，此時(shí)蓄電池可以進(jìn)行電能儲(chǔ)備，或者為車(chē)內(nèi)其它用電設(shè)備供電。如果超級(jí)電容電量不足以使車(chē)輛啟動(dòng)，DC-DC轉(zhuǎn)換器工作，蓄電池和超級(jí)電容之間連接，進(jìn)行電壓匹配并將電能從蓄電池傳輸至超級(jí)電容，進(jìn)而供給電動(dòng)機(jī)工作。使用本方法可以靈活控制用電設(shè)備的能量來(lái)源，減少儲(chǔ)電器的配備，降低車(chē)輛的安全隱患。

本發(fā)明還提供另外一種電動(dòng)汽車(chē)電能分配方法，如圖2所示。同樣基于超級(jí)電容連接電動(dòng)機(jī)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，所述電動(dòng)汽車(chē)具備功率型蓄電器和能量型蓄電器以及用于驅(qū)動(dòng)車(chē)輛行駛的電動(dòng)機(jī)，所述功率型蓄電器通過(guò)隔離式DC-DC轉(zhuǎn)換器與所述能量型蓄電器連接；所述功率型蓄電器可以選擇性連接至所述電動(dòng)機(jī)，所述能量型蓄電器可以選擇性接至所述電動(dòng)機(jī)；包括以下步驟：檢測(cè)車(chē)輛行駛工況，若需消耗較大功率電能，如車(chē)輛爬坡或者加速行駛，隔離型DC-DC轉(zhuǎn)換器執(zhí)行非隔離操作，將蓄電池和超級(jí)電容連接，將蓄電池電能通過(guò)DC-DC轉(zhuǎn)換器傳輸至超級(jí)電容后用于車(chē)輛驅(qū)動(dòng)；否則，若當(dāng)前車(chē)輛無(wú)需消耗較大功率電能，即儲(chǔ)電單元無(wú)需大功率輸出，如勻速巡航行駛，直接連接蓄電池至電動(dòng)機(jī)，同時(shí)隔離型DC-DC轉(zhuǎn)換器不工作，將蓄電池和超級(jí)電容隔離。由于超級(jí)電容適用于電能高功率、大電流輸出的情況，所以在車(chē)輛如爬坡或者加速行駛等工況下，利用超級(jí)電容提供電能將滿足該工況的電能需求，提供車(chē)輛所需的動(dòng)力性；同樣，在車(chē)輛 不需高功率、大電流輸出的情況下，蓄電池完全能夠滿足車(chē)輛驅(qū)動(dòng)需求，利用蓄電池直接提供電能，節(jié)省超級(jí)電容損耗，同時(shí)降低系統(tǒng)故障，增強(qiáng)可靠性。上述的“較大功率電能”可以通過(guò)設(shè)置某一輸出功率范圍的方式來(lái)確定。例如若當(dāng)前電機(jī)輸出功率超過(guò)該功率范圍，則認(rèn)為車(chē)輛當(dāng)前需要“較大功率電能”，連接超級(jí)電容給電動(dòng)機(jī)供電；否則，若當(dāng)前電機(jī)輸出功率未超過(guò)或低于該功率范圍，則認(rèn)為車(chē)輛當(dāng)前不需要“較大功率電能”，連接蓄電池給電動(dòng)機(jī)供電。以上所述都可以通過(guò)電源管理系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)控制和判斷，本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解和實(shí)現(xiàn)。本方法進(jìn)一步還可以包括以下步驟：檢測(cè)車(chē)輛行駛工況，若處于回收電能工況，隔離型DC-DC轉(zhuǎn)換器將蓄電池和超級(jí)電容隔離，蓄電池連接至車(chē)內(nèi)除所述電動(dòng)機(jī)以外的其它用電設(shè)備，由超級(jí)電容連接電動(dòng)機(jī)回收電能。

本發(fā)明所展示的電能分配方法可以通過(guò)電源管理器實(shí)現(xiàn)，也可以通過(guò)整車(chē)控制器實(shí)現(xiàn)。