一种基于富锂锰基锂电池电动车的能量分配装置及能量分配方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种以富锂锰基锂电池为主电源，超级电容器为辅电源的复合能源的 构型及能量分配方法。
【背景技术】
[0002] 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，在电动车高速行驶时出现无法满足电动车的动力性的需求的问题。
【发明内容】
[0003] 本发明是为了解决现有的电动车在高速行驶时会出现无法满足电动车的动力性 的需求的问题，提出了一种基于富锂锰基锂电池电动车的能量分配装置及能量分配方法。
[0004] 本发明所述的一种基于富锂锰基锂电池电动车的能量分配装置，它包括富锂锰基 锂电池，它还包括车速传感器、油门踏板传感器、制动踏板传感器、整车控制器、电池管理系 统、报警模块、DC/DC转换器、超级电容和泄流装置；
[0005] 车速传感器用于检测电动车车速，油门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，整车控制器的车速信号输入端连接车速传 感器的信号输出端，整车控制器的油门踏板开度信号输入端连接油门踏板传感器的信号输 出端，整车控制器的制动踏板开度信号输入端连接制动踏板传感器的信号输出端，电池管 理系统用于检测富锂锰基电池的剩余电量值和超级电容的剩余电量值；
[0006] 整车控制器的剩余电量信号输入端连接电池管理系统的剩余电量信号输出端，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，并将采集的富锂锰基锂电 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，驱动器的电源信号输出输 入端连接超级电容的电源信号输入输出端，富锂锰基锂电池的电源信号输出输入端连接 DC/DC转换器的电源信号输入输出端，DC/DC转换器的电源信号输出输入端连接驱动器的 电源输入输出端，整车控制器的电池输出功率控制信号输出端连接DC/DC转换器的输出功 率控制信号输入端，整车控制器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，泄流装置连接DC/DC转换器的电流信号输出端，整车控制器的报警信号输出端连接报 警模块的报警控制信号输入端，驱动器的驱动信号输出端电源信号输入端连接电动汽车的 驱动电机的驱动信号输入电源信号输出端。
[0007] 利用上述基于富锂锰基锂电池电动车的能量分配装置的能量分配方法，该方法的 具体步骤为：
[0008] 步骤一、采用车速传感器采集电动汽车的速度，采用油门踏板传感器采集电动汽 车油门踏板的开度，采用制动踏板传感器采集制动踏板的开度，同时采用电池管理系统采 集富锂锰基锂电池的剩余电量SOCjP超级电容的剩余电量SOC 2;
[0009] 步骤二、整车控制器通过电池管理系统采集富锂锰基锂电池的剩余电量SOC1判断 富锂锰基电池的剩余电量SOC1是否小于富锂锰基锂电池荷电状态的最小阀值h;若是，则 执行步骤三；否则执行步骤四；
[0010] 步骤三、整车控制器向报警模块发出低电量报警触发信号；返回步骤一；
[0011] 步骤四、判断油门踏板传感器采集到的电动汽车油门踏板的开度信号是否大于〇， 当油门踏板的开度信号大于0时，采用根据油门踏板开度和电动汽车的速度计算整车驱动 功率P e，执行步骤五，否则执行步骤十；
[0012] 步骤五、判断电动汽车所需要的驱动功率匕是否大于富锂锰基锂电池的功率最大 值心若P e大于P 2，则整车控制器通过DC/DC转换器控制富锂锰基锂电池输出最大功率P2， 同时，采用超级电容同时向驱动器输出功率P b = P e_P2;返回步骤一，若1\小于P 2，执行步骤 六；
[0013] 步骤六、判断电动汽车所需要的驱动功率匕是否大于富锂锰基锂电池的功率的最 小值P1，若匕小于P i则执行步骤七，否则，执行步骤八；
[0014] 步骤七、判断超级电容的剩余电量SOC2S小于超级电容荷电状态的最小阀值g，若 是，则执行步骤八，否则，执行步骤九；
[0015] 步骤八、整车控制器通过DC/DC变换器调节富锂锰基锂电池的输出功率，令富锂 锰基锂电池的输出功率P a等于电动汽车所需要的驱动功率Pe，富锂锰基锂电池单独为电动 车提供驱动功率；
[0016] 步骤九、整车控制器通过DC/DC变换器关闭富锂锰基锂电池的功率输出，超级电 容单独为电动车提供驱动功率，超级电容输出功率P b= P ^返回步骤一；
[0017] 步骤十、判断制动踏板传感器采集的制动踏板开度是否大于0,若不是，则执行步 骤十一；若是，则执行步骤十二；
[0018] 步骤^^一、整车控制器通过电池管理系统采集的超级电容的剩余电量SOC2判断超 级电容的剩余电量SOC 2是否大于超级电容荷电状态的最大阀值γ ;若SOC2大于γ，则返回 步骤一；若小于γ，整车控制器通过DC/DC变换器调节富锂锰基锂电池的输出功率经驱动 器为通过驱动器为超级电容充电，充电结束后返回步骤一；
[0019] 步骤十二、整车控制器计算电动车的制动功率Pb，通过电池管理系统采集的超级 电容的剩余电量SOC 2判断超级电容的剩余电量SOC 2是否大于超级电容荷电状态的最大阀 值γ ;若SOC2大于γ，则执行步骤十三；若SOC2小于γ，整车控制器通过DC/DC变换器调 节富锂锰基锂电池的输出功率经驱动器为超级电容充电，充电结束后返回步骤一；
[0020] 步骤十三、判断富锂锰基锂电池的剩余电量SOC1是否大于富锂锰基锂电池荷电状 态的最大阀值S ,SOC1若大于δ，则通过泄流装置进行泄流，返回执行步骤一，若SOC1小于 S，则通过驱动器经DC/DC转换器回收制动能量为富锂锰基锂电池充电，充电结束后返回 步骤一。
[0021] 本发明充分利用了富锂锰基锂电池高能量密度和超级电容高功率密度的优点，通 过制定相应的能量分配方法，使得复合能源的能量得到合理的分配，既满足了用户对于电 动车续驶里程的要求，增加了电动车的续驶里程；又满足了电动车在高速行驶时的动力性 需求，使电动车在不同车速下都能正常行驶。
【附图说明】
[0022] 图1为发明所述的基于富锂锰基锂电池电动车的能量分配装置的电气原理框图。
【具体实施方式】
[0023]
【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基于富锂锰 基锂电池电动车的能量分配装置，它包括富锂锰基锂电池，它还包括车速传感器1、油门踏 板传感器2、制动踏板传感器3、整车控制器4、电池管理系统5、报警模块6、DC/DC转换器7、 超级电容8和泄流装置11 ;
[0024] 车速传感器1用于检测电动车车速，油门踏板传感器2用于检测油门踏板开度状 态，制动踏板传感器3用于检测制动踏板的开度状态，整车控制器4的车速信号输入端连 接车速传感器1的信号输出端，整车控制器4的油门踏板开度信号输入端连接油门踏板传 感器2的信号输出端，整车控制器4的制动踏板开度信号输入端连接制动踏板传感器3的 信号输出端，电池管理系统5用于检富锂锰基锂电池的剩余电量值和超级电容的剩余电量 值；
[0025] 整车控制器4的剩余电量信号输入端连接电池管理系统5的剩余电量信号输出 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，并将采集的富锂 锰基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,驱动器9的电 源信号输出输入端连接超级电容的电源信号输入输出端，富锂锰基锂电池的电源信号输出 输入端连接DC/DC转换器7的电源信号输入输出端，DC/DC转换器7的电源信号输出输入 端连接驱动器9的电源输入输出端，整车控制器4的电池输出功率控制信号输出端连接DC/ DC转换器7的输出功率控制信号输入端，整车控制器4的泄流控制信号输出端连接泄流装 置11的泄流控制信号输入端，泄流装置11连接DC/DC转换器7的电流信号输出端，整车控 制器4的报警信号输出端连接报警模块6的报警控制信号输入端，驱动器9的驱动信号输 出端电源信号输入端连接电动汽车的驱动电机10的驱动信号输入电源信号输出端。
[0026] 本发明采用一种动力型电池超级电容加一种能量型电池富锂锰基锂电池的复合 能源作为电动车的动力源，同时提供了这种复合能源的能量分配方法，使得复合能源的能 量分配更加的合理，避免了能量的不必要浪费，增加了电动车的续驶里程。
【具体实施方式】 [0027] 二、本实施方式是利用一所述的基于富锂锰基锂电池 电动车的能量分配装置的能量分配方法，该方法的具体步骤为：
[0028] 步骤一、采用车速传感器1采集电动汽车的速度，采用油门踏板传感器2采集电动 汽车油门踏板的开度，采用制动踏板传感器3采集制动踏板的开度，同时采用电池管理系 统5采集富锂锰基锂电池的剩余电量SOCjP超级电容的剩余电量SOC 2;
[0029] 步骤二、整车控制器4通过电池管理系统5采集富锂锰基锂电池的剩余电量SOC1 判断富锂锰基电池的剩余电量SOC1是否小于富锂锰基锂电池荷电状态的最小阀值h;若 是，则执行步骤三；否则执行步骤四；
[0030] 步骤三、整车控制器4向报警模块6发出低电量报警触发信号；返回步骤一；
[0031] 步骤四、判断油门踏板传感器2采集到的电动汽车油门踏板的开度信号是否大于 0,当油门踏板的开度信号大于0时，采用根据油门踏板开度和电动汽车的速度计算整车驱 动功率匕，执行步骤五，否则执行步骤十；
[0032] 步骤五、判断电动汽车所需要的驱动功率匕是否大于富锂锰基锂电池的功率最大 值心若P e大于P 2，则整车控制器4通过DC/DC转换器7控制富锂锰基锂电池输出最大功 率P2，同时，采用超级电容同时向驱动器9输出功率Pb= P e-P2;返回步骤一，若P/j、于P 2， 执行步骤六；
[0033] 步骤六、判断电动汽车所需要的驱动功率匕是否大于富锂锰基锂电池的功率的最 小值P1，若匕小于P i则执行步骤七，否则，执行步骤八；
[0034] 步骤七、判断超级电容的剩余电量SOC2S小于超级电容荷电状态的最小阀值g，若 是，则执行步骤八，否则，执行步骤九；
[0035] 步骤八、整车控制器4通过DC/DC变换器7调节富锂锰基锂电池的输出功率，令富 锂锰基锂电池的输出功率Pa等于电动汽车所需要的驱动功率Pe，富锂锰基锂电池单独为电 动车提供驱动功率；
[0036] 步骤九、整车控制器4通过DC/DC变换器7关闭富锂锰基锂电池的