专利名称：混合动力车能量存储装置及利用该装置进行能量调整方法
技术领域：
本发明涉及一种混合动力车能量存储装置及利用该装置能量调整方法。
背景技术：
城市行车时，由于红灯和交通拥挤，走走停停的工况使用内燃机
的机车大约有30%的能量在制动的时候转化为热量散失到环境中。而一 方面能源成本日渐增长，另一方面环境保护呼声节节高涨，故把浪费 的能量存储起来势在必行，油电混合动力车正是利用增加能量存储系 统的方式回收制动能量，同时能在爬坡或加速的时候辅助内燃才几驱动。 油电混合动力汽车的能量存储采用常规蓄电池(铅酸蓄电池、镍 氢蓄电池等)。常规蓄电池可以在较长的时间范围内提供大电流，但对 大紋波、深度放电等情况非常敏感，即使在满充电、限电流放电和均 衡充电的工作循环下，它也只能反复充放电几百到几千次，循环寿命 短。另外，常规蓄电池的功率密度很小。由于蓄电池充放电的过程是 一个緩慢的化学反应过程，而汽车制动的时间很短，不足以将大量的 制动能量存储起来，能量回收效率偏下。另外，在汽车爬坡、加速或 启动时，要求能量存储单元瞬时输送较大的电流，这对于常规蓄电池 组来说是不可胜任的，辅助驱动性能差。
发明内容
本发明的发明目的在于提供一种混合动力车能量存储装置及利用该 装置能量调整方法，使得混合动力车能量存储装置功率密度大，寿命长。
实现本发明的技术方案
1、 一种混合动力车能量存储装置，具有蓄电池组，其特征在于 还具有电容组，电容组与蓄电池组之间接有直流一 直流转换器； 还具有逆变器，逆变器分别与蓄电池组、直流一直流转换器、电
才几电气连4妻；
还具有电池管理单元，可根据蓄电池组和电容组的电压、电流值 对直流 一 直流转换器进行控制。
2、 一种上述混合动力车能量存储装置进行能量调整方法，其特征 在于整车控制器根据车速信号、油门信号以及制动踏板信号判断出汽 车处于制动或减速状态时，将信号发送至电池管理单元，进入再生制动 模式，电池管理单元根据蓄电池组和电容组的电压、电流值对直流一 直流转换器进行控制，使工作在发电机模式的电机经逆变器对蓄电池 组、电容组进4亍充电。
本发明具有的有益效果
由于电容组吸收汽车再生制动回馈的能量，避免了频繁大电流充 放电对蓄电池组的伤害。由于电容组使用寿命长，因此能量存储系统 的寿命得到延长。由于电容组有良好的大电流传输能力且电容组和主 蓄电池组能进行能量转换，电容组电压也可调节至需要的电压，使再 生制动能量回收的效率得到很大的提高，同时冷起动变得更可靠，起 动时间变短，加速时间变短，排;改也得到改善。
图1为实现本发明的结构框图2为能量存储部分的结构示意图。
具体实施例方式
如图1、图2所示，电容组与蓄电池组之间接有直流一直流转换器； 逆变器分别与蓄电池组、直流一直流转换器、电机电气连接，电机与 发动机机械连接；电池管理单元(BMS)可根据蓄电池组和电容组的电 压、电流值对直流一直流转换器进行控制，即电池管理单元通过P丽 (脉冲宽度调制)波控制直流一直流转换器(DC-DC )以进行buck或 boost操作。
蓄电池组与直流一直流转换器及逆变器之间设置有开关K，该开关 由电池管理单元进行控制。电池管理单元根据蓄电池组S0C和电容组 的电压值，使开关K正确动作。当蓄电池组不能充放电时，关闭开关。
电机控制单元MCU控制电机进行电动模式或发电模式，发动机管 理系统EMS对发动机进行控制。
1、再生制动模式
整车控制器(HCU)根据车速信号、油门信号以及制动踏板信号判断出 汽车处于制动或减速状态时，将信号发送至电池管理单元(BMS),进入 再生制动模式，电池管理单元根据蓄电池组和电容组的电压、电流值 对直流一直流转换器进行控制，即通过PWM (脉沖宽度调制)波控制直 流一直流转换器(DC-DC )以进行buck或boost :燥作，1吏工作在发电 才几才莫式的电才几经逆变器对蓄电池组、电容组进行充电。
再生制动模式时，蓄电池组允许充电，电容组也允许充电时，若 电容组电压大于蓄电池组电压，DC-DC进行boost才喿作，不然进行buck 操作。蓄电池组允许充电，电容组不允许充电，DC-DC不进行操作。 蓄电池组不允许充电，电容组允许充电，若电容组电压大于蓄电池组 电压，DC-DC进行boost :捧作，不然进行buck才喿作。蓄电池组不允许 充电，电容组也不允许充电，开关断开、DC-DC不进行操作。
2、 冷启动、辅助启动才莫式
整车控制器根据车速信号、油门信号以及制动踏板信号判断出汽 车处于静止、加速、爬坡状态，将信号发送至电池管理单元，进入冷 启动、辅助启动才莫式，电池管理单元才艮据蓄电池组和电容组的电压、 电流值对直流一直流转换器进行控制，即通过PWM波控制DC-DC以进 4亍buck或boost才乘作， -使蓄电池组、电容组经逆变器为工作在电动枳i 模式的电机提供功率，从而进一步驱动发动机。
蓄电池组S0C值允许放电，若电容组电压大于蓄电池组电压，DC-DC 进行buck操作，不然进行boost操作。蓄电池组SOC值不允许放电， 若电容组电压大于蓄电池组电压，DC-DC进行buck操作，不然进行 boost操作。
3、 能量调整模式
整车控制器根据车速信号、油门信号以及制动踏板信号判断出汽 车处于正常行驶状态，将信号发送至电池管理单元，进入能量调整模 式，电池管理单元才艮据蓄电池组和电容组的电压、电流^直对直流一直 流转换器进4亍控制，即通过PWM波控制DC-DC以进4亍buck或boost梯: 作，使蓄电池组、电容组之间传递能量。
当车速为高速，接下来将会发生制动或减速，故需将电容组的电 压降低，此时电容组的能量传递到蓄电池组。当车速为中速，因为接 下来可能减速也可能加速，故将电容组的电压变换到中等程度，既能 保证能量回收，也能保证辅助驱动，此时能量传递的方向由电容组的 当前电压值确定。当车速为低或静止，则接下来可能需要是辅助驱动， 故需将电容组的电压升高以提供大电流(如果接下来发生了再生制动， 由于车速低，回馈的能量也少，辅助电源能回收)，此时能量从蓄电池 组传递到电容组。
权利要求
1、一种混合动力车能量存储装置，具有蓄电池组，其特征在于还具有电容组，电容组与蓄电池组之间接有直流-直流转换器；还具有逆变器，逆变器分别与蓄电池组、直流-直流转换器、电机电气连接；还具有电池管理单元，可根据蓄电池组和电容组的电压、电流值对直流-直流转换器进行控制。
2、 根据权利要求1所述的混合动力车能量存储装置，其特征在于 蓄电池组与直流一直流转换器及逆变器之间设置有开关，该开关由电 池管理单元进行控制。
3、 一种用权利要求1混合动力车能量存储装置进行能量调整方法， 其特征在于整车控制器根据车速信号、油门信号以及制动踏板信号判 断出汽车处于制动或减速状态时，将信号发送至电池管理单元，进入再 生制动模式，电池管理单元根据蓄电池组和电容组的电压、电流值对 直流一直流转换器进行控制，工作在发电机模式的电机经逆变器对蓄 电池组、电容组进行充电。
4、 根据权利要求3所述的用混合动力车能量存储装置进行能量调 整方法，其特征在于整车控制器根据车速信号、油门信号以及制动 踏板信号判断出汽车处于静止、加速、爬坡状态，将信号发送至电池 管理单元，进入冷启动、辅助启动模式，电池管理单元根据蓄电池組 和电容组的电压、电流^i对直流一直流转换器进行控制，蓄电池组、电容组经逆变器为工作在电动机模式的电机提供功率。
5、 根据权利要求4所述的用混合动力车能量存储装置进行能量调 整方法，其特征在于整车控制器根据车速信号、油门信号以及制动 踏板信号判断出汽车处于正常行驶状态，将信号发送至电池管理单元， 进入能量调整模式，电池管理单元根据蓄电池组和电容组的电压、电 流值对直流一直流转换器进行控制，使蓄电池组、电容组之间传递能 量。
6、 根据权利要求3—5任意一项所述的用混合动力车能量存储装 置进行能量调整方法，其特征在于蓄电池组与直流一直流转换器及 逆变器之间设置有开关，电池管理单元根据蓄电池组S0C和电容组的 电压值，使开关动作。
全文摘要
本发明涉及一种混合动力车能量存储装置及利用该装置能量调整方法，使得混合动力车能量存储装置功率密度大，寿命长。技术方案具有蓄电池组，还具有电容组，电容组与蓄电池组之间接有直流—直流转换器；还具有逆变器，逆变器分别与蓄电池组、直流—直流转换器、电机电气连接；还具有电池管理单元，可根据蓄电池组和电容组的电压、电流值对直流—直流转换器进行控制。整车控制器根据车速信号、油门信号以及制动踏板信号判断出汽车处于制动或减速状态时，将信号发送至电池管理单元，进入再生制动模式，电池管理单元根据蓄电池组和电容组的电压、电流值对直流—直流转换器进行控制，使工作在发电机模式的电机经逆变器对蓄电池组、电容组进行充电。
文档编号B60L11/18GK101186185SQ20071030710
公开日2008年5月28日 申请日期2007年12月29日 优先权日2007年12月29日
发明者林 邱 申请人:奇瑞汽车有限公司