一种基于双超级电容能源管理系统的电动汽车控制方法技术方案

本发明专利技术提供了一种基于双超级电容能源管理系统的电动汽车控制方法，双超级电容能源管理系统中的计算机模块通过行驶状态模块检测电动汽车运行状态，通过判断运行状态进行系统控制。其中，双超级电容能源管理系统包括电池、超级电容1、超级电容2、计算机模块、行驶状态模块、电机控制模块及电机、放电电阻。本发明专利技术通过两个超级电容，弥补了只有一个超级电容时，某些运行状态下多余能量不能完全回收的不足，避免了能源浪费；通过充放电控制，使两个超级电容中，一个处于空电可随时进行电能回收，另一个则处于满电可随时为电机提供所需大电流，提高电容参与系统工作的几率，延长电池寿命并使系统更高效运行。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电动汽车
，具体涉及一种新型的电动汽车能源管理系统和方法。
技术介绍
受到能源危机和环境问题的影响，近年来电动汽车进入了高速发展时期。电动汽车使用清洁的电能，可以有效的缓解环境和资源的压力，越来越多的人选择购买电动汽车。而电动汽车使用中如何实现对电能的高效利用，是电动汽车
的核心问题之一。电动汽车行驶过程中，当需要急加速或上坡时，提供动能的电机需要较大的驱动电流，此时若由电池单独供电，过大的电流输出会造成电池使用寿命缩短；当需要减速或下坡时，电机处于发电状态，高转速时会产生很大的电流回馈，若直接由电池回收，会造成电池的损坏。超级电容的出现则可以较好的解决这些问题。目前由“电池-超级电容”构成的复合能源系统是较先进的电动汽车能源管理系统。电池能量密度很大，但受到电化学反应速率的限制，不能快速的吸收或释放大功率；而超级电容功率密度大，可在短时间内吸收或释放较大功率，为其他设备提供缓冲。两者搭配使用，性能互补，延长电池使用寿命：电池储存主要的能量，负责相对较小的电流输出；超级电容可以负责缓冲吸收电机高速运转时发电产生的大功率、大电流，也可以提供电动汽车加速或爬坡时电机所需的较大电流。可是在某些运行状态下，比如长距离下坡时，超级电容容量有限，可能不能更好的进行能量回收，会造成一定的能源浪费，有悖于高效利用原则；或者比如汽车运行中，可能出现超级电容能量消耗完，但未经历减速下坡给超级电容充电的情况，此时若再次进行加速，超级电容中能量不足，就会由电池系统单独大电流向电机供电，会损伤电池，减少电池寿命。因此，若再加入一套超级电容即可在常规的电池-超级电容复合能源系统的基础上进一步回收能源，两套超级电容的搭配使用，可以作为一种更高效的电动汽车能源管理系统。
技术实现思路
要解决的技术问题为解决现有“电池-超级电容”构成的复合能源系统存在的某些情况下超级电容无法参与能量回收或提供能量的问题，本专利技术提供了一种电动汽车双超级电容能源管理系统，通过在原有“电池-超级电容”复合能源的基础上增加一套超级电容，可以更加有效地保护电动汽车的电池系统，提高电动汽车的行驶性能及能量回收效率。技术方案一种电动汽车双超级电容能源管理系统，其特征在于：包括电池、超级电容1、超级电容2、计算机模块、行驶状态模块、电机控制模块及电机、放电电阻。电池用于储存电能，并向超级电容1和电机控制模块供电；超级电容1和超级电容2用于储存和回收电能，并向电池和电机控制模块供电；电机控制模块用于整流逆变并控制电机转速；行驶状态模块用于采集汽车行驶状态，并发送给计算机模块；计算机模块对其他各模块进行信号检测和数据处理，并向其他模块发出控制信号；放电电阻用于吸收超级电容的能量。一种电动汽车双超级电容能源管理方法，其特征在于：计算机模块通过行驶状态模块检测电动汽车运行状态，并通过判断运行状态进行系统控制，具体如下：1)当汽车启动时：电池为超级电容1充电，以便两者可以同时为电机控制模块供电；2)当汽车起步、加速、上坡时：计算机模块对超级电容2进行检测，若超级电容2中处于可供电状态，则由超级电容系统2和电池共同给电机控制模块供电；否则，由超级电容1和电池共同给电机控制模块供电，以满足电机所需的大电流；3)当汽车匀速行驶时：由电池单独给电机控制模块供电，计算机模块对两个超级电容进行检测，若两个超级电容均为待充电状态，则电池对超级电容1充电；4)当汽车制动、下坡时：电机处于发电状态，计算机模块对两个超级电容进行检测，若超级电容1处于可供电状态，则由超级电容2回收电机的电能、超级电容1对电池充电；否则由超级电容1回收电机的电能、超级电容2给电池充电；若制动下坡过程中回收电能的超级电容满电，则换由另一个超级电容回收电能，满电的超级电容给电池充电，保证两个超级电容至少有一个处于随时可以回收电能的状态；5)当汽车处于熄火状态时：计算机模块控制两个超级电容依次给电池充电；6)当汽车处于停车检查或维修时：计算机模块控制两个超级电容向放电电阻放电，以保证进行操作时的人身安全。有益效果本专利技术的一种电动汽车双超级电容能源管理系统，继承了由“电池-超级电容”构成的复合能源系统的优点，并且弥补了只有一个超级电容时，某些运行状态下多余能量不能完全回收的不足，避免了能源浪费；通过充放电控制，使两个超级电容中，一个处于空电可随时进行电能回收，另一个则处于满电可随时为电机提供所需大电流，提高电容参与系统工作的几率，延长电池寿命并使系统更高效运行。附图说明图1是本专利技术的一种电动汽车双超级电容能量管理系统的结构示意图。图2是本专利技术的一种电动汽车双超级电容能量管理方法的基本流程图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明，本专利技术包括但不仅限于下述实施例。如图1所示，本专利技术提出的一种电动汽车双超级电容能量管理系统，包括了：电池、超级电容1、超级电容2、计算机模块、行驶状态模块、电机控制模块及电机、放电电阻。能量传输方面包括电池对电机控制模块的单向供电；电池与超级电容1的双向供电；超级电容2对电池的单向供电；超级电容1、2向电机控制器模块供电并可反向进行电能回收；电机和电机控制模块的双向电能传输。信号传输方面包括计算机模块检测电池、超级电容1和超级电容2的容量信息，并对电池、超级电容1、超级电容2进行充放电控制；计算机模块通过电机控制模块对电机运行状态进行检测，并对电机控制模块发出控制信号，以控制电机运行；行驶状态模块获取汽车运行状态并发送给计算机模块，计算机模块根据汽车运行状态进行电池、电容和电机控制模块之间的充放电控制，以及电容向放电电阻放电等。基本工作方式是：电池储存电能，负责小功率输出；两个超级电容负责大功率的回收和输出。在系统运行时，通过电池和超级电容的连接，由计算机模块调整控制，至少保证两个超级电容中，一个有电，用于随时可能发生的电动汽车加速及上坡的大功率输出；同时另一个空电，这样可以用于随时可能发生的电动汽车制动及下坡的大功率能量回收。当一个超级电容满电，另一个超级电容空电时，此时若发生能量回收，则由空电的超级电容回收能量，另一个超级电容给电池充电；若两个超级电容都为空电时，则在匀速行驶时由电池给超级电容1充电，以保证两个超级电容一个空电、一个满电的状态。如图2所示，一种电动汽车双超级电容能量管理方法，主要是计算机模块通过行驶状态模块检测电动汽车运行状态，通过判断运行状态进行系统的控制，不同运行状态的控制方法如下：1)当汽车启动时：电池给计算机模块、行驶状态模块、电机控制模块供电，使各个模块激活开始工作；同时，电池给超级电容1充电，以便电动汽车起步时为电机提供大电流。2)当汽车起步、加速、上坡时：计算机模块检测超级电容2的容量，若超级电容2是可供电状态(可进行系统设定，如电量大于50％为可供电状态，否则，为待充电状态)，由超级电容2和电池共同给电机控制模块供电；否则由超级电容1和电池共同给电机控制模块供电，保证电池的小电流输出。3)当汽车匀速行驶时：由电池单独给电机控制模块供电(此时电机所需电流较小)，且计算机检测两个超级电容状态，若都为待充电状态，则控制电池对超级电容1充电(此时仅需小电流充电)。4)当汽车制动、下坡时：计算机模块检测两个超级电容状态，若超级本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电动汽车双超级电容能源管理系统，其特征在于：包括电池、超级电容1、超级电容2、计算机模块、行驶状态模块、电机控制模块及电机、放电电阻；其中，电池用于储存电能，并向超级电容1和电机控制模块供电；超级电容1和超级电容2用于储存和回收电能，并向电池和电机控制模块供电；电机控制模块用于整流逆变并控制电机转速；行驶状态模块用于采集汽车行驶状态，并发送给计算机模块；计算机模块对其他各模块进行信号检测和数据处理，并向其他模块发出控制信号；放电电阻用于吸收超级电容的能量。

【技术特征摘要】
1.一种电动汽车双超级电容能源管理系统，其特征在于：包括电池、超级电容1、超级电容2、计算机模块、行驶状态模块、电机控制模块及电机、放电电阻；其中，电池用于储存电能，并向超级电容1和电机控制模块供电；超级电容1和超级电容2用于储存和回收电能，并向电池和电机控制模块供电；电机控制模块用于整流逆变并控制电机转速；行驶状态模块用于采集汽车行驶状态，并发送给计算机模块；计算机模块对其他各模块进行信号检测和数据处理，并向其他模块发出控制信号；放电电阻用于吸收超级电容的能量。2.一种利用权利要求1所述系统的电动汽车双超级电容能源管理方法，其特征在于：计算机模块通过行驶状态模块检测电动汽车运行状态，并通过判断运行状态进行系统控制，具体如下：1)当汽车启动时：电池为超级电容1充电，以便两者可以同时为电机控制模块供电；2)当汽车起步、加速、上坡时：计算机模块对超级电容2进行检测，若超级电容2中处于可供电...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘景林，于昊正，张二阳，公超，王晓梅，席海杰，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61