能量分配方法及能量分配装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种能量分配方法，用于基于动力电池和超级电容的混合能源系统，能量分配方法包括：分别建立至少三个系统性能指标、至少一能量分配指标的模糊集合；形成模糊规则，至少三个系统性能指标作为模糊规则的输入量，至少一能量分配指标作为模糊规则的输出量；检测至少三个系统性能指标；根据至少三个系统性能指标、模糊规则模糊判决得出至少一能量分配指标；以及根据至少一能量分配指标分配动力电池和超级电容的能源比例。本发明专利技术提供的能量分配方法，通过完善控制策略，实现了削峰填谷，提高整个系统的性能，延长电池寿命的目标。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供一种能量分配方法，用于基于动力电池和超级电容的混合能源系统，能量分配方法包括：分别建立至少三个系统性能指标、至少一能量分配指标的模糊集合；形成模糊规则，至少三个系统性能指标作为模糊规则的输入量，至少一能量分配指标作为模糊规则的输出量；检测至少三个系统性能指标；根据至少三个系统性能指标、模糊规则模糊判决得出至少一能量分配指标；以及根据至少一能量分配指标分配动力电池和超级电容的能源比例。本专利技术提供的能量分配方法，通过完善控制策略，实现了削峰填谷，提高整个系统的性能，延长电池寿命的目标。【专利说明】 能量分配方法及能量分配装置
本专利技术涉及混合能源系统的
，特别涉及一种能量分配方法及能量分配装置，用于基于动力电池和超级电容的混合能源系统。
技术介绍
近年来，随着能源危机和环境问题的日益严重，传统内燃机汽车的燃料不可持续性、高污染等问题越来越受到人们的关注。电动汽车由于其节能、环保、能量转换效率高等优点，得到了产业界的高度重视和政府部门的大力支持。目前，制约电动车快速发展的一个重要原因是续驶里程短，如何提高动力系统放电能量效率和储能利用率，对延长动力系统的使用寿命具有重要意义。 目前电动汽车所使用的动力电池的优点在于比较便宜及具有较高的能量密度,但是它的寿命时间短，充电时间长，尤其难以实现频繁地大电流充放电，在爬坡或加速等需要大电流放电情况下，会极大地影响电池寿命，导致频繁更换电池，增加运行成本。超级电容是一种新型电容，具有功率密度大、污染少、寿命长、充电速度快等优点，可输出和吸收较高的瞬间电流，适合用于瞬时功率大、频繁充放电的场合。但是与动力电池相比，超级电容能量密度较小，无法大量的存储能量，并且成本昂贵。 因此，将超级电容与动力电池组成一个混合动力系统，就可以将动力电池的高能量密度和超级电容的高功率密度的优点结合到一起，可以互补两者的不足，这对提高电动其次续驶里程，改善加速性能，提高动力系统性能具有重要意义。 图1是现有技术的混合储能系统100的系统框图。如图1所示，混合储能系统100包括混合储能管理系统主控模组101、动力电池管理系统102、动力电池组103、超级电容组104、超级电容管理系统105、高压开关106、高压开关107、双向DC/DC转换器108以及负载109。其中，动力电池管理系统102用于测量动力电池组103的电压温度，估算动力电池组103的SOC (State Of Capacity、荷电状态)，计算充放电电流限制值,均衡管理等。动力电池组103是提供动力的蓄电池组，多由锂电池组成，能量密度高，为负载109提供主要动力来源。超级电容组104由多个单体超级电容组成，功率密度高，可为负载109提供高峰值输出。超级电容管理系统105用于监测及管理超级电容组104，测量超级电容组104电压温度，估算超级电容组104的S0C，计算充放电电流限制值，均衡管理等。双向DC/DC转换器108为能量转换器,提供动力电池组103和超级电容组104之间的双向能量转换,包括动力电池组103的能量通过降压储存至超级电容组104以及超级电容组104的能量通过升压储存至动力电池组103。 然而，在现有的的混合动力系统(例如，图1中的混合储能系统100)中，通常为基于两个系统性能指标精确控制能量的分配，例如以超级电容SOC和动力电池SOC为基础精确调整系统输出功率的分布。这种现有混合动力系统的能量分配模式过于机械，不足以应付复杂的实际应用环境。另外，现有的混合动力系统的负载输出峰值和谷值差异过大，导致整体系统性能较差并且电池寿命较低。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种改进的能量分配方法及能量分配装置，以解决上述技术问题。 本专利技术实施例提供一种能量分配方法，用于基于动力电池和超级电容的混合能源系统，其特征在于，所述能量分配方法包括:分别建立至少三个系统性能指标、至少一能量分配指标的模糊集合；形成模糊规则，所述至少三个系统性能指标作为所述模糊规则的输入量，所述至少一能量分配指标作为所述模糊规则的输出量；检测所述至少三个系统性能指标；根据所述至少三个系统性能指标、所述模糊规则模糊判决得出所述至少一能量分配指标；以及根据所述至少一能量分配指标分配所述动力电池和所述超级电容的能源比例。 较优地，所述分别建立至少三个系统性能指标、至少一能量分配指标的模糊集合包括:划分所述至少三个系统性能指标、所述至少一能量分配指标的模糊集合的模糊等级；以及构建与所述至少三个系统性能指标、所述至少一能量分配指标的模糊集合的模糊等级相对应的隶属度函数。 较优地，所述根据所述至少三个系统性能指标、所述模糊规则模糊判决得出所述能量分配指标包括:根据所述至少三个系统性能指标的隶属度函数分别查询所述至少三个系统性能指标的模糊等级；根据所述至少三个系统性能指标的模糊等级以及模糊规则查询所述至少一能量分配指标的模糊等级；以及根据所述至少一能量分配指标的模糊等级及其隶属度函数计算所述能量分配指标。 较优地，所述根据所述至少三个系统性能指标的模糊等级以及模糊规则查询所述至少一能量分配指标的模糊等级中，查询得到的其中一所述能量分配指标的模糊等级为至少两个；所述能量分配指标是根据重心算法计算。 较优地，所述至少三个系统性能指标包括动力电池组S0C、超级电容组SOC和系统功率需求；所述至少一能量分配指标包括动力电池能量分配比率。 较优地,所述动力电池组SOC的模糊集合论域为，所述动力电池组SOC的模糊集合的模糊等级至少为三个；所述超级电容组SOC的模糊集合论域为，所述超级电容组SOC的模糊集合的模糊等级至少为三个；所述系统功率需求的模糊集合论域为，所述系统功率需求的模糊集合的模糊等级至少为三个；所述动力电池能量分配比率的模糊集合论域为，所述动力电池能量分配比率的模糊集合的模糊等级至少为三个。 较优地，所述动力电池组的模糊集合的模糊等级包括低、中低、中等、高中、高；所述超级电容组SOC的模糊集合的模糊等级包括低、中低、中等、高中、高；所述系统功率需求的模糊集合的模糊等级包括高输入、中输入、低输入、静止、低输出、中输出、高输出；所述动力电池能量分配比率的模糊集合的模糊等级包括低、中低、中等、高中、高；其中，高输入、高输出、低和高的模糊等级对应的隶属度函数为梯形隶属度函数，中低、中等、高中、中输入、低输入、静止、低输出、中输出的模糊等级对应的隶属度函数为三角形隶属度函数。 本专利技术提供一种能量分配装置，用于基于动力电池和超级电容的混合能源系统，其特征在于，所述能量分配装置包括:建立模块，用于分别建立至少三个系统性能指标、至少一能量分配指标的模糊集合；形成模块，用于形成模糊规则，所述至少三个系统性能指标作为所述模糊规则的输入量，所述至少一能量分配指标作为所述模糊规则的输出量；检测模块，用于检测所述至少三个系统性能指标；模糊判决模块，用于根据所述至少三个系统性能指标、所述模糊规则模糊判决得出所述至少一能量分配指标；以及分配模块，用于根据所述至少一能量分配指标分配所述动力电池和所述超级电容的能源比例。 较优地，所述建立模块包括:划分单元，用于划分所述至少三个系统性能指标及所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种能量分配方法，用于基于动力电池和超级电容的混合能源系统，其特征在于，所述能量分配方法包括：分别建立至少三个系统性能指标、至少一能量分配指标的模糊集合；形成模糊规则，所述至少三个系统性能指标作为所述模糊规则的输入量，所述至少一能量分配指标作为所述模糊规则的输出量；检测所述至少三个系统性能指标；根据所述至少三个系统性能指标、所述模糊规则模糊判决得出所述至少一能量分配指标；以及根据所述至少一能量分配指标分配所述动力电池和所述超级电容的能源比例。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：林勇豪，黄卜夫，龚灼，
申请(专利权)人：智慧城市系统服务中国有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44