推进系统、能量管理系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及推进系统、能量管理系统及方法，其中的能量管理系统包括具有一个或多个第一桥臂电路的第一电能变换器、具有一个或多个第二桥臂电路的第二电能变换器以及控制装置。一个或多个第一桥臂电路与能量型电源电耦合，一个或多个第二桥臂电路与功率型电源电耦合。控制装置用于在牵引装置处于驱动模式时控制第一电能变换器及第二电能变换器工作在以下至少二种情况：当牵引装置的正需求功率小于或等于正门限功率时，启用第一电能变换器中的部分或全部第一桥臂电路以及禁用第二电能变换器中的全部第二桥臂电路；当正需求功率大于正门限功率时，启用第一电能变换器中的部分或全部第一桥臂电路以及启用第二电能变换器中的部分或全部第二桥臂电路。本发明专利技术还提供一种能量管理方法及推进系统。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种推进系统，特别涉及一种包括能量型电源和功率型电源来给车辆提供功率的推进系统、能量管理系统及方法。
技术介绍
能量型电源(例如电池)和功率型电源(例如超级电容)一般用于电动汽车或混合动力汽车中来提供功率给牵引装置并可捕获再生能量。在车辆的驱动模式(例如踩油门加速时)中，能量型电源不能在瞬间提供大的功率，功率型电源可在瞬间提供大的功率因此可满足车辆的瞬间大功率需求。在车辆的再生制动模式(例如刹车减速时)中，能量型电源不能快速地吸收能量且由于内阻较大而导致效率较低，功率型电源能够快速地吸收能量且效率较高。能量型电源和功率型电源通过一个或多个DC/DC变换器电连接于牵引装置，以提供能量给牵引装置或接收牵引装置的再生能量。目前，仅根据能量型电源和功率型电源的充电状态在两者之间分配能量。此能量管理方法下的能量型电源和功率型电源的利用率较低，车辆驱动系统的效率较低。因此，有必要提供一种新的推进系统、能量管理系统及方法，以解决以上问题。
技术实现思路
现在归纳本专利技术的一个或多个方面以便于本专利技术的基本理解，其中该归纳并不是本专利技术的扩展性纵览，且并非旨在标识本专利技术的某些要素，也并非旨在划出其范围。相反，该归纳的主要目的是在下文呈现更详细的描述之前用简化形式呈现本专利技术的一些概念。本专利技术的一个方面，在于提供一种能量管理系统，其包括：与牵引装置电耦合的第一电能变换器，其包括与能量型电源电耦合的一个或多个第一桥臂电路；与牵引装置电耦合的第二电能变换器，其包括与功率型电源电耦合的一个或多个第二桥臂电路；以及控制装置，用于在牵引装置处于驱动模式时控制第一电能变换器及第二电能变换器工作在以下至少二种情况；当牵引装置的正需求功率小于或等于正门限功率时，启用第一电能变换器中的部分或全部第一桥臂电路以及禁用第二电能变换器中的全部第二桥臂电路，使得能量型电源提供功率给牵引装置；当该正需求功率大于正门限功率时，启用第一电能变换器中的部分或全部第一桥臂电路以及启用第二电能变换器中的部分或全部第二桥臂电路，使得能量型电源和功率型电源共同提供功率给牵引装置。本专利技术的另一个方面，在于提供一种能量管理方法，其应用于与第一电能变换器和第二电能变换器电耦合的牵引装置，该能量管理方法包括：提供与能量型电源电耦合的一个或多个第一桥臂电路于第一电能变换器内；提供与功率型电源电耦合的一个或多个第二桥臂电路于第二电能变换器内；在牵引装置处于驱动模式时，控制第一电能变换器及第二电能变换器工作在以下至少二种情况：当牵引装置的正需求功率小于或等于正门限功率时，启用第一电能变换器中的部分或全部第一桥臂电路以及禁用第二电能变换器中的全部第二桥臂电路，使得能量型电源提供功率给牵引装置；当该正需求功率大于正门限功率时，启用第一电能变换器中的部分或全部第一桥臂电路以及启用第二电能变换器中的部分或全部第二桥臂电路，使得能量型电源和功率型电源共同提供功率给牵引装置。本专利技术的另一个方面，在于提供一种推进系统，其包括：能量型电源；功率型电源；与牵引装置电耦合的电能变换器，该电能变换器包括与能量型电源电耦合的第一桥臂电路及与功率型电源电耦合的两个第二桥臂电路；以及控制装置，用于在牵引装置处于驱动模式时控制电能变换器工作在以下至少三种情况；当牵引装置的正需求功率小于或等于第一正门限功率时，启用所述第一桥臂电路以及禁用两个第二桥臂电路；当该正需求功率大于第一正门限功率且小于或等于第二正门限功率时，启用所述第一桥臂电路和两个第二桥臂电路中的一个第二桥臂电路以及禁用两个第二桥臂电路中的另一个第二桥臂电路；当该正需求功率大于第二正门限功率时，启用所述第一桥臂电路和两个第二桥臂电路。本专利技术提供的推进系统、能量管理系统及方法，由于可以禁用部分第一桥臂电路和/或禁用部分第二桥臂电路，因此既满足了牵引装置的不同功率需求，也同时提高了能量利用效率；也即降低了车辆的能量损耗，增加了车辆的行驶距离。附图说明通过结合附图对于本专利技术的实施方式进行描述，可以更好地理解本专利技术，在附图中：图1为一种实施方式的推进系统的功能模块图。图2为图1所示控制装置的一种实施方式的功能模块图。图3为图1所示第一电能变换器及第二电能变换器的一种实施方式的电路图。图4为图1及图3所示推进系统的简化电路图。图5为表征牵引装置的需求功率与第一桥臂电路及第二桥臂电路之间关系的波形图。图6为表征牵引装置的需求功率与推进系统的效率之间关系的示意图。具体实施方式以下将描述本专利技术的具体实施方式，需要指出的是，在这些实施方式的具体描述过程中，为了进行简明扼要的描述，本说明书不可能对实际的实施方式的所有特征均作详尽的描述。应当可以理解的是，在任意一种实施方式的实际实施过程中，正如在任意一个工程项目或者设计项目的过程中，为了实现开发者的具体目标，为了满足系统相关的或者商业相关的限制，常常会做出各种各样的具体决策，而这也会从一种实施方式到另一种实施方式之间发生改变。此外，还可以理解的是，虽然这种开发过程中所作出的努力可能是复杂并且冗长的，然而对于与本专利技术公开的内容相关的本领域的普通技术人员而言，在本公开揭露的
技术实现思路
的基础上进行的一些设计，制造或者生产等变更只是常规的技术手段，不应当理解为本公开的内容不充分。除非另作定义，权利要求书和说明书中使用的技术术语或者科学术语应当为本专利技术所属
内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本专利技术专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“一个”或者“一”等类似词语并不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同元件，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电气的连接，不管是直接的还是间接的。图1所示为一个实施例的推进系统100的示意图。推进系统100可用于车辆中，例如电动汽车或混合动力汽车。混合动力汽车利用电动机和热机提供推进力来驱动车辆。电动汽车包括电动机和电池，电动机提供推进本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种能量管理系统，其特征在于：该能量管理系统包括：与牵引装置电耦合的第一电能变换器，其包括与能量型电源电耦合的一个或多个第一桥臂电路；与牵引装置电耦合的第二电能变换器，其包括与功率型电源电耦合的一个或多个第二桥臂电路；以及控制装置，用于在牵引装置处于驱动模式时控制第一电能变换器及第二电能变换器工作在以下至少二种情况；当牵引装置的正需求功率小于或等于正门限功率时，启用第一电能变换器中的部分或全部第一桥臂电路以及禁用第二电能变换器中的全部第二桥臂电路，使得能量型电源提供功率给牵引装置；当该正需求功率大于正门限功率时，启用第一电能变换器中的部分或全部第一桥臂电路以及启用第二电能变换器中的部分或全部第二桥臂电路，使得能量型电源和功率型电源共同提供功率给牵引装置。

【技术特征摘要】
1.一种能量管理系统，其特征在于：该能量管理系统包括：
与牵引装置电耦合的第一电能变换器，其包括与能量型电源电耦
合的一个或多个第一桥臂电路；
与牵引装置电耦合的第二电能变换器，其包括与功率型电源电耦
合的一个或多个第二桥臂电路；
以及控制装置，用于在牵引装置处于驱动模式时控制第一电能变
换器及第二电能变换器工作在以下至少二种情况；
当牵引装置的正需求功率小于或等于正门限功率时，启用第
一电能变换器中的部分或全部第一桥臂电路以及禁用第二电能变换器
中的全部第二桥臂电路，使得能量型电源提供功率给牵引装置；
当该正需求功率大于正门限功率时，启用第一电能变换器中
的部分或全部第一桥臂电路以及启用第二电能变换器中的部分或全部
第二桥臂电路，使得能量型电源和功率型电源共同提供功率给牵引装
置。
2.如权利要求1所述的能量管理系统，其特征在于：该控制装置
还用于在牵引装置处于再生制动模式时控制第一电能变换器及第二电
能变换器工作在以下至少二种情况；
当牵引装置的负需求功率大于负门限功率时，启用第一电能变换
器中的部分或全部第一桥臂电路以及禁用第二电能变换器中的全部第
二桥臂电路，使得能量型电源接收牵引装置的再生能量；
当该负需求功率小于或等于负门限功率时，启用第一电能变换器
中的部分或全部第一桥臂电路以及启用第二电能变换器中的部分或全
部第二桥臂电路，使得能量型电源和功率型电源共同接收牵引装置的
再生能量。
3.如权利要求1所述的能量管理系统，其特征在于：
该第一电能变换器包括一个第一桥臂电路，该第二电能变换器包
括两个第二桥臂电路；
当该正需求功率小于或等于正门限功率时，该控制装置用于启用
所述一个第一桥臂电路以及禁用两个第二桥臂电路；
当该正需求功率大于正门限功率时，该控制装置用于启用所述一
个第一桥臂电路以及启用一个或两个第二桥臂电路。
4.如权利要求3所述的能量管理系统，其特征在于：
该正门限功率包括第一正门限功率及第二正门限功率；
当该正需求功率小于或等于第一正门限功率时，该控制装置用于
启用所述一个第一桥臂电路以及禁用两个第二桥臂电路；
当该正需求功率大于第一正门限功率且小于或等于第二正门限功
率时，该控制装置用于启用所述一个第一桥臂电路和两个第二桥臂电
路中的一个第二桥臂电路以及禁用两个第二桥臂电路中的另一个第二
桥臂电路；
当该正需求功率大于第二正门限功率时，该控制装置用于启用所
述一个第一桥臂电路和两个第二桥臂电路。
5.如权利要求2所述的能量管理系统，其特征在于：
该第一电能变换器包括一个第一桥臂电路，该第二电能变换器包
括两个第二桥臂电路；
当该负需求功率大于负门限功率时，该控制装置用于启用所述一
个第一桥臂电路以及禁用两个第二桥臂电路；
当该负需求功率小于或等于负门限功率时，该控制装置用于该控
制装置用于启用所述一个第一桥臂电路以及启用一个或两个第二桥臂
电路。
6.如权利要求5所述的能量管理系统，其特征在于：
该负门限功率包括第一负门限功率及第二负门限功率；
当该负需求功率大于第一负门限功率时，该控制装置用于启用所
述一个第一桥臂电路以及禁用两个第二桥臂电路；
当该负需求功率小于或等于第一负门限功率且大于第二负门限功
率时，该控制装置用于启用所述一个第一桥臂电路和两个第二桥臂电
路中的一个第二桥臂电路以及禁用两个第二桥臂电路中的另一个第二

\t桥臂电路；
当该负需求功率小于或等于第二负门限功率时，该控制装置用于
启用所述一个第一桥臂电路和两个第二桥臂电路。
7.如权利要求1所述的能量管理系统，其特征在于：
该第一电能变换器包括第一桥臂电路，该第二电能变换器包括两
个第二桥臂电路；
该第一电能变换器还包括第一电感；该第二电能变换器还包括第
二电感及第三电感；
所述第一桥臂电路及两个第二桥臂电路中的每一者包括串联连接
于牵引装置两端的两个电子开关；
该第一电感的一端与能量型电源电耦合，该第一电感的另一端电
耦合于所述第一桥臂电路中的两个电子开关之间的连接点；
该第二电感的一端与功率型电源电耦合，该第二电感的另一端电
耦合于两个第二桥臂电路中的一者所包括的两个电子开关之间的连接
点；
该第三电感的一端与功率型电源电耦合，该第三电感的另一端电
耦合于两个第二桥臂电路中的另一者所包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：高金萍，邱海，赵彤，许飞，佘宏武，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国;US