能量管理方法及能量管理系统技术方案

一种能量管理方法包括操作用于与电气负载驱动单元耦合的包括第一能量存储装置、与所述第一能量存储装置耦合的第一直流-直流变换器、第二存储装置、与所述第二能量存储装置耦合的第一电感及耦合在所述第一电感和所述第一直流-直流变换器之间的第一开关单元的能量管理系统，使所述第二存储装置放电。所述放电的步骤包括从所述第二能量存储装置经由所述第一电感、所述第一开关单元和所述第一直流-直流变换器向所述第一能量存储装置传输能量。其中，所述第一开关单元包括金属氧化物半导体场效应管。本发明专利技术还涉及一种相应的能量管理系统。

【技术实现步骤摘要】
能量管理方法及能量管理系统
本专利技术涉及主要应用于电动车的能量管理方法及能量管理系统。
技术介绍
为了满足电动车在不同情况下的功率需求，通常通过在电动车上安装具有高功率密度的功率电池组，如：超级电容组等，来为电动车提供辅助的能量来源。在电动车正常工作之前，需要对超级电容进行预充电，以使超级电容中存储有一定的能量。然而，在车辆需要维修或超级电容需要更换时，出于安全及延长超级电容的使用寿命考虑，需要使超级电容放电。现有技术中，通常通过在电路中增加电阻来耗尽超级电容中的能量，但是，这种方法耗时长、成本高且造成了能量的浪费。因此，有必要提供一种新的能量管理方法及相应的能量管理系统以解决如上所述的问题。
技术实现思路
本专利技术的一个方面在于提供一种能量管理方法，其包括操作用于与电气负载驱动单元耦合的包括第一能量存储装置、与所述第一能量存储装置耦合的第一直流-直流变换器、第二存储装置、与所述第二能量存储装置耦合的第一电感及耦合在所述第一电感和所述第一直流-直流变换器之间的第一开关单元的能量管理系统，使所述第二存储装置放电。所述放电的步骤包括从所述第二能量存储装置经由所述第一电感、所述第一开关单元和所述第一直流-直流变换器向所述第一能量存储装置传输能量。其中，所述第一开关单元包括金属氧化物半导体场效应管(MOSFET)。本专利技术的另一个方面在于提供一种能量管理系统，其可用于与一电气负载驱动单元耦合。所述能量管理系统包括第一能量存储装置、第一直流-直流变换器、第二能量存储装置、第二直流-直流变换器及控制器。所述第一直流-直流变换器具有与所述第一能量存储装置耦合的第一端和与所述电气负载驱动单元耦合的第二端。所述第二直流-直流变换器耦合在第二能量存储装置和所述第一直流-直流变换器的第二端之间，其包括第一电感和第一开关单元。所述第一电感具有与所述第二能量存储装置耦合的第一端，及第二端。所述第一开关单元耦合在所述第一电感的第二端和所述第一直流-直流变换器之间。其中，所述第一开关单元包括金属氧化物半导体场效应管(MOSFET)。所述控制器设置来从所述第二能量存储装置经由所述第一电感、所述MOSFET和所述第一直流-直流变换器向所述第一能量存储装置传输能量，以使所述第二能量存储装置放电。附图说明当参照附图阅读以下详细描述时，本专利技术的这些和其它特征、方面及优点将变得更好理解，在附图中，相同的元件标号在全部附图中用于表示相同的部件，其中：图1为根据本专利技术的一具体实施方式的能量管理系统的示意图；图2为根据本专利技术的另一具体实施方式的能量管理系统的示意图；图3为所述能量管理系统在放电模式下的等效示意图；图4为所述能量管理系统中的第二调制电路在放电模式下的示意图；图5为根据本专利技术的一具体实施方式的能量管理方法的流程图；及图6为所述能量管理方法在放电模式下的流程图。具体实施方式为帮助本领域的技术人员能够确切地理解本专利技术所要求保护的主题，下面结合附图详细描述本专利技术的具体实施方式。在以下对这些具体实施方式的详细描述中，本说明书对一些公知的功能或构造不做详细描述以避免不必要的细节而影响到本专利技术的披露。除非另作定义，本权利要求书和说明书中所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。本说明书以及权利要求书中所使用的“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“具有”等类似的词语意指出现在“包括”或者“具有”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“具有”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，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。本专利技术的实施例一方面涉及一种可以应用于电动车辆的能量管理系统，该能量管理系统可经由电气负载驱动单元给电气负载供电，该能量管理系统可满足电动车在不同情况下的能量需求。图1为根据本专利技术的一具体实施方式的能量管理系统10的示意图。参见图1，能量管理系统10与电气负载驱动单元20耦合，能量管理系统10可通过电气负载驱动单元20为电气负载40供电。所述电气负载40可包括直流电机、单向电机、三相电机或它们的组合。所述能量管理系统10包括第一能量存储装置11、第一直流-直流变换器12、第二能量存储装置13、第二直流-直流变换器14、控制器15和电容C。第一能量存储装置11可能包括高能量电池(铅酸电池等)、超级电容、发电机、燃料电池、光伏逆变电源或它们的组合等。第二能量存储装置13可能包括高功率能量存储装置，例如：超级电容或者超级电容组。第一直流-直流变换器12耦合在第一能量存储装置11和电气负载驱动单元20之间，具体地，第一直流-直流变换器12具有第一端121和第二端122，所述第一端121耦合于所述第一能量存储装置11，所述第二端122耦合于电气负载驱动单元20。这样，第一能量存储装置11可经由第一直流-直流变换器12和电气负载驱动单元20给电气负载40供电。电容C跨接于第一直流-直流变换器12的第二端122，用于稳定第一直流-直流变换器第二端122的电压。第二直流-直流变换器14耦合在第二能量存储装置13和第一直流-直流变换器12的第二端122之间，第一能量存储装置11可经由第一直流-直流变换器12和第二直流-直流变换器14给第二能量存储装置13充电。第二直流-直流变换器14同时也耦合在第二能量存储装置13和电气负载驱动单元20之间，第二能量存储装置13可经由第二直流-直流变换器14和电气负载驱动单元20给电气负载40供电。第二直流-直流变换器14包括第一电感L1、第一开关单元Q1和第二开关单元Q2。第一电感L1的第一端与第二能量存储装置13耦合，其第二端与第一开关单元Q1耦合。第一开关单元Q1耦合在第一电感L1的第二端和第一直流-直流变换器12之间。第二开关单元Q2耦合在第一电感L1的第二端和第二能量存储装置13之间。第二能量存储装置13可经由第一电感L1、第一开关单元Q1和第一直流-直流变换器12向第一能量存储装置11传输能量。其中，第一开关单元Q1包括金属氧化物半导体场效应管(MOSFET)，该MOSFET的源极与第一电感L1的第二端耦合，该MOSFET的漏极及与第一直流-直流变换器12耦合。在图1所示的实施例中，第一开关单元Q1还包括二极管，与所述MOSFET并联，所述二极管的正极耦合于所述MOSFET的源极，所述二极管的负极耦合于所述MOSFET的漏极。第二开关单元包括有源开关，例如：晶体管、场效应管等。第一直流-直流变换器12包括第二电感L2、第三开关单元Q3和第四开关单元Q4。第二电感L2的第一端耦合于第一能量存储装置11，其第二端耦合于第三开关单元Q3。第三开关单元Q3耦合在第二电感L2的第二端和所述MOSFET的漏极之间。第四开关单元Q4耦合在所述第二电感L2的第二端和第一能量存储装置11之间。第三、第四开关单元包括有源开关，例如：晶体管、场效应管等。在图1所示的实施例中，第二、第三、第四开关单元中的每一个均包括互相并联的场效应管本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种能量管理方法，包括：操作用于与电气负载驱动单元耦合的包括第一能量存储装置、与所述第一能量存储装置耦合的第一直流‑直流变换器、第二存储装置、与所述第二能量存储装置耦合的第一电感及耦合在所述第一电感和所述第一直流‑直流变换器之间的第一开关单元的能量管理系统，使所述第二存储装置放电，包括从所述第二能量存储装置经由所述第一电感、所述第一开关单元和所述第一直流‑直流变换器向所述第一能量存储装置传输能量，其中，所述第一开关单元包括金属氧化物半导体场效应管(MOSFET)。

【技术特征摘要】
1.一种能量管理方法，包括：操作用于与电气负载驱动单元耦合的包括第一能量存储装置、与所述第一能量存储装置耦合的第一直流-直流变换器、第二存储装置、与所述第二能量存储装置耦合的第一电感及耦合在所述第一电感和所述第一直流-直流变换器之间的第一开关单元的能量管理系统，使所述第二存储装置放电，包括从所述第二能量存储装置经由所述第一电感、所述第一开关单元和所述第一直流-直流变换器向所述第一能量存储装置传输能量，其中，所述第一开关单元包括金属氧化物半导体场效应管(MOSFET)。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述MOSFET包括与所述第一电感耦合的源极，及与所述第一直流-直流变换器耦合的漏极。3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述能量管理系统进一步包括耦合在所述第一电感和所述第二能量存储装置之间的第二开关单元，所述第一电感、所述MOSFET和所述第二开关单元被用作为第二直流-直流变换器。4.根据权利要求3所述的方法，其中，当所述第二能量存储装置放电时，所述MOSFET被开通，且所述第二开关单元被关断。5.根据权利要求4所述的方法，其中，通过向所述MOSFET发送高于所述MOSFET的开启电压的第一开关控制信号来开通所述MOSFET,通过向所述第二开关单元发送低于所述第二开关单元的开启电压的第二开关控制信号来关断所述第二开关单元。6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述第二开关控制信号基于第一载波信号和第一调制信号被产生，所述第一调制信号的电压小于所述第一载波信号的最低电压。7.根据权利要求1所述的方法，其中，当所述第二能量存储装置放电时，使经由所述第一直流-直流变换器流入所述第一能量存储装置的输出电流基本等于参考电流值。8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述第一直流-直流变换器包括具有与所述第一能量存储装置耦合的第一端及第二端的第二电感，耦合在所述第二电感的第二端和所述MOSFET之间第三开关单元，及耦合在所述第二电感的第二端和所述第一能量存储装置之间第四开关单元，其中，通过向所述第三、第四开关单元分别发送脉宽调制信号来使所述输出电流基本等于所述参考电流值。9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述脉宽调制信号基于所述参考电流值、所述输出电流的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李飞，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国,US