一种组合供电系统及供电控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种组合供电系统及供电控制方法。该系统包括：铝空气电池、铝离子电池、铝空气电池控制器、组合电源控制器和并流器；铝空气电池的输入端通过铝空气电池控制器与组合电源控制器连接，铝离子电池的输入端与组合电源控制器连接，铝空气电池的输出端、铝离子电池的输出端均与并流器的输入端连接，并流器的输出端连接负载，组合电源控制器与并流器连接，铝空气电池的输入端与铝离子电池的输入端连接。本发明专利技术续航里程长，能够实现高能量、大功率的供电，使负载长距离行驶。

A combined power supply system and power supply control method

【技术实现步骤摘要】
一种组合供电系统及供电控制方法
本专利技术涉及电源供电领域，特别是涉及一种组合供电系统及供电控制方法。
技术介绍
目前，典型的负载系统通常由动力系统、机身系统、数据传输设备和遥控器组成。负载有直流驱动和交流驱动两类，直流驱动负载，如电动无人机，机器人等；交流驱动系统，如电动汽车、电动轮船等。无论哪种负载，都要经历复杂环境，需要不同功率输入才能完成工作目的。比如电动汽车不仅在平坦路上行驶还有加速、爬坡等情形，需要加速前行和大功率输入，才能达到目的；电动无人机，不仅匀速飞行，还有起飞爬坡飞行，加速飞行，都需要大功率输入。纵观目前这些负载，使用的动力电源大多是锂离子电池、氢氧燃料电池，或是锂离子电池与燃料电池组合，或是超级电容与锂离子电池组合。由于锂离子电池储能有限，续航里程短，而目前氢氧燃料电池也由于氢气难以储存，需要带一只储氢罐，占用空间，因此储能也有限，所以，目前这些组合都存在续航里程短的缺点。
技术实现思路
基于此，有必要提供一种既可提供高能量又能提供大功率的组合供电系统及供电控制方法，以保持负载的长距离行驶。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：一种组合供电系统，包括：铝空气电池、铝离子电池、铝空气电池控制器、组合电源控制器和并流器；所述铝空气电池的输入端通过所述铝空气电池控制器与所述组合电源控制器连接，所述铝离子电池的输入端与所述组合电源控制器连接，所述铝空气电池的输出端、所述铝离子电池的输出端均与所述并流器的输入端连接，所述并流器的输出端连接负载，所述组合电源控制器与所述并流器连接，所述铝空气电池的输入端还与所述铝离子电池的输入端连接；所述组合电源控制器用于获取所述负载的需求功率、所述铝空气电池的荷电状态和所述铝离子电池的荷电状态，并控制所述铝空气电池和所述铝离子电池为所述负载供电，控制所述铝空气电池为所述铝离子电池充电，以及控制所述离子电池回收所述负载的电机产生的能量。可选的，所述组合供电系统还包括：铝离子电池DC/DC变换器；所述组合电源控制器通过所述铝离子电池DC/DC变换器与所述铝离子电池的输出端连接，所述铝空气电池的输入端通过所述铝离子电池DC/DC变换器与所述铝离子电池的输入端连接。可选的，所述并流器包括DC/AC变换器、DC/DC变换器以及信号通讯端口；所述铝空气电池的输出端、所述铝离子电池的输出端均与所述DC/AC变换器的输入端连接；所述铝空气电池的输出端、所述铝离子电池的输出端均与所述DC/DC变换器的输入端连接；所述DC/AC变换器的输出端连接交流驱动的负载，所述DC/DC变换器的输出端连接直流驱动的负载；所述组合电源控制器连接所述信号通讯端口。可选的，所述铝空气电池的额定功率为5000W；所述铝离子电池的电压为3V，所述铝离子电池的电流为50A。本专利技术还提供一种组合供电控制方法，应用于上述所述的组合供电系统，所述方法包括：确定铝空气电池的荷电状态和铝离子电池的荷电状态；获取负载的需求功率；依据所述铝空气电池的荷电状态、所述铝离子电池的荷电状态和所述负载的需求功率，采用模糊控制能量管理算法对铝空气电池和铝离子电池的输出功率进行分配。可选的，所述依据所述铝空气电池的荷电状态、所述铝离子电池的荷电状态和所述负载的需求功率，采用模糊控制能量管理算法对铝空气电池和铝离子电池的输出功率进行分配，具体包括：当所述负载的需求功率的小于第一设定功率值，且所述铝离子电池的荷电状态处于未满的状态时，控制所述离子电池回收负载的电机产生的能量；当所述负载的需求功率大于或等于第一设定功率值，所述负载的需求功率小于铝空气电池的额定功率，铝空气电池的荷电状态大于或等于铝空气电池最小设定荷电状态，且所述铝离子电池的荷电状态小于或等于铝离子电池最大设定荷电状态时，控制所述铝空气电池与所述铝离子电池的供电比例为第一设定比例，并控制所述铝空气电池为所述铝离子电池充电；所述第一设定比例大于1；当所述负载的需求功率大于或等于第一设定功率值，所述负载的需求功率小于铝空气电池的额定功率，铝空气电池的荷电状态小于铝空气电池最小设定荷电状态，且所述铝离子电池的荷电状态大于或等于铝离子电池最小设定荷电状态时，控制所述铝空气电池与所述铝离子电池的供电比例为第一设定比例；当所述负载的需求功率大于或等于第一设定功率值，所述负载的需求功率大于或等于铝空气电池的额定功率，铝空气电池的荷电状态大于或等于铝空气电池最小设定荷电状态，且所述铝离子电池的荷电状态大于或等于铝离子电池最小设定荷电状态时，控制铝空气电池的输出功率为铝空气电池的额定功率，所述铝空气电池与所述铝离子电池的供电比例为第二设定比例；所述第二设定比例小于1；当所述负载的需求功率大于或等于第一设定功率值，所述负载的需求功率大于或等于铝空气电池的额定功率，铝空气电池的荷电状态大于或等于铝空气电池最小设定荷电状态，且所述铝离子电池的荷电状态小于铝离子电池最小设定荷电状态时，控制铝空气电池的输出功率为铝空气电池的额定功率，所述铝空气电池与所述铝离子电池的供电比例为第一设定比例。可选的，所述确定铝空气电池的荷电状态和铝离子电池的荷电状态，具体为：采用开路电压法和安时积分法相结合的方式分别对所述铝空气电池和所述铝离子电池的荷电状态进行估算，得到铝空气电池的荷电状态和铝离子电池的荷电状态。可选的，所述第一设定功率值为零；所述第一设定比例为6：4；所述第二设定比例为4：6。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术提出了一种组合供电系统及供电控制方法，所述系统包括：铝空气电池、铝离子电池、铝空气电池控制器、组合电源控制器和并流器；铝空气电池的输入端通过铝空气电池控制器与组合电源控制器连接，铝离子电池的输入端与组合电源控制器连接，铝空气电池的输出端、铝离子电池的输出端均与并流器的输入端连接，并流器的输出端连接负载，组合电源控制器与并流器连接，铝空气电池的输入端与铝离子电池的输入端连接。本专利技术将铝空气电池与铝离子电池组合，由于铝空气电池能量密度大，续航里程长，不用储气罐，占用空间小，铝离子电池功率密度大，爬坡及加速能力强，这样既可以保持长距离行驶，又能适应复杂环境行驶，并且铝的储量丰富，价格低廉，制造方便。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例1组合供电系统的结构示意图；图2为本专利技术实施例2组合供电控制方法的流程图；图3为本专利技术实施例3组合供电控制方法的工作过程图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种组合供电系统，其特征在于，包括：铝空气电池、铝离子电池、铝空气电池控制器、组合电源控制器和并流器；/n所述铝空气电池的输入端通过所述铝空气电池控制器与所述组合电源控制器连接，所述铝离子电池的输入端与所述组合电源控制器连接，所述铝空气电池的输出端、所述铝离子电池的输出端均与所述并流器的输入端连接，所述并流器的输出端连接负载，所述组合电源控制器与所述并流器连接，所述铝空气电池的输入端还与所述铝离子电池的输入端连接；所述组合电源控制器用于获取所述负载的需求功率、所述铝空气电池的荷电状态和所述铝离子电池的荷电状态，并控制所述铝空气电池和所述铝离子电池为所述负载供电，控制所述铝空气电池为所述铝离子电池充电，以及控制所述离子电池回收所述负载的电机产生的能量。/n

【技术特征摘要】
1.一种组合供电系统，其特征在于，包括：铝空气电池、铝离子电池、铝空气电池控制器、组合电源控制器和并流器；
所述铝空气电池的输入端通过所述铝空气电池控制器与所述组合电源控制器连接，所述铝离子电池的输入端与所述组合电源控制器连接，所述铝空气电池的输出端、所述铝离子电池的输出端均与所述并流器的输入端连接，所述并流器的输出端连接负载，所述组合电源控制器与所述并流器连接，所述铝空气电池的输入端还与所述铝离子电池的输入端连接；所述组合电源控制器用于获取所述负载的需求功率、所述铝空气电池的荷电状态和所述铝离子电池的荷电状态，并控制所述铝空气电池和所述铝离子电池为所述负载供电，控制所述铝空气电池为所述铝离子电池充电，以及控制所述离子电池回收所述负载的电机产生的能量。


2.根据权利要求1所述的一种组合供电系统，其特征在于，还包括：铝离子电池DC/DC变换器；
所述组合电源控制器通过所述铝离子电池DC/DC变换器与所述铝离子电池的输出端连接，所述铝空气电池的输入端通过所述铝离子电池DC/DC变换器与所述铝离子电池的输入端连接。


3.根据权利要求1所述的一种组合供电系统，其特征在于，所述并流器包括DC/AC变换器、DC/DC变换器以及信号通讯端口；
所述铝空气电池的输出端、所述铝离子电池的输出端均与所述DC/AC变换器的输入端连接；所述铝空气电池的输出端、所述铝离子电池的输出端均与所述DC/DC变换器的输入端连接；所述DC/AC变换器的输出端连接交流驱动的负载，所述DC/DC变换器的输出端连接直流驱动的负载；所述组合电源控制器连接所述信号通讯端口。


4.根据权利要求1所述的一种组合供电系统，其特征在于，所述铝空气电池的额定功率为5000W；所述铝离子电池的电压为3V，所述铝离子电池的电流为50A。


5.一种组合供电控制方法，其特征在于，应用于权利要求1-4中任意一项所述的组合供电系统，所述方法包括：
确定铝空气电池的荷电状态和铝离子电池的荷电状态；
获取负载的需求功率；
依据所述铝空气电池的荷电状态、所述铝离子电池的荷电状态和所述负载的需求功率，采用模糊控制能量管理算法对铝空气电池和铝离子电池的输出功率进行分配。


6.根据权利要求5所述的一种组合供电控制方法，其特征在于，所述依据所...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢惠民，卢小溪，
申请(专利权)人：易航时代北京科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11