一种新能源电动车蓄电池复合电源的能量管理方法及系统技术方案

本发明专利技术属于新能源电动车技术领域，具体公开了一种新能源电动车蓄电池复合电源的能量管理方法及系统，其中方法包括以下步骤：对新能源电动车车用新能源电动车蓄电池复合电源系统的整体结构进行研究，将其分成多个子模块进行设计；根据电动车的实际情况选择和优化超级电容参数，搭建新能源电动车蓄电池复合电源系统结构，并进行控制系统的软硬件设计；建立复合电源系统的数学模型，设计复合电源系统的能量管理方法，并进行优化，确定最终的复合电源系统的能量管理方法。该方案提高了复合电源的能量利用率。既可对蓄电池起到保护作用，又能提高电动车的续驶里程，为复合电源新能源电动车走向市场做好前期准备工作。动车走向市场做好前期准备工作。动车走向市场做好前期准备工作。

【技术实现步骤摘要】
一种新能源电动车蓄电池复合电源的能量管理方法及系统


[0001]本专利技术属于新能源电动车
，特别是关于一种新能源电动车蓄电池复合电源的能量管理方法及系统。

技术介绍

[0002]超级电容(Ultracapacitor)是近期发展起来的一种介于蓄电池和静电电容器之间的新型储能元件，是一种具有超级储电能力、可提供强大脉动功率的物理二次电源。它具有比静电电容器高得多的能量密度和比蓄电池高得多的功率密度，其容量可达数万法拉，在额定电压范围内可以以极快的速度充电至任一电压值，放电时则可以放出所存储的全部电能，没有蓄电池快速充电和放电的损坏问题，非常适合于短时大功率的应用场合。利用其比功率高、比能量大、一次储能多等优点，可以在电动车起动、加速和爬坡时有效改善车辆的运动特性。此外，超级电容还具有内阻小、充放电效率高(90％以上)、循环寿命长(几万至十万次)、工作温度范围宽(
‑
30～+45℃)、无污染等优点，和其它能量元件(发动机、蓄电池、燃料电池等)组成联合体共同工作，是实现能量回收利用、降低污染的有效途径，可以大大提高电动车一次充电续驶里程。因此，超级电容在电动车领域有着广阔的应用前景，将是未来电动车发展的重要方向之一。
[0003]然而，电动车用超级电容参数选择与优化目前仍缺少一套研究方法和设计手段，超级电容－蓄电池复合电源系统目前还没有一个公认的最优组合拓扑结构，另外，如何对复合电源系统的能量进行优化管理，实现最优的充放电控制，这些方面还需要继续进行深入的研究。目前，国内对新能源电动车蓄电池复合电源系统的设计及控制基本上还处于初始阶段。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种新能源电动车蓄电池复合电源的能量管理方法及系统，其能够解决目前电动车续驶里程较短、电池易老化、爬坡能力差、能量回收效率低这些缺陷。
[0005]本专利技术提供了一种新能源电动车蓄电池复合电源的能量管理方法，包括以下步骤：
[0006]S1，对新能源电动车车用新能源电动车蓄电池复合电源系统的整体结构进行研究，将其分成多个子模块进行设计；
[0007]S2，根据电动车的实际情况选择和优化超级电容参数，搭建新能源电动车蓄电池复合电源系统结构，并进行控制系统的软硬件设计；
[0008]S3，建立复合电源系统的数学模型，设计复合电源系统的能量管理方法，并进行优化；
[0009]S4，进行超级电容充放电、电源对比、能量管理策略对比研究，验证以上设计的正确性和可行性，确定最终的复合电源系统的能量管理方法。
[0010]优选地，所述S1具体包括：搭建超级电容仿真测试平台，以此进行超级电容的充电、放电仿真及测试，确定超级电容的电流电压变换规律及充电放电时间。
[0011]优选地，所述超级电容仿真测试平台包含依次电连接的控制芯片、光耦隔离器、功率驱动器及双向DC/DC变换器，蓄电池与超级电容分别单独接入至双向DC/DC变换器内，并同时通过控制芯片分别接收蓄电池的电压、电流反馈，以及超级电容的电压、电流反馈。
[0012]优选地，在所述S1之后且在所述S2之前还包括：对由超级电容与蓄电池组成的复合电源，以及蓄电池单电源，分别在驱动和再生制动过程中的控制进行分析，得到超级电容、蓄电池电流、电机电流充放电状态，以及驱动力矩大小、制动能量回收效率，以验证复合电源系统的优势。
[0013]优选地，所述S3具体包括对复合电源充放电能量管理策略研究：针对新能源电动车蓄电池复合电源系统的特点，利用最优控制策略来实现复合电源系统充放电控制，以对能量管理方法进行优化。
[0014]优选地，所述S3中的能量管理方法优化的方法具体包括：
[0015]在充放电过程中，电机驱动时，研究超级电容的端电压变化范围，利用最优控制实现充放电时如何控制其放电深度，以备在行驶过程中二次放电或进行再生制动能量回；
[0016]在再生制动能量回收时，研究最大回馈功率制动、最大回馈效率制动及恒定力矩制动三种控制策略，利用恒电流和恒功率制动的最优复合控制策略进行能量回收。
[0017]优选地，所述S3中具体中的能量管理方法优化的方法具体包括：
[0018]通过对比方式来验证不同电源结构和不同控制方法对续驶里程的影响，具体地，在车型、电池、负载、路况的条件相同的前提下进行，采用模拟定点刹车的方式来进行比较，以对蓄电池单电源无再生制动、蓄电池单电源有再生制动、复合电源有再生制动分别进行测试和优化。
[0019]本专利技术还提供了一种新能源电动车蓄电池复合电源的能量管理的系统，所述系统用于实现新能源电动车蓄电池复合电源的能量管理方法的步骤，包括：
[0020]拆分存储模块，用于对新能源电动车车用新能源电动车蓄电池复合电源系统的整体结构进行研究，将其分成多个子模块进行设计；
[0021]模型建立模块，根据电动车的实际情况选择和优化超级电容参数，搭建新能源电动车蓄电池复合电源系统结构，并进行控制系统的软硬件设计；
[0022]优化模块，建立复合电源系统的数学模型，设计复合电源系统的能量管理方法，并进行优化；进行超级电容充放电、电源对比、能量管理策略对比研究，验证以上设计的正确性和可行性，确定最终的复合电源系统的能量管理方法。
[0023]本专利技术还提供了一种电子设备，包括存储器、处理器，所述处理器用于执行存储器中存储的计算机管理类程序时实现新能源电动车蓄电池复合电源的能量管理方法的步骤。
[0024]本专利技术还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机管理类程序，所述计算机管理类程序被处理器执行时实现新能源电动车蓄电池复合电源的能量管理方法的步骤。
[0025]与现有技术相比，根据本专利技术的一种新能源电动车蓄电池复合电源的能量管理方法，其中方法包括以下步骤：对新能源电动车车用新能源电动车蓄电池复合电源系统的整体结构进行研究，将其分成多个子模块进行设计；根据电动车的实际情况选择和优化超级
电容参数，搭建新能源电动车蓄电池复合电源系统结构，并进行控制系统的软硬件设计；建立复合电源系统的数学模型，设计复合电源系统的能量管理方法，并进行优化；进行超级电容充放电、电源对比、能量管理策略对比研究，验证以上设计的正确性和可行性，确定最终的复合电源系统的能量管理方法。该方案提高了复合电源的能量利用率。既可对蓄电池起到保护作用，又能提高电动车的续驶里程，为复合电源新能源电动车走向市场做好前期准备工作。
附图说明
[0026]图1为本专利技术提供的一种新能源电动车蓄电池复合电源的能量管理方法流程图；
[0027]图2为本专利技术提供的一种可能的电子设备的硬件结构示意图；
[0028]图3为本专利技术提供的一种可能的计算机可读存储介质的硬件结构示意图；
[0029]图4为本专利技术提供的一种新能源电动车蓄电池复合电源的能量管理系统的原理框图。
具体实施方式
[0030]下面结合附图，对本专利技术的具体实施方式进行详细描述，但应本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新能源电动车蓄电池复合电源的能量管理方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，对新能源电动车车用新能源电动车蓄电池复合电源系统的整体结构进行研究，将其分成多个子模块进行设计；S2，根据电动车的实际情况选择和优化超级电容参数，搭建新能源电动车蓄电池复合电源系统结构，并进行控制系统的软硬件设计；S3，建立复合电源系统的数学模型，设计复合电源系统的能量管理方法，并进行优化；S4，进行超级电容充放电、电源对比、能量管理策略对比研究，验证以上设计的正确性和可行性，确定最终的复合电源系统的能量管理方法。2.根据权利要求1所述的新能源电动车蓄电池复合电源的能量管理方法，其特征在于，所述S1具体包括：搭建超级电容仿真测试平台，以此进行超级电容的充电、放电仿真及测试，确定超级电容的电流电压变换规律及充电放电时间。3.根据权利要求2所述的新能源电动车蓄电池复合电源的能量管理方法，其特征在于，所述超级电容仿真测试平台包含依次电连接的控制芯片、光耦隔离器、功率驱动器及双向DC/DC变换器，蓄电池与超级电容分别单独接入至双向DC/DC变换器内，并同时通过控制芯片分别接收蓄电池的电压、电流反馈，以及超级电容的电压、电流反馈。4.根据权利要求1所述的新能源电动车蓄电池复合电源的能量管理方法，其特征在于，在所述S1之后且在所述S2之前还包括：对由超级电容与蓄电池组成的复合电源，以及蓄电池单电源，分别在驱动和再生制动过程中的控制进行分析，得到超级电容、蓄电池电流、电机电流充放电状态，以及驱动力矩大小、制动能量回收效率，以验证复合电源系统的优势。5.根据权利要求1所述的新能源电动车蓄电池复合电源的能量管理方法，其特征在于，所述S3具体包括对复合电源充放电能量管理策略研究：针对新能源电动车蓄电池复合电源系统的特点，利用最优控制策略来实现复合电源系统充放电控制，以对能量管理方法进行优化。6.根据权利要求5所述的新能源电动车蓄电池复合电源的能量管理方法，其特征在于，所述S3中的能量管理方法优化的方法具体包括：在充放电过程中，电机...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴作财，阳同光，张光富，周莎，黄志亮，李航洋，邹丽红，王衍鹏，
申请(专利权)人：湖南城市学院，
类型：发明
国别省市：