一种超级电容和蓄电池混合动力电动汽车的能量分配方法。该方法根据驾驶员预先选定的续驶里程和蓄电池组荷电状态的初始值，自适应确定出直流－直流变换器和超级电容工作电压及电流的变化曲线。短距离行驶时，由超级电容单独供电；距离较长时，由蓄电池和超级电容共同提供所需电量，并优先使用超级电容的电量。该方法既可以满足行驶工况的需求，又可以最大限度利用超级电容存储的能量，使蓄电池避免大电流和深度放电，优化系统效率，提高电池和超级电容的寿命。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种电动汽车的控制方法，特别涉及一种超级电容和蓄电池混合动力 汽能量分配的设计与应用方法。
技术介绍
超级电容具有比功率高(一般为2000 5000W/kg)，可大电流充放电(一般可在 几十秒内充满)，且充放电反映时间迅速(一般在毫秒级)和循环寿命长的优点，其缺点是 比能量较低(一般为3 5Wh/kg)。由于以上特点，纯超级电容电动汽车的续驶里程较短， 由于充电站建设费用较大，不可能非常密集地建设充电站。为了满足驾驶员期望续驶里程 的需要，采用超级电容和蓄电池的电-电混合结构是解决这一问题的必然选择。在驾驶员 期望续驶里程、蓄电池组状态一定的条件下，车辆行驶过程中超级电容与蓄电池组之间的 能量分配策略，对车辆性能有着重要的影响，而当前对这种能量分配策略的研究较少。
技术实现思路
为了解决以上问题，根据车载超级电容组和蓄电池组的容量和需要存储的电能情 况，以及车辆具体的行驶工况(包括一次充电续驶里程、路面车流状况及坡度、空调及暖风 的使用等)，选择合适的控制策略(即超级电容和蓄电池组的能量分配比)，达到既可以满 足行驶工况的需求，又可以最大限度利用超级电容存储的能量，使蓄电池避免大电流和深 度放电，提高系统效率，保证电池和超级电容寿命的目的。基于沿路充电站的设置情况，驾驶员预先选定续驶里程，控制模块可自适应确定 出直流/直流变化器(DC/DC)和超级电容工作电压及电流的变化曲线。短距离行驶时，由 超级电容单独供电；距离较长时，由蓄电池和超级电容共同提供所需电量，并优先使用超级 电容的电量；回馈制动时，由超级电容单独回收制动系统的能量。该方法的步骤是1)测试超级电容和蓄电池混合动力汽车在不同状态下的续驶里程，记录每次续驶 里程数值及用于控制DC/DC的电流的数值，构成续驶里程和电流的数表；2)根据续驶里程和电流的数表，插值确定出不同续驶里程时DC/DC输出端电压和 电流的变化线段；3)确定驾驶员的期望续驶里程和蓄电池荷电状态(State of Charge, S0C)初始 值输入给控制系统的具体方法；4)根据驾驶员的期望续驶里程和蓄电池S0C的初始值，确定出DC/DC输出端电压 和电流变化的线段。所述的测试超级电容和蓄电池混合动力汽车在不同状态下的续驶里程，记录每次 续驶里程数值及用于控制DC/DC的电流的数值，构成续驶里程和电流的数表的设计程序如 下所示1)SC = 1，Ix = 0. 4C, i = 1，确定 Vmax、Vmin、IJ 禾口 Smin 的大小；52)车辆停止，使蓄电池组荷电状态值的初始值等于SC，Ix等于给定值，超级电容 电压等于Vmax，j = 1 ；3)控制系统中DC/DC输出端电压-电流控制线为(0，Vmax)和(IX，Vmin)两点之 间的线段；4)车辆运行，对DC/DC进行控制，使DC/DC输出端的电压和电流按照电压-电流控 制线变化；按照常规方法即可实现DC/DC控制曲线的跟踪控制，具体控制方法该专利不涉 及；5)V ^ Vmin ？否，返回第4)步；6)是，车辆停止行驶，记录续驶里程L，S(i，j) = L，I(i，j) = Ix ；7)SZ 彡 Smin 否，Ix= Ix+IJ, j = j+1，返回第 2)步；8)是，SC = SC-0. 1，i = i+1 ；9)SC < 0. 6 否，返回第2)步；10)是，结束。参数说明SC表示车辆开始运行时蓄电池组S0C的初始值，Ix表示车辆停止运行时电流大 小、以电池容量C的倍数表示。Vmax表示超级电容的最高电压，Vmin表示超级电容的最低电 压。Smin表示蓄电池放电过程中S0C允许的最小值。V表示超级电容两端的瞬时电压。数 表S和I用于记录各工况下的续驶里程和电流大小，S和I的行数等于H = (1-SX)/SJ+1， S和I每行中的数据是一一对应的。SZ表示每次车辆停止行驶时蓄电池S0C的数值。IJ表 示电流的间隔。<表示小于等于，<表示小于，=表示等于，-表示减号，+表示加号，/表示 除以。所述的根据续驶里程和电流的数表，插值确定出不同续驶里程时DC/DC输出端电 压和电流的变化线段的设计程序如下所示1)计算S的行数、数值为m，i = 1 ；2)计算S中每行的最大值n，SM(i，1) = n ；3)根据S和I中第i行数据，插值确定出数值SC到SZ (i，1)、以1为间隔时对 应的电流大小，并记录到数表SI的第i行中，SI的行数及每行中的列数均与S相同；i = i+1 ；插值方法应根据使用软件而定，如果使用MATLAB软件，应采用以下命令SI (i，)= interpl(I(i, :)，S(i，)，)；4) i ^ m ？是，返回第2)步；5)否，结束。参数说明SM表示m行1列的数表，SM(i，l)表示数表第i行的数值；SI(i，)、I(i，)和 S(i,)分别表示数表SI、I和S的第i行数据；interpl为MATLAB软件中的插值函数；SC 表示纯超级电容续驶里程SC1取整后的数值、比SC1数值大；SZ(i，l)表示SM(i，l)取整后的计算结果、比SM(i，l)数值小；所述的确定驾驶员的期望续驶里程和蓄电池S0C初始值输入给控制系统的具体 方法的设计程序如下所示1)仪表盘上设置四个开关按钮Al，A2，A3，A4，每个按钮被按下时整车控制系统接 收到的是“1”状态、未按下时接收到的是“0”状态。四个按钮可组合出16种状态，每种状 态代表了驾驶员的期望续驶里程。表1为常见的驾驶员期望续驶里程与各按钮状态的对应 关系。同理，可按照表1的方法，增加或减少按钮个数，向控制系统输入合适的期望续驶里程。表1驾驶员的期望续驶里程与各按钮状态的对应关系 2)仪表盘上另外设置三个开关按钮Bl，B2, B3，每个按钮被按下时整车控制系统 收到的是“ 1，，状态、未按下时收到的是“0”状态，三个按钮可组合出8种状态，每种状态代 表了仪表盘上显示的蓄电池S0C初始值。同理，可按照表2的方法，增加或减少按钮个数， 向控制系统输入合适的蓄电池S0C初始值。表2蓄电池S0C初始值与各按钮状态的对应关系 所述的根据驾驶员的期望续驶里程和蓄电池S0C的初始值，确定出DC/DC输出端 电压和电流变化的线段的设计程序如下所示1)驾驶员确定期望续驶里程，记录仪表盘上显示的蓄电池组S0C的初始值；将S0C 初始值精确到小数点后一位、使精确后的数值SE小于S0C初始值，将期望续驶里程取整数、 使精确后的数值SS大于期望续驶里程；2)根据SM数表，插值出SE对应的最大续驶里程，判断此时的最大续驶里程是否大 于驾驶员的期望续驶里程；否，对蓄电池组快速充电或更换蓄电池组；3)是，期望续驶里程是否大于纯超级电容续驶里程SC ；否，纯超级电容驱动；4)是，参照表1和表2，根据期望续驶里程SS和蓄电池S0C初始值SE，确定A1， A2，A3，A4和Bl, B2, B3总计7个按钮的状态，对应值为“1”时、按下该按钮，为“0”时按钮为未按下状态；5)控制系统读取 A1，A2，A3，A4 和 B1，B2，B3 的状态，并将 A1，A2，A3，A4 和 B1，B2， B3 二位制状态转变为十位制数值A和B，根据数表SI，确定出B行A列本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种超级电容和蓄电池混合动力电动汽车的能量分配方法，其特征在于：该方法的步骤是：１）测试超级电容和蓄电池混合动力汽车在不同状态下的续驶里程，记录每次续驶里程数值及用于控制直流／直流变换器（ＤＣ／ＤＣ）的电流的数值，构成续驶里程和电流的数表；２）根据续驶里程和电流的数表，插值确定出不同续驶里程时ＤＣ／ＤＣ输出端电压和电流的变化线段；３）确定驾驶员的期望续驶里程和蓄电池荷电状态（ＳｔａｔｅｏｆＣｈａｒｇｅ，ＳＯＣ）初始值输入给控制系统的具体方法；４）根据驾驶员的期望续驶里程和蓄电池ＳＯＣ的初始值，确定出ＤＣ／ＤＣ输出端电压和电流变化的线段。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：杨伟斌，陈全世，黄勇，
申请(专利权)人：杨伟斌，陈全世，黄勇，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]
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