本发明专利技术涉及汽车电子技术，特别涉及一种在利用多块蓄电池作为储能设备的汽车供电系统中使电能在蓄电池之间均衡存储的方法。按照本发明专利技术的能量均衡存储方法，所述双蓄电池汽车供电系统包括发电机、与所述发电机并联耦合以形成供电回路的第一蓄电池、与起动机并联耦合以形成启动回路的第二蓄电池以及可控地耦合在所述供电回路与所述启动回路之间的控制单元，其中，包含下列步骤：所述控制单元确定所述第一和第二蓄电池的荷电状态的差距量；所述控制单元确定所述差距量是否偏离预先设定的范围；以及如果所述差距量超出所述预先设定的范围，则所述控制单元使所述发电机向所述第一或第二蓄电池充电以使所述差距量回落到所述预先设定的范围之内。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及汽车电子技术，特别涉及一种在利用多块蓄电池作为储能设备的汽车供电系统中使电能在蓄电池之间均衡存储的方法。
技术介绍
汽车供电系统主要由储能装置(例如蓄电池或超级电容器)、能量转换装置(例如将机械能转换为电能的发电机)、起动机和控制单元组成。在汽车供电系统中，控制单元是整个系统的核心，它负责根据用电负荷、蓄电池状态和发电机状态等工况确定和实施合适的电能管理策略。起动机利用蓄电池的能量将汽车发动机启动，使发动机在所需的工作状态下运转。发动机运转时将带动发电机发电，并按汽车电气系统的电压要求向汽车的用电负载供电和向蓄电池充电。例如，在控制单元的控制下，如果汽车电气系统的用电电流大于发电机的供电电流，则蓄电池就会放电，以弥补不足的电流，反之，如果汽车电气系统的用电电流小于发电机的供电电流，则电流差的一部分作为蓄电池的充电电流而流入蓄电池。汽车的用电负载在电气特性上往往具有较大的差异，例如起动机工作时需要提供大安倍的瞬间电流，而照明、音响等设备需要提供较长时间的小电流。为了同时满足上述两类负载的用电需求，业界一般采用一个大容量和大极板面积的蓄电池。但是这种方法的缺点是导致蓄电池寿命的缩短，这是因为可能出现下列情况在经过一段时间的使用之后，蓄电池作为启动用的储能器是可用的，但是却无法长时间供电，或者虽然可以长时间供电，但是却无法提供大电流，面对这些情况，更换蓄电池将是不可避免的。针对不同负荷的用电特点，汽车供电系统可采用双电池设计，即蓄电池包括启动型蓄电池和供电型蓄电池，前者与启动机并联组成启动回路，后者与用电器件并联组成供电回路，而电气系统控制器可分别对启动回路和供电回路的启闭进打控制。在上述双电池设计中，蓄电池之间较大的SOC差值反映了电能储存的不均衡状态。此外，当荷电状态(SOC)相差较大时，在电连接状态下将在蓄电池之间发生电能的转移，从而产生不必要的能量损耗。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种，其可实现电能在蓄电池之间的均衡存储。本专利技术的上述目的通过下列技术方案实现一种，所述双蓄电池汽车供电系统包括发电机、与所述发电机并联耦合以形成供电回路的第一蓄电池、与起动机并联耦合以形成启动回路的第二蓄电池以及可控地耦合在所述供电回路与所述启动回路之间的控制单元，其中，包含下列步骤所述控制单元确定所述第一和第二蓄电池的荷电状态的差距量；所述控制单元确定所述差距量是否偏离预先设定的范围；以及如果所述差距量超出所述预先设定的范围，则所述控制单元使所述发电机向所述第一或第二蓄电池充电以使所述差距量回落到所述预先设定的范围之内。优选地，在上述能量均衡存储方法中，所述控制单元按照下式确定所述第一和第二蓄电池的荷电状态的差距量E :E = (S0C「S0C2) X e-t/τ其中，SOC1和SOC2分别为根据电流积分法计算得到的所述第一和第二蓄电池的荷电状态，t为从蓄电池初始时刻到当前时刻所经历的时间，τ为大于零的修正因子，根据实验确定。优选地，在上述能量均衡存储方法中，所述第一和第二蓄电池的荷电状态SOC1和SOC2的每一个按照下式计算得到 tSOC = - c I i(x)dx ο其中At为所述蓄电池的温度增大值，i (X)为蓄电池在当前时刻X的电流，t为从初始时刻到当前时刻所经历的时间，a、b和c为通过实验确定的常数。优选地，在上述能量均衡存储方法中，所述控制单元按照下列方式确定所述第一或第二蓄电池的荷电状态输入所述蓄电池的工作电压、工作电流和工作温度；计算所述工作电压在所述蓄电池的标准工作电流下的工作电压修正值；利用各自的隶属函数确定所述工作电压修正值和所述工作温度的模糊值；利用模糊推理规则，根据所述工作电压修正值和所述工作温度的模糊值确定所述蓄电池的荷电状态的模糊值；以及利用反模糊算法，根据所述蓄电池的荷电状态的模糊值计算所述蓄电池的荷电状态。优选地，在上述能量均衡存储方法中，按照下式计算所述工作电压在所述蓄电池的标准工作电流下的工作电压修正值U1,a Uljm = U1+(I-I0) X λ (I)其中，U1为所述工作电流I下的所述工作电压，Uljm为所述工作电压U1的修正值，I为所述工作电流，Itl为所述标准工作电流，λ (I)为随所述工作电流变化的数值。优选地，在上述能量均衡存储方法中，所述标准工作电流为下列中的一种所述蓄电池的各种工作状况下的工作电流的算术平均值；所述蓄电池的各种工作状态下的工作电流按照其对应的工作状态出现概率的加权平均值；所述蓄电池的工作电流在一段时间内的平均值。优选地，在上述能量均衡存储方法中，所述λ (I)通过蓄电池在相同温度下不同工作电流的放电曲线获得。优选地，在上述能量均衡存储方法中，所述预先设定的范围的上限和下限是非对称的。本专利技术的上述目的还可以通过下列技术方案实现一种，所述双蓄电池汽车供电系统包括发电机、与所述发电机并联耦合以形成供电回路的第一蓄电池、与起动机并联耦合以形成启动回路的第二蓄电池以及可控地耦合在所述供电回路与所述启动回路之间的控制单元，其中，包含下列步骤所述控制单元确定所述第一和第二蓄电池的荷电状态在一段时间内的平均值；所述控制单元确定所述平均值的差距量；所述控制单元确定所述差距量是否偏离预先设定的范围；以及如果所述差距量超出所述预先设定的范围，则所述控制单元使所述发电机向所述第一或第二蓄电池充电以使所述差距量回落到所述预先设定的范围之内。优选地，在上述能量均衡存储方法中，通过计算所述一段时间内所述第一和第二蓄电池中的每一个在多个时刻的荷电状态的平均值来确定各自的所述平均值。 在本专利技术的一个实施例中，对于SOC进行了时间上的修正，从而避免或减小了估算误差，这提高了能量均衡存储控制的准确性。此外，在一个实施例中，通过使差距量的预设范围具有非对称的上限和下限，可以很好地满足不同负荷对用电保障程度的需求。再者，在一个实施例中，荷电状态SOC的估算引入了模糊逻辑，从而可以充分利用实验曲线和经验数据，提高结果的准确性。从结合附图的以下详细说明中，将会使本专利技术的上述和其它目的及优点更加完全清楚。附图说明图I为一种不例性的双蓄电池汽车供电系统的不意图。图2为图I所示双蓄电池汽车供电系统中的控制单元的结构示意图。图3为按照本专利技术一个实施例的能量均衡存储方法的工作流程图。图4为蓄电池的一个物理模型的示意图。图5为按照本专利技术一个实施例的SOC计算方法的流程图。图6、7和8分别为图5所示实施例中的蓄电池工作电压修正值、工作温度和SOC状态的隶属函数示意图。具体实施例方式下面通过参考附图描述本专利技术的具体实施方式来阐述本专利技术。但是需要理解的是，这些具体实施方式仅仅是示例性的，对于本专利技术的精神和保护范围并无限制作用。在本说明书中，“耦合”一词应当理解为包括在两个单元之间直接传送能量或信号的情形，或者经一个或多个第三单元间接传送能量或信号的情形，而且这里所称的信号包括但不限于以电、光和磁的形式存在的信号。另外，“包含”和“包括”之类的用语表示除了具有在说明书和权利要求书中有直接和明确表述的单元和步骤以外，本专利技术的技术方案也不排除具有未被直接或明确表述的其它单元和步骤的情形。再者，诸如“第一”、“第二”、“第三”和“第四”之类的用语并不表示单元或数值在时间、空间本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种双蓄电池汽车供电系统中的能量均衡存储方法，所述双蓄电池汽车供电系统包括发电机、与所述发电机并联耦合以形成供电回路的第一蓄电池、与起动机并联耦合以形成启动回路的第二蓄电池以及可控地耦合在所述供电回路与所述启动回路之间的控制单元，其中，包含下列步骤：所述控制单元确定所述第一和第二蓄电池的荷电状态的差距量；所述控制单元确定所述差距量是否偏离预先设定的范围；以及如果所述差距量超出所述预先设定的范围，则所述控制单元使所述发电机向所述第一或第二蓄电池充电以使所述差距量回落到所述预先设定的范围之内。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：邓恒，李军，
申请(专利权)人：上海汽车集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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