用于优化能量存储装置循环寿命的系统和方法制造方法及图纸

本发明专利技术名称为用于优化能量存储装置循环寿命的系统和方法。提供一种多能量存储装置系统，其包括耦合到直流(DC)链路的第一能量存储装置(ESD)。双向降压/升压转换器包括耦合到DC链路和输入通道的输出通道。耦合到输入通道的第二ESD具有可使用能量存储范围，该可使用能量存储范围定义其中可存储的可使用能量的总量。数据库包括与已知加速事件关联的存储的信息。系统控制器配置成获取与已知加速事件关联的存储的信息，并在已知加速事件期间，促使降压/升压转换器使第二ESD的电压升压并将升压的电压供给到DC链路，以便在已知加速事件之后，第二ESD的电荷状态小于或基本等于电荷的最小可使用能量存储状态。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术的实施例一般涉及车辆驱动系统，以及更确切地说，涉及控制能量管理系统以优化车辆或非车辆系统中的能量存储装置的循环寿命。
技术介绍
电动车辆和混合电动车辆典型地由一个或多个能量存储装置单独地或与内燃机组合来提供动力。在纯电动车辆中，一个或多个能量存储装置对整个驱动系统供电，从而无需内燃机。另一方面，混合电动车辆包括能量存储装置功率以补充内燃机供给的功率，这大大地增加了内燃机和车辆的燃料效率。传统方式下，电动推进系统或混合电动推进系统中的能量存储装置包括电池、超级电容器、储能轮或这些元件的组合，以便提供足够的能量对 电动机供电。当使用两种或两种以上的能量源来向驱动系统提供功率时，这些能量源典型地非常适合提供不同类型的功率。例如，第一能量源可以是在提供长期功率时更有效率的高能量源(high energy source),而第二能量源可以是在提供短期功率时更有效率的高特定功率源。高特定功率源可以用于协助高能量源在例如加速或脉冲负载事件期间向系统提供功率。通常，高特定能量源具有的充电/放电循环寿命比高功率源的循环寿命更短。增加高能量源的循环寿命的一种方法可以包括增加源的尺寸和/或能量额定。但是，增加这些参数的任何一个典型地导致高能量源的成本和重量增加，并且如在车辆应用中使用，则可能潜在地降低加速度变化率。因此，期望提供一种系统，其控制多能源系统中的能量流，从而优化用于输送功率以驱动负载的功率源/能量源的循环寿命。
技术实现思路
根据本专利技术的一个方面，一种多能量存储装置系统，包括第一能量存储装置和负载，该第一能量存储装置耦合到直流(DC)链路，该负载耦合到DC链路且配置成从DC链路接收能量。一种双向降压/升压转换器组装件，包括第一双向降压/升压转换器，该第一双向降压/升压转换器包括耦合到DC链路的输出通道和包括第一输入通道。包括经由第一DC总线耦合到第一双向降压/升压转换器的第一输入通道的第二能量存储装置，该第二能量存储装置具有可使用能量存储范围，该可使用能量存储范围定义第二能量存储装置中可存储的可使用能量的总量。该系统还包括系统控制器和数据库，该数据库包含与其中需要向负载供给能量的已知加速事件关联的存储的信息。该系统控制器配置成在已知加速事件期间获取与已知加速事件关联的存储的信息，并促使第一双向降压/升压转换器使第二能量存储装置的电压升压并将升压的电压供给到DC链路以对负载供电，以便在已知加速事件之后，第二能量存储装置的电荷状态小于或基本等于电荷的最小可使用能量存储状态。根据本专利技术的另一个方面，一种组装推进能量系统的方法，包括将第一能量存储装置耦合到直流(DC)链路以及耦合双向降压/升压转换器组装件的输出通道到DC链路，该双向降压/升压转换器包括一双向降压/升压转换器。该方法还包括将第二能量存储装置耦合到双向降压/升压转换器的第一输入通道和将负载耦合到DC链路。该第二能量存储装置具有可使用能量存储范围，该可使用能量存储范围定义第二能量存储装置中可存储的可使用能量的总量，该负载配置成经由DC链路从第一能量存储装置和第二能量存储装置的其中之一接收能量。该方法还包括将控制器耦合到第一能量存储装置和第二能量存储装置，耦合到双向降压/升压转换器以及耦合到负载，并且将控制器配置成从存储数据库获取第一组存储的信息，该第一组存储的信息与其中要向负载供给能量的已知加速事件相关联。该控制器还配置成促使双向降压/升压转换器在已知加速事件期间使第二能量存储装置中的存储的电压升压，并将升压的电压供给到DC链路以对负载供电，以便在已知加速事件之后，第二能量存储装置的电荷状态小于或基本等于电荷的最小可使用能量存储状态。根据本专利技术的又一个方面，一种其上存储有计算机程序并表示一组指令的非临时性计算机可读存储介质，该一组指令在被计算机执行时，促使计算机访 问包含与已知加速事件关联的存储的信息的数据库，在该已知加速事件中记录为增加与负载关联的旋转速度对负载的能量供给。该组指令还促使计算机以促使双向降压/升压转换器在已知加速事件期间将第一能量存储装置升压，并将升压的电压供给到DC链路以对负载供电，以便在已知加速事件之后，第一能量存储装置的电荷状态小于或基本等于电荷的最小可使用能量存储状态，其中第一能量存储装置具有可使用能量存储范围，该可使用能量存储范围定义其中可存储的可使用能量的总量。通过下文的详细描述和附图，将使多种其他特征和优点显而易见。附图说明这些附示目前设想用于执行本专利技术的优选实施例。在这些附图中 图I以示意图形式图示根据本专利技术实施例的推进系统的实施例。图2以示意图形式图示根据本专利技术实施例的推进系统的另一个实施例。图3以示意图形式图示根据本专利技术实施例的推进系统的另一个实施例。图4以示意图形式图示根据本专利技术实施例的推进系统的另一个实施例。图5是图示根据本专利技术实施例的系统控制器的过程步骤的流程图。图6是图示根据本专利技术的另一个实施例的系统控制器的过程步骤的流程图。具体实施例方式本专利技术的实施例涉及车辆和非车辆应用。车辆应用可以包括例如公路用车和非公路用车、高尔夫车、社区电动车、叉车和公用事业货车中的纯电动车辆或混合电动车辆应用。非车辆应用可以包括非车辆类型的负载，包括泵、风扇、卷扬机、起重机或其他电机驱动的负载。虽然是结合车辆应用来描述的，但是本专利技术的实施例无意局限于此。图I图示根据本专利技术的实施例的推进系统100。推进系统100可以在电动车辆或混合电动车辆应用中使用。车辆推进系统100包括能量系统102和系统控制器104。能量系统102包括第一能量存储装置106、第二能量存储装置108和降压/升压转换器组装件110，降压/升压转换器组装件110具有耦合到双向DC-DC降压/升压转换器的输入通道112和具有耦合到DC链路116的输出通道114。第一能量存储装置106配置成具有高能量存储能力，但是具有较低中等循环寿命。可以将循环寿命确定为能量存储装置的放电/再充电电平的深度的函数。第二能量存储装置108具有比第一能量存储装置低的能量存储能力，但是具有比第一能量存储装置106高的循环寿命。相应地，第二能量存储装置108的深度放电和再充电循环次数高于第一能量存储装置106的等效深度放电和再充电循环次数，这指示当在等效状况下操作时，第二能量存储装置108将具有比第一能量存储装置106更长的操作寿命。虽然第一能量存储装置106图示为电池，但是还可设想如超级电容器、燃料电池、储能轮等的另一种类型的能量存储装置。虽然第二能量存储装置108图示为超级电容器，但是还可设想如电池、燃料电池、储能轮等的另一种类型的能量存储装置。第一能量存储装置106经由DC链路116耦合到负载118，根据本专利技术的实施例，负载118是包括DC-AC逆变器120和电机或机电装置122的电驱动器。电机122优选地是AC电机，但是不局限于此。虽然未示出，但是要理解多个电机122的每个电机可以耦合到相应的车轮或其他负载，或每个电机122可以耦合到用于将旋转功率分发到车轮或其他负载的 差动装置(differential)。一般来说，在加速操作模式中，第一能量存储装置106在能量系统102的高电压端124上提供的电压经由DC链路116供给到DC-AC逆变器120以驱动电机122。双向降本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多能量存储装置系统，包括：????第一能量存储装置，其耦合到直流(DC)链路；????负载，其耦合到所述DC链路且配置成从所述DC链路接收能量；????双向降压/升压转换器组装件，其包括第一双向降压/升压转换器，所述第一双向降压/升压转换器包括耦合到所述DC链路的输出通道和包括第一输入通道；????第二能量存储装置，其经由第一DC总线耦合到所述第一双向降压/升压转换器的所述第一输入通道，所述第二能量存储装置具有可使用能量存储范围，所述可使用能量存储范围定义第二能量存储装置中可存储的可使用能量的总量；????数据库，其包含与其中需要向所述负载供给能量的已知加速事件关联的存储的信息；以及????系统控制器，其配置成：???????获取与所述已知加速事件关联的所述存储的信息；以及???????在所述已知加速事件期间，促使所述第一双向降压/升压转换器使所述第二能量存储装置的电压升压并将所升压的电压供给到所述DC链路以对所述负载供电，以便在所述已知加速事件之后，所述第二能量存储装置的电荷状态小于或基本等于电荷的最小可使用能量存储状态。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：RD金，IM贝里，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：