[发明专利]带有复合储能系统的纯电动公交客车整车能量管理系统

说明书

技术领域

本发明属于整车能量管理领域，适用于采用蓄电池和超级电容组成的复合能量管理，具体涉及一种带有复合储能系统的纯电动公交客车整车能量管理系统。

背景技术

由于石油类能源物质储量有限，随着工业、经济和消费规模的迅速膨胀，目前石油供应日趋紧张，再加上汽车尾气对环境造成了巨大的污染，使得传统燃油动力汽车的未来发展受到严重制约，电动汽车是汽车行业未来发展的主流方向。

电源系统是纯电动汽车的重要部分，现在一般的电动汽车都是将蓄电池或者超级电容作为车载能源，蓄电池比能量高，但是比功率低，超级电容比功率高，但是比能量低。所以一般综合采用的方案是：将蓄电池和超级电容组成复合储能系统，这样既能发挥蓄电池高比能量的优势，又能发挥超级电容高比功率的优势。

在蓄电池和超级电容组成的复合储能系统中，至关重要的问题就是两者之间的功率分配问题。目前采用比较多的方案只是将两者进行简单的并联，虽然能在一定程度上提高整车能量利用效率，但是由于城市工况较为复杂，现有的能量管理系统无法根据实际路况对两者的功率进行合理分配，致使不能充分发挥两者的优势，缩短蓄电池的使用寿命；此外，现有的复合能源管理系统对车辆制动能量的回收效率较低，导致整车的动力性能不高。

发明内容

本发明提供了一种带有复合储能系统的纯电动公交客车整车能量管理系统，以实现根据城市实际路况对系统中蓄电池和超级电容间的功率进行合理分配，进一步提高整车能量利用率。结合说明书附图，本发明的技术方案如下：

一种带有复合储能系统的纯电动公交客车整车能量管理系统，包括高压电池系统、交-直或直-交变换系统、充电接口系统、低压附件系统以及整车能量管理ECU，还包括驾驶意图及路况识别系统；

所述高压电池系统由高压蓄电池序列系统和超级电容序列系统并联后与双向DC/DC变换器和双向DC/DC控制器依次串联组成；

所述高压电池系统、低压附件系统和驾驶意图及路况识别系统分别与整车能量管理ECU双向控制连接，使整车能量管理ECU根据驾驶意图及路况识别系统的信号反馈对高压蓄电池序列和超级电容序列的功率进行分配。

所述高压蓄电池序列系统中高压蓄电池序列分别与交-直或直-交变换系统中的双向AC/DC变换器、充电接口系统中的整流装置以及双向DC/DC变换器相连，其中在各连接支路上安装有开关或功率二级管，以实现对高压蓄电池序列的限流及充放电控制；

所述超级电容序列系统中超级电容序列分别与双向DC/DC变换器低压附件系统中的低压蓄电池相连，其中在各连接支路上安装有开关或功率二级管，以实现对超级电容序列的充电控制。

所述高压蓄电池序列分别与双向AC/DC变换器、整流装置以及双向DC/DC变换器的连接方式如下：

高压蓄电池序列正极端与功率二极管D1阳极端串联后，通过导线与双向AC/DC变换器的正极端相连；高压蓄电池序列的负极直接与双向AC/DC变换器的负极相连接，且在高压蓄电池序列的正负极之间直接接有一个电容C；

高压蓄电池序列正极端通过三条支路分别与与双向DC/DC变换器和整流装置的正极端相连；

支路一：高压蓄电池序列正极端与功率二极管D1阳极端、开关K1串联后，分别与双向DC/DC变换器正极端、整流装置正极端通过导线相连接；

支路二：高压蓄电池序列的正极端与功率二极管D2阴极端、开关K6串联后，分别与DC/DC变换器正极端、整流装置的正极端通过导线相连接；

支路三：高压蓄电池序列的正极端与开关K2串联后，分别与双向DC/DC变换器正极端、整流装置的正极端通过导线相连接；

高压蓄电池序列负极端与开关K3串联后，分别与双向DC/DC变换器负极端、整流装置的负极端通过导线相连接。

所述驾驶意图及路况识别系统包括驾驶意图及路况识别控制器以及分别与其控制连接的制动踏板传感器、加速踏板传感器和GPRS导航系统。

所述低压附件系统中还包括太阳能电池板和太阳能电池板控制器，所述太阳能电池板控制器接收电能侧与太阳能电池板相连，输出电能侧分别与超级电容序列、双向DC/DC变换器以及低压蓄电池相连，太阳能经太阳能电池板吸收后为低压蓄电池提供充电电源。

所述太阳能电池板控制器与超级电容序列和双向DC/DC变换器的连接方式如下：

太阳能电池板控制器的输出电能侧正极端与开关K9、功率二极管D3和开关K7串联后分别与超级电容序列、双向DC/DC变换器相连；