[发明专利]一种基于双电机电动汽车的复合电源拓扑结构及控制方法

说明书

本发明公开了一种基于双电机电动汽车的复合电源拓扑结构及控制方法，该复合电源拓扑结构将双电机和双电源相结合，实现电池和超级电容与主辅电机根据实时工况变化实现供能的巧妙分离与组合，使电机最大程度工作在高效区，通过使用单向DC/DC、开关和功率二极管,减少了复合电源系统的成本，提高了整体效率，延长了续驶里程，减小了体积，增强了动力性。另外，以需求功率、电池组SOC和超级电容SOC，作为模糊逻辑控制模块和功率补偿控制模块的决策输入变量，依据电动汽车实际运行工况制定合理的模糊逻辑控制策略，实现7种工作模式的变换，使得规则进一步细化，控制思想进一步精确，结果进一步优化，延长电池组寿命，提高系统效率和稳定性。

技术领域

本发明属于电动汽车车载复合电源控制领域，具体涉及一种基于双电机电动汽车的复合电源拓扑结构及控制方法。

背景技术

由于全球的环境问题与能源问题，电动汽车的发展已成为大势所趋。但是动力系统问题已成为电动汽车的重大瓶颈，它直接影响着电动汽车的经济性和动力性，从而影响乘客的使用体验和电动汽车的发展。双电机的高效，节能与动力性强的优点使得应用较多，而复合电源将两种不同的动力电池协调管理，优势互补，实现高能量和高密度。传统的复合电源的结构有主动式，半主动式，被动式三种：主动式的复合电源结构和控制复杂，成本高；半主动式分为与超级电容串联和与锂电池串联，与超级电容串联的复合电源结构输出功率变化大，与电池串联的复合电源结构DC/DC要求较大；被动式复合电源结构效率低，性能差。而随着研究深入，带二极管与开关控制的结构开始得到使用，它有效避免了DC/DC上的一些损耗，在此基础改进的结构有双向DC/DC换成单向DC/DC，体积、成本、效率和控制都得到优化。但是他们对于双电机而言，仍存在能耗过高，控制复杂，能量回收率低以及动力性低的问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有双电机单电源动力系统结构的电动汽车在复杂多变的运行工况中，整体效率低，制动能量回收效率低，动力性低，电池寿命低等问题，提供了一种基于双电机电动汽车的复合电源拓扑结构及控制方法。该结构和控制方法可以根据电动汽车实际需求功率选择相对应的最佳工作模式，避免电池大电流放电，电机非高效区工作，同时合理回收所有制动能量。

本发明采用如下技术方案来实现的：

一种基于双电机电动汽车的复合电源拓扑结构，包括主电机逆变器M1、控制开关S1、电池组Bat、超级电容UC、功率二极管D1、单向DC/DC直流变换器、辅电机逆变器M2和控制单元；其中，

电池组Bat的正极及主电机逆变器M1正极均与控制开关S1及功率二极管D1正极连接，功率二极管D1负极与单向DC/DC直流变换器的U_low正极连接，且单向DC/DC直流变换器的U_high正极与超级电容UC正极连接，超级电容UC正极与辅电机逆变器M2正极，超级电容UC负极与辅电机逆变器M2负极及单向DC/DC直流变换器的U_high负极连接，且单向DC/DC直流变换器的U_low负极和主电机逆变器M1负极与电池组Bat的负极连接；控制单元包括控制器、第一电压采集电路、第一电流采集电路、第二电压采集电路、第三电压采集电路、第二电流采集电路及第四电压采集电路，第一电压采集电路的输入端及第一电流采集电路的输入端与主电机逆变器M1的输入端相连接，第二电压采集电路的输入端与电池组Bat相连接，第三电压采集电路的输入端及第二电流采集电路的输入端与辅电机逆变器M2的输入端相连接，第四电压采集电路的输入端与超级电容UC相连接，第一电压采集电路、第一电流采集电路、第二电压采集电路、第三电压采集电路、第二电流采集电路及电第四压采集电路的输出端均与控制器的输入端连接。