[发明专利]一种混合动力电车启停系统及其控制方法

说明书

本发明针对电动汽车能依赖于本身电机的特性将车载动能转化为电能，但由于汽车制动过程时间很短，所产生的电流很大，一般的车载蓄电池承受不了短时大电流充电，这不仅效率会很低，而且会损害电池，降低其使用寿命的问题。本发明设计了一种使用超级电容作为辅助储能装置的混合动力电车启停系统及其控制方法，一种混合动力电车启停系统，包括：电容组，电容电压检测器，电池组，电池隔离模块，能源管理模块，双向DC/DC变压模块，制动能量回收模块，制动模块连电容自控开关,制动缓存电容。

技术领域

本发明涉及电动汽车控制技术领域，具体涉及一种混合动力电车启停系统及其控制方法。

背景技术

当发动机启动时，蓄电池将化学能转变电能输出驱动启动机工作，当发动机启动后，发电机对蓄电池进行 充电，此时蓄电池将电能转变为化学能贮存起来，由于蓄电池的输出电能和贮存电能都需 要进行能量转换，这就产生了两个缺陷，一个是能量转换有效率的出现必然导致部分能量损失，一个是能量转换的速度也导致限制了蓄电池的充、放电速度；在需要进行频繁启动的环境下，蓄电池会因此容易出现瞬时输出电流不足而令启动机转速下降，导致发动机启动时间增长，目前公开的新能源电车均采用纯电池动力方案，并未涉及超级电容器辅助启停应用。在新能源储能技术应用中，大多数储能系统只能作为主动力系统，无法兼顾快速响应启动和制动能量回馈，目前新能源电车使用磷酸铁锂、钛酸锂等电池作为动力系统，其电池倍率有限，反复大电流充放会造成电池寿命大幅衰减，同时快速启动发动机瞬时电流可高达1000A，导致系统电压跌落，会影响部分器件使用性能。

中国公开专利号CN 105291862A，公开日2016年2月3日，实用新型的名称一种基于超级电容的汽车启停系统及方法公开了一种基于超级电容的汽车启停系统及方法，其中汽车启停系统包括控制器、启动机、蓄电池电压测量模块和第一支路，第一支路包括串接的第一电子开关和蓄电池，第一支路的两端分别连接在发电机和启动机的两端，还包括温度检测模块、电容电压测量模块、电路选择模块、第二支路，第二支路的两端分别连接在发电机和启动机的两端，第二支路包括串接的超级电容和第二电子开关，温度检测模块分别与发动机与控制器相连，电容电压测量模块分别与超级电容和控制器相连；第一电子开关、第二电子开关分别通过电路选择模块与控制器相连。本发明成本低廉，避免大电流冲击蓄电池，延长了蓄电池的使用寿命；具有冗余可靠性保障；提高了能源利用效率。

但是其不足之处是采用的电容电压较小，并且不通过双向变压，不适用于基于动力电池的供电组供电的系统环境。

发明内容

本发明是针对电动汽车能依赖于本身电机的特性将车载动能转化为电能，但由于汽车制动过程时间很短，所产生的电流很大，一般的车载蓄电池承受不了短时大电流充电，这不仅效率会很低，而且会损害电池，降低其使用寿命的问题设计了一种使用超级电容作为辅助储能装置的混合动力电车启停系统。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案为：一种混合动力电车启停系统，包括：电容组，用于辅助汽车启停供电，正极与双向DC/DC变压模块以及制动模块连电容自控开关电连接，负极与电池组负极电连接；电容电压检测器，检测端与电容组并联，输出端与能源管理模块电连接；电池组，与汽车供电母线电连接，正极通过电池隔离模块与启动回路母线通过电连接；电池隔离模块，用于隔离启动回路电压与电池组，受控端与能源管理模块电连接；能源管理模块，与电容电压检测器、电池隔离模块、双向DC/DC变压模块、制动能量回收模块以及制动模块连电容自控开关电连接；双向DC/DC变压模块，用于提高供电电压或降低供电电压同时能够反向为电容组充电，一端与电容组正极电连接另一端与启动回路母线通过电连接；制动能量回收模块，设置在发动机上，输出端与制动缓存电容并联，正极通过制动模块连电容自控开关与电容组正极电连接；制动模块连电容自控开关，一端与电容组电连接，另一端与制动能量回收模块电连接；制动缓存电容，用于迅速储存制动产生的电能，与制动能量回收模块电连接。