[发明专利]一种重型商用车EPS复合电源的多模式能量管理方法

说明书

本发明属于车载复合电源的能量管理领域，具体为一种重型商用车EPS复合电源的多模式能量管理方法，包括发电机定功率模式、寻优模式1、超级电容强制充电模式、超级电容待充电模式和寻优模式五种工作模式，在确定工作模式切换参数、发电机最优工作区间以及超级电容的临界电压基础上，由控制器判定复合电源的工作模式并确定发电机和超级电容的功率分配。本发明可以实时分配发电机的输出功率与超级电容的充放电功率，并且在支持EPS在重型商用车中的应用的同时可以尽可能的使发电机工作在其最优工作区间，从而实现高效的应用发电机与超级电容的输出功率。

技术领域

本发明属于车载复合电源的能量管理技术领域，具体涉及一种重型商用车EPS复合电源的多模式能量管理方法。

背景技术

电动助力转向(EPS)是目前公认的高效节能转向系统，但由于重型商用车前桥载荷大，低速时所需克服转向阻力矩巨大，整车电源系统无法提供EPS助力电机的需求功率，所以目前仍无法在重型商用车上应用。如今高速公路快速发展，重型商用车大部分时间处于中、高速行驶状态，相应的转向阻力矩较小，整车电源完全可以满足EPS助力电机的使用需求。超级电容具备瞬时大功率充放电的特性，将超级电容与整车电源构成复合电源即可以同时具备高的功率密度与能量密度，可以满足EPS助力电机的转向功率需求。

构建复合电源系统后，如何分配双电源的功率将直接影响EPS助力电机的工作状态以及复合电源系统的效率。由于该复合电源实质上是由整车电源与超级电容构成的，所以在能量管理方面要考虑发电机与超级电容固有的工作特性，制定能量管理的控制逻辑，在满足EPS助力电机使用要求的前提下优化复合电源的功率分配。

专利(JP2003-320942)公开了一种基于复合电源的EPS系统，提供了复合电源的供电方式，根据检测的方向盘转矩控制切换开关，使蓄电池与超级电容处于并联或串联状态。专利(JP2007-223510)公开了一种利用超级电容作为辅助电源的EPS系统，并给出了辅助电源介入工作的条件。专利(CN201180034669.7)公开了一种基于复合电源的EPS系统的故障检测电路，并给出了故障检测与处理方法。专利(CN201410080799.X)提出了一种基于超级电容器的汽车电子助力转向系统，并在恶劣路况转向时超级电容配合主电源提供驱动电流，提升助力功率。以上专利涉及的复合电源是由蓄电池与超级电容组组成，并未提及复合电源系统的能量管理，实际上为重型商用车EPS系统供电的是发电机。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明提出一种重型商用车EPS复合电源的多模式能量管理方法，以解决复合电源应用于重型商用车EPS中整车电源与超级电容的功率分配问题。

为实现上述目的，本发明具体技术方案如下：一种重型商用车EPS复合电源的多模式能量管理方法，包括以下步骤：

1)确定上层门限值工作模式切换参数，包括临界转向车速v₀与临界方向盘转角θ_h0；

2)根据发电机的规格说明书确定发电机的最优功率区间，记为[P_g-low,P_g-high]；

3)计算超级电容临界电压U_sc0；

4)判断是否v＜v₀∩θ_h＞θ_h0；若是转步骤5)；否则转步骤8)；

5)判断是否P＞P_g-high；若是，则转步骤6)；若否，则转步骤7)；

6)发电机切换为定功率输出模式，转步骤4)；

7)发电机切换为寻优模式1，转步骤4)；

8)判断是否U_sc＜U_sc0；若是则转步骤9)；否则转步骤10)；