[发明专利]一种PMSC复合式半主动型馈能系统及其工作方法

说明书

本发明公开了一种PMSC复合式半主动型馈能系统及其工作方法，利用转速传感器测量PMSC内转子转速，经电子控制单元判断车辆行驶工况，通过PWM控制器控制IGBT的工作状态，进而控制馈能系统的充放电工作模式；当系统处于充电模式时，优先给超级电容充电，其次通过单向DC/DC变换器给锂电池充电；当系统处于放电模式时，超级电容与锂电池的功率输出分配由其内部状态决定，通过功率二极管转换工作模式。本发明通过使用超级电容、锂电池、单向DC/DC变换器以及功率二极管组成的半主动型复合式馈能系统，实现了低成本，高效率的馈能系统半主动控制，从而实现了节能、高效的动力传动。

技术领域

本发明属于汽车储能技术领域，具体涉及超级电容与锂电池组成的半主动型复合式永磁转差离合器馈能系统及其工作方法

背景技术

针对中重型商用车普遍采用的液压助力转向系统(Hydraulic Power SteeringSystem，HPS)助力特性不可变的缺点，人们提出一种永磁转差离合器式电控液压助力转向系统(P-ECHPS)，通过精确控制其关键部件永磁转差离合器(PMSC)中内转子转速，从而对P-ECHPS整个系统实现良好的助力控制，同时由于转向泵由PMSC驱动运转，通过调节PMSC的输出转速可以将转向泵转速控制在理想范围内，无需传统HPS中的流量控制阀，可避免溢流损耗。

相比永磁涡流耦合器，PMSC的转差能量转变为外转子三相绕组中的转差电能，不以涡流热损的形式丢失，可通过外控制电路对其进行回收，实现更节能、高效的动力传动。

中国专利201610101728.2采用自适应非奇异终端滑模控制方法，克服了系统参数摄动和外界干扰不确定性问题，减少抖振，具有很强的鲁棒性，实现对永磁转差离合器输出转速的精确控制，保证跟踪误差快速收敛到零。但是未能考虑PMSC转差能量的回收、存储以及利用，包括PMSC馈能系统的设计及其工作方法等问题。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本申请提出了一种PMSC复合式半主动型馈能系统及其工作方法；本发明所设计的馈能系统及其控制方法简单，相比于其它构型的馈能系统来说，控制的复杂程度更低，可实现更节能、高效的动力传动。

本发明所采用的技术方案如下：

一种PMSC复合式半主动型馈能系统，包括PMSC外控制电路、发动机、电机、PMSC、充放电控制系统和复合式馈能系统；发动机和电机均为PMSC的外转子提供动力；PMSC外控制电路与PMSC之间电信号连接，由PMSC外控制电路控制PMSC中外转子转速；

所述充放电控制系统包括转速传感器、电子控制单元、充电控制单元和放电控制单元；所述转速传感器采集PMSC的内转子转速并输入电子控制单元，电子控制单元根据内转子和外转子的转速差判断车辆是否处于转向工况；并根据车辆所处工况输出控制指令至充电控制单元和放电控制单元；放电控制单元分别连接电机和复合式馈能系统；充电控制单元分别连接PMSC外控制电路和复合式馈能系统。

进一步，放电控制单元包括第一PWM控制器，第一PWM控制器的输入端连接电子控制单元的输出端，用于接收电子控制单元所输出的控制指令；第一PWM控制器的输出端连接IGBT₁的控制信号输入端，IGBT₁的电流输入端连接复合式馈能系统，IGBT₁的电流输出端连接电机；第一PWM控制器根据电子控制单元发出的控制指令控制IGBT₁的连通或断开，进而控制是否由复合式馈能系统向电机供能。