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原文传递一种电动汽车能源控制系统及其控制方法

专利名称：	一种电动汽车能源控制系统及其控制方法
摘要：	本发明公开了一种电动汽车能源控制系统，包括行车控制回路、制动控制回路、驱动系统以及供能动力系统；其中，行车控制回路包括行车控制器、逆变器、直流母线、集成电池组升压器和可更换电池组升压器；制动控制回路包括制动控制器、整流器、直流升压器、吸收电容器和直流降压器；驱动系统为驱动电机；供能动力系统由并联的集成电池组和可更换电池组组成。本发明能源控制系统的供能动力系统由并联的集成电池组和可更换电池组组成，两组电池组一方面能够保证电动汽车稳定的运行，一方面由于可更换电池组可进行快速便捷的更换，从而可高效为电动汽车充电。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	江苏;32
申请人：	南京晓庄学院
发明人：	陆玉正
专利状态：	有效
申请日期：	2019-03-22T00:00:00+0800
发布日期：	2019-05-17T00:00:00+0800
申请号：	CN201910225171.7
公开号：	CN109760525A
代理机构：	南京苏高专利商标事务所(普通合伙)
代理人：	李倩
分类号：	B60L50/60(2019.01);B;B60;B60L;B60L50
申请人地址：	211171 江苏省南京市江宁区弘景大道3601号
主权项：	1.一种电动汽车能源控制系统，其特征在于：包括行车控制回路、制动控制回路、驱动系统以及供能动力系统；其中，行车控制回路包括行车控制器、逆变器、直流母线、集成电池组升压器和可更换电池组升压器；制动控制回路包括制动控制器、整流器、直流升压器、吸收电容器和直流降压器；驱动系统为驱动电机；供能动力系统由并联的集成电池组和可更换电池组组成；行车控制回路中，行车控制器作为控制终端，供能动力系统通过集成电池组升压器和可更换电池组升压器将电能传输给直流母线，直流母线通过逆变器将电能传输给驱动电机，驱动电机转动带动与其传动连接的车轮转动；制动控制回路中，制动控制器作为控制终端，供能动力系统停止对驱动电机传输电能，驱动电机在惯性下继续转动，此时驱动电机运行在制动状态下将机械能转化为电能，转动的电机产生的电能通过整流器整流后，依次通过直流升压器、吸收电容器和直流降压器给供能动力系统充电。 2.根据权利要求1所述的电动汽车能源控制系统，其特征在于：集成电池组的电能输出端与集成电池组升压器连接，可更换电池组的电能输出端与可更换电池组升压器连接，可更换电池组升压器与集成电池组升压器以并联的方式将电能输出给直流母线。 3.根据权利要求1所述的电动汽车能源控制系统，其特征在于：所述集成电池组是由锂离子电池构成，其集成安装在电动汽车底盘上；可更换电池组由锂离子电池构成，安装在电动汽车后备箱的专门支架上。 4.根据权利要求1所述的电动汽车能源控制系统，其特征在于：所述直流降压器由降压型直流变换器构成，其将吸收电容器输出的电压进行降压，降压后分成两路，一路输出给集成电池组充电，另一路输出给可更换电池组充电。 5.一种权利要求1所述的电动汽车能源控制系统的行车控制方法，其特征在于：所述行车控制方法为：行车过程中，行车控制器实时监测驾驶员的油门踏板开度信号、集成电池组的SOC值和可更换电池组的SOC值，根据控制算法，行车控制器发出控制信号到可更换电池组升压器和集成电池组升压器的电能输出端口，从而控制集成电池组和可更换电池组的电能输出功率，再通过控制逆变器的电能输出端口，从而实现对驱动电机输入的电能的控制。 6.根据权利要求5所述的电动汽车能源控制系统的行车控制方法，其特征在于：所述控制算法为模糊控制方法，算法具体为：模糊控制器的控制结构为3输入，3输出结构：输入变量x1：油门踏板开度；输入变量x2：集成电池组的SOC值；输入变量x3：可更换电池组的SOC值；输出变量u1：可更换电池组升压器的占空比；输出变量u2：集成电池组升压器的占空比；输出变量u3：逆变器的控制角； (1)输入输出变量论域输入变量x1、输入变量x2、输入变量x3的基本论域设计为(0，1)，然后将两个输入量分为3个语言变量，即正大(PB)、零(ZE)、负大(NB)，三个输入变量的5个语言变量在基本论域(1，+1)的隶属度函数为三角形与梯形组合式隶属度函数；输出变量u1和输出变量u2基本论域为(0，1)，输出变量u3的基本论域为(0，180)；然后将输出变量分为53语言变量U，即正大(PB)、零(ZE)、负大(NB)；输出变量u1和输出变量u2基本论域为(0，1)的隶属度函数为三角形与梯形组合式隶属度函数；出变量u3的基本论域为(0，180)的隶属度函数为三角形与梯形组合式隶属度函数； (2)模糊控制规则的设计设计模糊控制规则的原则是当误差大或者较大时，选择控制量以尽快消除误差为主，而当误差小或者较小时，选择控制量要控制超调量，并限定输出变量u3与输出变量u1、输出变量u2之间的关系，典型工况的模糊控制规则为： Rule l：如果x1＝PB，x2＝PB，x3＝PB，则u3＝PB，u2＝NB，u1＝PB； Rule 2：如果x1＝PB，x2＝PB，x3＝ZE，则u3＝PB，u2＝ZE，u1＝PB； Rule 3：如果x1＝PB，x2＝PB，x3＝NB，则u3＝PB，u2＝PB，u1＝NB； Rule 4：如果x1＝PB，x2＝ZE，x3＝PB，则u3＝PB，u2＝PB，u1＝ZE； Rule 5：如果x1＝PB，x2＝NB，x3＝NB，则u3＝PB，u2＝PB，u1＝PB； Rule 6：如果x1＝ZE，x2＝PB，x3＝PB，则u3＝PB，u2＝NB，u1＝PB； Rule 7：如果x1＝ZE，x2＝PB，x3＝ZE，则u3＝PB，u2＝PB，u1＝ZE； Rule 8：如果x1＝ZE，x2＝ZE，x3＝ZE，则u3＝PB，u2＝ZE，u1＝PB； Rule 9：如果x1＝ZE，x2＝ZE，x3＝NB，则u3＝PB，u2＝PB，u1＝NB； Rule 10：如果x1＝ZE，x2＝NB，x3＝ZE，则u3＝PB，u2＝NB，u1＝PB； (3)解模糊过程解模糊采用最大隶属度方法进行解模糊。 7.一种权利要求1所述的电动汽车能源控制系统的制动控制方法，其特征在于：所述制动控制方法为：制动控制器实时监测制动踏板的开度信号、集成电池组的SOC值和可更换电池组的SOC值，当制动控制器信号输入端采集到制动踏板的开度信号后，根据控制算法，制动控制器发出控制信号，控制直流降压器输出端口对集成电池组的充电功率和对可更换电池组的充电功率。 8.根据权利要求7所述的电动汽车能源控制系统的制动控制方法，其特征在于：所述控制算法为T-S型模糊控制算法，算法具体为： T-S型模糊控制结构为3输入，2输出结构：输入变量i1：制动踏板的开度；输入变量x2：集成电池组的SOC值；输入变量x3：可更换电池组的SOC值；输出量y1：控制直流降压器输出端口一的占空比；输出量y2：控制直流降压器输出端口二的占空比； (1)输入输出变量论域输入变量i1、输入变量x2、输入变量x3的基本论域设计为(0，1)，然后将两个输入量分为3个语言变量，即正大(PB)、零(ZE)、负大(NB)，三个输入变量的3个语言变量在基本论域(1，+1)的隶属度函数为三角形与梯形组合式隶属度函数；输出变量y1和输出变量y2基本论域为(0，1)；然后将输出变量分为3个语言变量Y，即正大(PB)、零(ZE)、负大(NB)；输出变量y1和输出变量y2基本论域为(0，1)的隶属度函数为三角形与梯形组合式隶属度函数； (2)模糊控制规则的设计设计模糊控制规则的原则是当误差大或者较大时，选择控制量以尽快消除误差为主，而当误差小或者较小时，选择控制量要控制超调量，典型工况的模糊控制规则为： Rule 1：如果i1＝PB，x2＝PB，x3＝PB，则y1＝PB，y2＝NB； Rule 2：如果i1＝PB，x2＝PB，x3＝ZE，则y1＝ZE，y2＝PB； Rule 3：如果i1＝PB，x2＝PB，x3＝NB，则y1＝ZE，y2＝PB； Rule 4：如果i1＝PB，x2＝ZE，x3＝PB，则y1＝PB，y2＝ZE； Rule 5：如果il＝PB，x2＝NB，x3＝PB，则y1＝PB，y2＝NB； Rule 6：如果i1＝ZE，x2＝PB，x3＝PB，则y1＝PB，y2＝NB； Rule 7：如果il＝ZE，x2＝PB，x3＝ZE，则y1＝ZE，y2＝PB； Rule 8：如果i1＝ZE，x2＝ZE，x3＝ZE，则y1＝PB，y2＝NB； Rule 9：如果i1＝ZE，x2＝ZE，x3＝NB，则y1＝PB，y2＝ZE； Rule 10：如果i1＝ZE，x2＝NB，x3＝ZE，则y1＝PB，y2＝NB； (3)解模糊过程解模糊采用最大隶属度方法进行解模糊。
所属类别：	发明专利