本發(fā)明涉及能源調(diào)配技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種驅(qū)動(dòng)器增程模式下的能源調(diào)配控制裝置。

背景技術(shù)：

在純電動(dòng)車、純電動(dòng)船的應(yīng)用研發(fā)過程中，其續(xù)航能力一直困擾著使用者和研發(fā)者，無論是陸地上的交通還是水上的交通工具，采用動(dòng)力鋰電池作為儲(chǔ)能系統(tǒng)后，其航能力總受困于電池所存儲(chǔ)的能量，當(dāng)需要遠(yuǎn)行時(shí)，還不得不考慮交通工具所存儲(chǔ)的電量，是否能支持出行的里程，其主要原因是充電過程相對(duì)于家住燃油，要耗時(shí)更多，而且，不是任何地域都能尋找到合適的充電站的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種驅(qū)動(dòng)器增程模式下的能源調(diào)配控制裝置，能夠增加電動(dòng)交通工具的里程。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：提供一種驅(qū)動(dòng)器增程模式下的能源調(diào)配控制裝置，包括主控制器、電池組、雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器、快速儲(chǔ)能裝置、驅(qū)動(dòng)器、燃油發(fā)動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)，所述主控制器分別與電池組、雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器、快速儲(chǔ)能裝置、驅(qū)動(dòng)器和燃油發(fā)動(dòng)機(jī)相連，所述燃油發(fā)動(dòng)機(jī)通過聯(lián)軸器帶動(dòng)所述發(fā)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)，使發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電為所述快速儲(chǔ)能裝置進(jìn)行充電；所述電池組通過所述雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器與快速儲(chǔ)能裝置相連，所述快速儲(chǔ)能裝置直接與驅(qū)動(dòng)器相連，用于為驅(qū)動(dòng)器提供能源同時(shí)接收驅(qū)動(dòng)器的能量回饋。

所述主控制器在能量不足時(shí)控制所述燃油發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電，使所發(fā)出的電量直接送抵快速儲(chǔ)能裝置。

所述主控制器還與電池管理系統(tǒng)相連，所述電池管理系統(tǒng)用于對(duì)電池組內(nèi)的電池單體進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

所述聯(lián)軸器還設(shè)置有脫扣執(zhí)行器；所述脫扣執(zhí)行器通過脫扣控制器與主控制器相連；在處于下坡或滑行狀態(tài)時(shí)，主控制器控制脫扣控制器使脫扣執(zhí)行器將發(fā)電機(jī)與燃油發(fā)動(dòng)機(jī)脫離，將電動(dòng)機(jī)與發(fā)電機(jī)相連，用電動(dòng)機(jī)軸上的旋轉(zhuǎn)動(dòng)力帶動(dòng)發(fā)電機(jī)。

所述主控制器還與車輛坡度傳感器相連，所述車輛坡度傳感器用于檢測(cè)路面坡度。

所述電池組為小容量電池組；所述快速儲(chǔ)能裝置為超級(jí)電容組。

有益效果

由于采用了上述的技術(shù)方案，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下的優(yōu)點(diǎn)和積極效果：

本發(fā)明利用燃油發(fā)動(dòng)機(jī)攜帶發(fā)電機(jī)的補(bǔ)電續(xù)航裝置，用以產(chǎn)生增程模式，其中，燃油發(fā)動(dòng)機(jī)可以在用戶自主選擇的情況下進(jìn)行工作，當(dāng)所需的航程不遠(yuǎn)的時(shí)候，就不需要啟動(dòng)征程模式的發(fā)動(dòng)機(jī)。

本發(fā)明中聯(lián)接于發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)電機(jī)動(dòng)力輸出軸是可以自動(dòng)脫卸的，如此可在驅(qū)動(dòng)過程、調(diào)試的降速過程、制動(dòng)過程或下坡制動(dòng)過程中，發(fā)電機(jī)才被啟動(dòng)(帶動(dòng))，該部分的電量對(duì)超級(jí)電容進(jìn)行充電，當(dāng)充滿后，其電量就被電池所存儲(chǔ)，從而達(dá)到節(jié)能的目的。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)方框圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書所限定的范圍。

本發(fā)明的實(shí)施方式涉及一種驅(qū)動(dòng)器增程模式下的能源調(diào)配控制裝置，如圖1所示，包括主控制器、電池組、雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器、快速儲(chǔ)能裝置、驅(qū)動(dòng)器、燃油發(fā)動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)，所述主控制器分別與電池組、雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器、快速儲(chǔ)能裝置、驅(qū)動(dòng)器和燃油發(fā)動(dòng)機(jī)相連，所述燃油發(fā)動(dòng)機(jī)通過聯(lián)軸器帶動(dòng)所述發(fā)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)，使發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電為所述快速儲(chǔ)能裝置進(jìn)行充電；所述電池組通過所述雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器與快速儲(chǔ)能裝置相連，所述快速儲(chǔ)能裝置直接與驅(qū)動(dòng)器相連，用于為驅(qū)動(dòng)器提供能源同時(shí)接收驅(qū)動(dòng)器的能量回饋。所述電池組為小容量電池組；所述快速儲(chǔ)能裝置為超級(jí)電容組

其中，燃油發(fā)動(dòng)機(jī)是由汽油或柴油作用下而產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)動(dòng)力的，該旋轉(zhuǎn)動(dòng)力通過聯(lián)軸器帶動(dòng)發(fā)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)，使發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電。值得一提的是，該燃油發(fā)動(dòng)機(jī)與發(fā)電機(jī)之間的聯(lián)軸是可以分離的，當(dāng)分離時(shí)將則由電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)軸給予傳遞旋轉(zhuǎn)力，也能使發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)發(fā)電。本實(shí)施方式中的發(fā)電機(jī)是高效的，用于充電的發(fā)電機(jī)組，該發(fā)電機(jī)經(jīng)過處置，將給出高效的直流電壓，用以給前端的超級(jí)電容進(jìn)行充電。

由此可見，通過加裝了燃油發(fā)動(dòng)機(jī)，利用燃油發(fā)動(dòng)機(jī)攜帶發(fā)電機(jī)進(jìn)行補(bǔ)電續(xù)航，從而產(chǎn)生增程模式。這種模式的特征在于，該燃油發(fā)動(dòng)機(jī)不是必須工作或連續(xù)工作的，當(dāng)所需的航程不遠(yuǎn)的時(shí)候，就不需要啟動(dòng)征程模式的發(fā)動(dòng)機(jī)。

本實(shí)施方式中的驅(qū)動(dòng)器為驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)而設(shè)置，可采用常規(guī)的變頻驅(qū)動(dòng)器裝置，該驅(qū)動(dòng)器裝置具有能力回饋的功能，在調(diào)速和制動(dòng)的過程中，可以回饋多余的能量，傳送給超級(jí)電容。與驅(qū)動(dòng)器連接的電動(dòng)機(jī)，用以驅(qū)動(dòng)陸上行走的電動(dòng)汽車，或水上航行的電動(dòng)船舶，該電動(dòng)機(jī)可以是變頻驅(qū)動(dòng)電機(jī)。

本實(shí)施方式中快速儲(chǔ)能裝置采用超級(jí)電容，其直接與驅(qū)動(dòng)器相聯(lián)，用于為驅(qū)動(dòng)器提供直接能源，同時(shí)也接收驅(qū)動(dòng)器的能量回饋或發(fā)電機(jī)能量，當(dāng)剩余電量不夠的時(shí)候，在主控制器的操控下，還能接收由電池組通過雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器送抵的能量。本實(shí)施方式中的電池組為小容量電池組，將配置一定的容量的動(dòng)力鋰電池(比沒有增程裝置的要小很多)，為用于能量的存儲(chǔ)和補(bǔ)充。因?yàn)橛袆?dòng)力鋰電池的存在，因此配置有電池管理系統(tǒng)，該電池管理系統(tǒng)與主控制器相連，為主控制器提供準(zhǔn)確的各個(gè)電池單體的能量，主控制器根據(jù)該結(jié)果可以計(jì)算和操控增程裝置的啟動(dòng)和停止。

其中，雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器用于進(jìn)行能量的傳遞，其完成超級(jí)電容與動(dòng)力鋰電池之間的能量交互。當(dāng)超級(jí)電容的能量不夠的時(shí)候，由DC/DC進(jìn)行耦合將電池組的能量補(bǔ)充給超級(jí)電容。當(dāng)超級(jí)電容有剩余能量的時(shí)候，又通過此模塊將電能送入電池組。整個(gè)調(diào)節(jié)運(yùn)行過程由主控制器1調(diào)度控制。

由于驅(qū)動(dòng)器的前端是由超級(jí)電容給出電能，當(dāng)超級(jí)電容充滿電量后達(dá)到所需電壓，是直接送給驅(qū)動(dòng)器的。在驅(qū)動(dòng)器運(yùn)行的過程中，驅(qū)動(dòng)器反復(fù)地、頻繁調(diào)速，在降速調(diào)節(jié)的過程中，系統(tǒng)將回饋能量，又由于超級(jí)電容是直接的儲(chǔ)能裝置，因此，本發(fā)明的裝置具有很好的能量回收效果，具有很好的節(jié)能效果。

所述聯(lián)軸器還設(shè)置有脫扣執(zhí)行器；所述脫扣執(zhí)行器通過脫扣控制器與主控制器相連。脫扣控制器用于完成驅(qū)動(dòng)脫扣執(zhí)行器，當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到車輛處于下坡或滑行狀態(tài)時(shí)，脫扣控制器控制脫扣執(zhí)行器將燃油發(fā)動(dòng)機(jī)主軸脫離，將電動(dòng)機(jī)通過脫扣執(zhí)行器與發(fā)電機(jī)相聯(lián)，此時(shí)，利用電動(dòng)機(jī)軸上的旋轉(zhuǎn)動(dòng)力帶動(dòng)發(fā)電機(jī)，使其發(fā)電，并將電量送抵超級(jí)電容。其中，車輛是否處于下坡狀態(tài)由與主控制器相連的車輛坡度傳感器進(jìn)行檢測(cè)。

不難發(fā)現(xiàn)，聯(lián)接于發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)電機(jī)動(dòng)力輸出軸是可以自動(dòng)脫卸的，在驅(qū)動(dòng)過程中，在調(diào)試的降速過程、制動(dòng)過程或下坡制動(dòng)的過程中，該發(fā)電機(jī)通過電動(dòng)機(jī)被啟動(dòng)(帶動(dòng))，(此時(shí)的燃油發(fā)動(dòng)機(jī)是處于關(guān)閉狀態(tài))，該部分的電量對(duì)超級(jí)電容進(jìn)行充電，當(dāng)充滿后，其電量就被電池所存儲(chǔ)，從而起到節(jié)能的效果。

本實(shí)施方式中的主控制器由DSP數(shù)字控制器加邏輯控制器FPGA構(gòu)成。該主控制器完成上述部件的檢測(cè)和協(xié)調(diào)控制功能，上述的功能部件均由CAN網(wǎng)絡(luò)相鏈接，通過各個(gè)功能模塊的執(zhí)行完成對(duì)電動(dòng)汽車、電動(dòng)船的增程模式運(yùn)行。其控制原則如下：①、當(dāng)所配置的電力足夠的情況下，不啟動(dòng)增程模式的燃油發(fā)動(dòng)機(jī)；②、在驅(qū)動(dòng)器運(yùn)行過程中，充分利用前置超級(jí)的電容的功效進(jìn)行能量回收，并采用車輛本身的動(dòng)力帶動(dòng)發(fā)電機(jī)(當(dāng)需要制動(dòng)、或下坡)，③、增程模式啟動(dòng)，使燃油發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電時(shí)，所發(fā)出的電量直接送抵超級(jí)電容。

當(dāng)車輛或船舶航行過程中，駕駛者只需將本次行駛、航行的里程參數(shù)置入，本系統(tǒng)裝置即能給出最為合理優(yōu)化的續(xù)航里程增程器的工作點(diǎn)位或開啟時(shí)間，會(huì)以最為節(jié)能的方式將系統(tǒng)投用，并讓駕駛者無憂地完成所需的行程。本發(fā)明的使用過程如下：

系統(tǒng)開啟后，在主控制器的操控下完成自檢，自檢的內(nèi)容包括：1)、各個(gè)子功能模塊的狀態(tài)；2)、超級(jí)電容所設(shè)定的電壓值；3)、動(dòng)力鋰電池的容量值。主控制還將接收操縱者給予設(shè)定的連續(xù)運(yùn)行里程，由此參數(shù)確定各個(gè)環(huán)節(jié)的調(diào)節(jié)參數(shù)因子。系統(tǒng)運(yùn)行后首先將利用所配置的動(dòng)力鋰電池提供能量，充分利用超級(jí)電容上的能量，并采用能量回饋、發(fā)電機(jī)啟動(dòng)(非燃油發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行)等節(jié)能措施。經(jīng)過計(jì)算，當(dāng)發(fā)現(xiàn)能量不足以滿足此次續(xù)航里程時(shí)，啟動(dòng)燃油發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)并使發(fā)電機(jī)發(fā)電，給出足夠的電量以滿足使用。

不難發(fā)現(xiàn)，該續(xù)航里程的增程過程被激活，燃油發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)出的電，這一電量是輸送給超級(jí)電容的，當(dāng)超級(jí)電容的電量被充滿時(shí)，此時(shí)，超級(jí)電容上的電量將被直接用以電驅(qū)動(dòng)，然后多余部分才送抵小容量的動(dòng)力鋰電池。發(fā)電機(jī)給出的電量直接送至超級(jí)電容的好處是，傳輸?shù)男矢?，中間沒有額外的損耗，因?yàn)?，超?jí)電容的充放電過程是物理反應(yīng)過程，而不是化學(xué)反應(yīng)過程。