CN110329076B - 一种混合动力工程机械车辆电能控制***的控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了混合动力车辆技术领域的一种混合动力工程机械车辆电能控制方法和***,包括蓄电***、放电***和管理***,所述蓄电***包括发动机、交流电机、稳压器、蓄电池和备用电源,所述发动机电性输出连接交流电机,所述交流电机电性输出连接稳压器,所述稳压器输入端与充电设备连接,所述稳压器电性输出连接蓄电池,所述蓄电池电性输出连接备用电源,所述放电***包括高压元件、驱动电机和低压元件,所述蓄电池电性输出连接高压元件和驱动电机,所述电池管理单元与蓄电池和备用电源电性连接,所述电机控制器与驱动电机连接,解决了蓄电池在对驱动电机进行驱动时受低压元件和高压元件运行时影响较大的问题,经济实用性较强。
Description
技术领域
本发明涉及混合动力车辆技术领域,具体为一种混合动力工程机械车辆电能控制***的控制方法。
背景技术
广义上说,混合动力汽车是指车辆驱动***由两个或多个能同时运转的单个驱动***联合组成的车辆,车辆的行驶功率依据实际的车辆行驶状态由单个驱动***单独或共同提供。
通常所说的混合动力汽车,一般是指油电混合动力汽车(Hybrid ElectricVehicle, HEV),即采用传统的内燃机(柴油机或汽油机)和电动机作为动力源,也有的发动机经过改造使用其他替代燃料,例如压缩天然气、丙烷和乙醇燃料等。
随着世界各国环境保护的措施越来越严格,混合动力车辆由于其节能、低排放等特点成为汽车研究与开发的一个重点,并已经开始商业化。
混合动力汽车使用的电动力***中包括高效强化的电动机、发电机和蓄电池。蓄电池使用的有铅酸电池、镍锰氢电池和锂电池,将来应该还能使用氢燃料电池。
混合动力的汽车内的电力被默认为次要的驱动方式,导致发动机通过交流电机产生的电力直接的输出到蓄电池中,由于汽车中多个电性元件需要运作,电性元件的运作方法是直接通过蓄电池进行电力输出,而蓄电池是直接对电机进行电力驱动的,由于电性元件和电机之间的电压不同,使得蓄电池在对电性元件进行驱动时,同时对电机进行驱动,会使电压产生较大的波动,输出到电机上的电压不稳定,导致电机的转速不均匀,造成汽车行驶出现异常。
发明内容
本发明的目的在于提供一种混合动力工程机械车辆电能控制***的控制方法,以解决上述背景技术中提出的不能对混合动力工程机械车辆的电能进行
有效的控制的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种混合动力工程机械车辆电能控制***的控制方法,该控制***包括蓄电***、放电***和管理***,所述蓄电***包括发动机、交流电机、稳压器、蓄电池和备用电源,所述发动机电性输出连接交流电机,所述交流电机电性输出连接稳压器,所述稳压器输入端与充电设备连接,所述稳压器电性输出连接蓄电池,所述蓄电池电性输出连接备用电源,所述放电***包括高压元件、驱动电机和低压元件,所述蓄电池电性输出连接高压元件和驱动电机,所述备用电源电性输出连接低压元件,所述管理***包括电池管理单元和电机控制器,所述电池管理单元与蓄电池和备用电源电性连接,所述电机控制器与驱动电机连接;
车辆在进行不同的驱动方式转换使用时,使蓄电池的电压保持在一个可以驱动驱动电机转动的额定电压范围内,该控制方法的具体步骤如下:
步骤一:获取当前车辆车速信息,并将车速信息通过汽车处理器传输给电机控制器;
步骤二:当车速达到可以通过电力驱动车辆行驶的要求后,控制蓄电池给驱动电机供电,使驱动电机驱动轮胎转动,达到汽车行驶的目的;
步骤三:在蓄电池对驱动电机供电的同时,电机控制器上的驱动控制模块检测蓄电池是否有其他的输出端口正在使用;
步骤四:当有端口使用时,查询电压传感器和电流传感器检测的蓄电池的输出电压和电流信息,端口使用具体为高压元件与蓄电池的端口连接;
步骤五:将检测的电压和电流信息通过中央控制模块内传感器信号处理电路传输给电机控制器内的功率模块进行功率调节,使功率达到稳定的状态后,从而蓄电池的电压达到稳定的状态;
步骤六:蓄电池和备用电源分别在对高压元件和低压元件进行驱动时,电池管理单元控制蓄电池和备用电源进行电力分配,并通过高压保险盒和低压保险盒进行电力驱动保险;
步骤七:在车速没有达到可以通过电力驱动车辆行驶的要求时,发动机转动,通过交流电机,将电力通过稳压器传输带蓄电池中进行充电。
优选的,所述蓄电池与高压元件之间安装有高压保险盒,所述蓄电池与备用电源之间安装有变压器,所述备用电源与低压元件之间安装有低压保险盒。
优选的,所述电机控制器由传感器总成、中央控制模块、功率模块和驱动控制模块组成,所述传感器总成包括电流传感器、电压传感器和温度传感器,所述中央控制模块包括PWM 波生成电路、复位电路、传感器信号处理电路和交互电路。
优选的,所述步骤六中高压保险盒和低压保险盒均为熔丝盒。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:通过该一种混合动力工程机械车辆电能控制***的控制方法,现有的技术中,混合动力的汽车内的电力被默认为次要的驱动方式,导致发动机通过交流电机产生的电力直接的输出到蓄电池中,由于汽车中多个电性元件需要运作,电性元件的运作方法是直接通过蓄电池进行电力输出,而蓄电池是直接对电机进行电力驱动的,由于电性元件和电机之间的电压不同,使得蓄电池在对电性元件进行驱动时,同时对电机进行驱动,会使电压产生较大的波动,输出到电机上的电压不稳定,导致电机的转速不均匀,造成汽车行驶出现异常,本申请文件中,在设置一个蓄电池的同时,增加一个备用电源,使蓄电池和备用电源之间的电压通过变压器进行改变,改变电压的蓄电池主要服务汽车中的高压和驱动电机,备用电源主要服务汽车中的低压元件,二者之间相互不干扰,通过电池管理单元对蓄电池和备用电源进行电能分配,通过电机控制器,控制驱动电机的同时,通过电机控制器内的传感器总成,使电压传感器实时的监测蓄电池与备用电源的输入输出电压,进行二次保护。
附图说明
图 1 为本发明***结构示意图;
图 2 为本发明电机控制器结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行
清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明提供如下技术方案:一种混合动力工程机械车辆电能控制***的控制方法,用于减少蓄电池在对驱动电机进行驱动时受低压元件和高压元件运行时的影响,请参阅图 1,该控制***包括蓄电***、放电***和管理***,蓄电***包括发动机、交流电机、稳压器、蓄电池和备用电源,发动机电性输出连接交流电机,交流电机电性输出连接稳压器,稳压器输入端与充电设备连接,稳压器电性输出连接蓄电池,蓄电池电性输出连接备用电源,放电***包括高压元件、驱动电机和低压元件,蓄电池电性输出连接高压元件和驱动电机,备用电源电性输出连接低压元件,管理***包括电池管理单元和电机控制器,电池管理单元与蓄电池和备用电源电性连接,电机控制器与驱动电机连接。
请再次参阅图 1,蓄电池与高压元件之间安装有高压保险盒,蓄电池与备用电源之间安装有变压器,备用电源与低压元件之间安装有低压保险盒。
请参阅图 2,电机控制器由传感器总成、中央控制模块、功率模块和驱动控制模块组成,传感器总成包括电流传感器、电压传感器和温度传感器,中央控制模块包括 PWM 波生成电路、复位电路、传感器信号处理电路和交互电路。
该混合动力工程机械车辆电能控制***的控制方法如下:
步骤一:获取当前车辆车速信息,并将车速信息通过汽车处理器传输给电机控制器;
步骤二:当车速达到可以通过电力驱动车辆行驶的要求后,控制蓄电池给驱动电机供电,使驱动电机驱动轮胎转动,达到汽车行驶的目的;
步骤三:在蓄电池对驱动电机供电的同时,电机控制器上的驱动控制模块检测蓄电池是否有其他的输出端口正在使用;
步骤四:当有端口使用时,查询电压传感器和电流传感器检测的蓄电池的输出电压和电流信息;
步骤五:将检测的电压和电流信息通过中央控制模块内传感器信号处理电路传输给电机控制器内的功率模块进行功率调节,使功率达到稳定的状态后,从而蓄电池电压达到稳定的状态;
步骤六:蓄电池和备用电源分别在对高压元件和低压元件进行驱动时,电池管理单元控制蓄电池和备用电源进行电力分配,并通过高压保险盒和低压保险盒进行电力驱动保险;
步骤七:在车速没有达到可以通过电力驱动车辆行驶的要求时,发动机转动,通过交流电机,将电力通过稳压器传输带蓄电池中进行充电。
其中,步骤四中端口使用具体为高压元件与蓄电池的端口连接。
其中,步骤六中高压保险盒和低压保险盒均为熔丝盒。
通过该实施例,使车辆在进行不同的驱动方式转换使用时,使蓄电池的电压使用保持在一个可以驱动驱动电机转动的额定电压范围内,电压波动频率低,电压波动幅度低,且在蓄电池不受影响的条件下,可以对高压元件和低压元件进行稳定电力传输,高压元件如汽车空调、供暖***,低压元件与汽车显示器、音箱,使蓄电池和备用电源内的电压始终的保持在稳定的状态,即使在蓄电池向备用电源进行电力输送时,通过电池管理单元对蓄电池进行稳压操作,使蓄电池在驱动驱动电机移动时不会造成任何的电压波动,具有较强的管理性能。
虽然在上文中已经参考了一些实施例对本发明进行描述,然而在不脱离本发明的范围的情况下,可以对其进行各种改进并且可以用等效无替换其中的部件。尤其是,只要不存在结构冲突,本发明所披露的各个实施例中的各项特征均可通过任意方式相互结合起来使用,在本说明书中未对这些组合的情况进行穷举的描述仅仅是处于省略篇幅和节约资源的考虑。因此,本发明并不局限于文中公开的特定实施例,而且包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。
Claims (4)
1.一种混合动力工程机械车辆电能控制***的控制方法,其特征在于:该控制***包括蓄电***、放电***和管理***,所述蓄电***包括发动机、交流电机、稳压器、蓄电池和备用电源,所述发动机电性输出连接交流电机,所述交流电机电性输出连接稳压器,所述稳压器输入端与充电设备连接,所述稳压器电性输出连接蓄电池,所述蓄电池电性输出连接备用电源,所述放电***包括高压元件、驱动电机和低压元件,所述蓄电池电性输出连接高压元件和驱动电机,所述备用电源电性输出连接低压元件,所述管理***包括电池管理单元和电机控制器,所述电池管理单元与蓄电池和备用电源电性连接,所述电机控制器与驱动电机连接;
车辆在进行不同的驱动方式转换使用时,使蓄电池的电压保持在一个可以驱动驱动电机转动的额定电压范围内,该控制方法的具体步骤如下:
步骤一:获取当前车辆车速信息,并将车速信息通过汽车处理器传输给电机控制器;
步骤二:当车速达到可以通过电力驱动车辆行驶的要求后,控制蓄电池给驱动电机供电,使驱动电机驱动轮胎转动,达到汽车行驶的目的;
步骤三:在蓄电池对驱动电机供电的同时,电机控制器上的驱动控制模块检测蓄电池是否有其他的输出端口正在使用;
步骤四:当有端口使用时,查询电压传感器和电流传感器检测的蓄电池的输出电压和电流信息,端口使用具体为高压元件与蓄电池的端口连接;
步骤五:将检测的电压和电流信息通过中央控制模块内传感器信号处理电路传输给电机控制器内的功率模块进行功率调节,使功率达到稳定的状态后,从而蓄电池的电压达到稳定的状态;
步骤六:蓄电池和备用电源分别在对高压元件和低压元件进行驱动时,电池管理单元控制蓄电池和备用电源进行电力分配,并通过高压保险盒和低压保险盒进行电力驱动保险;
步骤七:在车速没有达到可以通过电力驱动车辆行驶的要求时,发动机转动,通过交流电机,将电力通过稳压器传输带蓄电池中进行充电。
2.根据权利要求1所述的混合动力工程机械车辆电能控制***的控制方法,其特征在于:所述蓄电池与高压元件之间安装有高压保险盒,所述蓄电池与备用电源之间安装有变压器,所述备用电源与低压元件之间安装有低压保险盒。
3.根据权利要求1所述的混合动力工程机械车辆电能控制***的控制方法,其特征在于:所述电机控制器由传感器总成、中央控制模块、功率模块和驱动控制模块组成,所述传感器总成包括电流传感器、电压传感器和温度传感器,所述中央控制模块包括PWM波生成电路、复位电路、传感器信号处理电路和交互电路。
4.根据权利要求1所述的一种混合动力工程机械车辆电能控制***的控制方法,其特征在于:所述步骤六中高压保险盒和低压保险盒均为熔丝盒。
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