一種復合電源電動汽車的功率分配方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領域】
[0001 ]本發(fā)明涉及復合電源電動汽車技術(shù)領域，特別涉及一種復合電源電動汽車的功率 分配方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 電動汽車因其污染小、噪音小等優(yōu)勢得以快速發(fā)展。為了彌補電動汽車的單一電 源能量不能滿足要求的缺點，多采用雙電源，即電池+超級電容器組成復合電源為其供電。 一方面，超級電容器可以在電動汽車啟動、加速和爬坡時提供強大的電流，避免大電流放電 損壞蓄電池；另一方面，在電動汽車下坡或制動時，反饋大電流被超級電容器吸收，實現(xiàn)了 能量回收。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)中，通?；趦蓚€電源的工作原理，建立電路等效模型，監(jiān)測兩電源的輸 出電壓、輸出電流及工作溫度，對兩個電源的荷電狀態(tài)（State of Charge，S0C)進行估算， 判定兩個電源的充放電狀態(tài)，從而進行功率分配。
[0004] 影響電池的荷電狀態(tài)的主要因素包括:溫度、開路電壓、電池歐姆內(nèi)阻及電池極化 內(nèi)阻。電池等效模型中的開路電壓及溫度可通過測量獲得，但是，電路等效模型中的電池的 輸出電壓與電池輸出電流的時間積分變化、電池極化內(nèi)阻、電池極化內(nèi)阻周圍容抗、電池歐 姆內(nèi)阻及由電池極化內(nèi)阻和電池極化內(nèi)阻周圍容抗確定的時間常數(shù)，需要對電池進行一系 列混合動力脈沖能力特性(Hybrid Pulse Power Characteristic，HPPC)試驗獲得，此試驗 過程較為繁雜，影響了功率分配的效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明實施例公開了一種復合電源電動汽車的功率分配方法及裝置，用以提高復 合電源電動汽車功率分配的效率。
[0006] 為達到上述目的，本發(fā)明實施例公開了一種復合電源電動汽車的功率分配方法， 包括：
[0007] 根據(jù)保存的電池的荷電狀態(tài)與電池的輸出電壓之間的關系，確定電池當前時刻的 荷電狀態(tài)，其中所述電池的荷電狀態(tài)與電池的輸出電壓之間的關系，根據(jù)電池的輸出電壓 與電池每個時刻的溫度之間的關系，及電池的荷電狀態(tài)與電池的輸出電壓、電池每個時刻 的溫度之間的關系確定；電池的輸出電壓與電池每個時刻的溫度之間的關系，根據(jù)電池等 效模型中的過電勢與電池每個時刻的溫度之間的關系確定；電池等效模型中的過電勢與電 池每個時刻的溫度之間的關系，根據(jù)測量確定的電池的輸出電流及確定的電池的電流密度 確定，其中，電池等效模型中的過電勢為電池等效模型中電池極化內(nèi)阻兩端的電壓與電池 歐姆內(nèi)阻兩端的電壓之和；
[0008] 根據(jù)確定的電池當前時刻的荷電狀態(tài)及測量的電池的輸出電壓、電流，和確定的 超級電容器的輸出電壓、電流及荷電狀態(tài)進行功率分配。
[0009] 可選的，根據(jù)測量確定的電池的輸出電流及確定的電池的電流密度，確定電池等 效模型中的過電勢與電池每個時刻的溫度之間的關系，包括：
[0010] 根據(jù)
確定電池等效模型中的過電勢與電 池每個時刻的溫度之間的關系Δφ二fCD，其中，Δφ是電池等效模型中的過電勢，j是電池 的電流密度，/是電池的交換電流密度，α、β是傳遞系數(shù)，R是氣體常數(shù)，T是電池每個時刻的 溫度，F(xiàn)是法拉第常數(shù)，Il是測量確定的電池的輸出電流，Sl是電池的電極面積。
[0011] 可選的，根據(jù)確定的電池等效模型中的過電勢與電池每個時刻的溫度之間的關 系，確定電池的輸出電壓與電池每個時刻的溫度之間的關系，包括：
[0012] 根據(jù)
確定電池的輸出電壓與電池每個時刻的溫度 之間的關系U。。= (T )，其中，U。。是電池的輸出電壓，Ul是電池等效模型中電池兩端的電壓， Cb是電池的輸出電壓與電池輸出電流的時間積分變化，U是電池的輸出電流，Δφ.是電池等 效模型中的過電勢。
[0013] 可選的，根據(jù)確定的電池的輸出電壓與電池每個時刻的溫度之間的關系，及電池 的荷電狀態(tài)與電池的輸出電壓、電池每個時刻的溫度之間的關系，確定電池的荷電狀態(tài)與 電池的輸出電壓之間的關系，包括：
[0014] 根據(jù)確定的電池的荷電狀態(tài)與電池的輸出電壓、電池每個時刻的溫度之間的關系 S0C = f2(U。。，Τ)，又根據(jù)所述確定的電池的輸出電壓與每個時刻的溫度之間的關系U。。= ^ (T)，將Uoc^fKT)代入SOCzf2(Uc^T)，即可確定電池的荷電狀態(tài)與電池的輸出電壓之間的 關系 SOC = F3(Ucic)O
[0015] 可選的，確定所述超級電容器的荷電狀態(tài)，包括：
[0016] 根據(jù)ν% = υ_+Ι?！?ESR，確定超級電容器的開路電壓，其中丄是超級電容器的輸 出電流，ESR是超級電容器等效電阻，Uciut是測量確定的超級電容器的輸出電壓；
[0017] 根據(jù)
確定超級電容器的荷電狀態(tài)，其中，V。。是超級電容器的開 路電壓，Vmin是超級電容器的放電截止電壓，Vmax是超級電容器電容的充電截止電壓。
[0018] 為達到上述目的，本發(fā)明實施例公開了一種復合電源電動汽車的功率分配裝置， 包括：
[0019] 電池荷電狀態(tài)確定模塊，用于根據(jù)電池當前時刻的開路電壓，確定電池當前時刻 的荷電狀態(tài)；
[0020] 功率分配模塊，用于根據(jù)確定的電池的輸出電壓、電流及當前時刻的荷電狀態(tài)，和 確定的超級電容器的輸出電壓、電流及當前時刻的荷電狀態(tài)進行功率分配。
[0021] 可選的，所述電池荷電狀態(tài)確定模塊，具體包括：
[0022] 電池過電勢確定子模塊，用于根據(jù)
確定 電池等效模型中的過電勢與電池每個時刻的溫度之間的關系Δφ = f(T)，其中，Δφ是電池 等效模型中的過電勢，j是電池的電流密度，/是電池的交換電流密度，α、β是傳遞系數(shù)，R是 氣體常數(shù)，T是電池每個時刻的溫度，F(xiàn)是法拉第常數(shù)，是測量確定的電池的輸出電流，Sl是 電池的電極面積。
[0023] 電池電壓確定子模塊，用于根據(jù)
確定電池的輸出 電壓與電池每個時刻的溫度之間的關系U。。= fi (T )，其中，U。。是電池的輸出電壓，Ul是電池 等效模型中電池兩端的電壓，Cb是電池的輸出電壓與電池輸出電流的時間積分變化，是測 量確定的電池的輸出電流，Δφ是電池等效模型中的過電勢。
[0024] 所述電池荷電狀態(tài)確定模塊，具體用于根據(jù)確定的電池的荷電狀態(tài)與電池的輸出 電壓、電池每個時刻的溫度之間的關系SOC = HUc^T)，并根據(jù)確定的所述電池的輸出電壓 與每個時刻的溫度之間的關系υ。。= ^"），確定電池的荷電狀態(tài)與電池的輸出電壓之間的 關系 SOC = F3(Ucic)O
[0025]可選的，所述功率分配模塊包括：
[0026] 超級電容器電壓確定子模塊，用于根據(jù)Vcic = IUdIc · ESR，確定超級電容器的開路 電壓，其中，Ic是超級電容器的輸出電流，ESR是超級電容器等效電阻，1]_是測量確定的超 級電容器的輸出電壓；
[0027] 超級電容器荷電狀態(tài)確定子模塊，用于根據(jù)
確定超級電容器 的荷電狀態(tài)，其中，V。。是超級電容器的開路電壓，￥^"是超級電容器電容的放電截止電壓， Vmax是超級電容器電容的充電截止電壓。
[0028] 由上述的技術(shù)方案可見，本發(fā)明實施例提供一種復合電源電動汽車的功率分配方 法及裝置，根據(jù)保存的電池的荷電狀態(tài)與電池的輸出電壓之間的關系，確定電池當前時刻 的荷電狀態(tài)，其中，電池的荷電狀態(tài)與電池的輸出電壓之間的關系，根據(jù)電池的輸出電壓與 電池每個時刻的溫度之間的關系，及電池的荷電狀態(tài)與電池的輸出電壓、電池每個時刻的 溫度之間的關系確定；電池的輸出電壓與電池每個時刻的溫度之間的關系，根據(jù)電池等效 模型中的過電勢與電池每個時刻的溫度之間的關系確定；電池等效模型中的過電勢與電池 每個時刻的溫度之間的關系，根據(jù)測量確定的電池的輸出電流及確定的電池的電流密度確 定;根據(jù)確定的電池當前時刻的荷電狀態(tài)及測量的電池的輸出電壓、電流，和確定的超級電 容器的輸出電壓、電流及荷電狀態(tài)進行功率分配。由于本發(fā)明實施例中，根據(jù)測量確定的電 池的輸出電流及確定的電池的電流密度確定電池等效模型中的過電勢與電池每個時刻的 溫度之間的關系，并根據(jù)電池等效模型中的過電勢確定電池的輸出電壓，進而確定電池的 荷電狀態(tài)，其中，電池等效模型中的過電勢為電池極化內(nèi)阻與電池歐姆內(nèi)阻電壓之和。因 此，提高了功率分配過程的運算速度，從而提高了功率分配的效率。當然，實施本發(fā)明的任 一產(chǎn)品或方法必不一定需要同時達到以上所述的所有優(yōu)點。
【附圖說明】
[0029] 為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技