一种多能源混合动力多通道控制器装置的制作方法

1.本实用新型涉及混合动力控制技术领域，特别是涉及一种多能源混合动力多通道控制器装置。


背景技术：

2.在新能源纯电动汽车或纯电动船的应用过程中，经过历时数年的努力，已经基本完成了系统的集成，控制技术的应用，解决了电池管理和优化技术，解决了驱动控制与动力锂电池的匹配问题，从而使得在一定的条件下，如何去增加驱动能力、快速响应的能力，如何将电池的寿命发挥到极致。
3.在解决了纯电动系统众多的技术问题和困惑的同时，不难发现，有两个问题是不能回避的：
4.一、就是纯电动系统的充电问题。所有的纯电动系统，必须耗费很长的时间进行充电，而且，随着电池容量的增加，无可避免的是，容量与充电时间成比例地上升。
5.二、就是电池容量的配置问题。纯电动系统，当需要很长的续航时间时，无可非议地是要增加电池的配置，往往为了达到某个续航能力，无论纯电动汽车还是电动船，其配置的电池数量最后将达到无法承受的结果。


技术实现要素：

6.本实用新型所要解决的技术问题是提供一种多能源混合动力多通道控制器装置，能够完成节能、高效的混合驱动过程控制。
7.本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种多能源混合动力多通道控制器装置，包括主控制器、动力锂电池模块和混合能源模块，所述动力锂电池模块包括动力锂电池组、电池管理系统和第一调节开关装置，所述动力锂电池组分别与电池管理系统和第一调节开关装置相连，所述电池管理系统用于监控所述动力锂电池组的电量数据，并与所述主控制器相连，所述第一调节开关装置用于调节进入或流出所述动力锂电池组的能量的大小，并通过平台装置链接接口与所述主控制器相连；所述混合能源模块包括相互连接的混合能源组和第二调节开关装置，所述第二调节开关装置用于调节流出所述混合能源组的能量，并通过平台装置链接接口与所述主控制器相连，所述平台装置链接接口还与所述混合能源组相连；所述第一调节开关装置和第二调节开关装置还通过动力母排与动力驱动器相连。
8.所述的多能源混合动力多通道控制器装置还包括超级电容模块，所述超级电容模块包括相互连接的超级电容和第三调节开关装置，所述第三调节开关装置用于调节进入或流出所述超级电容的能量的大小，并通过平台装置链接接口与所述主控制器相连，所述平台装置链接接口还与所述超级电容相连，所述第三调节开关装置通过所述动力母排与所述动力驱动器相连。
9.所述主控制器通过can网络与所述平台装置链接接口相连。
10.所述主控制器通过dsp+fpga实现。
11.有益效果
12.由于采用了上述的技术方案，本实用新型与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：本实用新型能够根据电池管理系统采集的数据对动力锂电池组、超级电容组和混合能源组的调节开关装置进行控制，实现在能量优先模式和充电优先模式下进行切换，从而完成节能、高效的混合驱动过程控制。
附图说明
13.图1是本实用新型的结构方框图。
具体实施方式
14.下面结合具体实施例，进一步阐述本实用新型。应理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本技术所附权利要求书所限定的范围。
15.本实用新型的实施方式涉及一种多能源混合动力多通道控制器装置，如图1所示，包括主控制器1、动力锂电池模块、超级电容模块和混合能源模块。所述主控制1通过can网络2分别与动力锂电池模块、超级电容模块、混合能源模块和动力驱动器相连。
16.本实施方式中的主控制器1由数字控制器dsp+fpga器件构成，其构成了整个收集装置的控制部分，所有的外部接口、连接于网络的数据部分都与主控制器相关。该主控制器在完成硬件设计后，所有的内部的控制程序可以采用dsp汇编语言完成设计，因此具有结构紧凑占用空间少的特征，同时运算速度快，具有灵活的算法因子调度功能。当控制器完成结构设计后，由计算机通过一个编程连接口实施数据下载，并激活运行，在设置阶段可以将所有需要的参数设置在控制器中，分配那些端口被激活，采用选定的通讯协议，或不同的通讯速率。同时确定哪一路接口作为系统的主要对象接口，该通讯接口是可以获得的主讯息，然后通过编排不同的协议，将其转换成各个模组所需要的参数和指定接口协议。在整个转换过程中是实现双向或多方互通的。在进入通讯的初期阶段，主要任务是完成综合布局、栈区的规划和通讯速率的确定，以及时序的划定等等。
17.本实施方式中主控制器1通过can网络2与各个模块的接口相连。can网络是整个收集装置的核心数据传输枢纽，所有信息数据在主控制器的调度下，完成相互间的传递和控制，通过can总线网络可以使得主控制器与各个部件之间实现模块级的数据通讯。
18.本实施方式中的动力锂电池模块包括动力锂电池组3、电池管理系统4和第一调节开关装置5，所述动力锂电池组3分别与电池管理系统4和第一调节开关装置5相连，所述电池管理系统4用于监控所述动力锂电池组3的电量数据，并与所述主控制器1相连，所述第一调节开关装置5用于调节进入或流出所述动力锂电池组3的能量的大小，并通过平台装置链接接口10与所述主控制器1相连。
19.其中，动力锂电池组3由动力锂电池构成，电池容量满足混合动力系统组的电能需求，以满足持续功率需求。电池组的电压等级为600vdc、1000vdc，其电压和容量的选择将依照平台系统的综合能量需求灵活配置，可叠加或减少。与常规的纯电动系统比较，其配置的
动力锂电池可以少很多，因为，当动力锂电池的电量趋于紧张时，在主控制器的控制下，混合能源系统将被自动接入，补充必要的能量，实现混合的功能。
20.电池管理系统4用于完成对动力锂电池组中各个单体电池的电量数据采集，用以判定任意阶段的状态，在混合动力的整个驱动过程中使用充电优先或能量优先将完全依赖于此。第一调节开关装置5可以全开断地执行切入，类似于线路的直接连接，也可以通过调节，根据主控制器1的指令，调节控制开关的开度，类似于可变量的调节，相当于阀门的的开度，可控可调节。第一调节开关装置5是通过平台装置链接接口10与所述主控制器1相连，该平台装置链接接口10满足can总线网络连接电气特性，可实现第一调节开关装置的调节，完成主控制器的指令，调节能量的流动。
21.本实施方式中的超级电容模块包括相互连接的超级电容6和第三调节开关装置7，所述第三调节开关装置7用于调节进入或流出所述超级电容6的能量的大小，并通过平台装置链接接口10与所述主控制器1相连，所述平台装置链接接口10还与所述超级电容6相连，所述第三调节开关装置7通过所述动力母排11与所述动力驱动器12相连。
22.其中，超级电容6作为能源功率的缓冲而配置，减缓由于混合能源切入之时对系统造成的冲击，当冲击能量有需要吸收需求时，超级电容实现了能量的快速回收。第三调节开关装置7可以全开断地执行切入，类似于线路的直接连接，也可以通过调节，根据主控制器1的指令，调节控制开关的开度，类似于可变量的调节，相当于阀门的的开度，可控可调节。第三调节开关装置7是通过平台装置链接接口10与所述主控制器1相连，该平台装置链接接口10满足can总线网络连接电气特性，向下可实现第三调节开关装置7的调节，完成主控制器的指令，调节能量的流动；向上可完成超级电容模块的能量管理，连续地将能量进行采集汇总，并通过can总线汇总到主控制器1。
23.本实施方式的混合能源模块包括相互连接的混合能源组8和第二调节开关装置9，所述第二调节开关装置9用于调节流出所述混合能源组的能量，并通过平台装置链接接口10与所述主控制器1相连，所述平台装置链接接口10还与所述混合能源组8相连。
24.其中，混合能源组8为具有多功能的系统，可适用于柴油的燃油发电系统，也适用于氢燃料电池包，或者lng等能源系统等等，接入的系统，只需将其通讯系统纳入通讯管理，适用于能量的数据采集。第二调节开关装置9可以全开断地执行切入，类似于线路的直接连接，也可以通过调节，根据主控制器1的指令，调节控制开关的开度，类似于可变量的调节，相当于阀门的的开度，可控可调节。第二调节开关装置9是通过平台装置链接接口10与所述主控制器1相连，该平台装置链接接口10满足can总线网络连接电气特性，向下可实现第二调节开关装置9的调节，完成主控制器的指令，调节能量的流动；向上可完成混合能源模块的能量管理，连续地将能量进行采集汇总，并通过can总线汇总到主控制器1。
25.本实施方式中的第一调节开关装置5、第二调节开关装置9和第三调节开关装置7均与动力母排11相连，该动力母排11是整个装置的汇流排，所连接的第一调节开关装置5、第二调节开关装置9和第三调节开关装置7经过调节控制(有直接传递)，或dc/dc，将能量汇入母排，进行能量的流动，其流动方向受控于主控制器1。该动力母排11还与动力驱动器12相连，本实施方式的动力驱动器12可以将能量以机械旋转的输出方式传输能量，将电能通过电驱动装置去驱动电动机13，其电动机13可以是船舶的动力推进装置，也可以是车辆的动力推进装置。
26.本实施方式的控制器通过多参数的获取，在密集采集通道运行参数后，可以是以充电优先或能量优先的选项进行控制。当电池管理系统检测到动力锂电池组自身电量不足时，可以采用充电优先原则，充电优先原则是将动力驱动运行的过程中，在考虑燃油充电效率最高的参数的情况下，在驱动器作业过程中实现边运行输出边实施充电；当电池管理系统检测到动力锂电池组具有充足的电量时，可以采用能量优先原则，能量优先原则是将以节约电池容量为基础，当动力系统需要付出很大功率时，混合动力控制器将启动燃油发出的电优先驱动控制驱动的特征，而让电池容量具有很少释放的效果，做到能量优先。
27.基于上述情况，本控制器装置的基本模式有三种：1)、混合能源组直接向动力锂电池组充电。2)、混合能源组直接驱动动力驱动器。3)、混合能源组在直接驱动动力驱动器的同时，也向动力锂电池组充电，即全混合方式。