推进系统的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明有关一种推进系统，尤其涉及一种包括能量型电源和功率型电源来给车辆提供功率的推进系统。
【背景技术】
[0002]能量型电源，例如电池，一般用于电动汽车或混合动力汽车中来提供功率给牵引装置并可捕获再生能量。然而，在车辆的驱动模式和再生制动模式中，能量型电源不能提供快速的行驶变化动力。因此，功率型电源，例如超级电容，作为补充的电源被使用。功率型电源可在瞬间提供大的功率且能够快速吸收能量。能量型电源和功率型电源连接于一个或多个直流-直流(DC-DC)变换器来提供能量给牵引装置或接收再生能量。牵引装置的需求功率在能量型电源和功率型电源之间分配。目前，仅根据能量型电源和功率型电源的充电状态在两者之间分配能量。此能量管理方法下的能量型电源和功率型电源的利用率较低，车辆驱动系统的效率较低。
[0003]因此，有必要提供一种推进系统来解决上面提及的至少一个技术问题。
【发明内容】
[0004]本发明的一个方面在于提供一种推进系统。该推进系统包括:牵引装置；升压变换器，包括高压侧和低压侧，所述牵引装置连接于所述升压变换器的高压侧；能量型电源，连接于所述升压变换器的低压侧；功率型电源，连接于所述升压变换器的低压侧；及能量管理系统，连接于所述升压变换器，用来通过所述升压变换器控制所述能量型电源和所述功率型电源在驱动模式下工作在至少两种情况下:当所述牵引装置的需求功率低于门限功率时，所述能量管理系统控制所述能量型电源提供功率给所述牵引装置；及当所述牵引装置的需求功率高于所述门限功率时，所述能量管理系统控制所述能量型电源和所述功率型电源提供功率给所述牵引装置。
[0005]本发明的推进系统通过能量管理系统在不同情况下合理地在能量型电源和功率型电源之间进行功率分配，优化能量的供给，提高系统的驱动效率。
【附图说明】
[0006]通过结合附图对于本发明的实施方式进行描述，可以更好地理解本发明，在附图中:
[0007]图1所示为本发明推进系统的一个实施例的示意图；
[0008]图2所示为图1所示的推进系统的能量管理系统的一个实施例的示意图；
[0009]图3所示为本发明能量管理系统进行功率分配的一个实施例的曲线图；
[0010]图4至图7所示为本发明能量管理系统进行功率分配的另一个实施例的流程图；
[0011]图8所示为图2的能量管理系统的功率分配装置的一个实施例的示意图。
【具体实施方式】
[0012]除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明专利申请说明书以及权利要求书中使用的“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。
[0013]图1所不为一个实施例的推进系统100的不意图。推进系统100可用于车辆中，例如电动汽车或混合动力汽车。混合动力汽车利用电动机和热机提供推进力来驱动车辆。电动汽车包括电动机和电池，电池提供至少一部分的推进力来驱动车辆。推进系统100包括牵引装置11、升压变换器13、能量型电源15、功率型电源17及能量管理系统19。牵引装置11包括逆变器21和连接于逆变器21的电机23。在一个实施例中，牵引装置11为交流的牵引装置。其中逆变器21为直流-交流(DC-AC)逆变器，且电机23为交流电机。DC-AC逆变器通过一对直流母线25和27连接于升压变换器13来将直流电转换为交流电提供给交流电机。其中一根直流母线25或27为正极直流母线，另一根为负极直流母线。在另一个实施例中，逆变器21为直流斩波器或脉宽调制电路，其输出直流电给电机23，且电机23为直流电机。
[0014]升压变换器13包括高压侧131和低压侧133。牵引装置11连接于升压变换器13的高压侧131，能量型电源15和功率型电源17连接于升压变换器13的低压侧133。升压变换器13用来升高来自低压侧133的电压且从高压侧131输出。在此实施例中，升压变换器13为多通道双向升压变换器。能量型电源15和功率型电源17分别连接于升压变换器13的单独的通道且分别被控制。在另一实施例中，升降压变换器可用来作为升压变换器13来升闻电压。
[0015]能量型电源15能够提供和接收能量。能量型电源15可指高比能量源或高能量密度能量源，单位重量能量密度可达到大约lOOW-hr/kg或更高。能量型电源15具有很大的容量可提供高能量。在一实施例中，能量型电源15包括电池或电池组，例如燃料电池、铅酸电池等。功率型电源17也能够提供和接收能量。功率型电源17能够快速提供高电流且能够高速率地接收能量，如此能够应付快速地运行变化。在一实施例中，功率型电源17包括超级电容。在一实施例中，超级电容具有串联的63个单元，其中每个单元的额定电压大约为2.7伏，每个单元的电容值大于1000法拉。
[0016]能量管理系统19连接于升压变换器13，用来通过升压变换器13控制能量型电源15和功率型电源17工作在若干情况下。能量管理系统19连接于直流母线25和27，接收直流母线25和27的信号，例如直流母线电压和电流。
[0017]图2所示为一个实施例的能量管理系统19的示意图。结合参考图1，能量管理系统19用来根据直流母线25、27的指令电压和测量电压确定牵引装置11的需求功率。需求功率指牵引装置11工作所需的功率。在不同运行情况下，需求功率可为正值或负值。在一实施例中，直流母线25、27的指令电压根据电机23和逆变器21的损耗参数等计算获得。在另一实施例中，指令电压可以通过实验测试获得。设定直流母线25、27的指令电压使得牵引装置11的效率最大化。直流母线25、27的测量电压可通过与其连接的一个或多个传感器(未图示)来测量获得。在一实施例中，能量管理系统19包括直流母线电压调节器30，用来根据直流母线25、27的指令电压和测量电压确定牵引装置11的需求功率。直流母线电压调节器30包括控制环路(未图示)，用来获得需求功率使得测量电压等于指令电压。例如，PID (Proport1n Integrat1n Differentiat1n,比例-积分-微分)控制器等。
[0018]在本实施例中，能量管理系统19进一步用来估算牵引装置11的负载功率且根据估算的负载功率确定牵引装置11的需求功率。图示实施例中，能量管理系统19进一步包括估算装置32，用来根据电机23的指令转矩和转速估算负载功率。在一个实施例中，指令转矩通过输入装置，例如油门踏板和刹车，输入。在一实施例中，电机转速通过测量获得。通过相加估算装置32估算的负载功率和直流母线电压调节器30产生的功率获得需求功率，从而可较快地获得需求功率，提高系统的响应速度。
[0019]能量管理系统19包括功率分配装置34，用来根据不同的运行情况在能量型电源15和功率型电源17之间分配需求功率，且产生能量型电源15的指令功率和功率型电源17的指令功率。能量管理系统19包括功率转电流变换器36，用来将功率分配装置34产生的指令功率转换为指令电流。指令电流提供给升压变换器13来控制升压变换器13相应的通道，从而控制能量型电源15和功率型电源17分别提供相应的指令功率给牵引装置11。
[0020]图3所示为能量管理系统19的功率分配装置34进行功率分配的一个实施例的曲线图。横坐标指示牵引装置11的需求功率，纵坐标指示能量型电源15或功率型电源17的指令功率。波形38说明了功率型电源17的指令功率和牵引装置11的需求功率之间的关系。波形39说明了能量型电源15的指令功率和牵引装置11的需求功率之间的关系。
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