超級電容儲能ISG異步電機混合動力系統及發電控制方法技術方案

本發明專利技術涉及一種應用于城市大中型客車的具有發動機起、停功能的純超級電容儲能ISG異步電機混合動力系統及發電控制方法。包括發動機；ISG異步電機；電機逆變控制器；ISG控制器；超級電容器；電壓采樣器；勵磁電容組；三相繼電器，三相繼電器一側的三個端子分別與ISG異步電機與電機逆變控制器電氣連接；三相繼電器另一側的三個端子分別與以三角形方式電氣連接的勵磁電容組的三個端子相連接。本發明專利技術可在超級電容完全無電情況下，利用發動機預熱過程完成對超級電容充電；有此功能后，不管任何原因導致超級電容電量不足或無電，車輛均可正常起動運行，亦可實現對超級電容的放電養護。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于節能汽車
，尤其涉及一種應用于城市大中型客車的具有發動機起、停功能的純超級電容儲能ISG異步電機混合動力系統及發電控制方法。背景資料 混合動力汽車是指汽車使用燃料和電力驅動兩種驅動方式，優點在于車輛啟動時，只靠電機驅動，達到一定車速發動機才參與驅動，發動機避開車輛剛起步時的不良工況，使發動機保持在最佳工況狀態運行，達到節油減排的目的。目前國內運營使用的混合動力城市客車，雖然在車輛啟動時只靠電機驅動，發動機不參與驅動，但仍未做到發動機熄火，發動機仍在怠速狀態運轉，而怠速狀態運行工況是排放有害廢氣最嚴重的工況。要達到最大限度的節油減排效果，車輛在電驅動階段，發動機 應熄火運行，因而產生了應用于發動機自動起動、停機技術的ISG電機。ISG電機可以是交流感應異步電機、永磁同步電機、開關磁阻電機等，交流感應異步電機因技術成熟、可靠耐用且性價比高，城市客車ISG電機大量釆用交流感應異步電機。現有油電混合動力技術方案儲能囂有三種方案 一是各種電池，而鋰離子電池的比功率、比能量、充放電特性、可靠性、性價比等等，令鋰離子電池幾乎成為電動車儲能電池的唯一選擇； 二是超級電容器； 二是電池加超級電容器。由于釆用超級電容儲能，可有效避免目前電池成組技術不夠成熟帶來的不安全因素，且超級電容使用壽命長，因此，超級電容儲能得以廣泛釆用。但是現有技術的用異步電機發電的超級電容儲能混合動力客車，當超級電容電量過小就只能通過人工操作，用外部電源對超級電容充電到額定電壓車輛才能正常運行，充電操作繁復，工作量大；因此，此類車輛在較長時間停靠時，超級電容都不作放電處理，而車輛停靠時對超級電容全放電能延長超級電容使用壽命。
技術實現思路
本專利技術要解決的技術問題是，提供一種超級電容儲能ISG異步電機混合動力系統，當直流母線電壓過低或為零時，不通過外電源對儲能系統充電，ISG異步電機在發動機帶動下即能發電對超級電容充電的技術方法。本專利技術可在超級電容完全無電情況下，利用發動機預熱過程完成對超級電容充電；有此功能后，不管任何原因導致超級電容電量不足或無電，車輛均可正常起動運行，亦可實現對超級電容的放電養護。本專利技術是這樣實現的 一種超級電容儲能ISG異步電機混合動力系統，包括 發動機； 與發動機機械連接的ISG異步電機；與ISG異步電機電氣連接的電機逆變控制器； 連接于發動機和電機逆變控制器之間的ISG控制器； 與電機逆變控制器電氣連接的超級電容器； 以及設于電機逆變控制器和超級電容器之間的電壓采樣器； 設于電機逆變控制器和ISG異步電機之間的勵磁電容組； 與ISG控制器相連的三相繼電器，三相繼電器一側的三個端子分別與ISG異步電機與電機逆變控制器電氣連接；三相繼電器另一側的三個端子分別與以三角形方式電氣連接的勵磁電容組的三個端子相連接。一種超級電容儲能ISG異步電機發電控制方法，其特征在于該控制方法包括以下 步驟 當電壓采樣器檢測到直流母線電壓在電機逆變控制器工作電壓范圍時，電機逆變控制器向ISG異步電機輸出勵磁電流，ISG異步電機在發動機帶動下通過電機逆變控制器向超級電容充電； 當電壓采樣器檢測到直流母線電壓低于電機逆變控制器工作電壓范圍或為零時，電機逆變控制器不能輸出勵磁電流，控制三相繼電器吸合，為ISG異步電機接入勵磁電容組，在發動機帶動下ISG異步電機發電，經一過電機逆變控制器整流后，向超級電容充電；超級電容電壓逐步上升，當電壓采樣器檢測到母線電壓達到電機逆變控制器工作范圍后，三相繼電器斷開勵磁電容組，轉由電機逆變控制器向ISG異步電機進行常規控制。一種超級電容儲能ISG異步電機發電控制方法，其特征在于該控制方法包括以下步驟 當ISG控制器收到發電運行命令，當油箱油量正常、母線電壓大于設定值1，控制ISG電機起動發動機，并怠速運轉預熱發動機； 當發動機水溫達到設定值，控制發動機升速到設定速度運轉，并指令電機控制器控制ISG異步電機發電，電能對超級電容充電； 當母線電壓達到設定電壓2，停止發電并關閉發動機。以上是當母線電壓達到設定電壓1，亦即母線電圧在電機逆變控制器工作電壓范圍內時的常規狀態ISG混合動力發電運行控制流程； 當油箱油量正常，直流母線電壓低于設定電壓1，電機逆變控制器不能工作情況下，發動機由常規發動機起動馬達起動并怠速運轉，預熱發動機； 當發動機水溫達到設定值，控制發動機升速到設定速度運轉，同時控制三相繼電器吸合，接入勵磁電容組； ISG異歩電機開始發出交流電流，由于此時直流母線電壓未達到電機逆變控制器工作電壓范圍，電機逆變控制器不能控制ISG異步電機，只能對ISG異步電機發出的交流電整流為直流電，通過直流母線對超級電容充電； 充電過程中，超級電容儲存的電量隨母線電壓逐步提高而增加； 當母線電圧達到設定電壓I時，三相繼電器斷開，轉由電機逆變控制器控制ISG異步電機發電； 當母線電壓達到設定電壓2時，停止發電，關閉發動機，進入待命狀態。本專利技術超級電容儲能ISG混合動力系統，在初裝車、車輛長時間停放、混合動力系統故障等原因做成儲能器超級電容電壓過低或為零時，不需外接充電，就能自發電；去除對超級電容繁鎖的充電操作，提高安全性和工作效率。附圖說明 圖I是本專利技術實施例發電控制羅輯框圖。圖2是本專利技術實施例提供的超級電容儲能ISG異步電機混合動力系統結構原理示意圖。圖3是現有技術超級電容儲能ISG異步電機混合動力系統結構原理示意圖。其中，I、發動機；2、異步電機；3、電機逆變控制器；4、ISG控制器；5、三相繼電器；6、勵磁電容組；7、直流母線；8、超級電容；9、電壓采樣器。 具體實施例方式為使本專利技術要解決的技術問題、技術方案及有益效果更加淸楚明白，以下結合附圖及實施例，對本專利技術進行進一步詳細說明。如圖2所示，本專利技術實施例中，超級電容儲能ISG異步電機混合動力系統，包括發動機I、與發動機I機械連接的ISG異步電機2、與ISG異步電機2電氣連接的電機逆變控制器3、連接于發動機I和電機逆變控制器3之間的ISG控制器4、三相繼電器的一側的三個端子，分別與ISG異步電機2與電機逆變控制器3進行電氣連接的三根導線相連、三相繼電器5另一側的三個端子，分別與以三角形方式電氣連接的勵磁電容組6的三個端子相連接、電機逆變控制器3通過直流母線7與超級電容8電氣連接、連接直流母線7的電壓釆樣器9與ISG控制器4電氣連接。圖I示出了本專利技術實施例提出的，超級電容儲能ISG異步電機混合動力系統，ISG異步電機發電控制羅輯和實現流程，詳述如下 當ISG控制器收到發電運行命令，當油箱油量正常、母線電壓大于設定值1，控制ISG電機起動發動機，并怠速運轉預熱發動機； 當發動機水溫達到設定值，控制發動機升速到設定速度運轉，并指令電機控制器控制ISG異步電機發電，電能對超級電容充電； 當母線電壓達到設定電壓2，停止發電并關閉發動機。以上是當母線電壓達到設定電壓1，亦即母線電圧在電機控制器工作電壓范圍內時的常規狀態ISG混合動力發電運行控制流程. 當油箱油量正常，直流母線電壓低于設定電壓1，電機控制器不能工作情況下，發動機由常規發動機起動馬達起動并怠速運轉，預熱發動機； 當發動機水溫達到設定值，控制本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種超級電容儲能ISG異步電機混合動力系統，包括發動機；與發動機機械連接的ISG異步電機；與ISG異步電機電氣連接的電機逆變控制器；連接于發動機和電機逆變控制器之間的ISG控制器；與電機逆變控制器電氣連接的超級電容器；以及設于電機逆變控制器和超級電容器之間的電壓采樣器；設于電機逆變控制器和ISG異步電機之間的勵磁電容組；與ISG控制器相連的三相繼電器，三相繼電器一側的三個端子分別與ISG異步電機與電機逆變控制器電氣連接；三相繼電器另一側的三個端子分別與以三角形方式電氣連接的勵磁電容組的三個端子相連接。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：羅中柱，
申請(專利權)人：浙江德潤中環電動汽車科技有限公司，
類型：發明
國別省市：