| 发明名称 | 一种复合储能的汽车助力发电系统 | ||
| 摘要 | 本发明涉及一种复合储能的汽车助力发电系统，该系统由助力发电电机、整流/逆变器、主功率变换器、超级电容、辅助功率变换器、旁路开关、蓄电池、微处理器单元、起动机组成；该系统能够为发动机提供助力、可回收利用车辆动能并能实现发动机随时起停功能的汽车助力发电系统；有助于延长蓄电池寿命，且可实现各种排量发动机的城市路况随时起停功能，可降低车辆的油耗和排放；超级电容与功率变换器结合拓展了电机的适用范围，系统能够将车辆滑行及制动能量回收存储，也能在车辆起步及超车时为发动机提供助力，可在节油减排基础上进一步提高车辆的动力性。 | ||
| 申请公布号 | CN103625264B | 申请公布日期 | 2016.03.02 |
| 申请号 | CN201310559378.0 | 申请日期 | 2013.11.12 |
| 申请人 | 北京工业大学 | 发明人 | 许家群;蒋杰;吴跃乐 |
| 分类号 | B60K6/28(2007.01)I;B60R16/03(2006.01)I;B60L7/10(2006.01)I | 主分类号 | B60K6/28(2007.01)I |
| 代理机构 | 北京思海天达知识产权代理有限公司 11203 | 代理人 | 张慧 |
| 主权项 | 一种复合储能的汽车助力发电系统，其特征在于：复合储能助力发电系统由助力发电电机(1)、整流/逆变器(2)、主功率变换器(3)、超级电容(4)、辅助功率变换器(5)、旁路开关(6)、蓄电池(7)、微处理器单元(8)组成；发动机(12)用以传递动力，电气负载(11)是系统负载；其中，助力发电电机(1)是电动/发电一体化的交流电机，电机转轴通过皮带与发动机(12)连接以传递动力；整流/逆变器(2)可双向传递电能，其逆变状态对应助力发电电机(1)电动运行，整流状态对应助力发电电机(1)发电运行；整流/逆变器(2)的交流端口与助力发电电机(1)的三相绕组连接，其直流端口与主功率变换器(3)的高压侧及旁路开关(6)的高压侧连接；主功率变换器(3)的低压侧与旁路开关(6)的低压侧、超级电容(4)以及辅助功率变换器(5)的高压侧连接；辅助功率变换器(5)的低压侧与蓄电池(7)、起动机(9)连接；微处理器单元(8)分别与整流/逆变器(2)、主功率变换器(3)、辅助功率变换器(5)、旁路开关(6)连接；超级电容(4)需同时满足为助力发电电机(1)提供电能供其电动运行或存储助力发电电机(1)发出的电能、为蓄电池(7)充电的功能，因此，正常工作中的超级电容(4)电压V<sub>cap</sub>高于蓄电池(7)电压V<sub>bat</sub>，即V<sub>cap</sub>>V<sub>bat</sub>；另外，母线电压V<sub>bus</sub>最大值应高，有助于减小助力发电电机(1)的工作电流、提高其效率并降低整流/逆变器(2)的成本；主功率变换器(3)具有由超级电容(4)到整流/逆变器(2)方向的直流升压功能，其输入电压为V<sub>cap</sub>，输出电压为V<sub>bus</sub>；辅助功率变换器(5)具有由超级电容(4)到蓄电池(7)方向的直流降压功能，其输入电压为V<sub>cap</sub>，输出电压为V<sub>bat</sub>；主功率变换器(3)与辅助功率变换器(5)至少二者之一具有向超级电容(4)方向的直流降压功能；当主功率变换器(3)具有由整流/逆变器(2)到超级电容(4)方向的降压功能时，其输入为母线电压V<sub>bus</sub>，输出电压范围为0～V<sub>cap</sub>，其中V<sub>cap</sub><V<sub>bus</sub>；当辅助功率变换器(5)具有由蓄电池(7)到超级电容(4)方向的降压功能时，其输入电压为V<sub>bat</sub>，输出电压范围为0～V<sub>bat</sub>；当辅助功率变换器(5)具有由蓄电池(7)到超级电容(4)方向的降压功能时，还需具备同方向的升压功能，其输入电压为V<sub>bat</sub>，输出电压范围为V<sub>bat</sub>～V<sub>cap</sub>，其中V<sub>bat</sub><V<sub>cap</sub><V<sub>bus</sub>；旁路开关(6)具有断开和闭合两种工作状态，可实现对主功率变换器(3)的旁路控制，对于特定结构的主功率变换器(3)与辅助功率变换器(5)，旁路开关(6)能够缺省；微处理器单元(8)可检测整流/逆变器(2)、主功率变换器(3)、辅助功率变换器(5)和旁路开关(6)的工作状态，并通过控制上述部件中的开关器件改变其工作状态；发动机(12)冷起动及超级电容(4)预充电时，对于含起动机(9)的系统，由蓄电池(7)为起动机(9)提供能量，发动机起动后助力发电电机(1)输出电能，经整流/逆变器(2)为超级电容(4)预充电；对于不含起动机(9)的系统，由蓄电池(7)经辅助功率变换器(5)为超级电容(4)预充电，超级电容(4)经整流/逆变器(2)为助力发电电机(1)提供电能供其电动运行起动发动机(12)；车辆在需要大扭矩如起步、超车工况，助力发电电机(1)电动运行为发动机(12)提供助力，主功率变换器(3)处于升压状态，超级电容(4)的储能经主功率变换器(3)和整流/逆变器(2)供给助力发电电机(1)，超级电容(4)持续释放能量，其电压V<sub>cap</sub>逐渐降低；车辆滑行、制动工况下或超级电容(4)储能不足时，助力发电电机(1)均工作于发电状态，通过整流/逆变器(2)和旁路开关(6)，或者整流/逆变器(2)和主功率变换器(3)为超级电容(4)充电；超级电容(4)储能不足正常充电至助力发电电机(1)为发动机(12)提供辅助动力所需电压V<sub>cap</sub>为止；车辆滑行及制动能量回收进超级电容(4)时，储能极限为超级电容(4)的电压达到其额定值；蓄电池储能不足时，超级电容(4)经辅助功率变换器(5)为蓄电池(7)充电；发动机热起动时，超级电容(4)的储能经旁路开关(6)和整流/逆变器(2)，或者主功率变换器(3)和整流/逆变器(2)供给助力发电电机(1)电动运行。 | ||
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