一种用于重型混合动力车辆的储能装置及其控制方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106828068A(43)申请公布日2017.06.13(21)申请号201710149950.4(22)申请日2017.03.14(71)申请人辽宁工业大学地址121001辽宁省锦州市古塔区士英街169号(72)发明人马园园王宏祥李想(74)专利代理机构北京远大卓悦知识产权代理事务所(普通合伙)11369代理人周明飞(51)Int.Cl.B60K6/24(2007.01)B60K6/26(2007.01)B60K6/28(2007.01)B60K6/30(2007.01)B60W20/00(2016.01)权利要求书2页说明书5页附图2页(54)发明名称一种用于重型混合动力车辆的储能装置及其控制方法(57)摘要本发明公开了一种用于重型混合动力车辆的储能装置，包括：发动机输出旋转动力驱动行星齿轮系的太阳轮；电机一端连接行星齿轮系的齿圈，将动力输出至车辆的前桥；飞轮能够与电机的输出轴选择性的同步转动；燃料电池能够单独或与蓄电池组合同时为车辆的电机供电，并且飞轮同时与蓄电池连接；数据采集模块能够用于采集车速数据、油门开度数据、飞轮转速数据及蓄电池荷电状态；控制器，能够通过车速、加速度、飞轮转速及蓄电池荷电状态调节飞轮与电机的输出轴选择性的接合与分离，以及能源装置的开启与关闭。本发明还公开了一种用于重型混合动力车辆的储能装置的控制方法。CN106828068ACN106828068A权利要求书1/2页1.一种用于重型混合动力车辆的储能装置，其特征在于，包括：发动机，其输出旋转动力驱动行星齿轮系的太阳轮；电机，其具有贯穿式的输出轴，其一端连接所述行星齿轮系的齿圈，并且所述行星齿轮系具有行星架，其将动力输出至车辆的前桥，所述输出轴的另一端连接变速箱，变速箱连接车辆的后桥；飞轮电机，其具有动力输出轴；飞轮，其具有贯穿式的飞轮轴，其一端通过飞轮离合器与所述电机的输出轴选择性的接合，所述飞轮能够与所述电机的输出轴选择性的同步转动，另一端连接所述飞轮电机的动力输出轴；能源装置，其包括燃料电池及蓄电池；其中，所述燃料电池能够单独或与所述蓄电池组合同时为车辆的电机供电，所述燃料电池与所述蓄电池相连，并且所述飞轮电机同时与所述蓄电池连接；数据采集模块，其能够用于采集车速数据、油门开度数据、飞轮转速数据及所述蓄电池荷电状态；控制器，其同时与所述能源装置及所述数据采集模块相连，能够通过车速、加速度、飞轮转速及蓄电池荷电状态调节所述飞轮与所述电机的输出轴选择性的接合与分离，以及能源装置的开启与关闭。2.如权利要求1所述的用于重型混合动力车辆的储能装置，其特征在于，还包括：加速齿轮，其设置在所述电机的输出轴与所述飞轮离合器之间，所述飞轮轴通过所述加速齿轮啮合传动；飞轮变速器，其设置在所述飞轮离合器与所述飞轮之间，并且具有低挡及高挡两组传动比。3.如权利要求1或2所述的用于重型混合动力车辆的储能装置，其特征在于，所述飞轮变速器中通过选择性的齿轮啮合完成传动比的选择。4.如权利要求3所述的用于重型混合动力车辆的储能装置，其特征在于，所述蓄电池是由80～100个电池单体串联而成的铅酸电池组。5.如权利要求3所述的用于重型混合动力车辆的储能装置，其特征在于，还包括：离合器，其设置在所述发动机一侧。6.如权利要求5所述的用于重型混合动力车辆的储能装置，其特征在于，所述飞轮外侧具有固定于车架的飞轮箱。7.一种用于重型混合动力车辆的储能装置的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：所述车辆起步后数据采集模块进行数据采集，其中包括：车速、油门开度及蓄电池荷电状态；所述控制器在所述车辆起步后的连续时间内对所述数据进行稳定性分析，判断所述车辆是否处于稳定行驶，从而控制所述车辆进行重新起步或者继续运行；所述车辆进入稳定行驶后，根据所述蓄电池荷电状态，控制能源装置的开启与关闭，调节飞轮与电机的输出轴的传动比，使所述蓄电池能够进行储能；其中，在连续行驶的时间内，根据车速、加速度及蓄电池荷电状态，控制所述能源装置的开启与关闭，控制发动机的开启与关闭，调节所述飞轮与所述电机的输出轴之间的传动2CN106828068A权利要求书2/2页比进行蓄电池的储能。8.如权利要求7所述的用于重型混合动力车辆的储能装置的控制方法，其特征在于，所述稳定性分析包括：在车辆起步后的连续时间t0内，加速至V0的过程中，控制器调节飞轮与电机输出轴的选择接合传动比为低挡的齿轮啮合，当满足条件区间时，所述车辆起步处于平稳行驶状态，继续运行；当不满足条件区间时，所述车辆起步处于非正常运行状态，停止运行，重新起步；其中，I为飞轮接合后的传动比，ω为飞轮转速，r为车轮半径，V为车速，β为油门开度，β0为油门完全开启时的开度，e为自然对数的底数，R