自重构运载装备多源并联式动力系统及最速均衡能量管理方法

1.本发明涉及一种动力系统及能量管理方法，具体涉及一种自重构运载装备多源并联式动力系统及均衡能量管理方法，属于车辆动力系统能量管理技术领域。

背景技术：

2.自重构运载装备，可自主重构、自主组合、自主解体，有望成为未来杀手锏武器装备。由于陆地环境复杂性，自重构地面运载装备的研制难度极大，是世界公认的重大挑战。更具革命性的是，自重构技术将使自重构大型陆基装备成为现实。大型陆基装备包括机场跑道、导弹/火箭发射装置、电磁炮/激光武器等，是维护国家安全的战略重器，其侦察与反侦察、摧毁与反摧毁，是战争决胜手段。一旦突破自重构技术，使大型陆基装备由重构细胞单元组成，实现自重构、自组合、自解体、自隐蔽，“组小成大，获得更大能力；化整为零，分散机动隐蔽”，几乎不可发现、不可摧毁，锻造自重构飞机起降平台、自重构导弹/火箭发射装置、自重构电磁炮/激光武器等尖端武器。
3.大型陆基装备机械系统重构后，如何进行能量的重构，并进一步的制定妥善的能量管理方法，对各重构细胞单元动力源间的能量进行合理分配与调度，是确保自重构地面运载工具发挥最大能力的关键。

技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明针对自重构运载装备能量重构问题提出一种纯电式多源并联式动力系统，该系统由各自重构单元动力源融合而成，该动力系统为多支路共母线架构，且支路可扩展。
5.自重构运载装备多源并联式动力系统，自重构运载装备由多个自重构单元组合形成；各自重构单元内部均设置有动力源、母线和双向功率变换模块；
6.各自重构单元内部的动力源通过所述双向功率变换模块与母线相连；所述母线两端均设置有统一化接口，当多个自重构单元的母线通过统一化接口串联在一起形成共用母线时，其内部动力源通过双向功率变换模块并联至该共用母线，形成多支路共母线架构的多源并联式动力系统。
7.作为本发明的一种优选方式，多源并联式动力系统还包括作为任务模块上装在所述自重构单元底盘上的可扩展动力源；
8.所述可扩展动力源内部设置有双向功率变换模块，当将所述可扩展动力源作为任务模块上装在自重构单元底盘上时，所述可扩展动力源通过与双向功率变换模块相连的对外接口接入该自重构单元内部的母线，作为动力系统的动力源。
9.此外，本发明针对所提出的自重构运载装备多源并联式动力系统提供一种自重构运载装备最速均衡能量管理方法，能够实现自重构运载装备任意数量动力源间的能量综合管理与调度，使自重构运载装备在任务执行过程中能够主动均衡各动力源soc(电池电荷状
态)，确保大型陆基装备能够达到多支路共母线动力系统的最大输出能力。
10.自重构运载装备动力系统最速均衡能量管理方法，在对所述动力系统进行最速均衡能量管理时，先求解各动力源的输出剩余功率或输入剩余功率；若动力源处于输出状态，定义动力源当前最大输出功率与该动力源所在细胞单元期望输出功率之差为输出剩余功率；若动力源处于输入状态，定义动力源当前最大输入功率与该动力源所在细胞单元期望输入功率之差为输入剩余功率；
11.然后在输出剩余功率或输入剩余功率约束以及能量守恒约束条件下求解各动力源的目标功率。
12.作为本发明的一种优选方式，所述输出剩余功率的计算方法为：
13.当动力系统中第i个动力源处于输出状态时，其在t时刻的输出剩余功率为p
bi,ds
(t)：
14.p
bi,ds
(t)＝max{(p
bi,max
(t)-p
mi
(t)),0}
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
15.式(1)中：p
bi,max
(t)表示第i个动力源在t时刻的最大输出功率；p
mi
(t)表示第i个动力源所在自重构单元内部负载在当前时刻消耗/回收的功率；
16.其中，p
bi,max
(t)表示为动力源当前soc的函数，即：
17.p
bi,max
(t)＝f
2i
(soc
bi
(t))
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)
18.式(2)中，soc
bi
(t)表示第i个动力源在t时刻的soc,f
2i
表示第i个动力源在不同soc情况下的最大放电能力，通过电池效率map图或电池电化学模型获取；
19.上述计算过程中，定义输出为正，输入为负；消耗功率为正，回收功率为负。
20.作为本发明的一种优选方式，所述输入剩余功率的计算方法为：
21.当动力系统中第i个动力源处于输入状态时，其在t时刻的输入剩余功率为p
bi,cs
(t)：
22.p
bi,cs
(t)＝min{(p
bi,min
(t)-p
mi
(t)),0}
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)
23.式(3)中，p
bi,min
(t)表示第i个动力源在t时刻的最大输入功率；p
mi
(t)表示第i个动力源所在自重构单元内部负载在当前时刻消耗/回收的功率；
24.其中p
bi,min
(t)表示为动力源当前soc的函数，即：
25.p
bi,min
(t)＝f
1i
(soc
bi
(t))
ꢀꢀꢀꢀꢀ
(4)
26.式(4)中，soc
bi
(t)表示第i个动力源在t时刻的soc,f
1i
表示第i个动力源在不同soc情况下的最大充电能力，通过电池效率map图或电池电化学模型获取；
27.上述计算过程中，定义输出为正，输入为负；消耗功率为正，回收功率为负。
28.作为本发明的一种优选方式，各动力源目标功率的计算方法为：
29.定义t时刻各动力源soc均值为能量管理目标，即：
[0030][0031]
式(5)中，soc
des
(t)表示t时刻各动力源soc均值；soc
bi
(t)表示第i个动力源在t时刻的soc,n为动力系统中动力源的个数；
[0032]
第i个动力源对应的双向功率变换模块t时刻的目标功率p
dci,des
(t)为：
[0033]
p
dci,des
(t)＝δsoc
bi
(t)
·
p
dc,base
(t)
ꢀꢀꢀꢀ
(6)
[0034]
其中：δsoc
bi
(t)＝soc
bi
(t)-soc
des
(t)
ꢀꢀꢀꢀꢀ
(7)
[0035]
式(6)中，δsoc
bi
(t)表示第i个动力源t时刻的soc与该时刻各动力源soc均值的偏差，p
dc,base
(t)表示t时刻的联合基准功率；定义向母线输送能量为正，从母线吸收能量为负；
[0036]
第i个动力源在t时刻的独立基准功率p
dci,base
(t)为：
[0037][0038]
t时刻的联合基准功率表达式为：
[0039]
p
dc,base
(t)＝min{p
dc,max
(t),min{|p
dci,base
(t)|}}
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(9)
[0040]
式(8)中，p
bi,ds
(t)表示当第i个动力源处于输出状态，其在t时刻的输出剩余功率；p
bi,cs
(t)表示当第i个动力源处于输入状态，其在t时刻的输入剩余功率；
[0041]
式(9)中，p
dc,max
(t)表示双向功率变换模块传递功率限值，min{|p
dci,base
(t)|}是指n个动力源的独立基准功率的最小值；
[0042]
将式(9)计算得到的t时刻的联合基准功率代入上述式(6)，便可得到第i个动力源对应的双向功率变换模块t时刻的目标功率。
[0043]
有益效果：
[0044]
(1)本发明的自重构运载装备多源并联式动力系统，具备多支路共母线特征，且支路可扩展，每一支路对应一个重构细胞单元动力源，该系统在重构细胞单元机械连接的基础上实现了单元间能量的交互，可根据运载单元任务需求，扩展支路数量，进行细胞单元功率叠加，提升运载装备功率上限。
[0045]
(2)本发明的最速均衡能量管理方法能够实时对任意数量动力源进行综合管理与调度，实时调整各动力源输入/输出功率大小，可根据动力源充放电特性，实现不同电量动力源间的soc快速均衡，提高装备续航能力、任务执行能力与动力源使用寿命。
[0046]
(3)本发明的最速均衡能量管理方法通过各双向功率变换模块的输入功率或输出功率进行管理，实现对各动力源输出能量进行合理分配与调度，完成对自重构运载装备动力系统的综合管理。在满足装备执行任务正常能量需求，以及满足各动力源输入功率或输出功率约束条件的前提下，使得各动力源soc在最短时间内达到均衡状态，以提高装备任务执行能力与动力源使用寿命。
附图说明
[0047]
图1为自重构运载装备多源并联式动力系统示意图；
[0048]
图2为最速均衡能量管理方法示意图。
具体实施方式
[0049]
下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。
[0050]
实施例1：
[0051]
本实施例提供一种多支路共母线，支路可扩展的自重构运载装备多源并联式动力系统，自重构运载装备(如大型陆基装备)的自主重构不仅是机械系统的重构，更是各自重构单元动力源间的融合与解体，各动力源通过自重构单元的自主重构，共同构成自重构运载装备动力系统。
[0052]
自重构运载装备由多个自重构单元组合形成，令每个自重构单元为一个细胞单元；则不同数量细胞单元能够组成的不同形态陆基装备。
[0053]
图1展示了自重构运载装备动力系统基本组成与拓扑结构，自重构运载装备全电驱，其动力系统由多个细胞单元的动力源共同重构组合而成，不同细胞单元的动力源通过双向功率变换模块并联至同一母线，形成多支路共母线架构的多源并联式动力系统。
[0054]
具体的：多源并联式动力系统包括多个并联至同一母线的动力源，动力系统中的动力源除了细胞单元内部动力源(即底盘上的动力源)外，还包括作为任务模块上装在细胞单元底盘上的可扩展动力源。
[0055]
自重构运载装备动力系统的形成方式为：各细胞单元内部均设置有母线和双向功率变换模块，其内部动力源除了为细胞单元内部负载(如用于控制驱动电机组的电机控制器)供电外，还通过双向功率变换模块与母线相连；母线两端均设置有统一化接口，当多个细胞单元的母线通过统一化接口串联在一起形成共用母线时，其内部动力源通过双向功率变换模块并联至该共用母线。
[0056]
可扩展动力源内部也设置有双向功率变换模块，当将可扩展动力源作为任务模块上装在细胞单元底盘上时，可扩展动力源能够通过与双向功率变换模块相连的对外接口接入该细胞单元内部的母线，作为动力系统的动力源。
[0057]
多源并联式动力系统的支路可重构(每个细胞单元的动力源为其一个支路)，即任意数量的支路动力源均可在系统母线上扩展，以提高装备可达功率与可达能量上限。且由于各细胞单元内部自带母线，扩展时，只需将细胞单元的母线与动力系统的母线串联即可。
[0058]
多个细胞单元的母线串联形成多源并联式动力系统的后，能量在各细胞单元内部以及各细胞单元之间均可实现双向流动。能量在各细胞单元内部的流动包括：通过双向功率变换模块进入细胞单元内部的能量(即输入功率)能够为细胞单元内部负载供电或为细胞单元内部动力源充电；细胞单元内部动力源的能量能够通过双向功率变换模块输出至母线，通过母线为外部负载供电(即输出功率)；此外，本例中，细胞单元内部的负载(以驱动电机组为例)可以在刹车的时候回收制动能量，因此，细胞单元内部动力源-电机控制器-驱动电机组之间的能量也为双向流动。能量在各细胞单元之间的流动包括：并联在母线上的各细胞单元的动力源能够通过母线进行能量交互。
[0059]
实施例2：
[0060]
自重构运载装备的动力源在完成自主组合后形成多源并联式动力系统后，各细胞单元的动力源soc、端电压等状态可能存在差异，如果不对各支路动力源进行综合管理，自重构运载装备可输出能量将受制于soc最低的动力源，极大降低自重构运载装备的任务执行能力；同时，由于各动力源soc存在差异，如果各动力源不加分配地进行能量输出，极易出现过放现象，缩短使用寿命。
[0061]
基于此，本实施例提供一种针对多源并联式动力系统的最速均衡能量管理方法，其核心思想是通过对自重构运载装备各动力源进行能量分配与调度，保证各动力源健康状
态，确保自重构运载装备动力系统整体具有最大输出能力。
[0062]
多源并联式动力系统中，能量在各动力源与母线间流动，采用该均衡能量管理方法对各双向功率变换模块的输入功率或输出功率进行管理，实现对各动力源输出能量进行合理分配与调度，完成对自重构运载装备动力系统的综合管理。在满足装备执行任务正常能量需求，以及满足各动力源输入功率或输出功率约束条件的前提下，使得各动力源soc在最短时间内达到均衡状态，以提高装备任务执行能力与动力源使用寿命。
[0063]
如图2所示，该方法根据各动力源当前soc、各细胞单元期望功率以及若干约束条件，确定各双向功率变换模块的输入功率或输出功率，进而实现自重构运载装备各动力源间的功率分配与能量管理。
[0064]
该方法的核心包括：剩余功率求解层与联合基准功率求解层。其中剩余功率求解层的目的是获取自重构运载装备各动力源在当前时刻可用于能量调度的最大输出能力(即输出剩余功率)或当前时刻能够接收的最大输入能力(输入剩余功率)；联合基准功率求解层的目的是求解各动力源目标功率，确保各动力源整体能量均衡速度最快。
[0065]
剩余功率求解层的原理为：剩余功率求解层的作用为求解各动力源中双向功率变换模块的输出剩余功率或输入剩余功率。自重构运载装备多源并联式动力系统中各动力源由于soc不同，其最大输入能力或最大输出能力不同；由于自重构运载装备各细胞单元所需驱动力或制动力不同，其期望输入功率或期望输出功率也不同；因此，各动力源可用于综合调度的功率不同。
[0066]
若动力源处于输出状态，定义动力源当前最大输出功率与该动力源所在细胞单元期望输出功率之差为输出剩余功率；若动力源处于输入状态，定义动力源当前最大输入功率与该动力源所在细胞单元期望输入功率之差为输入剩余功率；双向功率变换模块在当前时刻允许的最大输出功率或最大输入功率，用以表征动力源的实时最大均衡能力。
[0067]
下述计算过程中，定义输出为正，输入为负；消耗功率为正，回收功率为负。
[0068]
处于输出状态的动力源输出剩余功率的计算方法为：
[0069]
令动力系统中第i个动力源处于输出状态，其在t时刻的输出剩余功率为p
bi,ds
(t)，则：
[0070]
p
bi,ds
(t)＝max{(p
bi,max
(t)-p
mi
(t)),0}
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
[0071]
式(1)中：p
bi,max
(t)表示第i个动力源在t时刻的最大输出功率；p
mi
(t)表示第i个细胞单元(第i个细胞单元对应即为第i个动力源所在的细胞单元)内部负载(如驱动电机组)在当前时刻消耗/回收的功率。
[0072]
其中，p
bi,max
(t)可表示为动力源当前soc的函数，即：
[0073]
p
bi,max
(t)＝f
2i
(soc
bi
(t))
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)
[0074]
式(2)中，soc
bi
(t)表示第i个动力源在t时刻的soc,f
2i
表示第i个动力源在不同soc情况下的最大放电能力，可以通过电池效率map图或电池电化学模型获取。
[0075]
同上，处于输入状态的动力源输入剩余功率的计算方法为：
[0076]
令动力系统中第i个动力源处于输入状态，其在t时刻的输入剩余功率为p
bi,cs
(t)，则：
[0077]
p
bi,cs
(t)＝min{(p
bi,min
(t)-p
mi
(t)),0}
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)
[0078]
式(3)中，p
bi,min
(t)表示第i个动力源在t时刻的最大输入功率；p
mi
(t)表示第i个细
胞单元(第i个细胞单元对应即为第i个动力源所在的细胞单元)内部负载(如驱动电机组)在当前时刻消耗/回收的功率。
[0079]
其中p
bi,min
(t)表示为动力源当前soc的函数，即：
[0080]
p
bi,min
(t)＝f
1i
(soc
bi
(t))
ꢀꢀꢀꢀꢀ
(4)
[0081]
式(4)中，soc
bi
(t)表示第i个动力源在t时刻的soc,f
1i
表示第i个动力源在不同soc情况下的最大充电能力，可以通过电池效率map图或电池电化学模型获取。
[0082]
联合基准功率求解层的原理为：各细胞单元双向功率变换模块的输出功率或输入功率除满足剩余功率约束外，还应共同满足能量守恒约束；即动力系统中各支路接入点功率之和为0，因此各双向功率变换模块传递的功率需要存在一定比例关系。联合功率求解层旨在确定各双向功率变换模块的目标功率，使得动力系统中所有动力源在同时满足输入功率(或输出功率)限制约束与母线能量守恒约束条件下，达到最大输出能力或最大输入能力，实现各动力源soc最速均衡。
[0083]
定义当前时刻(即t时刻)各动力源soc均值为能量管理目标(即期望soc)，即：
[0084][0085]
式(5)中，soc
des
(t)表示t时刻各动力源soc均值；soc
bi
(t)表示第i个动力源在t时刻的soc,n为动力系统中动力源的个数。
[0086]
定义第i个动力源对应的双向功率变换模块t时刻的目标功率p
dci,des
(t)为：
[0087]
p
dci,des
(t)＝δsoc
bi
(t)
·
p
dc,base
(t)
ꢀꢀꢀꢀ
(6)
[0088]
其中：δsoc
bi
(t)＝soc
bi
(t)-soc
des
(t)
ꢀꢀꢀꢀꢀ
(7)
[0089]
式(6)中，δsoc
bi
(t)表示第i个动力源t时刻的soc与该时刻各动力源soc均值偏差，动力系统中所有动力源在t时刻的soc偏差之和为0，p
dc,base
(t)表示t时刻的联合基准功率。定义向母线输送能量为正，从母线吸收能量为负，第i个动力源对应的双向功率变换模块的目标功率被表示为soc偏差与联合基准功率的乘积，故动力系统中所有动力源的p
dci,des
(t)之和亦为0，满足母线能量守恒约束条件。
[0090]
根据剩余功率层求解得到的双向功率变换模块的输出剩余功率p
bi,ds
(t)或输入剩余功率p
bi,cs
(t)以及联合式(5)和式(7)计算得到的各动力源soc偏差，定义第i个动力源对应的双向功率变换模块t时刻的独立基准功率p
dci,base
(t)如下：
[0091][0092]
为使得所有动力源输出功率或输入功率不超过限值，且所有双向功率变换模块均工作在功率允许范围内，定义t时刻的联合基准功率表达式为：
[0093]
p
dc,base
(t)＝min{p
dc,max
(t),min{|p
dci,base
(t)|}}
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(9)
[0094]
式(9)中，p
dc,max
(t)表示双向功率变换模块传递功率限值(本例中所有双向功率变
换模块传递功率限值相同)，min{|p
dci,base
(t)|}是指n个动力源的独立基准功率的最小值。
[0095]
将式(9)计算得到的t时刻的联合基准功率代入上述式(6)，便可得到第i个动力源对应的双向功率变换模块t时刻的目标功率。
[0096]
在每个时间步长内，上述能量管理方法根据细胞单元需求功率变化以及动力源soc变化，对剩余功率与联合基准功率进行更新，实时调整各双向功率变换模块目标功率大小与传递方向，确保自重构运载装备各动力源整体能量均衡速度最快。
[0097]
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.自重构运载装备多源并联式动力系统，其特征在于，自重构运载装备由多个自重构单元组合形成；各自重构单元内部均设置有动力源、母线和双向功率变换模块；各自重构单元内部的动力源通过所述双向功率变换模块与母线相连；所述母线两端均设置有统一化接口，当多个自重构单元的母线通过统一化接口串联在一起形成共用母线时，其内部动力源通过双向功率变换模块并联至该共用母线，形成多支路共母线架构的多源并联式动力系统。2.如权利要求1所述的自重构运载装备多源并联式动力系统，其特征在于，还包括作为任务模块上装在所述自重构单元底盘上的可扩展动力源；所述可扩展动力源内部设置有双向功率变换模块，当将所述可扩展动力源作为任务模块上装在自重构单元底盘上时，所述可扩展动力源通过与双向功率变换模块相连的对外接口接入该自重构单元内部的母线，作为动力系统的动力源。3.自重构运载装备动力系统最速均衡能量管理方法，其特征在于，所述动力系统为权利要求1或2所述的多源并联式动力系统；在对所述动力系统进行最速均衡能量管理时，先求解各动力源的输出剩余功率或输入剩余功率；若动力源处于输出状态，定义动力源当前最大输出功率与该动力源所在细胞单元期望输出功率之差为输出剩余功率；若动力源处于输入状态，定义动力源当前最大输入功率与该动力源所在细胞单元期望输入功率之差为输入剩余功率；然后在输出剩余功率或输入剩余功率约束以及能量守恒约束条件下求解各动力源的目标功率。4.如权利要求3所述的自重构运载装备动力系统最速均衡能量管理方法，其特征在于，所述输出剩余功率的计算方法为：当动力系统中第i个动力源处于输出状态时，其在t时刻的输出剩余功率为p
bi,ds
(t)：p
bi,ds
(t)＝max{(p
bi,max
(t)-p
mi
(t)),0}
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)式(1)中：p
bi,max
(t)表示第i个动力源在t时刻的最大输出功率；p
mi
(t)表示第i个动力源所在自重构单元内部负载在当前时刻消耗/回收的功率；其中，p
bi,max
(t)表示为动力源当前soc的函数，即：p
bi,max
(t)＝f
2i
(soc
bi
(t))
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)式(2)中，soc
bi
(t)表示第i个动力源在t时刻的soc,f
2i
表示第i个动力源在不同soc情况下的最大放电能力，通过电池效率map图或电池电化学模型获取；上述计算过程中，定义输出为正，输入为负；消耗功率为正，回收功率为负。5.如权利要求3所述的自重构运载装备动力系统最速均衡能量管理方法，其特征在于，所述输入剩余功率的计算方法为：当动力系统中第i个动力源处于输入状态时，其在t时刻的输入剩余功率为p
bi,cs
(t)：p
bi,cs
(t)＝min{(p
bi,min
(t)-p
mi
(t)),0}
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)式(3)中，p
bi,min
(t)表示第i个动力源在t时刻的最大输入功率；p
mi
(t)表示第i个动力源所在自重构单元内部负载在当前时刻消耗/回收的功率；其中p
bi,min
(t)表示为动力源当前soc的函数，即：p
bi,min
(t)＝f
1i
(soc
bi
(t))
ꢀꢀꢀꢀꢀ
(4)式(4)中，soc
bi
(t)表示第i个动力源在t时刻的soc,f
1i
表示第i个动力源在不同soc情况
下的最大充电能力，通过电池效率map图或电池电化学模型获取；上述计算过程中，定义输出为正，输入为负；消耗功率为正，回收功率为负。6.如权利要求3或4或5所述的自重构运载装备动力系统最速均衡能量管理方法，其特征在于，各动力源目标功率的计算方法为：定义t时刻各动力源soc均值为能量管理目标，即：式(5)中，soc
des
(t)表示t时刻各动力源soc均值；soc
bi
(t)表示第i个动力源在t时刻的soc,n为动力系统中动力源的个数；第i个动力源对应的双向功率变换模块t时刻的目标功率p
dci,des
(t)为：p
dci,des
(t)＝δsoc
bi
(t)
·
p
dc,base
(t)
ꢀꢀꢀꢀ
(6)其中：δsoc
bi
(t)＝soc
bi
(t)-soc
des
(t)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(7)式(6)中，δsoc
bi
(t)表示第i个动力源t时刻的soc与该时刻各动力源soc均值的偏差，p
dc,base
(t)表示t时刻的联合基准功率；定义向母线输送能量为正，从母线吸收能量为负；第i个动力源在t时刻的独立基准功率p
dci,base
(t)为：t时刻的联合基准功率表达式为：p
dc,base
(t)＝min{p
dc,max
(t),min{|p
dci,base
(t)|}}
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(9)式(8)中，p
bi,ds
(t)表示当第i个动力源处于输出状态，其在t时刻的输出剩余功率；p
bi,cs
(t)表示当第i个动力源处于输入状态，其在t时刻的输入剩余功率；式(9)中，p
dc,max
(t)表示双向功率变换模块传递功率限值，min{|p
dci,base
(t)|}是指n个动力源的独立基准功率的最小值；将式(9)计算得到的t时刻的联合基准功率代入上述式(6)，便可得到第i个动力源对应的双向功率变换模块t时刻的目标功率。

技术总结

本发明提供一种自重构运载装备多源并联式动力系统及均衡能量管理方法，属于车辆动力系统能量管理技术领域。本发明的自重构运载装备多源并联式动力系统，具备多支路共母线特征，且支路可扩展，每一支路对应一个重构细胞单元动力源，该系统在重构细胞单元机械连接的基础上实现了单元间能量的交互，可根据运载单元任务需求，扩展支路数量，进行细胞单元功率叠加，提升运载装备功率上限。此外，本发明的最速均衡能量管理方法能够实时对任意数量动力源进行综合管理与调度，实时调整各动力源输入/输出功率大小，可根据动力源充放电特性，实现不同电量动力源间的SoC快速均衡，提高装备续航能力、任务执行能力与动力源使用寿命。任务执行能力与动力源使用寿命。任务执行能力与动力源使用寿命。