混合動(dòng)力車用超級(jí)電容系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及混合動(dòng)力車用超級(jí)電容系統(tǒng)，包括串聯(lián)的N組超級(jí)電容組，各超級(jí)電容組均并聯(lián)有均衡支路，各超級(jí)電容組均包括并聯(lián)的第一超級(jí)電容支路和第二超級(jí)電容支路；本實(shí)用新型將N組超級(jí)電容組串聯(lián)，各超級(jí)電容組并聯(lián)均衡支路，不僅實(shí)現(xiàn)了各超級(jí)電容組的均衡，而且由于均衡電路的大大減少，降低了控制復(fù)雜度；N個(gè)超級(jí)電容組設(shè)有用于串聯(lián)連接的組電子開關(guān)，可根據(jù)需求電壓平臺(tái)大小，通過(guò)使各組電子開關(guān)開、斷來(lái)進(jìn)行所需求個(gè)數(shù)超級(jí)電容組的串聯(lián)，實(shí)現(xiàn)整車電量供給的不同變化；超級(jí)電容組并聯(lián)有均衡支路，可通過(guò)均衡支路中均衡電阻的放電，使第一超級(jí)電容模塊和第二超級(jí)電容模塊盡快從壓差大、過(guò)壓或溫度差大的故障中恢復(fù)過(guò)來(lái)。
【專利說(shuō)明】混合動(dòng)力車用超級(jí)電容系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種混合動(dòng)力車用超級(jí)電容系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]超級(jí)電容具有很高的功率密度，非常短的充放電時(shí)間，極長(zhǎng)的循環(huán)壽命以及高可靠性，作為輔助能源在混合能源電動(dòng)汽車和智能電網(wǎng)的儲(chǔ)能系統(tǒng)中的應(yīng)用將越來(lái)越得到重視，實(shí)際使用中，需要大量單體電容進(jìn)行串并聯(lián)組合。由于單體電容的制造過(guò)程存在各種各樣的差別，即使每塊電池都是優(yōu)中選優(yōu)，使用過(guò)程中，不一致性會(huì)越來(lái)越大，進(jìn)而會(huì)使電容系統(tǒng)的整體性能下降。超級(jí)電容管理系統(tǒng)一般不具備電容均衡功能，只是完成電容狀態(tài)數(shù)據(jù)的采集和對(duì)電容系統(tǒng)做相應(yīng)的充放電保護(hù)控制及管理，部分電容管理系統(tǒng)直接使用電池管理系統(tǒng)作為替代品，其均衡功能主要控制均衡開關(guān)導(dǎo)通，基于容量的基礎(chǔ)上，在充電過(guò)程中對(duì)容量偏高的單體電容放電。
[0003]現(xiàn)有的申請(qǐng)?zhí)枮?01210440199.0的名稱為“基于超級(jí)電容的動(dòng)力UPS系統(tǒng)及其儲(chǔ)能方法”公開了一種超級(jí)電容系統(tǒng)，在每個(gè)超級(jí)電容單體分別并聯(lián)有一超級(jí)電容均衡電路，以避免單體之間電壓差過(guò)大，減少不一致性發(fā)生的可能性，但是這種控制方式對(duì)于有多個(gè)超級(jí)電容單體的系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，對(duì)多個(gè)均衡電路的控制實(shí)現(xiàn)起來(lái)較復(fù)雜，對(duì)控制器的精度要求高，不便于高效、簡(jiǎn)便的實(shí)施；由若干個(gè)并聯(lián)的超級(jí)電容器子系統(tǒng)構(gòu)成，該系統(tǒng)一旦定型，其電壓平臺(tái)即定型 ，不能隨駕駛需求來(lái)改變整車電量供給，若是其中一個(gè)超級(jí)電容器子系統(tǒng)損壞，將必然影響車輛正常運(yùn)行。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型的目的是提供一種混合動(dòng)力車用超級(jí)電容系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有系統(tǒng)各超級(jí)電容單體并聯(lián)均衡電路引起的均衡控制實(shí)現(xiàn)方式復(fù)雜問(wèn)題。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的混合動(dòng)力車用超級(jí)電容系統(tǒng)包括串聯(lián)的N組超級(jí)電容組，其中N ^ 2，各超級(jí)電容組均并聯(lián)有均衡支路，各超級(jí)電容組均包括并聯(lián)的第一超級(jí)電容支路和第二超級(jí)電容支路。
[0006]所述N組超級(jí)電容組均設(shè)有組電子開關(guān)，N組超級(jí)電容組通過(guò)各超級(jí)電容組的電子開關(guān)閉合構(gòu)成串聯(lián)回路。
[0007]所述第一超級(jí)電容支路由第一超級(jí)電容模塊和第一電子開關(guān)串接構(gòu)成，第二超級(jí)電容支路由第二超級(jí)電容模塊和第二電子開關(guān)串接構(gòu)成。
[0008]所述第一超級(jí)電容模塊、第二超級(jí)電容模塊均是由M個(gè)超級(jí)電容單體串聯(lián)構(gòu)成，M≥2。
[0009]所述第一超級(jí)電容模塊和第二超級(jí)電容模塊并聯(lián)構(gòu)成集成式超級(jí)電容。
[0010]所述均衡支路由旁路開關(guān)和均衡電阻串接構(gòu)成。
[0011]本實(shí)用新型的混合動(dòng)力車用超級(jí)電容系統(tǒng)將N組超級(jí)電容組串聯(lián)，各超級(jí)電容組并聯(lián)均衡支路，不僅實(shí)現(xiàn)了各超級(jí)電容組的均衡，而且由于均衡電路的大大減少，降低了控制復(fù)雜度。N個(gè)超級(jí)電容組設(shè)有用于串聯(lián)連接的組電子開關(guān)，可根據(jù)需求電壓平臺(tái)大小，通過(guò)使各組電子開關(guān)開、斷來(lái)進(jìn)行所需求個(gè)數(shù)超級(jí)電容組的串聯(lián)，實(shí)現(xiàn)整車電量供給的不同變化；超級(jí)電容組并聯(lián)有均衡支路，可通過(guò)均衡支路中均衡電阻的放電，使第一超級(jí)電容模塊和第二超級(jí)電容模塊盡快從壓差大、過(guò)壓或溫度差大的故障中恢復(fù)過(guò)來(lái)；第一超級(jí)電容支路和第二超級(jí)電容支路并聯(lián)，可通過(guò)第一電子開關(guān)、第二電子開關(guān)的開、斷實(shí)現(xiàn)第一超級(jí)電容模塊、第二超級(jí)電容模塊的單一或并聯(lián)輸出電量作為該超級(jí)電容組的輸出，當(dāng)?shù)谝怀?jí)電容模塊或第二超級(jí)電容模塊中的一個(gè)輸出作為該超級(jí)電容組的輸出時(shí)，若是該超級(jí)電容模塊出現(xiàn)損壞，則可接通另一個(gè)超級(jí)電容模塊作為該超級(jí)電容組的輸出，而不影響整車的正常運(yùn)行。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1是本超級(jí)電容系統(tǒng)實(shí)施例的系統(tǒng)原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]如圖1所示，混合動(dòng)力車用超級(jí)電容系統(tǒng)包括N組串聯(lián)的超級(jí)電容組，N可以是大于等于2的無(wú)窮大，該處取N=2，即第一超級(jí)電容組和第二超級(jí)電容組，第一超級(jí)電容組設(shè)有組電子開關(guān)S14，第二超級(jí)電容組設(shè)有組電子開關(guān)S24，第一超級(jí)電容組并聯(lián)有第一均衡支路，該第一均衡支路由旁路開關(guān)S13和均衡電阻Rl串接構(gòu)成，第一超級(jí)電容組包括并聯(lián)的第一超級(jí)電容支路和第二超級(jí)電容支路，第一超級(jí)電容組的第一超級(jí)電容支路由第一超級(jí)電容模塊11和第一電子開關(guān)Sll串接構(gòu)成，第一超級(jí)電容組的第二超級(jí)電容支路由第二超級(jí)電容模塊12和第二電子開關(guān)S12串接構(gòu)成，第一超級(jí)電容組的第一超級(jí)電容模塊、第二超級(jí)電容模塊均是由9個(gè)超級(jí)電容單體串聯(lián)構(gòu)成，第一超級(jí)電容組的第一超級(jí)電容模塊11和第二超級(jí)電容模塊12并聯(lián)構(gòu)成集成式超級(jí)電容I ;第二超級(jí)電容組并聯(lián)有第二均衡支路，該第二均衡支路由旁路開關(guān)S23和均衡電阻R2串接構(gòu)成，第二超級(jí)電容組包括并聯(lián)的第一超級(jí)電容支路和第二超級(jí)電容支路，第二超級(jí)電容組的第一超級(jí)電容支路由第一超級(jí)電容模塊21和第一電子開關(guān)S21串接構(gòu)成，第二超級(jí)電容組的第二超級(jí)電容支路由第二超級(jí)電容模塊22和第二電子開關(guān)S22串接構(gòu)成，第二超級(jí)電容組的第一超級(jí)電容模塊、第二超級(jí)電容模塊均是由9個(gè)超級(jí)電容單體串聯(lián)構(gòu)成，第二超級(jí)電容組的第一超級(jí)電容模塊21和第二超級(jí)電容模塊22并聯(lián)構(gòu)成集成式超級(jí)電容2。
[0014]本混合動(dòng)力車用超級(jí)電容系統(tǒng)在使用過(guò)程中，若是沒有異常和報(bào)警信息，則閉合所有超級(jí)電容組的第一電子開關(guān)和組電子開關(guān)，同時(shí)斷開第二電子開關(guān)和旁路開關(guān)，系統(tǒng)按串聯(lián)模式運(yùn)行；若是需要進(jìn)行電量切換，則閉合所有超級(jí)電容組的第一電子開關(guān)、第二電子開關(guān)和組電子開關(guān)，同時(shí)斷開旁路開關(guān)，系統(tǒng)進(jìn)入并聯(lián)模式運(yùn)行。
[0015]當(dāng)發(fā)生壓差大或過(guò)壓故障時(shí)，定位到發(fā)生故障的超級(jí)電容模塊，比如若是第一超級(jí)電容組的第一超級(jí)電容模塊11，則閉合第一電子開關(guān)Sll和旁路開關(guān)S13，同時(shí)斷開第二電子開關(guān)S2和組電子開關(guān)S14 ;若是第一超級(jí)電容組的第二超級(jí)電容模塊12，則閉合第二電子開關(guān)S12和旁路開關(guān)S13，同時(shí)斷開第一電子開關(guān)SI和組電子開關(guān)S14 ;通過(guò)以上操作，來(lái)達(dá)到放電均衡電壓的目的，均壓成功后，系統(tǒng)按正常模式工作。
[0016]當(dāng)發(fā)生溫差大或單體過(guò)溫故障時(shí)，定位到發(fā)生故障的超級(jí)電容模塊，比如若是第一超級(jí)電容組的第一超級(jí)電容模塊11，則閉合第二電子開關(guān)S2和組電子開關(guān)S14，同時(shí)斷開第一電子開關(guān)Sll和旁路開關(guān)S13 ;若是第一超級(jí)電容組的第二超級(jí)電容模塊12，則閉合第一電子開關(guān)SI和組電子開關(guān)S14，同時(shí)斷開第二電子開關(guān)S12和旁路開關(guān)S13;通過(guò)以上操作，來(lái)達(dá)到均衡溫度的目的，均溫成功后，系統(tǒng)按正常模式工作。
[0017]以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.混合動(dòng)力車用超級(jí)電容系統(tǒng)，其特征在于:包括串聯(lián)的N組超級(jí)電容組，其中N32，各超級(jí)電容組均并聯(lián)有均衡支路，各超級(jí)電容組均包括并聯(lián)的第一超級(jí)電容支路和第二超級(jí)電容支路；所述N組超級(jí)電容組均設(shè)有組電子開關(guān)，N組超級(jí)電容組通過(guò)各超級(jí)電容組的電子開關(guān)閉合構(gòu)成串聯(lián)回路；所述第一超級(jí)電容支路由第一超級(jí)電容模塊和第一電子開關(guān)串接構(gòu)成，第二超級(jí)電容支路由第二超級(jí)電容模塊和第二電子開關(guān)串接構(gòu)成；所述第一超級(jí)電容模塊、第二超級(jí)電容模塊均是由M個(gè)超級(jí)電容單體串聯(lián)構(gòu)成，M > 2。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合動(dòng)力車用超級(jí)電容系統(tǒng)，其特征在于:所述第一超級(jí)電容模塊和第二超級(jí)電容模塊并聯(lián)構(gòu)成集成式超級(jí)電容。
3.根據(jù)權(quán)利要求1-2中任一項(xiàng)所述的混合動(dòng)力車用超級(jí)電容系統(tǒng)，其特征在于:所述均衡支路由旁路開關(guān)和均衡電阻串接構(gòu)成。
【文檔編號(hào)】H02J7/00GK203774816SQ201420035763
【公開日】2014年8月13日 申請(qǐng)日期:2014年1月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月20日
【發(fā)明者】許盛中 申請(qǐng)人:鄭州宇通客車股份有限公司