[實用新型]超級電容器CAN電氣模塊化集成系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201220257697.7
• 申請日: 2012-06-04
• 公開（公告）號: CN202721032U
• 公開（公告）日: 2013-02-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 杜仲
• 申請（專利權(quán)）人: 南京博時上輝電子科技有限公司
• 主分類號: H01G9/28
• 分類號: H01G9/28;H01G9/26
• 代理公司: 南京君陶專利商標(biāo)代理有限公司 32215
• 代理人: 沈根水

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉的是一種超級電容器CAN電氣模塊化集成系統(tǒng)，屬于電力電子儲能技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

超級儲能電容器在未來的電力電子系統(tǒng)里將會扮演一個越來越重要的角色。帶有超級儲能電容器的電力電子將會被廣泛應(yīng)用到電動汽車，混合電力汽車，太陽能發(fā)電，不間斷電源，電網(wǎng)保護以及可再生能源系統(tǒng)中。超級儲能電容器的應(yīng)用能夠極大地提升電力電子系統(tǒng)的性能。但是目前超級儲能電容器單體電壓只有2.7~4.1V，遠(yuǎn)不能滿足目前電力電子系統(tǒng)對儲能裝置的要求。因此，必須把多個單體電容器集成為一個超級儲能電容器模塊，才能夠被電力電子系統(tǒng)所應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型提出的是一種超級電容器CAN電氣模塊化集成系統(tǒng)，其目的旨在克服單一超級電容器不能被電動汽車，混合電力汽車，太陽能發(fā)電，不間斷電源，電網(wǎng)保護以及可再生能源電力電子系統(tǒng)應(yīng)用的問題，解決?低壓的超級電容器單個模塊和系統(tǒng)應(yīng)用所要求的高壓匹配的問題；?超級電容器模塊的內(nèi)部診斷問題；?超級電容器模塊和主控系統(tǒng)的通訊問題。

本實用新型的技術(shù)解決方案：其結(jié)構(gòu)包括多單體超級電容器單元和檢測和CAN總線控制單元二部分，其中多單體超級電容器單元的信號輸出/輸入端與檢測和CAN總線控制單元的信號輸入/輸出端對應(yīng)相接，檢測和CAN總線控制單元的信號輸入端接CAN總線。

本實用新型的有益效果：克服了單體超級電容器不能夠被電力電子系統(tǒng)，例如電動汽車，混合電力汽車，太陽能發(fā)電，不間斷電源，電網(wǎng)保護以及可再生能源系統(tǒng)中直接使用的缺點。利用本裝置把多個單體電容器集成為一個超級儲能電容器模塊。集成后的模塊可以廣泛地被電動汽車，混合電力汽車，太陽能發(fā)電，不間斷電源，電網(wǎng)保護以及可再生能源系統(tǒng)使用，具有廣泛的市場應(yīng)用前景。

附圖說明

附圖1是超級電容器CAN電氣模塊化集成系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖2是多單體超級電容器單元的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖3是檢測和CAN總線控制單元的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖4是CAN總線控制單元的示意圖。

具體實施方式

對照附圖1，超級電容器CAN電氣模塊化集成系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)包括多單體超級電容器單元和檢測和CAN總線控制單元二部分，其中多單體超級電容器單元的信號輸出/輸入端與檢測和CAN總線控制單元的信號輸入/輸出端對應(yīng)相接，檢測和CAN總線控制單元的信號輸入端接CAN總線。

所述的檢測和CAN總線控制單元，該單元周期性接收電壓/電流信號，通過所接收電壓/電流信號對超級電容器模塊進行診斷，并通過CAN總線向主系統(tǒng)報告目前的超級電容器模塊的工作狀態(tài)。

對照附圖2，多單體超級電容器單元是由多個單體電容器組成，圖2中的點V₁~V₁₀是10個內(nèi)部的電壓檢測點，通過這10個內(nèi)部電壓檢測點，可以對整個單元進行內(nèi)部開路和短路的故障檢測。超級電容器模塊內(nèi)部電壓檢測網(wǎng)絡(luò)是由多個串聯(lián)分壓電路并聯(lián)構(gòu)成。每一個串聯(lián)分壓電路用來檢測一個節(jié)點的對地電壓。串聯(lián)分壓電路的目的是調(diào)節(jié)輸入到單片機模數(shù)轉(zhuǎn)換口的電壓幅度，使之滿足點片機輸入口的電壓信號要求。

對照附圖3，檢測和CAN總線控制單元包括檢測單元和CAN總線控制單元，其中檢測單元用于檢測每一層電容器的對地電壓，并計算出每一層電容器的差分電壓，通過和預(yù)先設(shè)定的差分電壓比較，判定該層電容器是不是在正常工作狀態(tài)，短路狀態(tài)或者是斷路狀態(tài)，由CAN總線控制單元負(fù)責(zé)把所檢測的數(shù)據(jù)和處理結(jié)果發(fā)送給主系統(tǒng)；所述的CAN總線控制單元包括一個帶CAN總線電路單元的單片機和，一個數(shù)字信號隔離單元，一個CAN總線的接口芯片，其中CAN總線電路單元的單片機把所需要發(fā)送的數(shù)據(jù)通過發(fā)送線發(fā)送給數(shù)字信號隔離單元，數(shù)字信號隔離單元再發(fā)送CAN總線的接口芯片，CAN總線的接口芯片收到后把數(shù)據(jù)變換成差分的CAN信號，發(fā)送到系統(tǒng)的CAN?High和CAN?Low?線,所有連接到CAN系統(tǒng)的設(shè)備都可以接收到這個信號；另一方面，CAN總線的接口芯片在時刻監(jiān)測CAN總線的CAN?High和CAN?Low?線，如果檢測到任何信號，CAN總線的接口芯片會把這個信號變換成數(shù)字信號，發(fā)送給數(shù)字信號隔離單元，數(shù)字信號隔離單元再發(fā)送給單片機的CAN總線電路單元；這樣，就可以完成連接到同一組?CAN總線上的計算機控制器的數(shù)據(jù)通訊。

超級電容器模塊內(nèi)部電壓通過分壓電阻網(wǎng)絡(luò)把電壓信號輸送給單片機。