[發明專利]電壓均衡型超級電容儲能裝置

有效

• 申請號: 201410095203.3
• 申請日: 2014-03-14
• 公開（公告）號: CN103904736A
• 公開（公告）日: 2014-07-02
• 發明（設計）人: 曾先光;武偉;劉毅;陳光湖;邢井超;李蘇隴;鞏延慶;楊潔;李涵;龔麗麗
• 申請（專利權）人: 南車南京浦鎮車輛有限公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責任公司 32102
• 代理人: 周海斌;牛莉莉

1.電壓均衡型超級電容儲能裝置，其特征是，包括母線側與外部直流母線電連接的濾波器，所述濾波器的電容側與至少兩個首尾串聯的模塊組電連接；所述各模塊組包括依次連接的半橋模塊、超級電容組以及均衡模塊，所述各模塊組的首端和尾端均位于半橋模塊；所述各模塊組的均衡模塊與預充電模塊共用同一隔離變壓器；所述預充電模塊與外部充電電源電連接。

2.根據權利要求1所述的電壓均衡型超級電容儲能裝置，其特征是，所述濾波器母線側的一端與外部直流正母線連接、另一端與外部直流負母線連接；所述濾波器電容側的一端與第一個模塊組首端連接、另一端與最后一個模塊組尾端連接。

3.根據權利要求2所述的電壓均衡型超級電容儲能裝置，其特征是，所述濾波器包括濾波器電容，所述濾波器電容的一端與濾波器母線側一端連接、同時還經濾波器電感與濾波器電容側一端連接；所述濾波器電容的另一端分別與濾波器母線側另一端、濾波器電容側另一端連接。

4.根據權利要求2所述的電壓均衡型超級電容儲能裝置，其特征是，所述半橋模塊包括第一開關管和第二開關管；所述第一開關管的一端與模塊組首端電連接、另一端經第一電感與超級電容組電連接；所述第二開關管的一端與模塊組尾端和超級電容組分別電連接、另一端與模塊組首端電連接；所述第一開關管另一端與第二開關管一端之間還連接有第一電容。

5.根據權利要求4所述的電壓均衡型超級電容儲能裝置，其特征是，所述超級電容組包括一組串聯在一起的超級電容單體；所述各超級電容單體的正端和負端分別與均衡模塊電連接；所述超級電容組的第一個超級電容單體正端與半橋模塊的第一電感電連接，所述超級電容組的最后一個超級電容單體負端與半橋模塊的第二開關管另一端電連接。

6.根據權利要求5所述的電壓均衡型超級電容儲能裝置，其特征是，所述均衡模塊包括位于隔離變壓器兩側的第一均衡電路和第二均衡電路；所述第一均衡電路包括一組與超級電容組各超級電容單體一一對應連接的均衡回路；所述隔離變壓器包括鐵芯，所述鐵芯靠近第一均衡電路的一側設有一組與各均衡回路一一對應的第一線圈，所述鐵芯靠近第二均衡電路的另一側設有與第二均衡電路對應的第二線圈；所述各均衡回路包括與第一、第二、第三、第四二極管，所述第三、第四二極管的輸入端分別與相應超級電容單體的負端連接、輸出端分別與相應第一線圈的兩端連接，所述第一、第二二極管的輸入端分別與相應第一線圈的兩端連接、輸出端分別與相應超級電容單體的正端連接；所述第二均衡電路包括一端與超級電容組第一個超級電容單體正端連接、另一端與超級電容組最后一個超級電容單體負端連接的第二電容，所述第二電容一端與第三、第四開關管的一端分別連接，所述第三、第四開關管的另一端分別與第二線圈的兩端連接，所述第二線圈的兩端還分別與第五、第六開關管的一端連接，所述第五、第六開關管的另一端分別與第二電容另一端連接。

7.根據權利要求6所述的電壓均衡型超級電容儲能裝置，其特征是，所述預充電模塊包括與第二均衡電路位于隔離變壓器同一側的預充電電路，所述隔離變壓器的鐵芯設有與預充電電路對應的第三線圈；所述預充電電路包括第七、第八、第九、第十開關管，所述第七和第八開關管的一端與第四電容的一端連接、另一端與第三線圈的兩端分別連接，所述第八和第九開關管的一端與第三線圈的兩端分別連接、另一端分別與第四電容的另一端連接；所述第四電容的一端經第二電感與第五二極管的輸出端連接、另一端與第五二極管的輸入端連接；所述第五二極管的輸入端與第三電容的一端連接、輸出端經第十一開關管與第三電容的另一端連接；所述第三電容的兩端還與外部充電電源連接。