[發(fā)明專利]一種電動汽車超級電容充放電裝置及其控制方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410550899.4
• 申請日: 2014-10-16
• 公開（公告）號: CN104393630A
• 公開（公告）日: 2015-03-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄧文浪;張孝同;陳曉政
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇金諾電器有限公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00
• 代理公司: 南京知識律師事務(wù)所 32207
• 代理人: 霍冠禹

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電動汽車控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種電動汽車超級電容充放電裝置及其控制方法。

背景技術(shù)

隨著全球環(huán)境污染和能源危機的日益嚴(yán)峻，電動汽車因具有零污染零排放的特點而得到越來越多的推廣。電動汽車在啟動、加速和爬坡時，需要大的瞬時峰值電流，在制動和下坡時，電機的制動能量形成大的瞬時充電電流給儲能系統(tǒng)充電，為解決大電流對電池組的影響，發(fā)明專利申請?zhí)枮?00810057390.0的“一種電動汽車用的動力電池一超級電容混合動力系統(tǒng)”給出了一種具有動力電池-超級電容混合動力系統(tǒng)，這種方法能夠?qū)崿F(xiàn)提高放電效率，吸收一定的制動能量，但采用的是單個雙向DC/DC變換器，在大電流充放電工況下，對電力電子器件的要求高，對儲能電感值也要求大，發(fā)明專利申請?zhí)枮?01210087578.6和發(fā)明專利申請?zhí)枮?01210086195.7分別給出了一種電動汽車用電容充放電控制裝置和控制方法，但是給出的控制方法只包含了基本的電壓、電流雙閉環(huán)控制，沒有在交錯并聯(lián)雙向DC/DC變換器模塊間均流和超級電容器組過充電、過放電保護(hù)進(jìn)行考慮，所以探討一種能夠控制電動汽車用超級電容儲能系統(tǒng)充放電過程且能有效地實現(xiàn)每重變換器之間均流的控制策略是很有前景的技術(shù)方案。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種電動汽車超級電容充放電裝置及其控制方法，實現(xiàn)超級電容均衡充放電的控制技術(shù)。

本發(fā)明通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種電動汽車超級電容充放電裝置，包括超級電容器組、六重交錯并聯(lián)雙向DC/DC變換器、蓄電池、直流母線、電機驅(qū)動控制裝置、電機；

所述超級電容器組和六重交錯并聯(lián)雙向DC/DC變換器相連接并組成六重交錯并聯(lián)雙向DC/DC變換器電路，用于實現(xiàn)超級電容器組的大電流均衡充放電，降低功率開關(guān)管應(yīng)力、體積和成本；所述六重交錯并聯(lián)雙向DC/DC變換器輸出端與直流母線的第一個輸入端相連，所述蓄電池與直流母線的第二個輸入端相連，所述直流母線的輸出端與電機驅(qū)動控制裝置的輸入端相連，所述電機驅(qū)動控制裝置的輸出端與電機相連，用于實現(xiàn)電動汽車啟動、加速或爬坡時超級電容器組對驅(qū)動系統(tǒng)的輔助大電流供電以及電動汽車制動或下坡時超級電容器組對制動能量的回收處理。

進(jìn)一步，所述超級電容器組通過m×n個單體超級電容進(jìn)行串并聯(lián)組合，其中m為并聯(lián)支路數(shù)，n為每個支路串聯(lián)的單體超級電容個數(shù)。

進(jìn)一步，所述六重交錯并聯(lián)雙向DC/DC變換器包括七個電流傳感器、兩個電壓傳感器、一個濾波電容、六個相并聯(lián)的雙向DC/DC變換器，所述電流傳感器用于檢測每個子模塊中的電流，以控制六個雙向DC/DC變換器之間的電流均衡，所述電壓傳感器SV1用于檢測直流母線電壓，所述電流傳感器SC7用于檢測直流母線電流，以控制直流母線端電壓，所述電壓傳感器SV2用于檢測超級電容器組電壓，以控制超級電容器組避免出現(xiàn)過充電和過放電的狀態(tài)；

所述六重交錯并聯(lián)雙向DC/DC變換器中，第一重為功率開關(guān)管S1與S2連接點與串聯(lián)的電流傳感器SC1、電感L1連接組成；第二重為功率開關(guān)管S3與S4連接點與串聯(lián)的電流傳感器SC2、電感L2連接組成；第三重為功率開關(guān)管S5與S6連接點與串聯(lián)的電流傳感器SC3、電感L3連接組成；第四重為功率開關(guān)管S7與S8連接點與串聯(lián)的電流傳感器SC4、電感L4連接組成；第五重為功率開關(guān)管S9與S10連接點與串聯(lián)的電流傳感器SC5、電感L5連接組成；第六重為功率開關(guān)管S11與S12連接點與串聯(lián)的電流傳感器SC6、電感L6連接組成；

所述超級電容器組與電壓傳感器SV2并聯(lián)后與六重交錯并聯(lián)雙向DC/DC變換器的低壓側(cè)并聯(lián)，所述電壓傳感器SV1和濾波電容C1并聯(lián)在所述六重交錯并聯(lián)雙向DC/DC變換器的高低壓兩側(cè)，所述電流傳感器SC7的一端分別連接電壓傳感器SV1和濾波電容C1的上端。

進(jìn)一步，所述六重交錯并聯(lián)雙向DC/DC變換器中各重單元在一個周期中分別進(jìn)行移相交錯工作，使變換器工作在非連續(xù)導(dǎo)通模式，電感電流依次相差1/6個周期，相鄰兩個單元的工作相位差為60度。

本發(fā)明的方法的技術(shù)方案包括步驟

1)、電動汽車發(fā)動后，對充電系統(tǒng)進(jìn)行初始化；

2)、在DSP中分別設(shè)定超級電容器組充電的起始直流母線電壓Umax和放電的起始母線電壓Umin，以及超級電容器組工作的最低電壓Usmin和最高電壓Usmax；

3)、通過傳感器檢測直流母線電壓U和超級電容器組電壓Usc；