[發明專利]一種總線型混合能源裝置和混合能源的循環控制方法

有效

• 申請號: 201510468663.0
• 申請日: 2015-08-04
• 公開（公告）號: CN105071518B
• 公開（公告）日: 2018-04-10
• 發明（設計）人: 趙君力;施曉勇;呂世家
• 申請（專利權）人: 北京機電工程研究所
• 主分類號: H02J7/34
• 分類號: H02J7/34;H01M10/44
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及混合能源發電技術領域，尤其涉及一種總線型混合能源裝置和混合能源的循環控制方法。

背景技術

隨著用電系統中電機類負載的大量使用，用電系統對瞬時能量的需求越來越大，同時，用電多樣化趨勢明顯，使用單一的能源供電體制已無法滿足不同場合的要求。

現有技術中，已有一種混合動力公交超級電容與鋰電池并聯電路，這種電路僅將鋰電池和超級電容簡單的并聯起來，僅可在電容能量充足時緩慢的向電池實現能量補充，不具備在線智能充放電功能，不具備能量管理能力，且該并聯系統應用領域較狹窄，擴展性較差。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術不足，提供了一種總線型混合能源裝置和混合能源的循環控制方法，能夠解決不具備在線智能充放電功能，不具備能量管理能力，且該并聯系統應用領域較狹窄，擴展性較差問題。

本發明的技術解決方案：

一方面、一種總線型混合能源裝置，包括供電總線、開關電源、超級電容、鋰電池、一個單向DC/DC模塊、第一雙向DC/DC模塊、第二雙向DC/DC模塊以及能源管理控制器；

開關電源通過單向DC/DC變換器掛載于供電總線上并向負載供電，超級電容器通過第一雙向DC/DC模塊掛載于供電總線上，鋰電池通過第二雙向DC/DC模塊掛載于供電總線上，其中，雙向DC/DC變換器具有關斷、Buck以及Boost三種工作模式，三種模式的選擇由能源管理控制器確定并配置。

進一步的，采用以下任一種工作模式工作：

第一工作模式：該混合能源裝置處在充電環節，單向DC/DC變換器處于Boost狀態，第一雙向DC/DC變換器和第二雙向DC/DC變換器處于Buck狀態，開關電源為超級電容組和鋰電池組充電；

第二工作模式：該混合能源裝置處于放電環節，當超級電容組和鋰電池組都處于過放狀態或開關電源可為負載提供足夠的能量時，單向DC/DC變換器處于Boost狀態，第一雙向DC/DC變換器和第二雙向DC/DC變換器處于關斷狀態，由開關電源獨立為負載提供能量；

第三工作模式：該混合能源裝置處于放電環節，當鋰電池組處于過放或故障且開關電源處于故障或未接的狀態時，單向DC/DC變換器處于關斷狀態，第一雙向DC/DC變換器處于Boost狀態，第二雙向DC/DC變換器處于關斷狀態，由超級電容組獨立為負載提供能量；

第四工作模式：該混合能源裝置處于放電環節，當超級電容組處于過放或故障且開關電源處于故障或未接的狀態時，單向DC/DC變換器處于關斷狀態，第一雙向DC/DC變換器處于關斷狀態，第二雙向DC/DC變換器處于Boost狀態，由鋰電池組獨立為負載提供能量；

第五工作模式：該混合能源裝置處于放電環節，當開關電源和超級電容組恰好可提供足夠的能量時，單向DC/DC變換器處于Boost狀態，第一雙向DC/DC變換器處于Boost狀態，第二雙向DC/DC變換器處于關斷狀態，由開關電源和超級電容組并聯為負載提供能量；

第六工作模式：該混合能源裝置處于放電環節，當超級電容組處于過放或故障且開關電源處于無法提供足夠的能量的狀態時，單向DC/DC變換器處于Boost狀態，第一雙向DC/DC變換器B處于關斷狀態，第二雙向DC/DC變換器處于Boost狀態，由開關電源和鋰電池組并聯為負載提供能量；

第七工作模式：該混合能源裝置處于放電環節，當開關電源故障或未啟動時，單向DC/DC變換器處于關斷狀態，第一雙向DC/DC變換器和第二雙向DC/DC變換器處于Boost狀態，由超級電容組和鋰電池組并聯為負載提供能量；

第八工作模式：該混合能源裝置處于放電環節，當系統需要足夠大的能量時，單向DC/DC變換器、第一雙向DC/DC變換器和第二雙向DC/DC變換器均處于Boost狀態，由開關電源、超級電容組以及鋰電池組并聯為負載提供能量。

另一方面、一種混合能源的循環控制方法，給定開關電源實時電壓Ua，額定電壓UA-E，超級電容組實時電壓Ub，額定電壓UB-E，鋰電池組實時電壓Uc，額定電壓UC-E，供電總線實時電壓Ubus，額定電壓UBUS-E，超級電容組過放電壓UB-MIN，鋰電池組過放電壓UC-MIN，該方法包括；

讀取數據，判斷IF是否大于0；

如果IF不大于0，則判斷開關電源輸出電壓Ua是否大于90％UA-E；

若開關電源輸出電壓Ua不大于90％UA-E，則返回循環流程；若開關電源輸出電壓Ua大于90％UA-E，則判斷超級電容組電壓Ub是否大于90％UB-E；