[發明專利]一種動力電池與超級電容連接系統及控制方法

有效

• 申請號: 201610529666.5
• 申請日: 2016-07-07
• 公開（公告）號: CN106004501B
• 公開（公告）日: 2018-04-06
• 發明（設計）人: 姜代平;嚴彬;楊文博;李學明
• 申請（專利權）人: 寧波市江北九方和榮電氣有限公司
• 主分類號: B60L11/18
• 分類號: B60L11/18;B60L11/00
• 代理公司: 杭州豐禾專利事務所有限公司33214
• 代理人: 張強

1.一種動力電池與超級電容連接系統，其特征在于：包括第一晶閘管（T1）、第二晶閘管（T2）、第三晶閘管（T3）、第一電壓檢測模塊、第二電壓檢測模塊、第三電壓檢測模塊、開關（S1）、電阻（R1）、控制模塊、電機、電機控制器、若干動力電池組成的動力電池組和若干超級電容組成的超級電容組，所述控制模塊分別連接第一電壓檢測模塊、第二電壓檢測模塊和第三電壓檢測模塊，所述第一電壓檢測模塊連接動力電池組合用于檢測動力電池組的電壓；所述第二電壓檢測模塊連接超級電容組用于檢測超級電容組的電壓；所述第三電壓檢測模塊連接與電機連接的電機控制器用于檢測母線的電壓；所述控制模塊還分別連接到第一晶閘管（T1）的門極、第二晶閘管（T2）的門極和第三晶閘管（T3）的門極；所述第一晶閘管（T1）的陽極連接到動力電池組的正極，所述第一晶閘管（T1）的陰極連接到開關（S1）的一端，所述開關（S1）的一端還連接到第二晶閘管（T2）的陽極，所述第二晶閘管（T2）的陽極還連接到第三晶閘管（T3）的陰極，所述第三晶閘管（T3）的陰極還連接到電機控制器，所述開關（S1）的另一端連接到電阻（R1）的一端，所述電阻（R1）的另一端連接到第二晶閘管（T2）的陰極，所述第三晶閘管（T3）的陽極也連接到第二晶閘管（T2）的陰極，所述第二晶閘管（T2）的陰極連接到超級電容組的一端，所述動力電池組的負極還連接到超級電容組的另一端，所述超級電容組的另一端還連接到電機控制器，所述控制模塊內還設置有無線模塊用于接收發送信息。

2.根據權利要求1所述的一種動力電池與超級電容連接系統，其特征在于：所述電阻（R1）為預充電阻。

3.根據權利要求1所述的一種動力電池與超級電容連接系統，其特征在于：所述第一晶閘管（T1）、第二晶閘管（T2）和第三晶閘管（T3）都為單向門極可關斷晶閘管。

4.根據權利要求1所述的一種動力電池與超級電容連接系統，其特征在于：所述控制模塊還通過CAN/LIN總線或信號線獲取整車的信息狀態。

5.一種如權利要求1所述的動力電池與超級電容連接系統的控制方法，其特征在于，超級電容組的最高工作電壓為Vmax并且高于等于動力電池組的最高電壓，超級電容組的最低工作電壓為Vmin，超級電容組的預充電壓為Vpc，步驟如下：

a）檢測車輛狀態，車輛處于靜止狀態則進入步驟b，車輛處于啟動狀態則進入步驟c，車輛處于正常行駛狀態則進入步驟d；

b）車輛處于靜止狀態，則控制模塊通過第一電壓檢測模塊、第二電壓檢測模塊和第三電壓檢測模塊實時采集檢測動力電池組、超級電容組和母線電壓并還通過CAN/LIN總線或信號線獲取整車的信息狀態，若超級電容組的電壓低于預先設定的預充電壓Vpc，則使能第一晶閘管（T1），除能第二晶閘管（T2）和第三晶閘管（T3）并閉合開關（S1），使用預充電阻（R1）對超級電容組充電直至超級電容組的電壓達到預充電壓Vpc，進入步驟e；若超級電容組的電壓不低于預先設定的預充電壓Vpc，則也進入步驟e；

c）車輛處于啟動狀態，則控制模塊通過第一電壓檢測模塊、第二電壓檢測模塊和第三電壓檢測模塊實時采集檢測動力電池組、超級電容組和母線電壓并還通過CAN/LIN總線或信號線獲取整車的信息狀態，若超級電容組的電壓高于設定的最低工作電壓為Vmin，則除能第一晶閘管（T1）和第二晶閘管（T2），使能第三晶閘管（T3）并斷開開關（S1），完全使用超級電容組單獨提供能量通過電機控制器驅動電機從而牽引車輛運動直至超級電容組的能量耗盡，使得超級電容組的工作電壓達到最低工作電壓Vmin，進入步驟f；若超級電容組的電壓低于設定的最低工作電壓Vmin，則進入步驟g；

d）車輛處于正常行駛狀態，則控制模塊通過第一電壓檢測模塊、第二電壓檢測模塊和第三電壓檢測模塊實時采集檢測動力電池組、超級電容組和母線電壓并還通過CAN/LIN總線或信號線獲取整車的信息狀態，若沒有出現車輛制動狀況或急加速狀況，則保持車輛正常行駛；若出現車輛制動狀況，則進入步驟h，若出現車輛急加速狀況，則進入步驟i；

e）超級電容組的電壓不低于預先設定的預充電壓Vpc，則使能第二晶閘管（T2）和第一晶閘管（T1）并除能第三晶閘管（T3），斷開開關（S1），讓動力電池組與超級電容使用第一晶閘管（T1）和第二晶閘管（T2）進行并聯，讓動力電池組直接給超級電容組充電，使動力電池組與超級電容組電壓保持一致，結束流程等待車輛啟動信號；

f）超級電容組的工作電壓達到最低工作電壓Vmin，則使能第一晶閘管（T1），導致母線電壓高于超級電容組的電壓，就使得第三晶閘管（T3）由于負極電壓高于正極電壓而自動截止，導致動力電池組單獨通過第一晶閘管（T1）輸送能量給電機控制器驅動電機使車輛正常行駛，進入步驟d；

g）超級電容組的電壓低于設定的最低工作電壓Vmin，則認為超級電容組未充電，就使能第一晶閘管（T1），除能第二晶閘管（T2）和第三晶閘管（T3），閉合開關（S1），用動力電池組提供能量啟動車輛進入正常行駛并給超級電容組預充電，進入步驟d；

h）車輛出現制動狀況，由于電機通過電機控制器向母線回饋能量，母線電壓將高于動力電池組電壓和超級電容組電壓，第一晶閘管（T1）和第三晶閘管（T3）由于負極電壓高于正極電壓將自動截止，立即使能第二晶閘管（T2），將所有回饋的能量都回收到超級電容組中，直至制動狀況結束；再檢測車輛車速是否為0，若車輛車速為0則進入靜止充電過程步驟b；若車輛車速不為0則返回正常行駛過程步驟d；

i）車輛出現急加速狀況，則保持第一晶閘管（T1）和第三晶閘管（T3）處于使能狀態，由于急加速導致母線電流大，因此母線電壓將下降，母線電壓下降至超級電容電壓時，第三晶閘管（T3）將導通，使得超級電容組和動力電池組同時提供能量驅動車輛，直至急加速狀況結束，返回正常行駛過程步驟d。