[發明專利]一種電傳動車載電源管理系統

在審

• 申請號: 201710210711.5
• 申請日: 2017-03-31
• 公開（公告）號: CN106972561A
• 公開（公告）日: 2017-07-21
• 發明（設計）人: 陳柳森;穆俊杰;楊若瀾
• 申請（專利權）人: 廣州電力機車有限公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;H02J7/34
• 代理公司: 廣州中浚雄杰知識產權代理有限責任公司44254
• 代理人: 李肇偉

技術領域

本發明涉及電源管理系統，尤其是一種電傳動車載電源管理系統。

背景技術

儲能模塊作為公司目前研制新能源車(包括儲能式低地板車、新能源自卸車、新能源環衛車)的核心部件之一，是由多個超級電容單體串并聯而成的。而在儲能模塊充放電時，由于超級電容的不一致性導致超級電容單體出現過充或欠充現象。超級電容單體間的電壓不一致嚴重影響超級電容的使用壽命，所以儲能模塊迫切需要使用控制電路解決電壓不均衡問題。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種電傳動車載電源管理系統，實現超級電容單體間的電壓一致，有效地保護超級電容，使之更高效率、更長壽命地運行。

為解決上述技術問題，本發明的技術方案是：一種電傳動車載電源管理系統，包括偶數個超級電容模組，每個超級電容模組內設有2ⁿ個相互串聯的超級電容，每2¹個相互連接的超級電容組成一個一級均衡組，每2²個相互連接的超級電容組成一個二級均衡組，每2³個相互連接的超級電容組成一個三級均衡組，以此類推每2^n-1組成一個n-1級均衡組，一級均衡組內的兩個超級電容之間通過一個雙向DC-DC均衡模塊實現能量轉移均衡，二級均衡組包括兩個一級均衡組，二級均衡組內的兩個一級均衡組之間通過一個雙向DC-DC均衡模塊實現能量轉移均衡，三級均衡組內的兩個二級均衡組之間通過一個雙向DC-DC均衡模塊實現能量轉移均衡，依次類推，一個超級電容模組內包括兩個n-1級均衡組，超級電容模組內的兩個n-1級均衡組之間通過一個雙向DC-DC均衡模塊實現能量轉移均衡，兩個超級電容模組之間通過一個雙向DC-DC均衡模塊實現能量轉移均衡。本發明整個均衡策略為模塊化均衡，大模塊內帶小模塊，大小模塊同時均衡，相比于逐次均衡，大大縮短均衡時間。

作為改進，每個超級電容模組對應一個控制單元，控制單元之間通過CAN總線相互通訊。

作為改進，控制單元之間通過兩路CAN冗余通訊。

作為改進，所述控制單元包括電壓采樣電路、溫度采樣電路、硬件保護電路、24V供電電源、MCU、通訊接口電路和所述雙向DC-DC均衡模塊；MCU通過電壓采集電路采集每個超級電容的電壓信號，MCU通過溫度采集電路采集每個超級電容的溫度信號，MCU控制雙向DC-DC均衡模塊的工作狀態；電壓采集電路實時采集每個超級電容單體的端電壓；將需要均衡的兩組超級電容端電壓U1、U2相比較，其差值ΔU與設定的啟動均衡閥值U做比較，若ΔU＞U，則啟動對應均衡模塊，對兩組超級電容進行電壓均衡，直到兩組超級電容端電壓趨近一致時，停止均衡。

作為改進，溫度采集電路包括兩路溫度采集，超級電容模組溫度采集和控制單元溫度采集，實時采集溫度數據通過CAN總線傳輸給數據中繼器，當超級電容模組溫度≥55℃時，數據中繼器發出溫度報警信號；當控制單元上的環境溫度＞65℃時，關閉所有雙向DC-DC均衡模塊。

本發明與現有技術相比所帶來的有益效果是：

本發明整個均衡策略為模塊化均衡，大模塊內帶小模塊，大小模塊同時均衡，相比于逐次均衡，大大縮短均衡時間。

附圖說明

圖1為儲能模塊整體控制電路框圖。

圖2為兩路CAN冗余通訊框圖。

圖3為控制單元均壓原理框圖。

圖4為控制單元功能框圖。

圖5為溫度采樣電路圖。

具體實施方式

下面結合說明書附圖對本發明作進一步說明。