[發(fā)明專利]一種混合儲(chǔ)能電源瞬時(shí)電流控制系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710387820.4
• 申請(qǐng)日: 2017-05-27
• 公開（公告）號(hào): CN107147201A
• 公開（公告）日: 2017-09-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳坤華;錢夢(mèng)男;馮康;黃永紅;項(xiàng)倩雯
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇大學(xué)
• 主分類號(hào): H02J7/34
• 分類號(hào): H02J7/34;H02J7/00
• 代理公司: 南京知識(shí)律師事務(wù)所32207
• 代理人: 高桂珍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種混合儲(chǔ)能電源的控制系統(tǒng)，更具體地說，涉及一種混合儲(chǔ)能電源瞬時(shí)電流控制系統(tǒng)，適用于沖擊性負(fù)載的應(yīng)用場(chǎng)合。

背景技術(shù)

直流儲(chǔ)能是新能源汽車、移動(dòng)式儲(chǔ)能電站等應(yīng)用領(lǐng)域中的重要技術(shù)，單一蓄電池儲(chǔ)能具有能量密度高的特點(diǎn)，但是也存在大電流充放電難的問題；超級(jí)電容具有比功率高，可大電流充放電，且充放電反應(yīng)時(shí)間迅速，循環(huán)壽命長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)，其缺點(diǎn)是比能量較低，續(xù)航里程較短。而采用蓄電池組和超級(jí)電容組結(jié)合而成的混合儲(chǔ)能電源兼具高能量密度和高功率密度的優(yōu)點(diǎn)，能夠解決沖擊性負(fù)載的瞬時(shí)大電流需求問題，在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。如中國(guó)專利號(hào)ZL201420099721.8，授權(quán)公告日為2014年7月30日，發(fā)明創(chuàng)造名稱為：自適應(yīng)濾波器功率分流控制的混合動(dòng)力車復(fù)合電源，該申請(qǐng)案涉及一種自適應(yīng)濾波器功率分流控制的混合動(dòng)力車復(fù)合電源。該復(fù)合電源包括蓄電池、超級(jí)電容器和雙向DC/DC變換器。蓄電池直接與功率總線相連，作為主要電源；超級(jí)電容器通過雙向DC/DC變換器與功率總線連接，與雙向DC-DC變換器串聯(lián)構(gòu)成輔助電源。雙向DC-DC變換器采用非隔離半橋結(jié)構(gòu)。該申請(qǐng)案中的復(fù)合電源中超級(jí)電容器對(duì)蓄電池進(jìn)行功率補(bǔ)償，復(fù)合電源的整體效率顯著提高；超級(jí)電容器可以迅速高效地大電流充放電，最大限度地回收了再生制動(dòng)能量。

盡管由蓄電池、超級(jí)電容器組成的混合儲(chǔ)能電源具有上述優(yōu)勢(shì)，但是，對(duì)于混合儲(chǔ)能電源來說，如何充分發(fā)揮蓄電池和超級(jí)電容器的優(yōu)勢(shì)以達(dá)到更好的調(diào)控效果是本領(lǐng)域技術(shù)人員正在面對(duì)的技術(shù)難題。為了保證混合儲(chǔ)能電源能夠輸出穩(wěn)態(tài)電流，滿足沖擊性負(fù)載的瞬時(shí)電流需求，亟需針對(duì)上述的混合儲(chǔ)能電源設(shè)計(jì)一款瞬時(shí)電流控制系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容

1.發(fā)明要解決的技術(shù)問題

本發(fā)明的目的在于提供一種混合儲(chǔ)能電源瞬時(shí)電流控制系統(tǒng)，采用本發(fā)明的技術(shù)方案，通過混合儲(chǔ)能電源的蓄電池組輸出穩(wěn)態(tài)電流，通過混合儲(chǔ)能電源的超級(jí)電容組輸出峰值電流實(shí)現(xiàn)沖擊性負(fù)載的瞬時(shí)電流需求，并充分考慮蓄電池組和超級(jí)電容組的端口電壓運(yùn)行范圍，限制了蓄電池組的輸出電流，避免了蓄電池組過電流放電，保證了蓄電池組放電電流在其安全運(yùn)行范圍內(nèi)，系統(tǒng)效率高、可控性強(qiáng)、儲(chǔ)能電源壽命高，尤其適用于沖擊性負(fù)載的應(yīng)用場(chǎng)合。

2.技術(shù)方案

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為：

本發(fā)明的一種混合儲(chǔ)能電源瞬時(shí)電流控制系統(tǒng)，包括混合儲(chǔ)能電源、DC/AC逆變器、電流檢測(cè)模塊、數(shù)字控制模塊和電壓檢測(cè)模塊，所述的電流檢測(cè)模塊檢測(cè)負(fù)載的電流并傳送給數(shù)字控制模塊，所述的電壓檢測(cè)模塊檢測(cè)混合儲(chǔ)能電源中蓄電池組和超級(jí)電容組的端口電壓并傳送給數(shù)字控制模塊，所述的數(shù)字控制模塊根據(jù)蓄電池組和超級(jí)電容組的端口電壓、負(fù)載所需的瞬時(shí)電流驅(qū)動(dòng)DC/AC逆變器，所述的混合儲(chǔ)能電源通過DC/AC逆變器向負(fù)載提供瞬時(shí)電流。

更進(jìn)一步地，所述的數(shù)字控制模塊對(duì)DC/AC逆變器的驅(qū)動(dòng)規(guī)則為：

(a)當(dāng)蓄電池組的端口電壓u_bat(t)＜u_{bat min}時(shí)，蓄電池組的輸出電流i_bat(t)＝0；

(b)當(dāng)超級(jí)電容組的端口電壓u_su(t)＜u_{su min}時(shí)，超級(jí)電容組的輸出電流i_su(t)＝0；

(c)當(dāng)蓄電池組的端口電壓u_{bat min}＜u_bat(t)＜u_{bat max}，超級(jí)電容組的端口電壓u_{su min}＜u_su(t)＜u_{su max}時(shí)，且當(dāng)負(fù)載所需的瞬時(shí)電流i(t)≤i_{bat max}時(shí)，則i_bat(t)＝i(t)；

(d)當(dāng)蓄電池組的端口電壓u_{bat min}＜u_bat(t)＜u_{bat max}，超級(jí)電容組的端口電壓u_{su min}＜u_su(t)＜u_{su max}時(shí)，且當(dāng)負(fù)載所需的瞬時(shí)電流i(t)＞i_{bat max}時(shí)，i_bat(t)＝i_{bat max}；i_su(t)＝i(t)-i_{bat max}；