[發明專利]兼容UV/2UV輸出的啟動電源控制電路及其控制方法

在審

• 申請號: 202011104228.7
• 申請日: 2020-10-15
• 公開（公告）號: CN112467821A
• 公開（公告）日: 2021-03-09
• 發明（設計）人: 羅偉林;王亮;張晨;安石峰;閔凡奇;于雷;余洋;郭文濤;王德佳;邵雷軍;劉輝
• 申請（專利權）人: 上海空間電源研究所;上海動力儲能電池系統工程技術有限公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;H02J7/34
• 代理公司: 上海段和段律師事務所 31334
• 代理人: 李佳俊;郭國中

本發明提供了一種兼容UV/2UV輸出的啟動電源控制電路及其控制方法，包括：電池組、BMS電池管理控制電路、第一超級電容模組、第二超級電容模組、多個繼電器和主控單元電路。本發明的控制電路適用于鋰離子電池給超級電容器充電、超級電容器進行脈沖大倍率放電的車在啟動電源領域，可以兼容多種電壓用電需求；通過設置繼電器來實現超級電容器的串并聯切換，通過主控單元實現自主切換，提升了系統的自動化程度，有效簡化了系統硬件配置；通過在選用帶輔助觸點功能的繼電器和設置電壓采樣檢測點，可有效識別繼電器故障，進而防止超級電容器短路故障的發生，有效提升系統工作可靠性。

技術領域

本發明涉及電源控制領域，具體地，涉及一種兼容UV/2UV輸出的啟動電源控制電路及其控制方法。

背景技術

在民用或軍用領域，運輸車輛的汽油發動機、柴油發動機通常都是使用鉛酸蓄電池帶動發電機完成啟動過程，鉛酸蓄電池本身存在極化較大、性能受高低溫影響大的特點，特別是軍用坦克等大功率發動機，在惡劣氣候條件下常常出現啟動難的現象。軍用裝備啟動電源采用低溫鋰離子電池和超級電容組作為輔助能源供給裝置，在上述惡劣條件下提供機車啟動過程的電功率供給。

運輸車輛根據發動機功率等級的不同，輔助電力有12V和24V兩種電壓規格，考慮裝備使用的便利性，需要設計一種兼容12V/24V輸出的通用啟動電源設備。設備配置一個輸出口，通過檔位開關方便地選擇24V或12V輸出。由于內部鋰離子電池組電壓等級固定，啟動電源通常采用12V或24V的固定輸出設計，需要在體積和重量約束的條件下實現12V/24V兼容通用輸出的最優設計。有些設計思路采用了鋰離子電池組中間抽頭的方式，通常是7串鋰離子電池組從第4串位置處抽頭，這種方式嚴重破壞了鋰離子電池串聯成組使用單體之間的均衡度，降低了整組的有效容量，同時很大程度降低了電池的使用壽命。

如何基于24V啟動電源中鋰離子電池組和超級電容器模組的典型設計，經過最小代價的改進使設備兼容具備12V電源的功能，同時保證電池組的性能和壽命最優、最大程度地保證電路工作的可靠性是需要面對和解決的問題。

發明內容

針對現有技術中的缺陷，本發明的目的是提供一種兼容UV/2UV輸出的啟動電源控制電路及其控制方法。

根據本發明提供的一種兼容UV/2UV輸出的啟動電源控制電路，包括：電池組、BMS電池管理控制電路、第一超級電容模組、第二超級電容模組、多個繼電器和主控單元電路；

所述電池組與所述BMS電池管理控制電路串聯，繼電器K1和繼電器K2依次串聯在所述BMS電池管理控制電路的外端與所述啟動電源控制電路的正輸出端之間，所述電池組的外端連接所述啟動電源控制電路的負輸出，繼電器K1與DC/DC電源并聯；

所述第一超級電容模組和繼電器K5串聯，所述第一超級電容模組的外端連接在繼電器K1和繼電器K2之間，繼電器K5的外端連接所述啟動電源控制電路的負輸出；

繼電器K4與所述第二超級電容模組串聯，繼電器K4的外端連接在繼電器K1和繼電器K2之間，所述第二超級電容模組的外端連接所述啟動電源控制電路的負輸出；

繼電器K3的一端連接在所述第一超級電容模組和繼電器K5之間，繼電器K3的另一端連接在繼電器K4與所述第二超級電容模組之間；

所述主控單元電路檢測繼電器K1、繼電器K2、繼電器K3、繼電器K4和繼電器K5的通斷狀態，以及采集繼電器K1與所述第一超級電容模組之間的電壓、繼電器K2與所述正輸出之間的電壓以及繼電器K3兩端的電壓。

優選地，所述電池組與所述BMS電池管理控制電路的外端分別連接外部充電接口，僅在繼電器K3閉合且繼電器K4、繼電器K5斷開的情況下，所述第一超級電容模組和所述第二超級電容模組通過所述電池組充電。

優選地，在繼電器K3閉合且繼電器K4、繼電器K5斷開的情況下，所述第一超級電容模組和所述第二超級電容模組串聯，能夠對外進行2UV供電；