一種動力電池與超級電容連接系統及控制方法
【專利摘要】本發明公開了一種動力電池與超級電容連接系統及控制方法，通過第一晶閘管、第二晶閘管和第三晶閘管進行超級電容組和動力電池組的連接，控制模塊通過CAN/LIN總線或信號線獲取整車的信息狀態，并且與采集到的動力電池組電壓、超級電容組電壓和母線電壓一起進行判斷，控制第一晶閘管、第二晶閘管和第三晶閘管的通斷，實現能量的有效分配和平滑切換，使得電流沖擊減小，讓系統可靠性提高，提升整車起步加速爬坡性能和制動下坡能量回收，提升超級電容有效使用率。
【專利說明】
一種動力電池與超級電容連接系統及控制方法
技術領域
[0001]本發明涉及混合動力汽車領域，具體涉及一種動力電池與超級電容連接系統及控制方法。
【背景技術】
[0002]當前世界能源問題日益嚴重，人們都在尋找各種解決辦法，開發新能源、提高能源利用率;混合動力汽車行業方興未艾，其具有節能、環保和高效等特點，受到廣泛的關注和高度重視;其中的動力系統是混合動力汽車的核心，提高動力系統的能量利用率、延長其使用壽命、節能環保，正是我們關注的核心焦點。
[0003]我國現有的混合動力汽車以及相應方案一般采取了純電池或者純電容存儲電能的方法，車輛在城市內行駛時，會頻繁地啟動、加速和制動，啟動和加速時發動機會瞬間要求很多的能量，電池此時需要提供大電流，這樣會造成電池的損傷，縮短其使用壽命;在發動機制動時，傳統電池不能有效回收能量，大量的制動能量是通過剎車片摩擦，產生熱量而流失。
[0004]當前的系統使用二極管與接觸開關或功率變化器DC/DC進行動力電池與超級電容的耦合，能夠進行能量回收和超級電容充電，但是采用功率變化器DC/DC連接動力電池與超級電容就會導致連接系統復雜、體積大、成本較高，而且能量回收和啟動能量輔助受到功率變化器DC/DC容量的限制；而單獨使用二極管和接觸開關連接則超級電容的電壓就會被鉗位到動力電池的電壓，導致超級電容利用率很低;而由于動力電池和超級電容都是容性負載，接觸開關動作時電流沖擊比較大，導致接觸開關壽命降低，容易損壞，使得系統的可靠性降低。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是提供用于超級電容與動力電池混合構成的電動汽車電電混動力系統，提升整車起步加速爬坡性能和制動下坡能量回收性能并能提升超級電容有效使用率的一種動力電池與超級電容連接系統及控制方法。
[0006]本發明通過以下技術方案實現:一種動力電池與超級電容連接系統，包括第一晶閘管、第二晶閘管、第三晶閘管、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、電阻、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的門極、第二晶閘管的門極和第三晶閘管的門極;所述第一晶閘管的陽極連接到動力電池組的正極，所述第一晶閘管的陰極連接到開關的一端，所述開關的一端還連接到第二晶閘管的陽極，所述第二晶閘管的陽極還連接到第三晶閘管的陰極，所述第三晶閘管的陰極還連接到電機控制器，所述開關的另一端連接到電阻的一端，所述電阻的另一端連接到第二晶閘管的陰極，所述第三晶閘管的陽極也連接到第二晶閘管的陰極，所述第二晶閘管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;所述電阻為預充電阻;所述第一晶閘管、第二晶閘管和第三晶閘管都為單向門極可關斷晶閘管;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。[0007 ] 一種動力電池與超級電容連接系統控制方法，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步步驟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，除能第二晶閘管和第三晶閘管并閉合開關，使用預充電阻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，則禁止第一晶閘管和第二晶閘管，使能第三晶閘管并斷開開關，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，貝Ij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/LINS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，則使能第二晶閘管和第一晶閘管并除能第三晶閘管，斷開開關，讓動力電池組與超級電容使用第一晶閘管和第二晶閘管進行并聯，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，導致母線電壓高于超級電容組的電壓，就使得第三晶閘管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，禁止第二晶閘管和第三晶閘管，閉合開關，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，第一晶閘管和第三晶閘管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，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O，若車輛車速為O則進入靜止充電過程步驟b;若車輛車速不為O則返回正常行駛過程步驟d;
i)車輛出現急加速狀況，則保持第一晶閘管和第三晶閘管處于使能狀態，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。
[0008]所述步驟b和步驟e中，控制模塊實時檢測車輛啟動信號，若檢測到車輛啟動信號則進入步驟c中；在車輛正常行駛過程中，保持第三晶閘管為使能狀態;所述步驟e中動力電池組與超級電容使用第一晶閘管和第二晶閘管進行并聯，第一晶閘管和第二晶閘管相當于兩個二極管并聯;所述步驟h中所有回饋的能量都回收到超級電容組中時并除能第一晶閘管信號但保持第三晶閘管信號在使能狀態。
[0009]本發明通過第一晶閘管、第二晶閘管和第三晶閘管進行超級電容組和動力電池組的連接，控制模塊通過CAN/LIN總線或信號線獲取整車的信息狀態，并且與采集到的動力電池組電壓、超級電容組電壓和母線電壓一起進行判斷，控制第一晶閘管、第二晶閘管和第三晶閘管的通斷，實現能量的有效分配和平滑切換，使得電流沖擊減小，讓系統可靠性提高，提升整車起步加速爬坡性能和制動下坡能量回收，提升超級電容有效使用率。
[0010]本發明的有益之處在于:I)超級電容組和動力電池組能量切換時都是自然關斷和自然導通，切換平滑，電流沖擊小，系統可靠性高;2)超級電容組可使用電壓范圍寬，在比動力電池組電壓低很多的情況下也能工作，能最大限度發揮超級電容組的作用；3)車輛啟動和制動時，全部由超級電容組輸出車輛啟動所需的能量和回收制動的能量，動力電池只有在正常行駛時提供能量，避免經常大電流充放電，有效保護系統的壽命;4)結構簡單控制簡便，成本降低。
【附圖說明】
[0011]圖1為本發明的系統連接示意圖。
[0012]圖2為本發明的系統工作控制流程圖。
【具體實施方式】
[0013]下面結合附圖與【具體實施方式】，對本發明作進一步描述。
[0014]見圖1至圖2，一種動力電池與超級電容連接系統，包括第一晶閘管Tl、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Rl、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Tl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Tl的陽極連接到動力電池組的正極，所述第一晶閘管Tl的陰極連接到開關SI的一端，所述開關SI的一端還連接到第二晶閘管Τ2的陽極，所述第二晶閘管Τ2的陽極還連接到第三晶閘管Τ3的陰極，所述第三晶閘管Τ3的陰極還連接到電機控制器，所述開關SI的另一端連接到電阻Rl的一端，所述電阻Rl的另一端連接到第二晶閘管Τ2的陰極，所述第三晶閘管Τ3的陽極也連接到第二晶閘管Τ2的陰極，所述第二晶閘管Τ2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;所述電阻Rl為預充電阻;所述第一晶閘管Tl、第二晶閘管Τ2和第三晶閘管Τ3都為單向門極可關斷晶閘管;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。
[0015]—種動力電池與超級電容連接系統控制方法，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步步驟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Tl，除能第二晶閘管T2和第三晶閘管T3并閉合開關SI，使用預充電阻Rl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，則禁止第一晶閘管Tl和第二晶閘管T2，使能第三晶閘管T3并斷開開關SI，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，貝Ij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/LINS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Tl并除能第三晶閘管T3，斷開開關SI，讓動力電池組與超級電容使用第一晶閘管Tl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Tl，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Tl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Tl，禁止第二晶閘管T2和第三晶閘管T3，閉合開關SI，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Tl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O，若車輛車速為O則進入靜止充電過程步驟b;若車輛車速不為O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Tl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。
[0016]所述步驟b和步驟e中，控制模塊實時檢測車輛啟動信號，若檢測到車輛啟動信號則進入步驟c中；在車輛正常行駛過程中，保持第三晶閘管T3為使能狀態;所述步驟e中動力電池組與超級電容使用第一晶閘管TI和第二晶閘管T2進行并聯，第一晶閘管TI和第二晶閘管T2相當于兩個二極管并聯;所述步驟h中所有回饋的能量都回收到超級電容組中時并除能第一晶閘管Tl信號但保持第三晶閘管T3信號在使能狀態。
[0017]本實施方式中，通過第一晶閘管Tl、第二晶閘管T2和第三晶閘管T3進行超級電容組和動力電池組的連接，控制模塊通過CAN/LIN總線或信號線獲取整車的信息狀態，并且與采集到的動力電池組電壓、超級電容組電壓和母線電壓一起進行綜合判斷，控制第一晶閘管Tl、第二晶閘管T2和第三晶閘管T3的通斷，實現能量的有效分配和平滑切換;超級電容組和動力電池組的電壓根據實際的車型設定，超級電容組的最高工作電壓Vmax高于等于動力電池組的最高電壓，最低工作電壓Vmin和預充電壓Vpc可以根據不同車型和不同超級電容組進行配置。
[0018]本實施方式中，車輛處于靜止狀態時，控制模塊實時采集動力電池組、超級電容組和母線電壓，并通過總線或其他信號線獲取整車狀態，如果超級電容電壓低于預先設定的預充電電壓Vpc，則使能第一晶閘管Tl并閉合開關SI，使用預充電阻Rl對超級電容組進行充電，當達到預充電壓Vpc時，使能第二晶閘管T2旁路掉預充電阻Rl直接給超級電容組充電；充電到穩態狀態時，超級電容組與動力電池組相當于使用第一晶閘管Tl和第二晶閘管T2兩個二極管進行并聯，使兩個儲能裝置電壓基本保持一致;在整個充電或靜置過程中，如果車輛啟動信號有效，則充電過程結束并進入啟動過程。
[0019]本實施方式中，車輛進入啟動過程后，控制模塊同樣要實時采集動力電池組、超級電容組和母線電壓以及通過總線或其他信號線獲取整車狀態，如果超級電容組電壓高于設定的最低工作電壓Vmin，則禁止第一晶閘管Tl和第二晶閘管T2而使能第三晶閘管T3，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，避免動力電池經常大電流放電影響壽命;當超級電容組能量耗盡也就是說電壓接近最低工作電壓Vmin時使能第一晶閘管Tl，此時母線電壓將高于超級電容組電壓，第三晶閘管T3負極電壓高于正極電壓而自動截止，由動力電池組單獨提供能量驅動車輛行駛;如果進入啟動階段后判斷超級電容組電壓過低，則認為超級電容組未充電，則直接使能第一晶閘管Tl用動力電池組提供能量啟動車輛;車輛啟動后進入正常行駛過程，在正常行駛過程過程中，保持第三晶閘管T3為使能狀態，此時第三晶閘管T3負極電壓高于正極電壓，使能信號打開第三晶閘管T3也不會導通。
[0020]本實施方式中，車輛進入正常行駛過程后，會經常出現制動或急加速狀況；當車輛制動時，也就是加減速時，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Tl和第三晶閘管T3將自動截止，此時立即使能第二晶閘管T2，則所有回饋的能量都回收到超級電容組中，由于超級電容功是物理儲能，率密度非常高，因此可以實現高效快速的能量回收，并避免動力電池因為經常大電流充電而影響壽命;當車輛急加速時，由于母線電流大，母線電壓將下降，當達到超級電容電壓時，第三晶閘管T3將導通，而第三晶閘管T3的控制端一直有使能信號，超級電容組和動力電池組同時提供能量驅動車輛，減小動力電池負擔避免動力電池經常大電流放電影響壽命。
[0021]本實施方式中，車輛在正常行駛過程中，車輛由于制動而停止則又進入靜止充電過程;也可以由于急加速后在返回正常行駛過程。
[0022]本實施方式中，控制模塊可以采用微控制器及周邊電路組成實現功能，使得成本降低。
[0023]本實施方式中，若對成本要求不高，可采用小功率的降壓DC/DC替換開關SI和預充電阻Rl，用于實現超級電容組的高效、快速、低損耗充電。
[0024]本實施方式中，超級電容組在輔助啟動過程中，電壓可以降低比動力電池電壓低很多的Vmin，具體數值根據不同車型不同超級電容組進行設定，根據超級電容組存儲能量公式0.5C(Vmax2-Vmin2)(式中C表示超級電容組容量，單位法拉)，通過本系統大大增加了超級電容工作電壓范圍，使存儲的能量大大提升，對超級電容組進行充分利用，提升車輛啟動和能量回收效果的同時還有效降低了成本;而且在整個能量分配控制過程中，充分利用了單向門極可關斷晶閘管正向可控制開通關斷及反向截止的特性并配合控制方法，實現了能量分配切換的平滑過渡，無沖擊電流，系統可靠性高。
[0025]本發明的保護范圍包括但不限于以上實施方式，本發明的保護范圍以權利要求書為準，任何對本技術做出的本領域的技術人員容易想到的替換、變形、改進均落入本發明的保護范圍。
【主權項】
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(Tl)、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(SI)、電阻(Rl )、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(Tl)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(Tl)的陽極連接到動力電池組的正極，所述第一晶閘管(Tl)的陰極連接到開關(SI)的一端，所述開關(SI)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(SI)的另一端連接到電阻(Rl)的一端，所述電阻(Rl)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(Rl)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(Tl)、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.—種動力電池與超級電容連接系統控制方法，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步步驟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(Tl)，除能第二晶閘管(T2)和第三晶閘管(T3)并閉合開關(SI)，使用預充電阻(Rl)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，則禁止第一晶閘管(Tl)和第二晶閘管(T2)，使能第三晶閘管(T3)并斷開開關(SI)，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/LINS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(Tl)并除能第三晶閘管(T3)，斷開開關(SI)，讓動力電池組與超級電容使用第一晶閘管(Tl)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(Tl)，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(Tl)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(Tl)，禁止第二晶閘管(T2)和第三晶閘管(T3)，閉合開關(SI)，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(Tl)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O，若車輛車速為O則進入靜止充電過程步驟b;若車輛車速不為O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(Tl)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。6.根據權利要求5所述的一種動力電池與超級電容連接系統控制方法，其特征在于:所述步驟b和步驟e中，控制模塊實時檢測車輛啟動信號，若檢測到車輛啟動信號則進入步驟c中。7.根據權利要求5所述的一種動力電池與超級電容連接系統控制方法，其特征在于:在車輛正常行駛過程中，保持第三晶閘管(T3)為使能狀態。8.根據權利要求5所述的一種動力電池與超級電容連接系統控制方法，其特征在于:所述步驟e中動力電池組與超級電容使用第一晶閘管(Tl)和第二晶閘管(T2)進行并聯，第一晶閘管(Tl)和第二晶閘管(T2)相當于兩個二極管并聯。9.根據權利要求5所述的一種動力電池與超級電容連接系統控制方法，其特征在于:所述步驟h中所有回饋的能量都回收到超級電容組中時并除能第一晶閘管(Tl)信號但保持第三晶閘管(T3)信號在使能狀態。
【文檔編號】B60L11/18GK106004501SQ201610529666
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年7月7日
【發明人】姜代平, 嚴彬, 楊文博, 李學明
【申請人】寧波市江北九方和榮電氣有限公司