CN103280878A - 一种混合供电装置的控制方法、装置、供电系统及设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种混合供电装置的控制方法、装置、供电系统及设备，包括：获取负载的当前电流；若发电机和辅助供电装置共同为该负载供电，则当确定该负载的当前电流持续第一预设时间小于该辅助供电装置的额定输出电流时，控制该发电机不为该负载供电，以及若该辅助供电装置独立为该负载供电且该负载的当前电流不小于该辅助供电装置的额定输出电流，则根据该负载的当前电流在不同的设定参考范围内是否达到对应的持续时间，控制该发电机是否共同为该负载供电。采用本发明提供的方案，能够提高负载的供电可靠性。

Description

一种混合供电装置的控制方法、装置、供电系统及设备

技术领域

本发明涉及电子技术领域，尤其涉及一种混合供电装置的控制方法、装置、供电系统及设备。

背景技术

在目前的设备的低压电气系统中，多采用如图1所示的供电装置为设备中的照明系统负载、冷却系统负载等负载供电。该供电装置包括上电开关S、蓄电池GB、发动机和发电机及负载L，在系统上电时，由蓄电池GB提供发动机的启动电压，发动机启动后对发电机进行驱动，发电机吸收发动机的输出功率进行发电，输出电能为系统供电。

本申请发明人发现，在现有技术中，负载的供电可靠性较低，若负载所消耗的电能很大而超过了发电机的额定输出功率，则会从蓄电池补充放电导致蓄电池亏电，发动机将无法启动，最终导致设备无法正常工作。

发明内容

本发明实施例提供一种混合供电装置的控制方法、装置、供电系统及设备，用以提高负载的供电可靠性。

本发明实施例提供一种混合供电装置的控制方法，包括：

获取负载的当前电流；

若发电机和辅助供电装置共同为所述负载供电，则当确定所述负载的当前电流持续第一预设时间小于所述辅助供电装置的额定输出电流时，控制所述发电机不为所述负载供电，以及

若所述辅助供电装置独立为所述负载供电且所述负载的当前电流不小于所述辅助供电装置的额定输出电流，则根据所述负载的当前电流在不同的设定参考范围内是否达到对应的持续时间，控制所述发电机是否共同为所述负载供电。

本发明实施例提供一种混合供电装置的控制装置，包括：

获取机构，用于获取负载的当前电流；

控制机构，用于若发电机和辅助供电装置共同为所述负载供电，则当确定所述负载的当前电流持续第一预设时间小于所述辅助供电装置的额定输出电流时，控制所述发电机不为所述负载供电，以及若所述辅助供电装置独立为所述负载供电且所述负载的当前电流不小于所述辅助供电装置的额定输出电流，则根据所述负载的当前电流在不同的设定参考范围内是否达到对应的持续时间，控制所述发电机是否共同为所述负载供电。

本发明实施例还提供一种供电系统，包括：

电流检测装置，用于检测负载的当前电流；

发电机，用于输出电能为所述负载供电；

辅助供电装置，用于为所述负载供电；

控制装置，用于获取所述负载的当前电流；若所述发电机和所述辅助供电装置共同为所述负载供电，则当确定所述负载的当前电流持续第一预设时间小于所述辅助供电装置的额定输出电流时，控制所述发电机不为所述负载供电，以及若所述辅助供电装置独立为所述负载供电且所述负载的当前电流不小于所述辅助供电装置的额定输出电流，则根据所述负载的当前电流在不同的设定参考范围内是否达到对应的持续时间，控制所述发电机是否共同为所述负载供电。

本发明实施例还提供一种混合动力设备，包括上述供电系统。

本发明的有益效果包括：

本发明实施例提供的方案中，供电装置中设置了辅助供电装置，在发电机和辅助供电装置共同为负载供电时，如果负载的当前电流持续第一预设时间小于辅助供电装置的额定输出电流，则控制发电机不为负载供电；在辅助供电装置独立为负载供电时，如果负载的当前电流不小于辅助供电装置的额定输出电流，则根据负载的当前电流在不同的设定参考范围内是否达到对应的持续时间，控制发电机是否共同为负载供电，即优先采用辅助供电装置为负载供电，提高了负载的供电可靠性，能够减少蓄电池亏电，进而提高了系统稳定性。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为现有技术中供电装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的混合供电装置的控制方法的流程图；

图3为本发明实施例1提供的混合供电装置的控制方法的详细流程图；

图4为本发明实施例2提供的混合供电装置的控制装置的结构示意图；

图5为本发明实施例3提供的供电系统的结构示意图；

图6为本发明实施例4提供的供电系统的详细结构示意图；

图7为本发明实施例4提供的控制方法的详细流程图。

具体实施方式

为了给出提高负载的供电可靠性的实现方案，本发明实施例提供了一种混合供电装置的控制方法、装置、供电系统及设备，以下结合说明书附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。并且在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

本发明实施例提供了一种混合供电装置的控制方法，如图2所示，包括：

步骤201、获取负载的当前电流。

步骤202、若发电机和辅助供电装置共同为该负载供电，则当确定该负载的当前电流持续第一预设时间小于该辅助供电装置的额定输出电流时，控制该发电机不为该负载供电，以及若该辅助供电装置独立为该负载供电且该负载的当前电流不小于该辅助供电装置的额定输出电流，则根据该负载的当前电流在不同的设定参考范围内是否达到对应的持续时间，控制该发电机是否共同为该负载供电。

如果该负载的当前电流在某个设定参考范围内达到对应的持续时间，则控制该发电机共同为该负载供电；如果该负载的当前电流在每个设定参考范围内均未达到对应的持续时间，则不控制该发电机共同为该负载供电。

其中，设定参考范围包括以该辅助供电装置的额定输出电流为起点，在大于该辅助供电装置的额定输出电流方向划分出的至少两个不同的设定参考范围，且距离该辅助供电装置的额定输出电流越远的设定参考范围对应的持续时间越短。

即步骤202中不同的设定参考范围为至少两个连续的设定参考范围，不同的设定参考范围构成了区间[It，+∞），It为所述辅助供电装置的额定输出电流。负载的当前电流所处于的设定参考范围距离该辅助供电装置的额定输出电流越远，则说明辅助供电装置过载越大，所以持续的时间越短越好。

并且，辅助供电装置需在满足预设条件时才能为负载供电。该预设条件具体可以和电压相关，也可以和电流相关。

下面用具体实施例对本发明提供的上述供电装置的控制方法进行详细描述。

实施例1：

在本发明实施例1中，辅助供电装置具体包括超级电容和变压器，该超级电容通过该变压器输出低压电至负载。设定参考范围具体包括两个，一个设定参考范围为[It，k×It]，该设定参考范围对应的持续时间为第二预设时间；另一个设定参考范围为（k×It，+∞），该设定参考范围对应的持续时间为第三预设时间；It为辅助供电装置的额定输出电流，第二预设时间大于第三预设时间，k大于1在具体实施时可根据实际情况进行设定。

图3为本发明实施例1提供的供电装置的控制方法的详细流程图，具体包括：

步骤301、获取辅助供电装置中超级电容的当前电压以及负载的当前电流；

步骤302、判断辅助供电装置是否满足预设条件，具体可以为：

判断该超级电容的当前电压是否处于预设范围内；当该超级电容的当前电压不处于预设范围内时，确定该辅助供电装置不满足预设条件，进入步骤303；当该超级电容的当前电压处于预设范围内时，确定该辅助供电装置满足预设条件，进入步骤304。

步骤303、控制辅助供电装置不为负载供电，返回步骤302。

也可以在指定时间后，再次判断辅助供电装置是否满足预设条件。

步骤304、控制辅助供电装置为负载供电。

步骤305、判断负载的当前电流和辅助供电装置的额定输出电流的大小关系。

当负载的当前电流持续第一预设时间位于（-∞，It）内时，进入步骤306；

当负载的当前电流持续第二预设时间位于设定参考范围[It，k×It]内，或负载的当前电流持续第三预设时间位于设定参考范围（k×It，+∞）内时，进入步骤307；

其它关系时，直接返回步骤302，再次判断辅助供电装置当前是否满足预设条件。

步骤306、控制发电机不为负载供电，返回步骤302，再次判断辅助供电装置当前是否满足预设条件。

步骤307、控制发电机为负载供电，返回步骤302，再次判断辅助供电装置当前是否满足预设条件。

可见，采用本发明实施例1提供的控制方法，优先采用辅助供电装置为负载供电，提高了负载的供电可靠性，能够减少蓄电池亏电，进而提高了系统稳定性。

实施例2：

基于同一发明构思，根据本发明上述实施例提供的混合供电装置的控制方法，相应地，本发明实施例2还提供一种混合供电装置的控制装置，其结构示意图如图4所示，具体包括：

获取机构401，用于获取负载的当前电流；

控制机构402，用于若发电机和辅助供电装置共同为该负载供电，则当确定该负载的当前电流持续第一预设时间小于该辅助供电装置的额定输出电流时，控制该发电机不为该负载供电，以及若该辅助供电装置独立为该负载供电且该负载的当前电流不小于该辅助供电装置的额定输出电流，则根据该负载的当前电流在不同的设定参考范围内是否达到对应的持续时间，控制该发电机是否共同为该负载供电。

进一步的，该设定参考范围包括以该辅助供电装置的额定输出电流为起点，在大于该辅助供电装置的额定输出电流方向划分出的至少两个不同的设定参考范围，且距离该辅助供电装置的额定输出电流越远的设定参考范围对应的持续时间越短。

进一步的，该设定参考范围具体包括两个，其中一个设定参考范围为大于等于该辅助供电装置的额定输出电流、小于等于指定倍数的该辅助供电装置的额定输出电流，该设定参考范围对应的持续时间为第二预设时间；另一个设定参考范围为大于该指定倍数的该辅助供电装置的额定输出电流，该设定参考范围对应的持续时间为第三预设时间；该第二预设时间大于该第三预设时间。

较佳的，一个设定参考范围为[It，1.2It]，该设定参考范围对应的持续时间为10秒；另一个设定参考范围为（1.2It，+∞），该设定参考范围对应的持续时间为1秒；It为该辅助供电装置的额定输出电流。

进一步的，控制机构402，还用于当该辅助供电装置满足预设条件时，控制该辅助供电装置为负载供电。

进一步的，该辅助供电装置具体包括超级电容和变压器，该超级电容通过该变压器输出低压电至该负载；

获取机构401，还用于获取该超级电容的当前电压；

控制机构402，还用于当该超级电容的当前电压处于预设范围内时，确定该辅助供电装置满足预设条件。

实施例3：

基于同一发明构思，根据本发明上述实施例提供的混合供电装置的控制方法，相应地，本发明实施例3还提供一种供电系统，其结构示意图如图5所示，具体包括：

电流检测装置501，用于检测负载的当前电流；

发电机502，用于输出电能为该负载供电；

辅助供电装置503，用于为该负载供电；

控制装置504，用于获取该负载的当前电流；若发电机502和辅助供电装置503共同为该负载供电，则当确定该负载的当前电流持续第一预设时间小于辅助供电装置503的额定输出电流时，控制发电机502不为该负载供电，以及若辅助供电装置503独立为该负载供电且该负载的当前电流不小于辅助供电装置503的额定输出电流，则根据该负载的当前电流在不同的设定参考范围内是否达到对应的持续时间，控制发电机502是否共同为该负载供电。

进一步的，该设定参考范围包括以辅助供电装置503的额定输出电流为起点，在大于辅助供电装置503的额定输出电流方向划分出的至少两个不同的设定参考范围，且距离辅助供电装置503的额定输出电流越远的设定参考范围对应的持续时间越短。

进一步的，该设定参考范围具体包括两个，其中一个设定参考范围为大于等于该辅助供电装置的额定输出电流、小于等于指定倍数的该辅助供电装置的额定输出电流，该设定参考范围对应的持续时间为第二预设时间；另一个设定参考范围为大于该指定倍数的该辅助供电装置的额定输出电流，该设定参考范围对应的持续时间为第三预设时间；该第二预设时间大于该第三预设时间。

较佳的，一个设定参考范围为[It，1.2It]，该设定参考范围对应的持续时间为10秒；另一个设定参考范围为（1.2It，+∞），该设定参考范围对应的持续时间为1秒；It为辅助供电装置503的额定输出电流。

进一步的，控制装置504还用于当辅助供电装置503满足预设条件时，控制辅助供电装置503为该负载供电。

进一步的，辅助供电装置503具体包括超级电容和变压器，该超级电容通过该变压器输出低压电至该负载；

该系统还包括电压检测装置505，用于检测该超级电容的当前电压；

控制装置504，还用于获取该超级电容的当前电压；当该超级电容的当前电压处于预设范围内时，确定辅助供电装置503满足预设条件。

实施例4：

本发明实施例4提供了一种上述供电系统的具体实施方式，如图6所示，包括控制装置、蓄电池、发动机、发电机、超级电容、变压器、电流检测装置、电压检测装置、第一继电器、第二继电器，其中：

蓄电池，提供发动机的启动电压；

发动机，用于提供输出功率至发电机；

发电机，吸收发动机的输出功率进行发电，输出电能为负载供电；

超级电容，提供直流高压电源；

变压器，将超级电容的电压变换后输出，给负载供电；在本实施例中，变压器能够将300V-600V的直流电压转换为28V的直流电压输出；

电流检测装置，用于检测负载的当前电流；

电压检测装置，用于检测超级电容的当前电压；

控制装置，通过电流检测装置获取负载的当前电流，通过电压检测装置获取超级电容的当前电压，按照预设控制方法控制各继电器开关的状态；即控制装置通过控制第一继电器的线圈K1的通断电状态，控制第一继电器的常闭开关S1的状态，通过控制第二继电器的线圈K2的通断电状态，控制第二继电器的双联开关S2的状态。

进一步的，该控制装置具体可以为PLC（Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器），也可以为DSP(Digital Signal Processing，数字信号处理)、FPGA（Field－Programmable Gate Array，现场可编程门阵列）或CPLD(ComplexProgrammable Logic Device，复杂可编程逻辑器件)等。

进一步的，该电压检测装置具体可以为差分电压探头。

进一步的，该电流检测装置具体可以为电流互感器。

较佳的，该供电装置，还可以包括HMI（Human Machine Interface，人机交互仪表），该HMI和负载并联，显示系统信息、工作状态、警报提示等。

在本发明实施例4所提供的供电系统，发动机启动后阶段的控制方法如图7所示，具体包括：

步骤701、发动机启动后，实时获取超级电容的当前电压以及负载的当前电流。

步骤702、判断超级电容器的当前电压是否处于预设范围内。

即判断超级电容器是否满足为负载供电的条件，当超级电容器的当前电压不处于预设范围内时，不满足供电条件，进入步骤703；当超级电容器的当前电压处于预设范围内时，满足供电条件，进入步骤704。

步骤703、控制第二继电器的双联开关S2断开，返回步骤702。

控制装置控制第二继电器的线圈K2断电，进而实现控制第二继电器的双联开关S2断开。

即通过控制第二继电器的双联开关S2断开，实现控制超级电容不为负载供电。

另外，此时可以对超级电容器进行充电，指定时间后，再次判断超级电容器的当前电压是否处于预设范围内。

步骤704、控制第二继电器的双联开关S2闭合。

控制装置控制第二继电器的线圈K2通电，进而实现控制第二继电器的双联开关S2闭合。

即通过控制第二继电器的双联开关S2闭合，实现控制超级电容通过变压器为负载供电。

步骤705、判断负载的当前电流和变压器的额定输出电流的大小关系。

当负载的当前电流持续第一预设时间位于（-∞，It）内时，进入步骤706；

当负载的当前电流持续第二预设时间位于设定参考范围[It，k×It]内，或负载的当前电流持续第三预设时间位于设定参考范围（k×It，+∞）内时，进入步骤707；

其它关系时，直接返回步骤702，再次判断超级电容当前是否满足预设条件。

在本实施例中，It为变压器的额定输出电流，第一预设时间具体可以设定为5分钟，第二预设时间具体可以设定为10秒钟，第三预设时间具体可以设定为1秒钟，而k具体可以设定为1.2。

步骤706、控制第一继电器的常闭开关S1断开，返回步骤702。

控制装置控制第一继电器的线圈K1通电，进而实现控制第一继电器的常闭开关S1断开。

即通过控制第一继电器的线圈K1通电，实现控制发电机不为负载供电。

步骤707、控制第一继电器的常闭开关S1闭合，返回步骤702。

控制装置控制第一继电器的线圈K1断电，进而实现控制第一继电器的常闭开关S1闭合。

即通过控制第一继电器的线圈K1断电，实现控制发电机为负载供电。

实施例5：

本发明实施例还提供一种混合动力设备，包括上述图5或图6任一所示的供电系统。

综上所述，本发明实施例提供的方案，包括获取负载的当前电流；若发电机和辅助供电装置共同为该负载供电，则当确定该负载的当前电流持续第一预设时间小于该辅助供电装置的额定输出电流时，控制该发电机不为该负载供电，以及若该辅助供电装置独立为该负载供电且该负载的当前电流不小于该辅助供电装置的额定输出电流，则根据该负载的当前电流在不同的设定参考范围内是否达到对应的持续时间，控制该发电机是否共同为该负载供电。采用本发明提供的方案，能够提高负载的供电可靠性。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (16)

1.一种混合供电装置的控制方法，所述供电装置包括为负载供电的发动机，其特征在于，包括：

获取负载的当前电流；

若发电机和辅助供电装置共同为所述负载供电，则当确定所述负载的当前电流持续第一预设时间小于所述辅助供电装置的额定输出电流时，控制所述发电机不为所述负载供电，以及

若所述辅助供电装置独立为所述负载供电且所述负载的当前电流不小于所述辅助供电装置的额定输出电流，则根据所述负载的当前电流在不同的设定参考范围内是否达到对应的持续时间，控制所述发电机是否共同为所述负载供电。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述设定参考范围包括以所述辅助供电装置的额定输出电流为起点，在大于所述辅助供电装置的额定输出电流方向划分出的至少两个不同的设定参考范围，且距离所述辅助供电装置的额定输出电流越远的设定参考范围对应的持续时间越短。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述设定参考范围具体包括两个，其中一个设定参考范围为大于等于所述辅助供电装置的额定输出电流、小于等于指定倍数的所述辅助供电装置的额定输出电流，该设定参考范围对应的持续时间为第二预设时间；另一个设定参考范围为大于所述指定倍数的所述辅助供电装置的额定输出电流，该设定参考范围对应的持续时间为第三预设时间；所述第二预设时间大于所述第三预设时间。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述辅助供电装置在满足预设条件时为所述负载供电。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述辅助供电装置具体包括超级电容和变压器，所述超级电容通过所述变压器输出低压电至所述负载；

具体采用如下步骤确定所述辅助供电装置是否满足预设条件：

获取所述超级电容的当前电压；

当所述超级电容的当前电压处于预设范围内时，确定所述辅助供电装置满足预设条件。

6.一种混合供电装置的控制装置，所述供电装置包括为负载供电的发动机，其特征在于，包括：

获取机构，用于获取负载的当前电流；

控制机构，用于若发电机和辅助供电装置共同为所述负载供电，则当确定所述负载的当前电流持续第一预设时间小于所述辅助供电装置的额定输出电流时，控制所述发电机不为所述负载供电，以及若所述辅助供电装置独立为所述负载供电且所述负载的当前电流不小于所述辅助供电装置的额定输出电流，则根据所述负载的当前电流在不同的设定参考范围内是否达到对应的持续时间，控制所述发电机是否共同为所述负载供电。

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述设定参考范围包括以所述辅助供电装置的额定输出电流为起点，在大于所述辅助供电装置的额定输出电流方向划分出的至少两个不同的设定参考范围，且距离所述辅助供电装置的额定输出电流越远的设定参考范围对应的持续时间越短。

8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述设定参考范围具体包括两个，其中一个设定参考范围为大于等于所述辅助供电装置的额定输出电流、小于等于指定倍数的所述辅助供电装置的额定输出电流，该设定参考范围对应的持续时间为第二预设时间；另一个设定参考范围为大于所述指定倍数的所述辅助供电装置的额定输出电流，该设定参考范围对应的持续时间为第三预设时间；所述第二预设时间大于所述第三预设时间。

9.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述控制机构，还用于当所述辅助供电装置满足预设条件时，控制所述辅助供电装置为所述负载供电。

10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述辅助供电装置具体包括超级电容和变压器，所述超级电容通过所述变压器输出低压电至所述负载；

所述获取机构，还用于获取所述超级电容的当前电压；

所述控制机构，还用于当所述超级电容的当前电压处于预设范围内时，确定所述辅助供电装置满足预设条件。

11.一种供电系统，其特征在于，包括：

电流检测装置，用于检测负载的当前电流；

发电机，用于输出电能为所述负载供电；

辅助供电装置，用于为所述负载供电；

控制装置，用于获取所述负载的当前电流；若所述发电机和所述辅助供电装置共同为所述负载供电，则当确定所述负载的当前电流持续第一预设时间小于所述辅助供电装置的额定输出电流时，控制所述发电机不为所述负载供电，以及若所述辅助供电装置独立为所述负载供电且所述负载的当前电流不小于所述辅助供电装置的额定输出电流，则根据所述负载的当前电流在不同的设定参考范围内是否达到对应的持续时间，控制所述发电机是否共同为所述负载供电。

12.如权利要求11所述的系统，其特征在于，所述设定参考范围包括以所述辅助供电装置的额定输出电流为起点，在大于所述辅助供电装置的额定输出电流方向划分出的至少两个不同的设定参考范围，且距离所述辅助供电装置的额定输出电流越远的设定参考范围对应的持续时间越短。

13.如权利要求12所述的系统，其特征在于，所述设定参考范围具体包括两个，其中一个设定参考范围为大于等于所述辅助供电装置的额定输出电流、小于等于指定倍数的所述辅助供电装置的额定输出电流，该设定参考范围对应的持续时间为第二预设时间；另一个设定参考范围为大于所述指定倍数的所述辅助供电装置的额定输出电流，该设定参考范围对应的持续时间为第三预设时间；所述第二预设时间大于所述第三预设时间。

14.如权利要求11所述的系统，其特征在于，所述控制装置还用于当所述辅助供电装置满足预设条件时，控制所述辅助供电装置为所述负载供电。

15.如权利要求14所述的系统，其特征在于，所述辅助供电装置具体包括超级电容和变压器，所述超级电容通过所述变压器输出低压电至所述负载；

所述系统还包括电压检测装置，用于检测所述超级电容的当前电压；

所述控制装置，还用于获取所述超级电容的当前电压；当所述超级电容的当前电压处于预设范围内时，确定所述辅助供电装置满足预设条件。

16.一种混合动力设备，其特征在于，包括如权利要求11-15任一所述的供电系统。

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