CN203774816U - 混合动力车用超级电容系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及混合动力车用超级电容系统，包括串联的N组超级电容组，各超级电容组均并联有均衡支路，各超级电容组均包括并联的第一超级电容支路和第二超级电容支路；本实用新型将N组超级电容组串联，各超级电容组并联均衡支路，不仅实现了各超级电容组的均衡，而且由于均衡电路的大大减少，降低了控制复杂度；N个超级电容组设有用于串联连接的组电子开关，可根据需求电压平台大小，通过使各组电子开关开、断来进行所需求个数超级电容组的串联，实现整车电量供给的不同变化；超级电容组并联有均衡支路，可通过均衡支路中均衡电阻的放电，使第一超级电容模块和第二超级电容模块尽快从压差大、过压或温度差大的故障中恢复过来。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种混合动力车用超级电容系统。
背景技术
超级电容具有很高的功率密度，非常短的充放电时间，极长的循环寿命以及高可靠性，作为辅助能源在混合能源电动汽车和智能电网的储能系统中的应用将越来越得到重视，实际使用中，需要大量单体电容进行串并联组合。由于单体电容的制造过程存在各种各样的差别，即使每块电池都是优中选优，使用过程中，不一致性会越来越大，进而会使电容系统的整体性能下降。超级电容管理系统一般不具备电容均衡功能，只是完成电容状态数据的采集和对电容系统做相应的充放电保护控制及管理，部分电容管理系统直接使用电池管理系统作为替代品，其均衡功能主要控制均衡开关导通，基于容量的基础上，在充电过程中对容量偏高的单体电容放电。
现有的申请号为201210440199.0的名称为“基于超级电容的动力UPS系统及其储能方法”公开了一种超级电容系统，在每个超级电容单体分别并联有一超级电容均衡电路，以避免单体之间电压差过大，减少不一致性发生的可能性，但是这种控制方式对于有多个超级电容单体的系统来说，对多个均衡电路的控制实现起来较复杂，对控制器的精度要求高，不便于高效、简便的实施；由若干个并联的超级电容器子系统构成，该系统一旦定型，其电压平台即定型，不能随驾驶需求来改变整车电量供给，若是其中一个超级电容器子系统损坏，将必然影响车辆正常运行。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种混合动力车用超级电容系统，以解决现有系统各超级电容单体并联均衡电路引起的均衡控制实现方式复杂问题。
为实现上述目的，本实用新型的混合动力车用超级电容系统包括串联的N组超级电容组，其中N≥2，各超级电容组均并联有均衡支路，各超级电容组均包括并联的第一超级电容支路和第二超级电容支路。
所述N组超级电容组均设有组电子开关，N组超级电容组通过各超级电容组的电子开关闭合构成串联回路。
所述第一超级电容支路由第一超级电容模块和第一电子开关串接构成，第二超级电容支路由第二超级电容模块和第二电子开关串接构成。
所述第一超级电容模块、第二超级电容模块均是由M个超级电容单体串联构成，M≥2。
所述第一超级电容模块和第二超级电容模块并联构成集成式超级电容。
所述均衡支路由旁路开关和均衡电阻串接构成。
本实用新型的混合动力车用超级电容系统将N组超级电容组串联，各超级电容组并联均衡支路，不仅实现了各超级电容组的均衡，而且由于均衡电路的大大减少，降低了控制复杂度。N个超级电容组设有用于串联连接的组电子开关，可根据需求电压平台大小，通过使各组电子开关开、断来进行所需求个数超级电容组的串联，实现整车电量供给的不同变化；超级电容组并联有均衡支路，可通过均衡支路中均衡电阻的放电，使第一超级电容模块和第二超级电容模块尽快从压差大、过压或温度差大的故障中恢复过来；第一超级电容支路和第二超级电容支路并联，可通过第一电子开关、第二电子开关的开、断实现第一超级电容模块、第二超级电容模块的单一或并联输出电量作为该超级电容组的输出，当第一超级电容模块或第二超级电容模块中的一个输出作为该超级电容组的输出时，若是该超级电容模块出现损坏，则可接通另一个超级电容模块作为该超级电容组的输出，而不影响整车的正常运行。
附图说明
图1是本超级电容系统实施例的系统原理图。
具体实施方式
如图1所示，混合动力车用超级电容系统包括N组串联的超级电容组，N可以是大于等于2的无穷大，该处取N=2，即第一超级电容组和第二超级电容组，第一超级电容组设有组电子开关S14，第二超级电容组设有组电子开关S24，第一超级电容组并联有第一均衡支路，该第一均衡支路由旁路开关S13和均衡电阻R1串接构成，第一超级电容组包括并联的第一超级电容支路和第二超级电容支路，第一超级电容组的第一超级电容支路由第一超级电容模块11和第一电子开关S11串接构成，第一超级电容组的第二超级电容支路由第二超级电容模块12和第二电子开关S12串接构成，第一超级电容组的第一超级电容模块、第二超级电容模块均是由9个超级电容单体串联构成，第一超级电容组的第一超级电容模块11和第二超级电容模块12并联构成集成式超级电容1；第二超级电容组并联有第二均衡支路，该第二均衡支路由旁路开关S23和均衡电阻R2串接构成，第二超级电容组包括并联的第一超级电容支路和第二超级电容支路，第二超级电容组的第一超级电容支路由第一超级电容模块21和第一电子开关S21串接构成，第二超级电容组的第二超级电容支路由第二超级电容模块22和第二电子开关S22串接构成，第二超级电容组的第一超级电容模块、第二超级电容模块均是由9个超级电容单体串联构成，第二超级电容组的第一超级电容模块21和第二超级电容模块22并联构成集成式超级电容2。
本混合动力车用超级电容系统在使用过程中，若是没有异常和报警信息，则闭合所有超级电容组的第一电子开关和组电子开关，同时断开第二电子开关和旁路开关，系统按串联模式运行；若是需要进行电量切换，则闭合所有超级电容组的第一电子开关、第二电子开关和组电子开关，同时断开旁路开关，系统进入并联模式运行。
当发生压差大或过压故障时，定位到发生故障的超级电容模块，比如若是第一超级电容组的第一超级电容模块11，则闭合第一电子开关S11和旁路开关S13，同时断开第二电子开关S2和组电子开关S14；若是第一超级电容组的第二超级电容模块12，则闭合第二电子开关S12和旁路开关S13，同时断开第一电子开关S1和组电子开关S14；通过以上操作，来达到放电均衡电压的目的，均压成功后，系统按正常模式工作。
当发生温差大或单体过温故障时，定位到发生故障的超级电容模块，比如若是第一超级电容组的第一超级电容模块11，则闭合第二电子开关S2和组电子开关S14，同时断开第一电子开关S11和旁路开关S13；若是第一超级电容组的第二超级电容模块12，则闭合第一电子开关S1和组电子开关S14，同时断开第二电子开关S12和旁路开关S13；通过以上操作，来达到均衡温度的目的，均温成功后，系统按正常模式工作。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围内。
Claims (3)
1.混合动力车用超级电容系统，其特征在于：包括串联的N组超级电容组，其中N≥2，各超级电容组均并联有均衡支路，各超级电容组均包括并联的第一超级电容支路和第二超级电容支路；所述N组超级电容组均设有组电子开关，N组超级电容组通过各超级电容组的电子开关闭合构成串联回路；所述第一超级电容支路由第一超级电容模块和第一电子开关串接构成，第二超级电容支路由第二超级电容模块和第二电子开关串接构成；所述第一超级电容模块、第二超级电容模块均是由M个超级电容单体串联构成，M≥2。
2.根据权利要求1所述的混合动力车用超级电容系统，其特征在于：所述第一超级电容模块和第二超级电容模块并联构成集成式超级电容。
3.根据权利要求1-2中任一项所述的混合动力车用超级电容系统，其特征在于：所述均衡支路由旁路开关和均衡电阻串接构成。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN201420035763.5U CN203774816U (zh) | 2014-01-20 | 2014-01-20 | 混合动力车用超级电容系统 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN201420035763.5U CN203774816U (zh) | 2014-01-20 | 2014-01-20 | 混合动力车用超级电容系统 |
Publications (1)
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| CN203774816U true CN203774816U (zh) | 2014-08-13 |
Family
ID=51291966
Family Applications (1)
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| CN201420035763.5U Expired - Fee Related CN203774816U (zh) | 2014-01-20 | 2014-01-20 | 混合动力车用超级电容系统 |
Country Status (1)
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|---|---|
| CN (1) | CN203774816U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104330666A (zh) * | 2014-10-28 | 2015-02-04 | 陕西千山航空电子有限责任公司 | 一种超级电容组中电容单体故障定位装置和方法 |
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2014
- 2014-01-20 CN CN201420035763.5U patent/CN203774816U/zh not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104330666A (zh) * | 2014-10-28 | 2015-02-04 | 陕西千山航空电子有限责任公司 | 一种超级电容组中电容单体故障定位装置和方法 |
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