CN211166517U - 一种超级电容复合系统的充放电电路 - Google Patents
一种超级电容复合系统的充放电电路 Download PDFInfo
- Publication number
- CN211166517U CN211166517U CN201921932891.9U CN201921932891U CN211166517U CN 211166517 U CN211166517 U CN 211166517U CN 201921932891 U CN201921932891 U CN 201921932891U CN 211166517 U CN211166517 U CN 211166517U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- super capacitor
- switch tube
- bidirectional converter
- charging
- diode
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 title claims abstract description 85
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims description 8
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 claims abstract description 33
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims abstract description 19
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
- Y02T90/12—Electric charging stations
Landscapes
- Dc-Dc Converters (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
Abstract
本实用新型公开了一种超级电容复合系统的充放电电路。它包括控制器、动力电池、开关、双向转换器、第一开关管、第二开关管、电感和超级电容，所述动力电池、开关和双向转换器依次串联形成第一回路；所述超级电容、第一开关管和双向转换器依次串联形成第二回路，所述超级电容、电感、第二开关管依次串联形成第三回路；所述控制器的控制端分别连接第一开关管和第二开关管的控制端。本实用新型的充放电电路中第一开关管直接与超级电容连接，充电过程避免了电感效应的影响，充分发挥了超级电容功能，电路结构简单，实现了复合系统的高倍率充放电功能。
Description
技术领域
本实用新型属于新能源汽车技术领域，具体涉及一种超级电容复合系统的充放电电路。
背景技术
混合动力车辆需要用大功率的能源系统，以求达到最大回收制动能量和提供瞬态动力。但是一般来说，动力电池容量配置较小，由于充放电倍率限制，需要高比功率的电池或增加电池容量。利用超级电容的特性，采用动力电池和超级电容的复合系统可以很好的解决这个问题。目前超级电容充放电回路中，在超级电容的充电回路中设有电感，超级电容充电时需经过电感，制动能量回收过程中经常是短时大功率，由于电感的特性，电流上升率被限制，降低充电功率，没有发挥超级电容的功能。
实用新型内容
本实用新型的目的就是为了解决上述背景技术存在的不足，提供一种结构简单、安全性高的超级电容复合系统的充放电电路。
本实用新型采用的技术方案是：一种超级电容复合系统的充放电电路，包括控制器、动力电池、开关、双向转换器、第一开关管、第二开关管、电感和超级电容，所述动力电池、开关和双向转换器依次串联形成第一回路；所述超级电容、第一开关管和双向转换器依次串联形成第二回路，所述超级电容、电感、第二开关管依次串联形成第三回路；所述控制器的控制端分别连接第一开关管和第二开关管的控制端。
进一步地，还包括存储电容，所述存储电容与双向转换器并联。
进一步地，还包括第一二极管和第二二极管，所述第一二极管阴极连接双向转换器正极，第一二极管阳极连接第二二极管阴极和电感与第二开关管之间，所述第二二极管阳极连接超级电容负极。
本实用新型的充放电电路中第一开关管直接与超级电容连接，充电过程避免了电感效应的影响，超级电容的充电电流上升率不受限制，充分发挥超级电容功能，电路结构简单，实现了复合系统的高倍率充放电功能，实用性强，安全性高。
附图说明
图1为本实用新型充放电电路的原理示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本实用新型，但并不构成对本实用新型的限定。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以互相结合。
如图1所示，本实用新型提供一种超级电容复合系统的充放电电路，包括控制器11、动力电池1、开关2、存储电容3、双向转换器4、第一开关管5、第二开关管7、电感9、超级电容10、第一二极管6和第二二极管8，所述动力电池1、开关2和双向转换器4依次串联形成第一回路，所述存储电容3与双向转换器4并联；所述超级电容10、第一开关管5和双向转换器4依次串联形成第二回路，所述超级电容10、电感9、第二开关管7依次串联形成第三回路；所述控制器11的控制端分别连接第一开关管5和第二开关管7的控制端。所述第一二极管6阴极连接双向转换器4正极，第一二极管6阳极连接第二二极管8阴极和电感9与第二开关管7之间，所述第二二极管8阳极连接超级电容10负极。
上述第一开关管5和第二开关管7可以采用IGBT(绝缘栅双极型晶体管)，具体第一开关管5和第二开关管7的栅极均连接控制器11，第一开关管5的发射极连接超级电容10正极，第一开关管5的集电极连接双转向器4正极，第二开关管7的发射极连接超级电容10负极，第二开关管7的集电极连接电感9一端，双向转换器4可以采用型号为三菱CT600CJ1A060的产品，双向转换器4用于实现电机与动力电池1和超级电容10之间的电量转换，控制器11可以采用型号为MPC5634M的芯片，控制器11用于输出PWM信号控制第一开关管5和第二开关管7的导通时间，实现动力电池1和超级电容10的充放电电流大小的控制。
本实用新型超级电容复合系统的充放电电路工作时，开关2闭合，控制器11通过DPWM占空比控制第一开关管5和第二开关管7的断开和闭合。充电过程中，第二开关管7断开，控制第一开关5管的DPWM占空比大小控制着流经第一开关管5电流大小，进而控制超级电容10充电电流。放电过程中，第一开关管5断开，控制第二开关管7的DPWM占空比控制着第二开关管7开通时间、电感9充电大小，进而控制超级电容10放电电流。
充电时，第二开关管7断开，若优先超级电容10充电，控制第一开关管5闭合，双向转换器4电流通过第一开关管5向超级电容10充电，同时通过开关2向动力电池1、存储电容3充电。由于超级电容10电压低于动力电池1的电压，控制器11通过控制DPWM占空比，实时控制第一开关管5为超级电容10充电的电流，控制超级电容10充电的电流接近双向转换器4电流时，动力电池1、存储电容3充电电流基本为零。超级电容10充电至达到一定值后，再为动力电池1充电。
充电时，第二开关管7断开，若优先动力电池1充电，通过开关2向动力电池1、存储电容3充电。由于超级电容10电压低于动力电池1的电压，控制器11通过控制DPWM占空比实时控制第一开关管5为超级电容10充电的电流，动力电池1、存储电容3的充电电流为双向转换器4电流减去超级电容10充电电流。超级电容10充电电流较小，主要作用是限制动力电池1的充电电流不能超出其能够充电的最大电流。若动力电池1充电至达到一定值后，再控制超级电容10充电。
放电时，第一开关管5断开，若优先超级电容10放电，通过开关2、动力电池1、存储电容3向双向转换器4放电。同时，控制器11通过控制DPWM占空比实时控制第二开关管7，当第二开关管7闭合时，超级电容10通过电感9、第二开关管7形成电流回路；当第二开关管7断开时，电感9的电流保持，并形成高压，第二二极管8起保护第二开关管7作用，通过第一二极管6流向存储电容3，由于第一二极管6的单向特性，在存储电容3形成高压；DPWM占空比决定流向存储电容3电压、电流的大小；由于此时双向转换器4电压低于动力电池1、存储电容3电压，超级电容10通过存储电容3同时向双向转换器4放电。此时动力电池1、存储电容3放电电流为双向转换器4电流减去超级电容10放电电流；控制超级电容10放电的电流接近双向转换器4电流时，动力电池1、存储电容3放电电流基本为零。若超级电容10放电至小于一定值后，改由动力电池1和存储电容3放电。
放电时，第一开关管5断开，若优先动力电池1放电，通过开关2、动力电池1、存储电容3向双向转换器4放电。同时，控制器11通过控制DPWM占空比实时控制第二开关管7，当第二开关管7闭合时，超级电容10通过电感9、第二开关管7形成电流回路；当第二开关管7断开时，电感9的电流保持，并形成高压，第二二极管8起保护第二开关管7作用，通过第一二极管6流向存储电容3，由于第一二极管6的单向特性，在存储电容3形成高压；DPWM占空比决定流向存储电容3电压电流的大小；由于此时双向转换器4电压低于动力电池1、存储电容3电压，超级电容10通过存储电容3同时向双向转换器4放电。此时动力电池1、存储电容3放电电流为双向转换器4电流减去超级电容10放电电流；此时控制超级电容10放电的电流接近双向转换器4电流很小，主要作用限制动力电池1的放电电流不能超出其最大放电电流，动力电池1放电至剩余电量小于一定值，再控制超级电容10放电。
以上仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本实用新型所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
Claims (3)
1.一种超级电容复合系统的充放电电路，其特征在于：包括控制器、动力电池、开关、双向转换器、第一开关管、第二开关管、电感和超级电容，所述动力电池、开关和双向转换器依次串联形成第一回路；所述超级电容、第一开关管和双向转换器依次串联形成第二回路，所述超级电容、电感、第二开关管依次串联形成第三回路；所述控制器的控制端分别连接第一开关管和第二开关管的控制端。
2.根据权利要求1所述的超级电容复合系统的充放电电路，其特征在于：还包括存储电容，所述存储电容与双向转换器并联。
3.根据权利要求1所述的超级电容复合系统的充放电电路，其特征在于：还包括第一二极管和第二二极管，所述第一二极管阴极连接双向转换器正极，第一二极管阳极连接第二二极管阴极和电感与第二开关管之间，所述第二二极管阳极连接超级电容负极。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201921932891.9U CN211166517U (zh) | 2019-11-11 | 2019-11-11 | 一种超级电容复合系统的充放电电路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201921932891.9U CN211166517U (zh) | 2019-11-11 | 2019-11-11 | 一种超级电容复合系统的充放电电路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN211166517U true CN211166517U (zh) | 2020-08-04 |
Family
ID=71828616
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201921932891.9U Active CN211166517U (zh) | 2019-11-11 | 2019-11-11 | 一种超级电容复合系统的充放电电路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN211166517U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110816358A (zh) * | 2019-11-11 | 2020-02-21 | 东风商用车有限公司 | 一种超级电容复合系统的充放电电路及控制方法 |
| CN110816358B (zh) * | 2019-11-11 | 2024-10-25 | 东风商用车有限公司 | 一种超级电容复合系统的充放电电路及控制方法 |
-
2019
- 2019-11-11 CN CN201921932891.9U patent/CN211166517U/zh active Active
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110816358A (zh) * | 2019-11-11 | 2020-02-21 | 东风商用车有限公司 | 一种超级电容复合系统的充放电电路及控制方法 |
| CN110816358B (zh) * | 2019-11-11 | 2024-10-25 | 东风商用车有限公司 | 一种超级电容复合系统的充放电电路及控制方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9000740B2 (en) | Two-directional current double-boost quadratic DC/DC converter | |
| CA2861444A1 (en) | Electric vehicle running control system | |
| CN103036286B (zh) | 一种含dc/dc变换器的全钒液流电池安全充放电控制方法 | |
| CN110979029B (zh) | 一种用于超级电容储能式有轨电车的充电装置及充电方法 | |
| CN110601525B (zh) | 新能源汽车集成车载充电变换系统 | |
| CN103872729B (zh) | 自适应滤波器功率分流控制的混合动力车复合电源及方法 | |
| CN109546672B (zh) | 一种直流耗能装置、系统以及控制方法 | |
| CN105811766A (zh) | 一种燃料电池汽车升降压型dc-dc变换器 | |
| CN106208699B (zh) | 一种基于Buck/Boost电路的混合储能系统直流变换器及其控制方法 | |
| CN102742133A (zh) | 电源系统 | |
| Liu et al. | An integrated energy storage system with voltage balancing based on switched-capacitor reutilization techniques | |
| CN112803388B (zh) | 储能装置的放电系统及新能源交通车辆的地面放电系统 | |
| Rahman et al. | Performance enhancement of a bi-directional DC-DC converter using a Ćuk converter for electric vehicle applications | |
| CN105827109B (zh) | 一种冗余直流变换电路及其控制方法 | |
| CN111049383A (zh) | 一种直挂高压电源的升压电路及软启动方法 | |
| CN203747469U (zh) | 自适应滤波器功率分流控制的混合动力车复合电源 | |
| CN107769389A (zh) | 一种隔离对称式串联反激电路的电池储能系统 | |
| CN209608359U (zh) | 电车储能系统 | |
| CN211166517U (zh) | 一种超级电容复合系统的充放电电路 | |
| CN115549028B (zh) | 一种基于双耦合电感的串联型混合断路器 | |
| CN106787079A (zh) | 能量管理方法及能量管理系统 | |
| CN202906813U (zh) | 一种大电流无刷直流电机的主电路 | |
| CN110816358B (zh) | 一种超级电容复合系统的充放电电路及控制方法 | |
| CN103568851B (zh) | 轨道车辆的再生制动电能吸收装置和轨道车辆 | |
| CN113715690A (zh) | 一种电源系统及其控制方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |