一种辅助充电系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种辅助充电系统及其控制方法，辅助充电系统包含包含太阳能电池板、辅助蓄电池、集成充电电路、信号采集模块以及电源管理芯片；太阳能电池板、辅助蓄电池通过集成充电电路与外部待充电电池连接；信号采集模块一端和外部待充电电池相连，另一端和电源管理芯片相连。工作时，信号采集模块采集外部待充电电源的电压、电流信号；电源管理芯片根据信号采集模块的信息控制集成充电电路工作。本发明专利技术中太阳能电池板和辅助蓄电池作为额外的充电装置，能够在增加续驶里程的同时，避免功率型电源电量不足的情况，且控制方式多样，能够提升储能系统的整体性能。

An Auxiliary Charging System and Its Control Method

The invention discloses an auxiliary charging system and its control method, which comprises solar panels, auxiliary batteries, integrated charging circuit, signal acquisition module and power management chip; solar panels and auxiliary batteries are connected with external rechargeable batteries through integrated charging circuit; one end of the signal acquisition module is connected with external rechargeable batteries; The other end is connected to the power management chip. When working, the signal acquisition module collects the voltage and current signals of the external power supply to be charged, and the power management chip controls the integrated charging circuit according to the information of the signal acquisition module. The solar panels and auxiliary storage batteries in the invention, as additional charging devices, can increase driving mileage while avoiding the situation of insufficient power supply, and have various control modes, and can improve the overall performance of the energy storage system.

【技术实现步骤摘要】
一种辅助充电系统及其控制方法
本专利技术涉及新能源汽车储能系统，尤其涉及一种辅助充电装置及其控制方法。
技术介绍
随着能源危机和环境污染的加重，节能减排已成为全球汽车行业的共同目标，但以电动汽车为代表的新能源车仍然饱受质疑，其中很大程度上是由于电池技术的瓶颈。一方面，以锂离子单体电池作为元件结合系列电池管理技术的动力电池系统成为新能源汽车储能装置的发展趋势，但其功率密度较低，在车辆复杂的行驶工况下，性能和寿命都受到很大的考验。另一方面，由于容量等级的提升及本身高功率密度的特性，超级电容在许多高功率需求设备中得到应用，能够发挥其“吸峰填谷”的作用。因此，结合超级电容与动力电池组成的储能装置，能够有效减小动力电池的大电流冲击，延长电池寿命，同时发挥高能量密度和高功率密度的性能。然而，由于汽车行驶工况的复杂性和不可预测性，超级电容经常在车辆长时间行驶或持续大功率输出的情况下，迅速消耗能量，导致电压等级过低影响储能系统整体效率，此时如再出现过渡的功率需求，则无法兼得驱/制动性能和减少蓄电池冲击。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对
技术介绍
中所涉及到的缺陷，提供一种辅助充电系统及其控制方法。本专利技术为解决上述技术问题采用以下技术方案：一种辅助充电系统，包含太阳能电池板、辅助蓄电池、集成充电电路、信号采集模块以及电源管理芯片；所述太阳能电池板、辅助蓄电池通过集成充电电路与外部待充电电池连接；所述信号采集模块一端和外部待充电电池相连，另一端和所述电源管理芯片相连，用于采集外部待充电电源的电压、电流信号，并将其传递给所述电源管理芯片；所述集成充电电路包含第一至第五IGBT开关、第一至第七二极管、第一电感、第二电感、第一滤波电容和第二滤波电容；所述第一滤波电容的一端分别和辅助蓄电池的负极、太阳能电池板的一端、第二滤波电容的一端、第三IGBT开关的发射极、第三二极管的正极、第四IGBT开关的发射极、第四二极管的正极、外部待充电电池的一端相连，另一端分别和第一IGBT开关的发射极、第一二极管的正极、辅助蓄电池的正极相连；所述第一IGBT开关的集电极分别和第一二极管的负极、第二IGBT开关的集电极、第二二极管的负极相连；所述第二滤波电容的另一端分别和太阳能电池板的另一端、第一电感的一端相连；所述第一电感的另一端和所述第六二极管的正极相连；所述第六二极管的负极分别和所述第二IGBT开关的发射极、第二二极管的正极、第三IGBT开关的集电极、第三二极管的负极、第二电感的一端相连；所述第二电感的另一端分别和所述第五IGBT开关的发射极、第五二极管的正极、第四IGBT开关的集电极、第四二极管的负极相连；所述第五IGBT开关的集电极分别和第五二极管的负极、第七二极管的正极相连；所述第七二极管的负极和外部待充电电池的另一端相连；所述电源管理芯片分别和信号采集模块、以及第一至第五IGBT开关的门极相连，用于根据信号采集模块的信息控制集成充电电路工作，使得太阳能电池板给外部待充电电池充电、或太阳能给辅助蓄电池充电、或太阳能电池同时给外部待充电电池和辅助蓄电池充电、或辅助蓄电池给外部待充电电池充电。本专利技术还公开了一种该辅助充电系统的控制方法，包含以下步骤：当需要仅采用太阳能电池板给外部待充电电池充电时，电源管理芯片控制第一、第二、第三、第五IGBT开关断开，并通过预设的第一占空比高频方波信号驱动第四IGBT开关工作，使其与第一电容、第二电容组成boost放大电路给外部待充电电池充电；当外部待充电电池额定工作电压高于辅助蓄电池，需要采用太阳能电池板给辅助蓄电池充电时，此时第五二极管不导通，电源管理芯片控制第二、第四、第五IGBT开关断开，控制第一IGBT开关接通，并通过预设的第二占空比高频方波信号驱动第三IGBT开关工作，组成boost放大电路给辅助蓄电池充电；当需要控制太阳能电池板同时给外部待充电电池和辅助蓄电池充电时，电源管理芯片控制第二、第三、第五IGBT开关断开，并通过预设的第三占空比高频方波信号、预设的第四占空比高频方波信号分别驱动第一IGBT开关、第四IGBT开关工作；当太阳能电池板产生的电压无法正向导通第六二极管、需要采用辅助蓄电池给外部待充电电池充电时，电源管理芯片控制第一、第三、第五IGBT开关断开，控制第二IGBT开关接通，并通过预设的第五占空比高频方波信号驱动第四IGBT开关工作。本专利技术采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：本专利技术中，太阳能电池板和辅助蓄电池作为额外的充电装置，能够在增加续驶里程的同时，避免功率型电源电量不足的情况，且控制方式多样，能够提升储能系统的整体性能。附图说明图1是本专利技术的结构示意图；图2是本专利技术中辅助充电系统的集成电路示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的技术方案做进一步的详细说明：本专利技术可以以许多不同的形式实现，而不应当认为限于这里所述的实施例。相反，提供这些实施例以便使本公开透彻且完整，并且将向本领域技术人员充分表达本专利技术的范围。在附图中，为了清楚起见放大了组件。如图1所示，本专利技术公开了一种辅助充电系统，包含太阳能电池板、辅助蓄电池、集成充电电路、信号采集模块以及电源管理芯片；所述太阳能电池板、辅助蓄电池通过集成充电电路与外部待充电电池连接；所述信号采集模块一端和外部待充电电池相连，另一端和所述电源管理芯片相连，用于采集外部待充电电源的电压、电流信号，并将其传递给所述电源管理芯片；所述集成充电电路包含第一至第五IGBT开关、第一至第七二极管、第一电感、第二电感、第一滤波电容和第二滤波电容；所述第一滤波电容的一端分别和辅助蓄电池的负极、太阳能电池板的一端、第二滤波电容的一端、第三IGBT开关的发射极、第三二极管的正极、第四IGBT开关的发射极、第四二极管的正极、外部待充电电池的一端相连，另一端分别和第一IGBT开关的发射极、第一二极管的正极、辅助蓄电池的正极相连；所述第一IGBT开关的集电极分别和第一二极管的负极、第二IGBT开关的集电极、第二二极管的负极相连；所述第二滤波电容的另一端分别和太阳能电池板的另一端、第一电感的一端相连；所述第一电感的另一端和所述第六二极管的正极相连；所述第六二极管的负极分别和所述第二IGBT开关的发射极、第二二极管的正极、第三IGBT开关的集电极、第三二极管的负极、第二电感的一端相连；所述第二电感的另一端分别和所述第五IGBT开关的发射极、第五二极管的正极、第四IGBT开关的集电极、第四二极管的负极相连；所述第五IGBT开关的集电极分别和第五二极管的负极、第七二极管的正极相连；所述第七二极管的负极和外部待充电电池的另一端相连；所述电源管理芯片分别和信号采集模块、以及第一至第五IGBT开关的门极相连，用于根据信号采集模块的信息控制集成充电电路工作，使得太阳能电池板给外部待充电电池充电、或太阳能给辅助蓄电池充电、或太阳能电池同时给外部待充电电池和辅助蓄电池充电、或辅助蓄电池给外部待充电电池充电。以超级电容组作为外部待充电电池为例，如图2所示，集成充电电路的拓扑结构包含T0、T1、T2、T3、T4五个IGBT开关（分别对应第一至第五IGBT开关）及与之并联的二极管D0、D1、D2、D3、D4（分别对应第一至第五二极管）；电感LP（第一电感）、电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种辅助充电系统，其特征在于，包含太阳能电池板、辅助蓄电池、集成充电电路、信号采集模块以及电源管理芯片；所述太阳能电池板、辅助蓄电池通过集成充电电路与外部待充电电池连接；所述信号采集模块一端和外部待充电电池相连，另一端和所述电源管理芯片相连，用于采集外部待充电电源的电压、电流信号，并将其传递给所述电源管理芯片；所述集成充电电路包含第一至第五IGBT开关、第一至第七二极管、第一电感、第二电感、第一滤波电容和第二滤波电容；所述第一滤波电容的一端分别和辅助蓄电池的负极、太阳能电池板的一端、第二滤波电容的一端、第三IGBT开关的发射极、第三二极管的正极、第四IGBT开关的发射极、第四二极管的正极、外部待充电电池的一端相连，另一端分别和第一IGBT开关的发射极、第一二极管的正极、辅助蓄电池的正极相连；所述第一IGBT开关的集电极分别和第一二极管的负极、第二IGBT开关的集电极、第二二极管的负极相连；所述第二滤波电容的另一端分别和太阳能电池板的另一端、第一电感的一端相连；所述第一电感的另一端和所述第六二极管的正极相连；所述第六二极管的负极分别和所述第二IGBT开关的发射极、第二二极管的正极、第三IGBT开关的集电极、第三二极管的负极、第二电感的一端相连；所述第二电感的另一端分别和所述第五IGBT开关的发射极、第五二极管的正极、第四IGBT开关的集电极、第四二极管的负极相连；所述第五IGBT开关的集电极分别和第五二极管的负极、第七二极管的正极相连；所述第七二极管的负极和外部待充电电池的另一端相连；所述电源管理芯片分别和信号采集模块、以及第一至第五IGBT开关的门极相连，用于根据信号采集模块的信息控制集成充电电路工作，使得太阳能电池板给外部待充电电池充电、或太阳能给辅助蓄电池充电、或太阳能电池同时给外部待充电电池和辅助蓄电池充电、或辅助蓄电池给外部待充电电池充电。...

【技术特征摘要】
1.一种辅助充电系统，其特征在于，包含太阳能电池板、辅助蓄电池、集成充电电路、信号采集模块以及电源管理芯片；所述太阳能电池板、辅助蓄电池通过集成充电电路与外部待充电电池连接；所述信号采集模块一端和外部待充电电池相连，另一端和所述电源管理芯片相连，用于采集外部待充电电源的电压、电流信号，并将其传递给所述电源管理芯片；所述集成充电电路包含第一至第五IGBT开关、第一至第七二极管、第一电感、第二电感、第一滤波电容和第二滤波电容；所述第一滤波电容的一端分别和辅助蓄电池的负极、太阳能电池板的一端、第二滤波电容的一端、第三IGBT开关的发射极、第三二极管的正极、第四IGBT开关的发射极、第四二极管的正极、外部待充电电池的一端相连，另一端分别和第一IGBT开关的发射极、第一二极管的正极、辅助蓄电池的正极相连；所述第一IGBT开关的集电极分别和第一二极管的负极、第二IGBT开关的集电极、第二二极管的负极相连；所述第二滤波电容的另一端分别和太阳能电池板的另一端、第一电感的一端相连；所述第一电感的另一端和所述第六二极管的正极相连；所述第六二极管的负极分别和所述第二IGBT开关的发射极、第二二极管的正极、第三IGBT开关的集电极、第三二极管的负极、第二电感的一端相连；所述第二电感的另一端分别和所述第五IGBT开关的发射极、第五二极管的正极、第四IGBT开关的集电极、第四二极管的负极相连；所述第五IGBT开关的集电极分别和第五二极管的负极、第七二极管的正极相连；所述第七二极管的负极和外部待充电电池的另一端相连；...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴刚，王春燕，赵万忠，钱兴国，王衍圣，鲁广超，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32