一种带双向DC/DC变换器的双电压复合储能系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种带双向DC/DC变换器的双电压复合储能系统，包括蓄电池、超级电容器、双向DC/DC变换器主电路和功率开关管控制器，所述双向DC/DC变换器主电路连于蓄电池和超级电容器之间，其特征在于：所述蓄电池、超级电容器正负极之间设有电压传感器，所述双向DC/DC变换器主电路由四个功率开关管组成双桥臂，所述功率开关管控制器控制功率开关管导通和关断。本实用新型专利技术实现了能量的双向流通，使得混合动力客车在超级电容器电压达到极限时依然可以进行电制动，将制动能量回收至蓄电池，从而提高节油率。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种混合动力车用的双电压复合储能系统，尤其是一种带双向 DC/DC变换器的双电压复合储能系统。
技术介绍
现有的在混合动力汽车大多采用蓄电池-超级电容器双电压复合储能系统，其中蓄电池和超级电容器直接并联，或者在蓄电池端加阻塞二极管，再与超级电容器并联。直接并联的缺点在于，在车辆制动回收能量的过程中，制动电流对蓄电池冲击太大，容易损坏蓄电池影响其使用寿命；加阻塞二极管再并联的缺点在于，蓄电池几乎不吸收制动能量，在蓄电池电量过低的情况下不利于车辆继续行驶，也容易出现过放电现象，灵活性不强。因此， 选择在两种能源之间增加DC/DC变换器，现有应用于混合动力客车的DC/DC变换器装置一般都采用非隔离型主电路拓扑结构，其主电路技术方案是由二个功率开关管组成单桥臂， 将电抗器的一端连接于单桥臂的中间点，通过控制二个功率开关管的导通或关断，从而实现两种能源之间的单向流动。现有DC/DC变换器主电路方案中仅有2只功率开关管，组成了单桥臂，通过控制二个功率开关管的导通或关断，只能实现单向升压或者单向降压的功能，满足不了两种能源需要双向流动时的工况需求。因此有必要对现有技术进行改进。
技术实现思路
针对现有技术中的问题，本技术提供一种带双向DC/DC变换器的双电压复合储能系统，双向DC/DC变换器采用四个功率开关管，组成双桥臂，将电抗器连接于双桥臂的中间，通过控制四个功率开关管的导通或关断，实现两种能源之间的双向流动。本技术采用的技术方案是一种带双向DC/DC变换器的双电压复合储能系统，包括蓄电池、超级电容器、双向 DC/DC变换器主电路和功率开关管控制器，所述双向DC/DC变换器主电路连于蓄电池和超级电容器之间，其特征在于所述蓄电池、超级电容器正负极之间设有电压传感器，所述双向DC/DC变换器主电路由四个功率开关管组成双桥臂，所述功率开关管控制器控制功率开关管导通和关断。所述功率开关管控制器接收整车控制信号，并采集电压传感器信号，通过比较电压传感器信号，控制各功率开关管导通和关断。所述整车控制信号优先级高于所述电压信号。所述功率开关管控制器是一块CPLD芯片，或者是FPGA芯片，或者是其他可编程芯片。所述双向DC/DC变换器主电路的双桥臂之间设有电抗器和电流传感器。本技术的有益效果在于采用双桥臂双向DC/DC变换器主电路和功率开关管控制器，通过控制功率开关管的导通和关断，实现能量的双向流通，使得混合动力客车在超级电容器电压达到极限时依然可以进行电制动，将制动能量回收至蓄电池，从而提高节油率。附图说明图1是本技术的电路结构图；图中，BAT为蓄电池，CAPA为超级电容器，CON为功率开关管控制器，Q1 Q4为功率开关管，SVl和SV2为电压传感器，Ll为电抗器，SIl为电流传感器。具体实施方式以下结合附图和具体实施方式来进一阐述本技术。如图1所示，一种带双向DC/DC变换器的双电压复合储能系统，包括蓄电池BAT、超级电容器CAPA、双向DC/DC变换器主电路和功率开关管控制器C0N，所述双向DC/DC变换器主电路连于蓄电池BAT和超级电容器CAPA之间，其特征在于超级电容器CAPA正负极之间设有电压传感器SV1，所述蓄电池BAT正负极之间设有电压传感器SV2，所述双向DC/DC变换器主电路由四个功率开关管QfQ4组成双桥臂，所述功率开关管控制器CON与功率开关管Q1 Q4连接，控制功率开关管导通和关断。所述功率开关管控制器CON接收整车控制信号，并采集电压传感器SVl、SV2信号， 所述整车控制信号优先级高于所述电压信号，整车控制信号表明蓄电池可以进行能量回收时，所述控制器才接收所述电压传感器的信号，通过比较电压传感器信号，控制各功率开关管导通和关断，具体控制策略如下当超级电容器端电压比蓄电池电压低时，根据整车控制信号及检测到的SV1、SV2 信号，Q3导通，Q1、Q2、Q4关断，蓄电池给超级电容器降压充电；当超级电容器端电压比蓄电池电压低时，根据整车控制信号及检测到的SV1、SV2 信号，Ql、Q4导通，Q2、Q3关断，蓄电池给超级电容器升压充电；当超级电容器端电压比蓄电池电压高时，根据整车控制信号及检测到的SV1、SV2 信号，Ql导通，Q2、Q3、Q4关断，超级电容器给蓄电池降压充电；当超级电容器端电压比蓄电池电压高时，根据整车控制信号及检测到的SVl、SV2 信号，Q4导通，Q1、Q2、Q3关断，蓄电池给超级电容器升压充电； 所述功率开关管控制器是一块CPLD芯片，或者是FPGA芯片，或者是其他可编程芯片。所述双向DC/DC变换器主电路的双桥臂之间设有电抗器Ll和电流传感器SI1。本技术还可以做很多变形，本领域普通技术人员在不脱离其精神的前提下所作的变形，均应视为在本技术保护范围之内，本技术的保护范围具体见权利要求书。权利要求1.一种带双向DC/DC变换器的双电压复合储能系统，包括蓄电池、超级电容器、双向 DC/DC变换器主电路和功率开关管控制器，所述双向DC/DC变换器主电路连于蓄电池和超级电容器之间，其特征在于所述蓄电池、超级电容器正负极之间设有电压传感器，所述双向DC/DC变换器主电路由四个功率开关管组成双桥臂，所述功率开关管控制器控制功率开关管导通和关断。2.根据权利要求1所述一种带双向DC/DC变换器的双电压复合储能系统，其特征在于 所述功率开关管控制器接收整车控制信号，并与电压传感器通信，通过比较电压传感器信号，控制各功率开关管导通和关断。3.根据权利要求2所述一种带双向DC/DC变换器的双电压复合储能系统，其特征在于 所述整车控制信号优先级高于所述电压信号。4.根据权利要求1所述一种带双向DC/DC变换器的双电压复合储能系统，其特征在于 所述功率开关管控制器是一块CPLD芯片，或者是FPGA芯片，或者是其他可编程芯片。5.根据权利要求1所述一种带双向DC/DC变换器的双电压复合储能系统，其特征在于 所述双向DC/DC变换器主电路的双桥臂之间设有电抗器和电流传感器。专利摘要本技术公开了一种带双向DC/DC变换器的双电压复合储能系统，包括蓄电池、超级电容器、双向DC/DC变换器主电路和功率开关管控制器，所述双向DC/DC变换器主电路连于蓄电池和超级电容器之间，其特征在于所述蓄电池、超级电容器正负极之间设有电压传感器，所述双向DC/DC变换器主电路由四个功率开关管组成双桥臂，所述功率开关管控制器控制功率开关管导通和关断。本技术实现了能量的双向流通，使得混合动力客车在超级电容器电压达到极限时依然可以进行电制动，将制动能量回收至蓄电池，从而提高节油率。文档编号H02J15/00GK202309239SQ201120435158公开日2012年7月4日 申请日期2011年11月7日 优先权日2011年11月7日专利技术者张斌斌, 彭再武, 毛懿坪, 王坚, 蒋时军 申请人:湖南南车时代电动汽车股份有限公司本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：彭再武，蒋时军，张斌斌，毛懿坪，王坚，
申请(专利权)人：湖南南车时代电动汽车股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：