一種混合動力公交超級電容與鋰電池并聯電路的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種混合動力公交超級電容與鋰電池并聯電路，所述電路包括如下結構：在超級電容和鋰電池之間具備串聯的IGBT模塊T1與電感L1,電感L1一端連接T1的發射極，另一端連接如下三個并聯的通路：串聯的發電機和發電開關S1；串聯的變頻器、驅動電機；超級電容；所述鋰電池的通路帶有電流采樣單元及儲能電容C1，通過熔斷器F1至IGBT?T1集電極，IGBT發射極下方串聯一個大功率二極管D2；所述IGBT模塊的集電極和發射極之間還串聯一個反并聯二極管D1。改善整車燃油消耗,保護鋰電池避免大電流充放電，延長其使用壽命能起到良好效果，運用范圍廣。
【專利說明】—種混合動力公交超級電容與鋰電池并聯電路
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種混合動力公交超級電容與鋰電池并聯電路，屬于汽車電路領域。【背景技術】
[0002]目前現有的混合動力公交車上超級電容主要用于整車起步與剎車能量回收，鋰電池參與驅動過程中當超級電容電量不足時的整車驅動，但不參與能量回收，主要原因是基于鋰電池充電建立時間長，回收效率低。超級電容可實現大電流的快充快放，不存在效率的問題，但依然存在一種可能，當超級電容能量足時，回收作用失效，產生制動能量流失。超級電容與鋰電池通過雙向DC-DC實現并聯方案，電容與電池之間可實現能量互換，既可實現電容電量不足時電池參與整車驅動，同時在在電容能量足時又可利用DC-DC緩慢向電池實現能量補充，增加整車能量回收效率。
【發明內容】
[0003]本發明提供一種混合動力公交超級電容與鋰電池并聯電路，
[0004]所述電路包括如下結構:超級電容；鋰電池；
[0005]在超級電容和鋰電池之間具備串聯的IGBT模塊Tl與電感LI，電感LI 一端連接Tl的發射極，另一端連接如下三個并聯的通路:串聯的發電機和發電開關SI，所述發電機和發電開關SI串聯后的開關側一端連接電感LI，發電機側接地；串聯的變頻器、驅動電機，所述變頻器的Vcc端連接電感LI,接地端接地；超級電容,一端連接電感LI,另一端接地；
[0006]所述鋰電池的通路帶有電流采樣單元及儲能電容Cl，通過熔斷器Fl至IGBT Tl集電極，當超級電容的電壓瞬間被負載拉低時，控制Tl實現電池放電，IGBT發射極下方串聯一個大功率二極管D2，起續流作用；
[0007]所述IGBT模塊的集電極和發射極之間還串聯一個反并聯二極管D1。
[0008]進一步地，所述IGBT模塊的驅動端并聯TVS管及電阻電容起限壓保護作用。
[0009]進一步地，所述電流采樣單元采用互感器，用于采集電容通路充電與放電電流。
[0010]進一步地，發電機發電時或剎車回電時，優先給電容充電，當電容電壓高于電池電壓時,經電感LI通過IGBT之間的反并聯二極管Dl向電池充電；
[0011]當超級電容電壓高于鋰電池時，則通過二極管以自適應的方式向電池緩慢充電，回收若超級電容無法容納也可通過此方式由電池回收；充電而電池做為后續補充電流則通過BOOST升壓方式供給超級電容或者是負載。
[0012]若單獨使用超級電容完成整車起步及吸收制動能量工作，據目前數據可以實現節油率20%左右，而使用超級電容器與鋰電池并聯作為混合動力公交的輔助動力，則能夠實現節油率25%-30%，對于改善整車燃油消耗，保護鋰電池避免大電流充放電，延長其使用壽命能起到良好效果。運用范圍也可適當擴展，不但可與目前傳統柴油公交，天然氣公交，動力系統同樣也可適用于純電型公交車，純電型叉車等。【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]通過參照附圖更詳細地描述本發明的示例性實施例，本發明的以上和其它方面及優點將變得更加易于清楚，在附圖中:
[0014]圖1為本發明的電路原理圖。
【具體實施方式】
[0015]在下文中，現在將參照附圖更充分地描述本發明，在附圖中示出了各種實施例。然而，本發明可以以許多不同的形式來實施，且不應該解釋為局限于在此闡述的實施例。相反，提供這些實施例使得本公開將是徹底和完全的，并將本發明的范圍充分地傳達給本領域技術人員。
[0016]在下文中，將參照附圖更詳細地描述本發明的示例性實施例。
[0017]超級電容與鋰電池并聯實現能量互轉，即鋰電池可以給超級電容充電，而超級電容變可以把能量存貯于鋰電池，從而可以把盡可能收集制動回收能源，節約整車耗油。
[0018]如圖1所示，本發明提供一種混合動力公交超級電容與鋰電池并聯電路，所述電路包括如下結構:
[0019]電池通路帶有電流采樣單元及儲能電容Cl，通過熔斷器Fl至IGBT Tl集電極，Tl帶相應的電壓保護電路如TVS管，限流電阻Rl及電容C2組成，當超級電容的電壓瞬間被負載拉低時，控制Tl實現電池放電，IGBT發射極下方的大功率二極管D2主要起續流作用。
[0020]發電機發電時或剎車回電時，優先給電容充電，當電容電壓高于電池電壓時，經電感LI通過IGBT之間的反并聯二極管Dl向電池充電。
[0021]上述方案是超級電容與鋰電池并聯，前提是發電機發電電流可控且回收電流可控、鋁電池內部帶保護電壓，過壓保護與過流保護。
[0022]當超級電容電壓高于鋰電池時，則通過二極管以自適應的方式向電池緩慢充電，回收若超級電容無法容納也可通過此方式由電池回收，提高回電效率。充電而電池做為后續補充電流則通過BOOST升壓方式供給超級電容或者是負載。
[0023]以上所述僅為本發明的實施例而已，并不用于限制本發明。本發明可以有各種合適的更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種混合動力公交超級電容與鋰電池并聯電路，其特征在于: 所述電路包括如下結構:超級電容；鋰電池； 在超級電容和鋰電池之間具備串聯的IGBT模塊Tl與電感LI，電感LI 一端連接Tl的發射極，另一端連接如下三個并聯的通路:串聯的發電機和發電開關SI，所述發電機和發電開關SI串聯后的開關側一端連接電感LI，發電機側接地；串聯的變頻器、驅動電機，所述變頻器的Vcc端連接電感LI,接地端接地；超級電容,一端連接電感LI,另一端接地； 所述鋰電池的通路帶有電流采樣單元及儲能電容Cl，通過熔斷器Fl至IGBT Tl集電極，當超級電容的電壓瞬間被負載拉低時，控制Tl實現電池放電，IGBT發射極下方串聯一個大功率二極管D2，起續流作用； 所述IGBT模塊的集電極和發射極之間還串聯一個反并聯二極管D1。
2.根據權利要求1所述的混合動力公交超級電容與鋰電池并聯電路，其特征在于: 所述IGBT模塊的驅動端并聯TVS管及電阻電容起限壓保護作用。
3.根據權利要求1或2所述的混合動力公交超級電容與鋰電池并聯電路，其特征在于: 所述電流采樣單元采用互感器，用于采集電容通路充電與放電電流。
4.根據權利要求3所述的混合動力公交超級電容與鋰電池并聯電路，其特征在于: 發電機發電時或剎車回電時，優先給電容充電，當電容電壓高于電池電壓時，經電感LI通過IGBT之間的反并聯二極管Dl向電池充電； 當超級電容電壓高于鋰電池時，則通過二極管以自適應的方式向電池緩慢充電，回收若超級電容無法容納也可通過此方式由電池回收；充電而電池做為后續補充電流則通過BOOST升壓方式供給超級電容或者是負載。
【文檔編號】H02J7/34GK103683456SQ201310723794
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月24日 優先權日:2013年12月24日
【發明者】陳勇, 姜濤, 車兆華 申請人:福建省福工動力技術有限公司