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：超級電容；鋰電池；在超級電容和鋰電池之間具備IGBT模塊T1、T2與電感L1共同組成的DC-DC轉換器,電感L1一端連接T1與T2的連接線，另一端連接所述鋰電池的正極；T1與L1組成BUCK降壓電路而T2與L1則組成BOOST升壓電路，從而實現超級電容與鋰電池并聯，所述超級電容的通路帶有電流采樣單元，鋰電池通路同樣也帶電流采樣電路及大容量儲能電容并于所述電池兩端。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】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，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IGBT模塊Tl、T2與電感LI共同組成的DC-DC轉換器，電感LI 一端連接Tl與T2的連接線，另一端連接所述鋰電池的正極；T1與LI組成BUCK降壓電路而T2與LI則組成BOOST升壓電路，從而實現超級電容與鋰電池并聯，所述超級電容的通路帶有電流采樣單元，鋰電池通路同樣也帶電流采樣電路及大容量儲能電容并于所述電池兩端。
[0004]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。
[0005]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。
[0006]進一步地，所述電路進一步包括串聯的發電機和發電開關SI，所述發電機和發電開關SI串聯后并聯在串聯的所述IGBT I吳塊T2和Tl兩端，
[0007]所述電路進一步包括串聯的變頻器、驅動電機和發電開關SI，所述變頻器、驅動電機和放電開關S2串聯后并聯在串聯的所述IGBT I吳塊T2和Tl兩端。
[0008]所述超級電容給電池充電時選擇BUCK降壓方式，發電時，發電開關SI閉合，放電開關S2打開，此時電容優先充電，待電容充滿時，所述變頻器控制IGBT模塊打開電池充電通路，叢而實現電池充電；放電時，驅動電機端放電開關閉合而發電開關打開，電池做為后續補充，當電容過度放電接近電池電壓時,則可控制電池放電電流通過BOOST升壓方式通過電感經Tl的集電極與發射極之間的反并聯二極管供電給超級電容或者是負載。
[0009]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】
[0010]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:
[0011]圖1為本發明的能量回收示意圖；
[0012]圖2為本發明的電路原理圖；
[0013]圖3為本發明的BOOST模式等效電流示意圖；
[0014]圖4為本發明的BUCK模式等效電流示意圖。
【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。上述能量回收的示意圖如圖1所示。
[0018]如圖2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:超級電容；鋰電池；在超級電容和鋰電池之間具備IGBT模塊Tl、T2與電感LI共同組成的DC-DC轉換器，電感LI 一端連接Tl與T2的連接線，另一端連接所述鋰電池的正極；T1與LI組成BUCK降壓電路而T2與LI則組成BOOST升壓電路，從而實現超級電容與鋰電池并聯，所述超級電容的通路帶有電流采樣單元，鋰電池通路同樣也帶電流采樣電路及大容量儲能電容并于所述電池兩端。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。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。所述電路進一步包括串聯的發電機和發電開關SI，所述發電機和發電開關SI串聯后并聯在串聯的所述IGBT模塊T2和Tl兩端，所述電路進一步包括串聯的變頻器、驅動電機和發電開關SI，所述變頻器、驅動電機和放電開關S2串聯后并聯在串聯的所述IGBT模塊T2和Tl兩端，所述超級電容給電池充電時選擇BUCK降壓方式，發電時，發電開關SI閉合，放電開關S2打開，此時電容優先充電，待電容充滿時，所述變頻器控制IGBT模塊打開電池充電通路，叢而實現電池充電；放電時，驅動電機端放電開關閉合而發電開關打開，電池做為后續補充，當電容過度放電接近電池電壓時，則可控制電池放電電流通過BOOST升壓方式通過電感經Tl的集電極與發射極之間的反并聯二極管供電給超級電容或者是負載。
[0019]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.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IGBT模塊Tl、T2與電感LI共同組成的DC-DC轉換器，電感LI 一端連接Tl與T2的連接線，另一端連接所述鋰電池的正極；T1與LI組成BUCK降壓電路而T2與LI則組成BOOST升壓電路，從而實現超級電容與鋰電池并聯，所述超級電容的通路帶有電流采樣單元，鋰電池通路同樣也帶電流采樣電路及大容量儲能電容并于所述電池兩端。
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: 所述電路進一步包括串聯的發電機和發電開關SI，所述發電機和發電開關SI串聯后并聯在串聯的所述IGBT模塊T2和Tl兩端， 所述電路進一步包括串聯的變頻器、驅動電機和發電開關SI，所述變頻器、驅動電機和放電開關S2串聯后并聯在串聯的所述IGBT模塊T2和Tl兩端， 所述超級電容給電池充電時選擇BUCK降壓方式，發電時，發電開關SI閉合，放電開關S2打開，此時電容優先充電，待電容充滿時，所述變頻器控制IGBT模塊打開電池充電通路，叢而實現電池充電；放電時，驅動電機端放電開關閉合而發電開關打開，電池做為后續補充，當電容過度放電接近電池電壓時,則可控制電池放電電流通過BOOST升壓方式通過電感經Tl的集電極與發射極之間的反并聯二極管供電給超級電容或者是負載。
【文檔編號】H02J7/34GK103683457SQ201310723866
【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】孫秋林, 陳勇 申請人:廈門市福工動力技術有限公司