專利名稱：超級電容器can電氣模塊化集成系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉的是ー種超級電容器CAN電氣模塊化集成系統(tǒng)，屬于電カ電子儲能技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
超級儲能電容器在未來的電カ電子系統(tǒng)里將會扮演ー個越來越重要的角色。帶有超級儲能電容器的電カ電子將會被廣泛應(yīng)用到電動汽車，混合電カ汽車，太陽能發(fā)電，不間斷電源，電網(wǎng)保護以及可再生能源系統(tǒng)中。超級儲能電容器的應(yīng)用能夠極大地提升電カ電子系統(tǒng)的性能。但是目前超級儲能電容器単體電壓只有2. 7^4. IV，遠不能滿足目前電カ電子系統(tǒng)對儲能裝置的要求。因此，必須把多個單體電容器集成為ー個超級儲能電容器模塊，才能夠被電力電子系統(tǒng)所應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出的是ー種超級電容器CAN電氣模塊化集成系統(tǒng)，其目的g在克服単一超級電容器不能被電動汽車，混合電カ汽車，太陽能發(fā)電，不間斷電源，電網(wǎng)保護以及可再生能源電カ電子系統(tǒng)應(yīng)用的問題，解決低壓的超級電容器單個模塊和系統(tǒng)應(yīng)用所要求的高壓匹配的問題；超級電容器模塊的內(nèi)部診斷問題；超級電容器模塊和主控系統(tǒng)的通訊問題。本發(fā)明的技術(shù)解決方案其結(jié)構(gòu)包括多単體超級電容器単元和檢測和CAN總線控制単元二部分，其中多単體超級電容器単元的信號輸出/輸入端與檢測和CAN總線控制單元的信號輸入/輸出端對應(yīng)相接，檢測和CAN總線控制単元的信號輸入端接CAN總線。本發(fā)明的有益效果克服了単體超級電容器不能夠被電カ電子系統(tǒng)，例如電動汽車，混合電カ汽車，太陽能發(fā)電，不間斷電源，電網(wǎng)保護以及可再生能源系統(tǒng)中直接使用的缺點。利用本裝置把多個單體電容器集成為ー個超級儲能電容器模塊。集成后的模塊可以廣泛地被電動汽車，混合電カ汽車，太陽能發(fā)電，不間斷電源，電網(wǎng)保護以及可再生能源系統(tǒng)使用，具有廣泛的市場應(yīng)用前景。


附圖I是超級電容器CAN電氣模塊化集成系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖2是多單體超級電容器單元的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖3是檢測和CAN總線控制単元的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖4是CAN總線控制單元的示意圖。
具體實施例方式對照附圖1，超級電容器CAN電氣模塊化集成系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)包括多単體超級電容器単元和檢測和CAN總線控制単元二部分，其中多単體超級電容器単元的信號輸出/輸入端與檢測和CAN總線控制単元的信號輸入/輸出端對應(yīng)相接，檢測和CAN總線控制単元的信號輸入端接CAN總線。所述的檢測和CAN總線控 制単元，該單元周期性接收電壓/電流信號，通過所接收電壓/電流信號對超級電容器模塊進行診斷，并通過CAN總線向主系統(tǒng)報告目前的超級電容器模塊的工作狀態(tài)。對照附圖2，多単體超級電容器單元是由多個單體電容器組成，圖2中的點V廣Vltl是10個內(nèi)部的電壓檢測點，通過這10個內(nèi)部電壓檢測點，可以對整個單元進行內(nèi)部開路和短路的故障檢測。超級電容器模塊內(nèi)部電壓檢測網(wǎng)絡(luò)是由多個串聯(lián)分壓電路并聯(lián)構(gòu)成。每一個串聯(lián)分壓電路用來檢測ー個節(jié)點的對地電壓。串聯(lián)分壓電路的目的是調(diào)節(jié)輸入到單片機模數(shù)轉(zhuǎn)換ロ的電壓幅度，使之滿足點片機輸入ロ的電壓信號要求。對照附圖3，檢測和CAN總線控制単元包括檢測單元和CAN總線控制単元，其中檢測單元用于檢測每ー層電容器的對地電壓，并計算出每ー層電容器的差分電壓，通過和預(yù)先設(shè)定的差分電壓比較，判定該層電容器是不是在正常工作狀態(tài)，短路狀態(tài)或者是斷路狀態(tài)，由CAN總線控制単元負責把所檢測的數(shù)據(jù)和處理結(jié)果發(fā)送給主系統(tǒng)；所述的CAN總線控制単元包括ー個帶CAN總線電路單元的單片機和，ー個數(shù)字信號隔離單元，ー個CAN總線的接ロ芯片，其中CAN總線電路單元的單片機把所需要發(fā)送的數(shù)據(jù)通過發(fā)送線發(fā)送給數(shù)字信號隔離單元，數(shù)字信號隔離單元再發(fā)送CAN總線的接ロ芯片，CAN總線的接ロ芯片收到后把數(shù)據(jù)變換成差分的CAN信號，發(fā)送到系統(tǒng)的CAN High和CAN Low線，所有連接到CAN系統(tǒng)的設(shè)備都可以接收到這個信號；另一方面，CAN總線的接ロ芯片在時刻監(jiān)測CAN總線的CANHigh和CAN Low線，如果檢測到任何信號，CAN總線的接ロ芯片會把這個信號變換成數(shù)字信號，發(fā)送給數(shù)字信號隔離單元，數(shù)字信號隔離單元再發(fā)送給單片機的CAN總線電路單元；這樣，就可以完成連接到同一組CAN總線上的計算機控制器的數(shù)據(jù)通訊。超級電容器模塊內(nèi)部電壓通過分壓電阻網(wǎng)絡(luò)把電壓信號輸送給單片機。對照圖4，CAN總線控制単元包括ー個帶CAN總線電路單元的單片機和，ー個數(shù)字信號隔離單元(光電隔離)，ー個CAN總線的接ロ芯片，其中CAN總線的接ロ芯片信號輸出/輸入端與數(shù)字信號隔離單元的第一信號輸入/輸出端對對應(yīng)相接，數(shù)字信號隔離單元的第ニ信號輸入/輸出端與CAN總線電路單元的單片機的信號輸出/輸入端對對應(yīng)相接，CAN通訊子系統(tǒng)和超級電容器的地是隔離的。為了適應(yīng)不同的應(yīng)用需求，使用了隔離的CAN通訊技木。單片機和超級電容器的地是隔離的。系統(tǒng)可以周期性/查詢模式發(fā)送模塊的信息，包括電壓信息和內(nèi)部故障診斷信息。
權(quán)利要求
1.超級電容器CAN電氣模塊化集成系統(tǒng)，其特征是包括多単體超級電容器単元和檢測和CAN總線控制単元二部分，其中多単體超級電容器単元的信號輸出/輸入端與檢測和CAN總線控制単元的信號輸入/輸出端對應(yīng)相接，檢測和CAN總線控制単元的信號輸入端接CAN總線；所述的檢測和CAN總線控制単元，該單元周期性接收電壓/電流信號，通過所接收電壓/電流信號對超級電容器模塊進行診斷，并通過CAN總線向主系統(tǒng)報告目前的超級電容器模塊的工作狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的超級電容器CAN電氣模塊化集成系統(tǒng)，其特征是多単體超級電容器單元是由多個單體電容器組成，多個單體電容器間用串并聯(lián)多層連接，具體的連接方式是多個單體電容器先并聯(lián)，然后多組并聯(lián)后的單體電容器再串聯(lián)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的超級電容器CAN電氣模塊化集成系統(tǒng)，其特征是檢測和CAN總線控制単元包括檢測單元和CAN總線控制単元，其中檢測單元用于檢測每ー層電容器的對地電壓，并計算出每ー層電容器的差分電壓，通過和預(yù)先設(shè)定的差分電壓比較，判定該層電容器是不是在正常工作狀態(tài)，短路狀態(tài)或者是斷路狀態(tài)，由CAN總線控制単元負責把所檢測的數(shù)據(jù)和處理結(jié)果發(fā)送給主系統(tǒng)；所述的CAN總線控制単元包括ー個帶CAN總線電路単元的單片機和，ー個數(shù)字信號隔離單元，ー個CAN總線的接ロ芯片，其中CAN總線電路單元的單片機把所需要發(fā)送的數(shù)據(jù)通過發(fā)送線發(fā)送給數(shù)字信號隔離單元，數(shù)字信號隔離單元再發(fā)送CAN總線的接ロ芯片，CAN總線的接ロ芯片收到后把數(shù)據(jù)變換成差分的CAN信號，發(fā)送到系統(tǒng)的CAN High和CAN Low線，所有連接到CAN系統(tǒng)的設(shè)備都可以接收到這個信號；另一方面，CAN總線的接ロ芯片在時刻監(jiān)測CAN總線的CAN High和CAN Low線，如果檢測到任何信號，CAN總線的接ロ芯片會把這個信號變換成數(shù)字信號，發(fā)送給數(shù)字信號隔離單元，數(shù)字信號隔離單元再發(fā)送給單片機的CAN總線電路單元；這樣，就可以完成連接到同一組CAN總線上的計算機控制器的數(shù)據(jù)通訊。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的超級電容器CAN電氣模塊化集成系統(tǒng)，其特征是CAN總線控制単元包括ー個帶CAN總線電路單元的單片機和，ー個數(shù)字信號隔離單元，ー個CAN總線的接ロ芯片，其中CAN總線的接ロ芯片信號輸出/輸入端與數(shù)字信號隔離單元的第一信號輸入/輸出端對對應(yīng)相接，數(shù)字信號隔離單元的第二信號輸入/輸出端與CAN總線電路單元的單片機的信號輸出/輸入端對對應(yīng)相接，CAN通訊子系統(tǒng)和超級電容器的地是隔離的。
全文摘要
本發(fā)明是超級電容器CAN電氣模塊化集成系統(tǒng)，其特征是包括多單體超級電容器單元和檢測和CAN總線控制單元二部分，其中多單體超級電容器單元的信號輸出/輸入端與檢測和CAN總線控制單元的信號輸入/輸出端對應(yīng)相接，檢測和CAN總線控制單元的信號輸入端接CAN總線。優(yōu)點克服了單體超級電容器不能夠被電力電子系統(tǒng)，例如電動汽車，混合電力汽車，太陽能發(fā)電，不間斷電源，電網(wǎng)保護以及可再生能源系統(tǒng)中直接使用的缺點。利用本裝置把多個單體電容器集成為一個超級儲能電容器模塊。集成后的模塊可以廣泛地被電動汽車，混合電力汽車，太陽能發(fā)電，不間斷電源，電網(wǎng)保護以及可再生能源系統(tǒng)使用，具有廣泛的市場應(yīng)用前景。
文檔編號G05B19/418GK102692907SQ20121017946
公開日2012年9月26日 申請日期2012年6月4日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月4日
發(fā)明者杜仲 申請人:南京博時上輝電子科技有限公司