專(zhuān)利名稱(chēng)：一種帶雙向dc/dc變換器的雙電壓復(fù)合儲(chǔ)能系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種混合動(dòng)力車(chē)用的雙電壓復(fù)合儲(chǔ)能系統(tǒng)，尤其是一種帶雙向 DC/DC變換器的雙電壓復(fù)合儲(chǔ)能系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的在混合動(dòng)力汽車(chē)大多采用蓄電池-超級(jí)電容器雙電壓復(fù)合儲(chǔ)能系統(tǒng)，其中蓄電池和超級(jí)電容器直接并聯(lián)，或者在蓄電池端加阻塞二極管，再與超級(jí)電容器并聯(lián)。直接并聯(lián)的缺點(diǎn)在于，在車(chē)輛制動(dòng)回收能量的過(guò)程中，制動(dòng)電流對(duì)蓄電池沖擊太大，容易損壞蓄電池影響其使用壽命；加阻塞二極管再并聯(lián)的缺點(diǎn)在于，蓄電池幾乎不吸收制動(dòng)能量，在蓄電池電量過(guò)低的情況下不利于車(chē)輛繼續(xù)行駛，也容易出現(xiàn)過(guò)放電現(xiàn)象，靈活性不強(qiáng)。因此， 選擇在兩種能源之間增加DC/DC變換器，現(xiàn)有應(yīng)用于混合動(dòng)力客車(chē)的DC/DC變換器裝置一般都采用非隔離型主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其主電路技術(shù)方案是由二個(gè)功率開(kāi)關(guān)管組成單橋臂， 將電抗器的一端連接于單橋臂的中間點(diǎn)，通過(guò)控制二個(gè)功率開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通或關(guān)斷，從而實(shí)現(xiàn)兩種能源之間的單向流動(dòng)?，F(xiàn)有DC/DC變換器主電路方案中僅有2只功率開(kāi)關(guān)管，組成了單橋臂，通過(guò)控制二個(gè)功率開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通或關(guān)斷，只能實(shí)現(xiàn)單向升壓或者單向降壓的功能，滿(mǎn)足不了兩種能源需要雙向流動(dòng)時(shí)的工況需求。因此有必要對(duì)現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)。

實(shí)用新型內(nèi)容針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種帶雙向DC/DC變換器的雙電壓復(fù)合儲(chǔ)能系統(tǒng)，雙向DC/DC變換器采用四個(gè)功率開(kāi)關(guān)管，組成雙橋臂，將電抗器連接于雙橋臂的中間，通過(guò)控制四個(gè)功率開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通或關(guān)斷，實(shí)現(xiàn)兩種能源之間的雙向流動(dòng)。本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是一種帶雙向DC/DC變換器的雙電壓復(fù)合儲(chǔ)能系統(tǒng)，包括蓄電池、超級(jí)電容器、雙向 DC/DC變換器主電路和功率開(kāi)關(guān)管控制器，所述雙向DC/DC變換器主電路連于蓄電池和超級(jí)電容器之間，其特征在于所述蓄電池、超級(jí)電容器正負(fù)極之間設(shè)有電壓傳感器，所述雙向DC/DC變換器主電路由四個(gè)功率開(kāi)關(guān)管組成雙橋臂，所述功率開(kāi)關(guān)管控制器控制功率開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通和關(guān)斷。所述功率開(kāi)關(guān)管控制器接收整車(chē)控制信號(hào)，并采集電壓傳感器信號(hào)，通過(guò)比較電壓傳感器信號(hào)，控制各功率開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通和關(guān)斷。所述整車(chē)控制信號(hào)優(yōu)先級(jí)高于所述電壓信號(hào)。所述功率開(kāi)關(guān)管控制器是一塊CPLD芯片，或者是FPGA芯片，或者是其他可編程芯片。所述雙向DC/DC變換器主電路的雙橋臂之間設(shè)有電抗器和電流傳感器。本實(shí)用新型的有益效果在于采用雙橋臂雙向DC/DC變換器主電路和功率開(kāi)關(guān)管控制器，通過(guò)控制功率開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通和關(guān)斷，實(shí)現(xiàn)能量的雙向流通，使得混合動(dòng)力客車(chē)在超級(jí)電容器電壓達(dá)到極限時(shí)依然可以進(jìn)行電制動(dòng)，將制動(dòng)能量回收至蓄電池，從而提高節(jié)油率。

圖1是本實(shí)用新型的電路結(jié)構(gòu)圖；圖中，BAT為蓄電池，CAPA為超級(jí)電容器，CON為功率開(kāi)關(guān)管控制器，Q1 Q4為功率開(kāi)關(guān)管，SVl和SV2為電壓傳感器，Ll為電抗器，SIl為電流傳感器。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
來(lái)進(jìn)一闡述本實(shí)用新型。如圖1所示，一種帶雙向DC/DC變換器的雙電壓復(fù)合儲(chǔ)能系統(tǒng)，包括蓄電池BAT、超級(jí)電容器CAPA、雙向DC/DC變換器主電路和功率開(kāi)關(guān)管控制器C0N，所述雙向DC/DC變換器主電路連于蓄電池BAT和超級(jí)電容器CAPA之間，其特征在于超級(jí)電容器CAPA正負(fù)極之間設(shè)有電壓傳感器SV1，所述蓄電池BAT正負(fù)極之間設(shè)有電壓傳感器SV2，所述雙向DC/DC變換器主電路由四個(gè)功率開(kāi)關(guān)管QfQ4組成雙橋臂，所述功率開(kāi)關(guān)管控制器CON與功率開(kāi)關(guān)管Q1 Q4連接，控制功率開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通和關(guān)斷。所述功率開(kāi)關(guān)管控制器CON接收整車(chē)控制信號(hào)，并采集電壓傳感器SVl、SV2信號(hào)， 所述整車(chē)控制信號(hào)優(yōu)先級(jí)高于所述電壓信號(hào)，整車(chē)控制信號(hào)表明蓄電池可以進(jìn)行能量回收時(shí)，所述控制器才接收所述電壓傳感器的信號(hào)，通過(guò)比較電壓傳感器信號(hào)，控制各功率開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通和關(guān)斷，具體控制策略如下當(dāng)超級(jí)電容器端電壓比蓄電池電壓低時(shí)，根據(jù)整車(chē)控制信號(hào)及檢測(cè)到的SV1、SV2 信號(hào)，Q3導(dǎo)通，Q1、Q2、Q4關(guān)斷，蓄電池給超級(jí)電容器降壓充電；當(dāng)超級(jí)電容器端電壓比蓄電池電壓低時(shí)，根據(jù)整車(chē)控制信號(hào)及檢測(cè)到的SV1、SV2 信號(hào)，Ql、Q4導(dǎo)通，Q2、Q3關(guān)斷，蓄電池給超級(jí)電容器升壓充電；當(dāng)超級(jí)電容器端電壓比蓄電池電壓高時(shí)，根據(jù)整車(chē)控制信號(hào)及檢測(cè)到的SV1、SV2 信號(hào)，Ql導(dǎo)通，Q2、Q3、Q4關(guān)斷，超級(jí)電容器給蓄電池降壓充電；當(dāng)超級(jí)電容器端電壓比蓄電池電壓高時(shí)，根據(jù)整車(chē)控制信號(hào)及檢測(cè)到的SVl、SV2 信號(hào)，Q4導(dǎo)通，Q1、Q2、Q3關(guān)斷，蓄電池給超級(jí)電容器升壓充電； 所述功率開(kāi)關(guān)管控制器是一塊CPLD芯片，或者是FPGA芯片，或者是其他可編程芯片。所述雙向DC/DC變換器主電路的雙橋臂之間設(shè)有電抗器Ll和電流傳感器SI1。本實(shí)用新型還可以做很多變形，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在不脫離其精神的前提下所作的變形，均應(yīng)視為在本實(shí)用新型保護(hù)范圍之內(nèi)，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍具體見(jiàn)權(quán)利要求書(shū)。
權(quán)利要求1.一種帶雙向DC/DC變換器的雙電壓復(fù)合儲(chǔ)能系統(tǒng)，包括蓄電池、超級(jí)電容器、雙向 DC/DC變換器主電路和功率開(kāi)關(guān)管控制器，所述雙向DC/DC變換器主電路連于蓄電池和超級(jí)電容器之間，其特征在于所述蓄電池、超級(jí)電容器正負(fù)極之間設(shè)有電壓傳感器，所述雙向DC/DC變換器主電路由四個(gè)功率開(kāi)關(guān)管組成雙橋臂，所述功率開(kāi)關(guān)管控制器控制功率開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通和關(guān)斷。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種帶雙向DC/DC變換器的雙電壓復(fù)合儲(chǔ)能系統(tǒng)，其特征在于 所述功率開(kāi)關(guān)管控制器接收整車(chē)控制信號(hào)，并與電壓傳感器通信，通過(guò)比較電壓傳感器信號(hào)，控制各功率開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通和關(guān)斷。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種帶雙向DC/DC變換器的雙電壓復(fù)合儲(chǔ)能系統(tǒng)，其特征在于 所述整車(chē)控制信號(hào)優(yōu)先級(jí)高于所述電壓信號(hào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種帶雙向DC/DC變換器的雙電壓復(fù)合儲(chǔ)能系統(tǒng)，其特征在于 所述功率開(kāi)關(guān)管控制器是一塊CPLD芯片，或者是FPGA芯片，或者是其他可編程芯片。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種帶雙向DC/DC變換器的雙電壓復(fù)合儲(chǔ)能系統(tǒng)，其特征在于 所述雙向DC/DC變換器主電路的雙橋臂之間設(shè)有電抗器和電流傳感器。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種帶雙向DC/DC變換器的雙電壓復(fù)合儲(chǔ)能系統(tǒng)，包括蓄電池、超級(jí)電容器、雙向DC/DC變換器主電路和功率開(kāi)關(guān)管控制器，所述雙向DC/DC變換器主電路連于蓄電池和超級(jí)電容器之間，其特征在于所述蓄電池、超級(jí)電容器正負(fù)極之間設(shè)有電壓傳感器，所述雙向DC/DC變換器主電路由四個(gè)功率開(kāi)關(guān)管組成雙橋臂，所述功率開(kāi)關(guān)管控制器控制功率開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通和關(guān)斷。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了能量的雙向流通，使得混合動(dòng)力客車(chē)在超級(jí)電容器電壓達(dá)到極限時(shí)依然可以進(jìn)行電制動(dòng)，將制動(dòng)能量回收至蓄電池，從而提高節(jié)油率。
文檔編號(hào)H02J15/00GK202309239SQ201120435158
公開(kāi)日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2011年11月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月7日
發(fā)明者張斌斌, 彭再武, 毛懿坪, 王堅(jiān), 蔣時(shí)軍 申請(qǐng)人:湖南南車(chē)時(shí)代電動(dòng)汽車(chē)股份有限公司