專利名稱：一種采用超級(jí)電容構(gòu)成的快速充電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電動(dòng)汽車充電技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種采用超級(jí)電容構(gòu)成的快速充電系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
插電式純電動(dòng)汽車是通過地面充電機(jī)將電能充入車載的動(dòng)力電池儲(chǔ)能系統(tǒng)，車輛就是利用了充入的電能將電能轉(zhuǎn)換成動(dòng)能使車輛運(yùn)行的?，F(xiàn)有技術(shù)由于充電時(shí)的電流不能做到足夠的大，因此，往往使整個(gè)充電過程顯得過于緩慢，有的甚至需要數(shù)小時(shí)，雖然動(dòng)力型鋰電池或其它種類的電池具備快速充電的特征和能力，但很多應(yīng)用受到充電裝置瞬間大功率充電瓶頸的限制，從而無法在短時(shí)間內(nèi)完成整個(gè)充電過程。再者，充電機(jī)的能量取自于電網(wǎng)，研發(fā)大功率的充電裝置，還受到電網(wǎng)瞬間能力的局限，一般的高效高功率的充電機(jī)，其電流在幾百到數(shù)千安培，如此高的電流瞬間需求必然增加了電網(wǎng)輸配電的壓力和負(fù)擔(dān)；在一個(gè)局域性充電場(chǎng)中，都是一個(gè)充電機(jī)面對(duì)著一輛車， 在這些車輛同時(shí)啟動(dòng)充電過程的瞬間必然會(huì)造成電網(wǎng)的負(fù)荷沖擊，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使電網(wǎng)趨于癱瘓。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種采用超級(jí)電容構(gòu)成的快速充電系統(tǒng)， 使大電流和大功率的瞬態(tài)充電過程給電網(wǎng)造成的影響最小，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了功率優(yōu)化配比，從而真正實(shí)現(xiàn)了滿負(fù)荷功率過程充電給動(dòng)力電池系統(tǒng)帶來的過程優(yōu)化，延長電池的使用壽命。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是提供一種采用超級(jí)電容構(gòu)成的快速充電系統(tǒng)，包括主控制器、電源轉(zhuǎn)換模塊、超級(jí)電容組模塊、快速充電裝置和車載電堆模塊，所述的主控制器分別與所述的電源轉(zhuǎn)換模塊、快速充電裝置和車載電堆模塊相連；所述的電源轉(zhuǎn)換模塊的輸入端與輸入電源相連，輸出端與所述的超級(jí)電容組模塊的輸入端相連；所述的超級(jí)電容組模塊的輸出端與所述的快速充電裝置的輸入端相連；所述的快速充電裝置的輸出端與所述的車載電堆模塊的輸入端相連。所述的超級(jí)電容組模塊的輸出端與所述的快速充電裝置的輸入端之間還設(shè)有可控接觸器；所述的可控接觸器的控制端與所述的主控制器相連。所述的主控制器由FPGA芯片和DSP芯片組成。所述的電源轉(zhuǎn)換模塊為AC/DC電源模塊或DC/DC電源模塊。所述的快速充電裝置為由正激變換器構(gòu)成的DC/DC電源模塊。有益效果由于采用了上述的技術(shù)方案，本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下的優(yōu)點(diǎn)和積極效果本實(shí)用新型將提供瞬間功率電流的由超級(jí)電容來承擔(dān)，傳統(tǒng)電網(wǎng)線路只需提供能力范圍的負(fù)荷即可，如此充分利用了超級(jí)電容所具有的高功率特征，將電網(wǎng)給予的能量先存放于超級(jí)電容中，然后由超級(jí)電容提供幾百乃至數(shù)千安培的功率電流為動(dòng)力電池進(jìn)行可控可調(diào)節(jié)的充電，這樣的過程最大程度地滿足了電池優(yōu)化充電過程的需求，并將電池的充電時(shí)間從小時(shí)的單位降低到分鐘的時(shí)間單位。

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)方框圖；圖2是本實(shí)用新型中快速充電裝置的電路圖；圖3是本實(shí)用新型中快速充電裝置的原理圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說明本實(shí)用新型而不用于限制本實(shí)用新型的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本實(shí)用新型講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本實(shí)用新型作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書所限定的范圍。本實(shí)用新型的實(shí)施方式涉及一種采用超級(jí)電容構(gòu)成的快速充電系統(tǒng)，如圖1所示，包括主控制器1、電源轉(zhuǎn)換模塊3、超級(jí)電容組模塊4、快速充電裝置5和車載電堆模塊 7，所述的主控制器1分別與所述的電源轉(zhuǎn)換模塊3、快速充電裝置5和車載電堆模塊7相連；所述的電源轉(zhuǎn)換模塊3的輸入端與輸入電源2相連，輸出端與所述的超級(jí)電容組模塊4 的輸入端相連；所述的超級(jí)電容組模塊4的輸出端與所述的快速充電裝置5的輸入端相連； 所述的快速充電裝置5的輸出端與所述的車載電堆模塊7的輸入端相連。其中，主控制器1 由FPGA芯片和DSP芯片組成，用于向電源轉(zhuǎn)換模塊3、快速充電裝置5和車載電堆模塊7發(fā)出控制信息，并采集上述裝置或模塊的數(shù)據(jù)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)算法。電源轉(zhuǎn)換模塊3用于將輸入電源2轉(zhuǎn)換為直流電源，電源轉(zhuǎn)換模塊3為AC/DC電源模塊或DC/DC電源模塊，具體為何種電源模塊取決于輸入電源2，當(dāng)輸入電源2為交流電時(shí)，電源轉(zhuǎn)換模塊3為AC/DC電源模塊，當(dāng)輸入電源2為直流電時(shí)，電源轉(zhuǎn)換模塊3為DC/DC電源模塊。超級(jí)電容組模塊4由多個(gè)串聯(lián)的超級(jí)電容組成，用于將電源轉(zhuǎn)換模塊3轉(zhuǎn)換后得到的直流電進(jìn)行儲(chǔ)存，由于多個(gè)串聯(lián)的超級(jí)電容具有在瞬間釋放數(shù)千安培電流的能力，從而可提供快速充電所必須的能量?？焖俪潆娧b置5用于對(duì)車載電堆模塊7進(jìn)行充電，其充電過程有二大特征第一，能實(shí)現(xiàn)快速、 大功率、大能量的快充；第二，充電過程受控于車載電池管理系統(tǒng)提供的優(yōu)化動(dòng)態(tài)參數(shù)。車載電堆模塊7由車載的超級(jí)電容和動(dòng)力鋰電池構(gòu)成，用于為電動(dòng)汽車提供動(dòng)力源。在為超級(jí)電容組模塊4中的超級(jí)電容進(jìn)行充電時(shí)，為了避免大功率的能量直接沖擊快速充電裝置 5，需要在超級(jí)電容組模塊4的輸出端與快速充電裝置5的輸入端之間設(shè)有可控接觸器6，該可控接觸器6的控制端與主控制器1相連，當(dāng)在為超級(jí)電容組模塊4中的超級(jí)電容進(jìn)行充電時(shí)，主控制器1控制該可控接觸器6打開即可防止大功率的能量直接沖擊快速充電裝置 5。所述的快速充電裝置為由正激變換器構(gòu)成的DC/DC電源模塊，其電路圖如圖2所示，圖中，電壓輸入端通過RC濾波電路與Buck型DC/DC主回路的第三管腳相連；Buck型DC/ DC主回路的第一管腳通過LC濾波電路與電壓輸出端相連。其原理圖如圖3所示。本實(shí)用新型為了防止在充電過程中造成對(duì)電網(wǎng)的干擾和影響，加入了超級(jí)電容組模塊，在啟動(dòng)充電過程的開始，首先由電網(wǎng)的電能實(shí)現(xiàn)對(duì)超級(jí)電容組模塊中的超級(jí)電容進(jìn)行充電，主控制器控制可控接觸器處于斷開狀態(tài)，整個(gè)充電過程由預(yù)先設(shè)置的功率，實(shí)現(xiàn)低速充電。當(dāng)超級(jí)電容組模塊中的超級(jí)電容的電量被充滿的時(shí)候，主控制器控制可控接觸器閉合，并啟動(dòng)快速充電裝置，充電系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)瞬間的大電流、大功率的充電，其瞬間超級(jí)電容上的電流將可以達(dá)到數(shù)千安培，其峰值電流是可控可調(diào)，并得到系統(tǒng)的優(yōu)化組合。車載電堆模塊給出的信息是與當(dāng)時(shí)電池的動(dòng)態(tài)信息有關(guān)，其調(diào)節(jié)過程將受控于此。需要說明的是，快速充電裝置在充電過程中同樣也受限于超級(jí)電容組模塊中超級(jí)電容的能量，當(dāng)隨著充電時(shí)間的推移，超級(jí)電容組模塊中超級(jí)電容的電壓和能量趨于下降態(tài)勢(shì)，為了再次對(duì)超級(jí)電容補(bǔ)充能量，系統(tǒng)將控制電源轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)，以滿足在快速充電裝置運(yùn)行，此時(shí)只需適度提供小功率能量即可(其算法由主控制器實(shí)施)。不難發(fā)現(xiàn)，本實(shí)用新型的目的是使大電流和大功率的瞬態(tài)充電過程給電網(wǎng)造成的影響最小，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了功率優(yōu)化配比，從而真正實(shí)現(xiàn)了滿負(fù)荷功率過程充電給動(dòng)力電池系統(tǒng)帶來的過程優(yōu)化，延長電池的實(shí)用壽命。
權(quán)利要求1.一種采用超級(jí)電容構(gòu)成的快速充電系統(tǒng)，包括主控制器(1)、電源轉(zhuǎn)換模塊(3)、超級(jí)電容組模塊G)、快速充電裝置( 和車載電堆模塊(7)，其特征在于，所述的主控制器 ⑴分別與所述的電源轉(zhuǎn)換模塊⑶、快速充電裝置(5)和車載電堆模塊(7)相連；所述的電源轉(zhuǎn)換模塊(3)的輸入端與輸入電源( 相連，輸出端與所述的超級(jí)電容組模塊(4)的輸入端相連；所述的超級(jí)電容組模塊的輸出端與所述的快速充電裝置(5)的輸入端相連；所述的快速充電裝置(5)的輸出端與所述的車載電堆模塊(7)的輸入端相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用超級(jí)電容構(gòu)成的快速充電系統(tǒng)，其特征在于，所述的超級(jí)電容組模塊(4)的輸出端與所述的快速充電裝置(5)的輸入端之間還設(shè)有可控接觸器 (6)；所述的可控接觸器(6)的控制端與所述的主控制器(1)相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用超級(jí)電容構(gòu)成的快速充電系統(tǒng)，其特征在于，所述的主控制器(1)由FPGA芯片和DSP芯片組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用超級(jí)電容構(gòu)成的快速充電系統(tǒng)，其特征在于，所述的電源轉(zhuǎn)換模塊( 為AC/DC電源模塊或DC/DC電源模塊。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用超級(jí)電容構(gòu)成的快速充電系統(tǒng)，其特征在于，所述的快速充電裝置(5)為由正激變換器構(gòu)成的DC/DC電源模塊。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種采用超級(jí)電容構(gòu)成的快速充電系統(tǒng)，包括主控制器、電源轉(zhuǎn)換模塊、超級(jí)電容組模塊、快速充電裝置和車載電堆模塊，所述的主控制器分別與所述的電源轉(zhuǎn)換模塊、快速充電裝置和車載電堆模塊相連；所述的電源轉(zhuǎn)換模塊的輸入端與輸入電源相連，輸出端與所述的超級(jí)電容組模塊的輸入端相連；所述的超級(jí)電容組模塊的輸出端與所述的快速充電裝置的輸入端相連；所述的快速充電裝置的輸出端與所述的車載電堆模塊的輸入端相連。本實(shí)用新型使大電流和大功率的瞬態(tài)充電過程給電網(wǎng)造成的影響最小，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了功率優(yōu)化配比，從而真正實(shí)現(xiàn)了滿負(fù)荷功率過程充電給動(dòng)力電池系統(tǒng)帶來的過程優(yōu)化，延長電池的使用壽命。
文檔編號(hào)H02J15/00GK202042922SQ20112014392
公開日2011年11月16日 申請(qǐng)日期2011年5月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月9日
發(fā)明者帥鴻元, 陸政德 申請(qǐng)人:上海三玖電氣設(shè)備有限公司