[发明专利]基于双超级电容器模组的三级式高可靠性再生能量控制方法及装置

权利要求书

1.一种基于双超级电容器模组的三级式高可靠性再生能量控制方法，其特征在于步骤如下：

步骤1：电动机工作在发电状态时，将电动机产生的再生能量E_re反馈回直流母线，并将再生能量E_re存储在一个超级电容器模组SC1上，当超级电容器模组SC1存储的能量达到最大存储能量E_sc1m时完成第一级再生能量存储；

步骤2：再生能量E_re继续存储在另一个超级电容器模组SC2上，当超级电容器模组SC2存储的能量达到最大存储能量E_sc2时完成第二级再生能量存储；

如果超级电容器模组SC1上存储的再生能量被使用，使得SC1上存储的实时再生能量E_sc1＜E_sc1m时，再生能量E_re继续存储在超级电容器模组SC1上；

如果超级电容器模组之间满足E_sc1＝E_sc1m、且E_sc2＜E_sc2m，再生能量E_re存储在超级电容器模组SC2上；

步骤3：当超级电容器模组SC1和超级电容器模组SC2上的实时能量均达到最大值时，采用泄放设备将再生能量E_re进行吸收消耗，完成第三级再生能量控制；

所述超级电容器模组SC1和超级电容器模组SC2上存储的再生能量能够被电机或其他设备使用。

2.一种实现权利要求1所述基于双超级电容器模组的三级式高可靠性再生能量控制方法的装置，其特征在于包括：第一超级电容器模组SC1、第二超级电容器模组SC2、逻辑开关组合、双余度双向DC/DC电路、控制电路、驱动电路、U0电压检测电路、U1电压检测电路和U2电压检测电路，连接关系为：

第一超级电容器模组SC1和第二超级电容器模组SC2的正端分别与逻辑开关组合中K3和K4相连，超级电容器模组SC1和SC2的负端与电能输出接口的负端、泄放设备的负端、双余度双向DC/DC电路的LGND相连，通过双余度双向DC/DC电路和不同配置的逻辑开关完成直流母线DC_BUS与超级电容器模组之间能量的双向流动；超级电容器模组SC1和SC2同时与控制电路相连，发送模组中的均衡电路的故障信号和状态信号给控制电路；

双余度双向DC/DC电路高压侧与直流母线DC_BUS相连：HOA为A通道高压输出，与开关S的主控端连接；HOB为B通道高压输出，与开关S的常开触点连接；HGND为通道高压输出负端，与DC_BUS负端连接；双余度双向DC/DC电路低压侧与逻辑开关组合设备相连：LOA为A通道低压输出，与开关K1相连；LOB为B通道低压输出，与开关K2相连；LGND为通道低压输出负端，与超级电容器模组SC1和SC2的负端相连；

控制电路与驱动器通过通信总线相连进行通信交互，控制电路与超级电容器模组SC1和SC2的信号线相连以接收模组反馈的故障信号或状态信号，控制电路与驱动电路相连输出PWM波和I/O信号，控制器与U0电压检测电路、U1电压检测电路和U2电压检测电路相连进行电压采集；

驱动电路与控制电路、双余度双向DC/DC电路、逻辑开关组合相连，驱动电路接收控制电路的PWM信号提升驱动后控制双余度双向DC/DC电路，驱动电路接收控制电路的I/O信号提升驱动后进行逻辑开关组合中各开关的通断控制；

逻辑开关组合：开关K1、开关K3和开关K5串联，开关K2、开关K4和开关K6串联，其中K1和K2分别与双余度双向DC/DC电路低压侧LOA和LOB相连，K3和K4分别与超级电容器模组SC1的正端和SC2的正端相连，K5和K6分别与电能输出接口的正端和泄放设备的正端相连；

电压检测U0电路的输入端分别与DC_BUS的正负端相连，电压检测U1和U2电路的输入端分别与超级电容器模组SC1和SC2的正负端相连，电压检测U0、U1、U2输出端均与控制电路相连完成电压采样；

电能输出接口的正端与逻辑开关组合中开关K5相连，电能输出接口的负端与超级电容器模组的负端相连；

泄放设备的正端与逻辑开关组合中开关K6相连，泄放设备的负端与超级电容器模组的负端相连。