[发明专利]一种总线型混合能源装置和混合能源的循环控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及混合能源发电技术领域，尤其涉及一种总线型混合能源装置和混合能源的循环控制方法。

背景技术

随着用电系统中电机类负载的大量使用，用电系统对瞬时能量的需求越来越大，同时，用电多样化趋势明显，使用单一的能源供电体制已无法满足不同场合的要求。

现有技术中，已有一种混合动力公交超级电容与锂电池并联电路，这种电路仅将锂电池和超级电容简单的并联起来，仅可在电容能量充足时缓慢的向电池实现能量补充，不具备在线智能充放电功能，不具备能量管理能力，且该并联系统应用领域较狭窄，扩展性较差。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术不足，提供了一种总线型混合能源装置和混合能源的循环控制方法，能够解决不具备在线智能充放电功能，不具备能量管理能力，且该并联系统应用领域较狭窄，扩展性较差问题。

本发明的技术解决方案：

一方面、一种总线型混合能源装置，包括供电总线、开关电源、超级电容、锂电池、一个单向DC/DC模块、第一双向DC/DC模块、第二双向DC/DC模块以及能源管理控制器；

开关电源通过单向DC/DC变换器挂载于供电总线上并向负载供电，超级电容器通过第一双向DC/DC模块挂载于供电总线上，锂电池通过第二双向DC/DC模块挂载于供电总线上，其中，双向DC/DC变换器具有关断、Buck以及Boost三种工作模式，三种模式的选择由能源管理控制器确定并配置。

进一步的，采用以下任一种工作模式工作：

第一工作模式：该混合能源装置处在充电环节，单向DC/DC变换器处于Boost状态，第一双向DC/DC变换器和第二双向DC/DC变换器处于Buck状态，开关电源为超级电容组和锂电池组充电；

第二工作模式：该混合能源装置处于放电环节，当超级电容组和锂电池组都处于过放状态或开关电源可为负载提供足够的能量时，单向DC/DC变换器处于Boost状态，第一双向DC/DC变换器和第二双向DC/DC变换器处于关断状态，由开关电源独立为负载提供能量；

第三工作模式：该混合能源装置处于放电环节，当锂电池组处于过放或故障且开关电源处于故障或未接的状态时，单向DC/DC变换器处于关断状态，第一双向DC/DC变换器处于Boost状态，第二双向DC/DC变换器处于关断状态，由超级电容组独立为负载提供能量；

第四工作模式：该混合能源装置处于放电环节，当超级电容组处于过放或故障且开关电源处于故障或未接的状态时，单向DC/DC变换器处于关断状态，第一双向DC/DC变换器处于关断状态，第二双向DC/DC变换器处于Boost状态，由锂电池组独立为负载提供能量；

第五工作模式：该混合能源装置处于放电环节，当开关电源和超级电容组恰好可提供足够的能量时，单向DC/DC变换器处于Boost状态，第一双向DC/DC变换器处于Boost状态，第二双向DC/DC变换器处于关断状态，由开关电源和超级电容组并联为负载提供能量；

第六工作模式：该混合能源装置处于放电环节，当超级电容组处于过放或故障且开关电源处于无法提供足够的能量的状态时，单向DC/DC变换器处于Boost状态，第一双向DC/DC变换器B处于关断状态，第二双向DC/DC变换器处于Boost状态，由开关电源和锂电池组并联为负载提供能量；

第七工作模式：该混合能源装置处于放电环节，当开关电源故障或未启动时，单向DC/DC变换器处于关断状态，第一双向DC/DC变换器和第二双向DC/DC变换器处于Boost状态，由超级电容组和锂电池组并联为负载提供能量；

第八工作模式：该混合能源装置处于放电环节，当系统需要足够大的能量时，单向DC/DC变换器、第一双向DC/DC变换器和第二双向DC/DC变换器均处于Boost状态，由开关电源、超级电容组以及锂电池组并联为负载提供能量。

另一方面、一种混合能源的循环控制方法，给定开关电源实时电压Ua，额定电压UA-E，超级电容组实时电压Ub，额定电压UB-E，锂电池组实时电压Uc，额定电压UC-E，供电总线实时电压Ubus，额定电压UBUS-E，超级电容组过放电压UB-MIN，锂电池组过放电压UC-MIN，该方法包括；

读取数据，判断IF是否大于0；

如果IF不大于0，则判断开关电源输出电压Ua是否大于90％UA-E；

若开关电源输出电压Ua不大于90％UA-E，则返回循环流程；若开关电源输出电压Ua大于90％UA-E，则判断超级电容组电压Ub是否大于90％UB-E；