[实用新型]降低超级电容放电电压下限值的装置

说明书

所属技术领域

本实用新型涉及一种以超级电容器组为电源的电动设备，特别是电动车辆尤其是电动客车，该降低超级电容器组放电电压下限值的装置可使超级电容最大限度地释放电容所储存的电能，增加电动车辆的续航里程或降低电动车辆的生产成本。

背景技术

目前，公知的技术是，用于驱动电动车辆的超级电容器，是一个超级电容器组，在其驱动电动机的放电过程中，为了使电动机的端电压不至于过低而达不到电动机所需要的输出力矩，设置了超级电容器的放电电压下限值，这个值一般为超级电容器额定值的1/2，如论文《超级电容系统在电动汽车中的应用》(作者：孙立清 陈伟 王仁贞 袁学)中所述″超级电容工作电压为380～190V″，低于该值时超级电容器需充电后电动车辆才能继续行驶。这就存在着一个很大的缺点，即超级电容器所储存的电能没有充分释放出来，超级电容器还有相当的潜力没有发挥，由此造成电动车辆的续航里程较短，或是在电动车辆到达一定的续航里程时需要安装更多的电容器，从而增加了电动车辆的制造成本。

发明内容

为解决驱动电动车辆的超级电容器组在使用中放电电压不能低于设定的放电电压下限值的问题，本实用新型提供一种降低超级电容放电电压下限值的装置，该装置能使超级电容器组的放电电压下限值由超级电容器组额定电压值的1/2减小到1/4～1/8，最大限度地释放超级电容器组所储存的电能，可增加电动车辆的续航里程，或在达到相同的续航里程的情况下减少超级电容器组容量的20～23％，从而大幅度降低电动车辆的制造成本。

本实用新型解决其技术问题所采取的技术方案是：在由充电器、超级电容器组、超级电容器单元连接方式变换器、电机控制器和电机组成的电动车辆动力系统中，超级电容器组分别与充电器、超级电容器单元连接方式变换器、超级电容器单元控制模块及电机控制器电连接，控制器再与电机电连接，充电器还与电机控制器及超级电容器单元连接方式变换器电连接。其中，超级电容器组也叫法拉电容器组，超级电容器组可由2个、3个或4个超级电容器单元组成，每个超级电容器单元的电容量、额定电压及内阻均相同；由超级电容器单元连接方式变换器实现超级电容器单元的并联、串联或串、并联的状态转换，超级电容器单元连接方式变换 器可由单极开关、三极开关或六极开关组成，2个、3个或4个超级电容单元与超级电容器单元连接方式变换器之间分别有二种连接方式。超级电容器单元连接方式变换器所使用的单极开关数量，在由2个超级电容器单元组成的超级电容器组时使用3个，有两种电连接方式；在由3个超级电容器单元组成的超级电容器组时使用6个，有两种电连接方式；在由4个超级电容器单元组成的超级电容器组时使用11个；超级电容器单元连接方式变换器所使用的三极开关数量，在超级电容器组分成2个超级电容单元时使用1个，有两种电连接方式；在超级电容器组分成3个超级电容器单元时使用2个，有两种电连接方式；超级电容器单元连接方式变换器所使用的六极开关数量，在超级电容器组分成3个超级电容器单元时使用1个，有两种电连接方式；在超级电容器组分成4个超级电容器单元时使用3个。当超级电容器连接方式变换器动作时，电机控制器对电机的输出为零，超级电容器连接方式变换器动作完成，电机控制器恢复对电机的输出。在超级电容器组充电或放电时，如其电压值在额定与设定的最低放电电压值之间，此时所有超级电容器单元并联连接，在超级电容器组的放电电压值低于设定的最低放电电压值时，电机控制器自动停止输出，即对电机输出电压为零，经短时间的延时，超级电容器单元连接方式变换器动作，超级电容器单元的连接方式由并联转为串联或串、并混合连接，再经短时间延时，电机控制器自动恢复输出，超级电容器单元在串联或串、并混合连接方式下，超级电容器组的放电电压值低于设定的最低放电电压值时，电机控制器自动停止输出，具有2个或3个超级电容器单元的超级电容器组进入待充电状态，此时，可选择手动或自动两种模式对超级电容器组进行充电，具有4个超级电容器单元的超级电容器组在超级电容单元全部为串联连接并在超级电容器组的放电电压值低于设定的最低放电电压值时，该超级电容器组即进入待充电状态，也可选择手动或自动两种模式对超级电容器组进行充电，进入充电程序，先使超级电容器单元连接方式变换器动作，将所有超级电容器单元并联，经短时间延时再由充电机对超级电容器组充电，即充电器对超级电容器组充电时，所有超级电容器单元处于并联状态。