[实用新型]一种超级电容与蓄电池混合储能器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种超级电容与蓄电池混合储能器，确切地说是应用于车间物流移动搬运车中的混合储能及供电系统。属混合储能及供电充电领域。

背景技术

移动搬运车是车间自动化物流系统的重要组成部分，是物流系统实现自动化、智能化柔性化的核心移动搬运单元之一，移动搬运车包括各种导引方式的AGV、行走于地面轨道的穿梭车、行走于货架的穿梭板、多层穿梭车等自动搬运车，或人工电动搬运车。

在特定应用场景中，需要移动搬运车辆自身携带储能装置以实现自主供电，而非通过滑触线电刷的在线取电模式。在这种自主供电模式下，经常存在瞬间频繁大的电流充电、瞬间高功率、车辆变轨等需求。其中，车辆变轨是指行驶在固定轨道上的穿梭车或多层穿梭车从当前巷道变换到其他巷道的行为，只有采用自主供电（自身携带储能装置）的模式方可实现自由换轨。

这种特殊工况下采用现有单一储能单元（单一蓄电池、或者单一超级电容）都往往无法满足需求，这是由于单一蓄电池、单一超级电容本身特性所限制。

发明内容

本实用新型针对电动力移动搬运车辆的特殊需求，提出一种超级电容与蓄电池混合储能器。

本实用新型的目的通过如下技术方案实现。一种超级电容与蓄电池混合储能器，其特征在于混合储能器主要由供电回路和充电回路构成，包括储能单元、电源变换单元、控制管理单元，还包括充电靴（11）、负载（5）以及若干常开、常闭触点、二极管、熔断器和连接导线；

供电回路包括混合供电回路（S1）、超级电容单独供电回路（S3）和蓄电池单独供电回路（S2），三种供电回路可在控制管理单元作用下进行切换；

充电回路包括混合充电回路（C1）、超级电容单独充电回路（C2）和蓄电池单独充电回路（C3），三种充电回路可在控制管理单元的作用下进行切换；

储能单元包括蓄电池（1）和超级电容（3），超级电容（3）在正极串联常闭触点K4后通过第一DC/DC变换器（2）与蓄电池（1）并联连接。

所述蓄电池（1）与超级电容（3）组成的混合供电回路，包括第一DC/DC变换器（2），与其输入端通过常闭触点K4相连接的超级电容（3）及与其输出端相连接的蓄电池（1），还包括蓄电池（1）正极端依次连接的二极管D1、常闭触点K2、熔断器F、第二DC/DC变换器（4）的正极输入端，蓄电池（1）的负极与第二DC/DC变换器（4）输入端负极连接；

所述负载（5）按标注极性与第二DC/DC变换器（4）的输出端连接。

所述控制管理单元由能量管理系统（8）以及与其通过CAN总线、485总线、232串行接口或I/O相连接的电池管理系统（7）、电容管理系统（6）、整车控制系统（10）、充电机（9）所构成；

所述电源变换单元包括第一DC/DC变换器（2）和第二DC/DC变换器（4）。

一种超级电容与蓄电池混合储能器的供电充电方法，其特征在于，所述方法包括充电方法和供电方法；其中：

充电方法：

步骤1：电池管理系统7或电容管理系统6触发充电请求信号，或者直接满足步骤3；

步骤2：能量管理系统8告知整车管理系统10，整车控制系统10向使用该方法的移动设备下发移动到充电位的命令；

步骤3：使用该方法的移动设备到达充电位；

步骤4：充电机输出端与取电靴11对接成功，能量管理系统8根据电池管理系统7、电容管理系统6给出的电池和电容状态信息，做出充电模式判断，如果能量管理系统8控制触点K3、K5、K4闭合，K1、K2断开，则形成混合充电回路C1；如果能量管理系统8控制触点K3、K5闭合，K1、K2、K4断开，则形成超级电容单独充电回路C2；如果能量管理系统8控制触点K1闭合，K2、K3、K5断开，则形成蓄电池单独充电回路C3；

供电方法：能量管理系统8根据电池管理系统7、电容管理系统6给出的信息，做出供电模式判断；如果能量管理系统8控制触点K2、K4闭合，触点K1、K3、K5断开，则构成混合供电回路S1；如果能量管理系统8控制触点K2、K3、K5闭合，触点K1、K4断开，则构成超级电容单独供电回路S2；如果能量管理系统8控制触点K2闭合，触点K1、K3、K4、K5断开，则构成蓄电池单独供电回路S3；