[发明专利]一种基于超级电容组的混合动力系统的工作方法

权利要求书

1.一种基于超级电容组的混合动力系统的工作方法，其特征在于：所述基于超级电容组的混合动力系统包括主动力系统、辅动力系统、能源消耗及生成系统和直流母线；所述主动力系统包括动力源、整流装置及升压变频器，所述动力源为市电或柴油发电机组，所述整流装置将交流电转换成直流电，所述升压变频器提升直流母线电压，同时用于控制动力源的输出功率；所述辅动力系统包括双向DC/DC变换器及超级电容组，所述双向DC/DC变换器安装在直流母线与超级电容组之间，能够改变能量流动方向，当系统耗能时，双向DC/DC变换器控制超级电容组能量流向直流母线，双向DC/DC变换器工作在BOOST模式下，实现升压功能；当系统产生能量时，双向DC/DC变换器控制直流母线的能量流向超级电容组，双向DC/DC变换器工作在BUCK模式下，实现降压功能，对超级电容进行充电；所述能源消耗及生成系统包括制动单元、安全电阻、逆变装置、起升机构、小车行走机构及大车行走机构，所述制动单元接在直流母线和安全电阻之间，所述逆变装置接在直流母线与起升机构、小车行走机构及大车行走机构之间，将直流电转变成交流电；

所述基于超级电容组的混合动力系统的工作方法包括以下步骤：

（1）设置基准电压U1、U2、U3、U4，U1U2U3U4，U1为非工作区电压，U1按升压变频器承受的安全电流大小进行动态计算确定，U2为二分之一混合工作区电压最大值，U3为递减混合区电压最大值，U4为独立工作区电压最大值，U2~U4根据负载所需要的功率大小、超级电容组的储能，按照负载所需能量的比值大小计算确定；

（2）检测超级电容组电压U；

（3）比较U与U1、U2、U3、U4的大小；

（4）若U≥U4，则打开制动单元，接通安全电阻，消耗多余的能量，保证系统的安全性；

（5）若U3＜U＜U4，则为独立工作区电压，此时负载功率全部由超级电容组提供，动力源输出接近于0；

（6）若U2＜U≤U3，则为递减混合区电压，计算出负载功率，超级电容组提供的功率由100%逐渐递减至50%，动力源提供的功率由0逐渐递增至50%；

（7）若U1＜U≤U2，则为二分之一混合工作区电压，计算出负载功率，超级电容组和动力源各提供二分之一负载所需功率；

（8）若U≤U1，则为非工作区电压，此时停止超级电容组放电，由动力源给超级电容组补充充电，保证超级电容组以及系统的安全。