[发明专利]兼容UV/2UV输出的启动电源控制电路及其控制方法

说明书

本发明提供了一种兼容UV/2UV输出的启动电源控制电路及其控制方法，包括：电池组、BMS电池管理控制电路、第一超级电容模组、第二超级电容模组、多个继电器和主控单元电路。本发明的控制电路适用于锂离子电池给超级电容器充电、超级电容器进行脉冲大倍率放电的车在启动电源领域，可以兼容多种电压用电需求；通过设置继电器来实现超级电容器的串并联切换，通过主控单元实现自主切换，提升了系统的自动化程度，有效简化了系统硬件配置；通过在选用带辅助触点功能的继电器和设置电压采样检测点，可有效识别继电器故障，进而防止超级电容器短路故障的发生，有效提升系统工作可靠性。

技术领域

本发明涉及电源控制领域，具体地，涉及一种兼容UV/2UV输出的启动电源控制电路及其控制方法。

背景技术

在民用或军用领域，运输车辆的汽油发动机、柴油发动机通常都是使用铅酸蓄电池带动发电机完成启动过程，铅酸蓄电池本身存在极化较大、性能受高低温影响大的特点，特别是军用坦克等大功率发动机，在恶劣气候条件下常常出现启动难的现象。军用装备启动电源采用低温锂离子电池和超级电容组作为辅助能源供给装置，在上述恶劣条件下提供机车启动过程的电功率供给。

运输车辆根据发动机功率等级的不同，辅助电力有12V和24V两种电压规格，考虑装备使用的便利性，需要设计一种兼容12V/24V输出的通用启动电源设备。设备配置一个输出口，通过档位开关方便地选择24V或12V输出。由于内部锂离子电池组电压等级固定，启动电源通常采用12V或24V的固定输出设计，需要在体积和重量约束的条件下实现12V/24V兼容通用输出的最优设计。有些设计思路采用了锂离子电池组中间抽头的方式，通常是7串锂离子电池组从第4串位置处抽头，这种方式严重破坏了锂离子电池串联成组使用单体之间的均衡度，降低了整组的有效容量，同时很大程度降低了电池的使用寿命。

如何基于24V启动电源中锂离子电池组和超级电容器模组的典型设计，经过最小代价的改进使设备兼容具备12V电源的功能，同时保证电池组的性能和寿命最优、最大程度地保证电路工作的可靠性是需要面对和解决的问题。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种兼容UV/2UV输出的启动电源控制电路及其控制方法。

根据本发明提供的一种兼容UV/2UV输出的启动电源控制电路，包括：电池组、BMS电池管理控制电路、第一超级电容模组、第二超级电容模组、多个继电器和主控单元电路；

所述电池组与所述BMS电池管理控制电路串联，继电器K1和继电器K2依次串联在所述BMS电池管理控制电路的外端与所述启动电源控制电路的正输出端之间，所述电池组的外端连接所述启动电源控制电路的负输出，继电器K1与DC/DC电源并联；

所述第一超级电容模组和继电器K5串联，所述第一超级电容模组的外端连接在继电器K1和继电器K2之间，继电器K5的外端连接所述启动电源控制电路的负输出；

继电器K4与所述第二超级电容模组串联，继电器K4的外端连接在继电器K1和继电器K2之间，所述第二超级电容模组的外端连接所述启动电源控制电路的负输出；

继电器K3的一端连接在所述第一超级电容模组和继电器K5之间，继电器K3的另一端连接在继电器K4与所述第二超级电容模组之间；

所述主控单元电路检测继电器K1、继电器K2、继电器K3、继电器K4和继电器K5的通断状态，以及采集继电器K1与所述第一超级电容模组之间的电压、继电器K2与所述正输出之间的电压以及继电器K3两端的电压。

优选地，所述电池组与所述BMS电池管理控制电路的外端分别连接外部充电接口，仅在继电器K3闭合且继电器K4、继电器K5断开的情况下，所述第一超级电容模组和所述第二超级电容模组通过所述电池组充电。

优选地，在继电器K3闭合且继电器K4、继电器K5断开的情况下，所述第一超级电容模组和所述第二超级电容模组串联，能够对外进行2UV供电；