[发明专利]复合能源系统及控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及由锂离子电池或者铅酸电池与超级电容器模组构成的复合电源的控制技术领域，尤其涉及一种复合能源系统及控制方法。 

背景技术

复合能源系统由储能电池组与超级电容器模组通过电子连接和机械连接部件稳固集合而成的一个整体。目前，常用的储能电池组包括铅酸电池组、锂离子电池组和燃料电池组。复合电源通过超级电容器模组高功率密度与储能电池组高能量密度之间的优势互补，满足应用现场对能量和功率的同时需求。 

然而，由于超级电容器模组和储能电池组自身特性的不同，直接将超级电容器模组并入现有的储能电池组时，如果没有一定的电子控制手段，往往会造成储能电池组的损坏。比如，由于超级电容器模组的漏电流比较大，当超级电容器模组放电到0V时，如果不对超级电容器模组和储能电池组之间的能量流动做出一定的调度，将会有很大的电流通过储能电池组向超级电容模组充电，这样会出现打火或由于大电流放电而损坏储能电池组。另外，当超级电容器和储能电池组长时间闲置不用时，超级电容器模组会将储能电池组的能量不断消耗，以至将储能电池组的电压放到过放电压以下，使复合电源的性能受到严重影响，在极端的情况下，甚至引发安全隐患。 

发明内容

为了解决现有技术的问题，本发明实施例提供了一种储能电池组不 会因为超级电容器模组的漏电流自放电而被超级电容器模组过放电的复合能源系统及控制方法。所述技术方案如下： 

一方面，提供了一种复合能源系统，其包括复合电源，所述复合电源包括并联连接的储能电池组与超级电容器模组，所述复合能源系统还包括控制系统；所述控制系统包括控制单元、预充电控制电路、分流控制电路及放电/欠压控制电路；所述预充电控制电路连接于所述控制单元，且所述预充电控制电路包括一个连接所述储能电池组和所述超级电容器模组的第一电子开关；所述分流控制电路连接于所述控制单元，且所述分流控制电路包括一个第二电子开关及一个与所述储能电池组串联的限流电阻；所述放电/欠压控制电路连接于所述控制单元，且所述放电/欠压控制电路包括一个连接所述储能电池组和所述超级电容器模组的第三电子开关。 

进一步地，所述控制单元包括信息采集模块及与所述信息采集模块连接的逻辑控制模块，所述信息采集模块电气连接所述复合电源的两端、所述超级电容器模组及所述储能电池组所在的支路，所述预充电控制电路、所述分流控制电路及所述放电/欠压控制电路均连接所述逻辑控制模块。 

进一步地，所述控制单元还包括与所述逻辑控制模块连接的脉冲宽度调制模块，所述控制系统还包括连接所述接脉冲宽度调制模块和所述复合电源的充电控制电路。 

进一步地，所述控制单元为一个单片机。 

另一方面，还提供了一种控制方法，用于对上述复合能源系统进行控制，当所述复合电源的电压值小于系统预设的放电电压阀值或所述复合电源的电压变化梯度为与由所述复合电源自放电引起的电压变化梯度对比的结果范围为0.8-1时，所述逻辑控制模块控制所述第三电子开关断开。 

进一步地，所述信息采集模块周期性的检测所述复合电源的电压并发送给所述逻辑控制模块；所述逻辑控制模块将所述电压值与所述系统预设的放电电压阀值进行比较，并根据比较结果发出控制信号给所述放电/欠压控制电路，使得所述第三电子开关断开。 

进一步地，当所述储能电池组的支路电流大于所述系统设定的允许通过的最大电流值时，所述逻辑控制模块控制所述第二电子开关断开。 

进一步地，所述信息采集模块采集所述储能电池组所在支路的支路电流并发送给所述逻辑控制模块；所述逻辑控制模块将所述储能电池组的支路电流与系统设定的允许通过的最大电流值进行比较，并根据比较结果发出控制信号给所述分流控制电路，使得所述第二电子开关断开。 

进一步地，所述信息采集模块周期性的检测所述复合电源的电压并发送给所述逻辑控制模块；所述逻辑控制模块进行分析得到所述复合电源的电压变化梯度；所述逻辑控制模块将所述复合电源的电压变化梯度与所述系统预设的放电电压阀值进行比较，当对比结果范围为0.8-1时，所述逻辑控制模块发出控制信号给所述放电/欠压控制电路，使得所述第三电子开关断开。 

进一步地，当信息采集模块采集到的所述超级电容器模组与所述储能电池模组的端电压的差值大于所述控制单元设定的差值时，所述逻辑控制模块控制所述第一电子开关导通、控制所述第三电子开关断开 

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：