[发明专利]一种基于Buck/Boost电路的混合储能系统直流变换器及其控制方法

摘要

本发明公开了一种基于Buck/Boost电路的混合储能系统直流变换器及其控制方法，由超级电容、蓄电池组、第一电感、第二电感、第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第一电容、第二电容组成。用于检测超级电容和蓄电池组荷电状态，以及所需功率或所回收功率的大小，本发明可以通过控制第一MOS管、第二MOS管和第三MOS管的开闭，组合形成不同的Buck或Boost电路，使混合储能系统通过升压或降压以最高效率模式工作。本发明可以实现混合储能系统以较高的效率运行，同时可有效地减少蓄电池组的循环次数，延长其使用寿命。

主权项

1.一种基于Buck/Boost电路的混合储能系统直流变换器的控制方法，其特征在于，所述的基于Buck/Boost电路的混合储能系统直流变换器，包含超级电容、蓄电池组、第一电感、第二电感、第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第一电容、第二电容；超级电容正极与第一电感一端相连，第一电感另一端、第一MOS管漏极、第三MOS管源极、第一二极管阴极与第三二极管阳极相连，蓄电池组正极、第二电感一端与第一电容一端相连，第二电感另一端、第一MOS管源极、第二MOS管漏极、第一二极管阳极与第二二极管阴极相连，第三MOS管漏极、第三二极管阴极、第二电容一端与逆变器输入端一端相连，超级电容负极、第二MOS管源极、第二二极管阳极、第一电容另一端、蓄电池组负极、第二电容另一端与逆变器输入端另一端相连；控制方法具体如下：通过电压采集电路采集的母线电压，电流采集电路采集的母线电流，以确定需求功率；通过电压采集电路采集超级电容电压，通过监测蓄电池组荷电状态，确定超级电容和蓄电池组的荷电状态，然后通过控制第一MOS管、第二MOS管和第三MOS管的开闭，实现超级电容单独输出、超级电容主输出蓄电池组辅助输出、蓄电池组主输出超级电容辅助输出、超级电容输出并为蓄电池组充电、蓄电池组输出并为超级电容充电、超级电容单独回收和蓄电池组与超级电容共同回收七种模式；所述的七种模式具体实现方法如下：当需求功率为正时，此时为能量输出状态，通过保持第一MOS管和第二MOS管和第三MOS管关闭，使混合储能系统实现超级电容单独输出模式工作；保持第二MOS管和第三MOS管为关闭状态，通过控制第一MOS管开闭，使混合储能系统实现超级电容输出并为蓄电池组充电模式工作；保持第三MOS管为关闭状态，通过控制第一MOS管和第二MOS管同步开闭，使混合储能系统实现超级电容主输出蓄电池组辅助输出模式工作；保持第三MOS管为关闭状态，通过控制第一MOS管和第二MOS管开闭组合，其中第二MOS管控制占空比高于第一MOS管，使混合储能系统实现蓄电池组主输出超级电容辅助输出模式工作；保持第一MOS管和第三MOS管为关闭状态，控制第二MOS管开闭，使混合储能系统实现蓄电池组输出并为超级电容充电模式工作；当需求功率为负时，此时为能量回收状态，保持第一MOS管和第二MOS管关闭，控制第三MOS管开闭，使混合储能系统实现超级电容单独回收模式工作；保持第二MOS管关闭，保持第三MOS管打开，控制第一MOS管开闭，使混合储能系统实现超级电容和电池共同回收能量模式工作。