[发明专利]超级电容器CAN电气模块化集成系统

说明书

技术领域

本发明涉的是一种超级电容器CAN电气模块化集成系统，属于电力电子储能技术领域。

背景技术

超级储能电容器在未来的电力电子系统里将会扮演一个越来越重要的角色。带有超级储能电容器的电力电子将会被广泛应用到电动汽车，混合电力汽车，太阳能发电，不间断电源，电网保护以及可再生能源系统中。超级储能电容器的应用能够极大地提升电力电子系统的性能。但是目前超级储能电容器单体电压只有2.7~4.1V，远不能满足目前电力电子系统对储能装置的要求。因此，必须把多个单体电容器集成为一个超级储能电容器模块，才能够被电力电子系统所应用。

发明内容

本发明提出的是一种超级电容器CAN电气模块化集成系统，其目的旨在克服单一超级电容器不能被电动汽车，混合电力汽车，太阳能发电，不间断电源，电网保护以及可再生能源电力电子系统应用的问题，解决 低压的超级电容器单个模块和系统应用所要求的高压匹配的问题； 超级电容器模块的内部诊断问题； 超级电容器模块和主控系统的通讯问题。

本发明的技术解决方案：其结构包括多单体超级电容器单元和检测和CAN总线控制单元二部分，其中多单体超级电容器单元的信号输出/输入端与检测和CAN总线控制单元的信号输入/输出端对应相接，检测和CAN总线控制单元的信号输入端接CAN总线。

本发明的有益效果：克服了单体超级电容器不能够被电力电子系统，例如电动汽车，混合电力汽车，太阳能发电，不间断电源，电网保护以及可再生能源系统中直接使用的缺点。利用本装置把多个单体电容器集成为一个超级储能电容器模块。集成后的模块可以广泛地被电动汽车，混合电力汽车，太阳能发电，不间断电源，电网保护以及可再生能源系统使用，具有广泛的市场应用前景。

附图说明

附图1是超级电容器CAN电气模块化集成系统的结构示意图。

附图2是多单体超级电容器单元的结构示意图。

附图3是检测和CAN总线控制单元的结构示意图。

附图4是CAN总线控制单元的示意图。

具体实施方式

对照附图1，超级电容器CAN电气模块化集成系统的结构包括多单体超级电容器单元和检测和CAN总线控制单元二部分，其中多单体超级电容器单元的信号输出/输入端与检测和CAN总线控制单元的信号输入/输出端对应相接，检测和CAN总线控制单元的信号输入端接CAN总线。

所述的检测和CAN总线控制单元，该单元周期性接收电压/电流信号，通过所接收电压/电流信号对超级电容器模块进行诊断，并通过CAN总线向主系统报告目前的超级电容器模块的工作状态。

对照附图2，多单体超级电容器单元是由多个单体电容器组成，图2中的点V₁~V₁₀是10个内部的电压检测点，通过这10个内部电压检测点，可以对整个单元进行内部开路和短路的故障检测。超级电容器模块内部电压检测网络是由多个串联分压电路并联构成。每一个串联分压电路用来检测一个节点的对地电压。串联分压电路的目的是调节输入到单片机模数转换口的电压幅度，使之满足点片机输入口的电压信号要求。

对照附图3，检测和CAN总线控制单元包括检测单元和CAN总线控制单元，其中检测单元用于检测每一层电容器的对地电压，并计算出每一层电容器的差分电压，通过和预先设定的差分电压比较，判定该层电容器是不是在正常工作状态，短路状态或者是断路状态，由CAN总线控制单元负责把所检测的数据和处理结果发送给主系统；所述的CAN总线控制单元包括一个带CAN总线电路单元的单片机和，一个数字信号隔离单元，一个CAN总线的接口芯片，其中CAN总线电路单元的单片机把所需要发送的数据通过发送线发送给数字信号隔离单元，数字信号隔离单元再发送CAN总线的接口芯片，CAN总线的接口芯片收到后把数据变换成差分的CAN信号，发送到系统的CAN High和CAN Low 线,所有连接到CAN系统的设备都可以接收到这个信号；另一方面，CAN总线的接口芯片在时刻监测CAN总线的CAN High和CAN Low 线，如果检测到任何信号，CAN总线的接口芯片会把这个信号变换成数字信号，发送给数字信号隔离单元，数字信号隔离单元再发送给单片机的CAN总线电路单元；这样，就可以完成连接到同一组 CAN总线上的计算机控制器的数据通讯。

超级电容器模块内部电压通过分压电阻网络把电压信号输送给单片机。