[发明专利]一种混合储能电源瞬时电流控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种混合储能电源的控制系统，更具体地说，涉及一种混合储能电源瞬时电流控制系统，适用于冲击性负载的应用场合。

背景技术

直流储能是新能源汽车、移动式储能电站等应用领域中的重要技术，单一蓄电池储能具有能量密度高的特点，但是也存在大电流充放电难的问题；超级电容具有比功率高，可大电流充放电，且充放电反应时间迅速，循环寿命长的优点，其缺点是比能量较低，续航里程较短。而采用蓄电池组和超级电容组结合而成的混合储能电源兼具高能量密度和高功率密度的优点，能够解决冲击性负载的瞬时大电流需求问题，在工业生产领域具有良好的应用前景。如中国专利号ZL201420099721.8，授权公告日为2014年7月30日，发明创造名称为：自适应滤波器功率分流控制的混合动力车复合电源，该申请案涉及一种自适应滤波器功率分流控制的混合动力车复合电源。该复合电源包括蓄电池、超级电容器和双向DC/DC变换器。蓄电池直接与功率总线相连，作为主要电源；超级电容器通过双向DC/DC变换器与功率总线连接，与双向DC-DC变换器串联构成辅助电源。双向DC-DC变换器采用非隔离半桥结构。该申请案中的复合电源中超级电容器对蓄电池进行功率补偿，复合电源的整体效率显著提高；超级电容器可以迅速高效地大电流充放电，最大限度地回收了再生制动能量。

尽管由蓄电池、超级电容器组成的混合储能电源具有上述优势，但是，对于混合储能电源来说，如何充分发挥蓄电池和超级电容器的优势以达到更好的调控效果是本领域技术人员正在面对的技术难题。为了保证混合储能电源能够输出稳态电流，满足冲击性负载的瞬时电流需求，亟需针对上述的混合储能电源设计一款瞬时电流控制系统。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

本发明的目的在于提供一种混合储能电源瞬时电流控制系统，采用本发明的技术方案，通过混合储能电源的蓄电池组输出稳态电流，通过混合储能电源的超级电容组输出峰值电流实现冲击性负载的瞬时电流需求，并充分考虑蓄电池组和超级电容组的端口电压运行范围，限制了蓄电池组的输出电流，避免了蓄电池组过电流放电，保证了蓄电池组放电电流在其安全运行范围内，系统效率高、可控性强、储能电源寿命高，尤其适用于冲击性负载的应用场合。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

本发明的一种混合储能电源瞬时电流控制系统，包括混合储能电源、DC/AC逆变器、电流检测模块、数字控制模块和电压检测模块，所述的电流检测模块检测负载的电流并传送给数字控制模块，所述的电压检测模块检测混合储能电源中蓄电池组和超级电容组的端口电压并传送给数字控制模块，所述的数字控制模块根据蓄电池组和超级电容组的端口电压、负载所需的瞬时电流驱动DC/AC逆变器，所述的混合储能电源通过DC/AC逆变器向负载提供瞬时电流。

更进一步地，所述的数字控制模块对DC/AC逆变器的驱动规则为：

(a)当蓄电池组的端口电压u_bat(t)＜u_{bat min}时，蓄电池组的输出电流i_bat(t)＝0；

(b)当超级电容组的端口电压u_su(t)＜u_{su min}时，超级电容组的输出电流i_su(t)＝0；

(c)当蓄电池组的端口电压u_{bat min}＜u_bat(t)＜u_{bat max}，超级电容组的端口电压u_{su min}＜u_su(t)＜u_{su max}时，且当负载所需的瞬时电流i(t)≤i_{bat max}时，则i_bat(t)＝i(t)；

(d)当蓄电池组的端口电压u_{bat min}＜u_bat(t)＜u_{bat max}，超级电容组的端口电压u_{su min}＜u_su(t)＜u_{su max}时，且当负载所需的瞬时电流i(t)＞i_{bat max}时，i_bat(t)＝i_{bat max}；i_su(t)＝i(t)-i_{bat max}；