专利名称：超级电容器can电气模块化集成系统的制作方法
技术领域：
本发明涉的是ー种超级电容器CAN电气模块化集成系统，属于电カ电子储能技术领域。
背景技术：
超级储能电容器在未来的电カ电子系统里将会扮演ー个越来越重要的角色。带有超级储能电容器的电カ电子将会被广泛应用到电动汽车，混合电カ汽车，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カ电子系统的性能。但是目前超级储能电容器単体电压只有2. 7^4. IV，远不能满足目前电カ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ー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
本发明提出的是ー种超级电容器CAN电气模块化集成系统，其目的g在克服単一超级电容器不能被电动汽车，混合电カ汽车，太阳能发电，不间断电源，电网保护以及可再生能源电カ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単体超级电容器単元和检测和CAN总线控制単元二部分，其中多単体超级电容器単元的信号输出/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总线控制単元的信号输入端接CAN总线。本发明的有益效果克服了単体超级电容器不能够被电カ电子系统，例如电动汽车，混合电カ汽车，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ー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，混合电カ汽车，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I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总线控制単元的结构示意图。附图4是CAN总线控制单元的示意图。
具体实施例方式对照附图1，超级电容器CAN电气模块化集成系统的结构包括多単体超级电容器単元和检测和CAN总线控制単元二部分，其中多単体超级电容器単元的信号输出/输入端与检测和CAN总线控制単元的信号输入/输出端对应相接，检测和CAN总线控制単元的信号输入端接CAN总线。所述的检测和CAN总线控 制単元，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，多単体超级电容器单元是由多个单体电容器組成，图2中的点V广Vltl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ー个节点的对地电压。串联分压电路的目的是调节输入到单片机模数转换ロ的电压幅度，使之满足点片机输入ロ的电压信号要求。对照附图3，检测和CAN总线控制単元包括检测单元和CAN总线控制単元，其中检测单元用于检测每ー层电容器的对地电压，并计算出每ー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总线控制単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总线控制単元包括ー个带CAN总线电路单元的单片机和，ー个数字信号隔离单元，ー个CAN总线的接ロ芯片，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总线的接ロ芯片，CAN总线的接ロ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总线的接ロ芯片在时刻监测CAN总线的CANHigh和CAN Low线，如果检测到任何信号，CAN总线的接ロ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。对照图4，CAN总线控制単元包括ー个带CAN总线电路单元的单片机和，ー个数字信号隔离单元(光电隔离)，ー个CAN总线的接ロ芯片，其中CAN总线的接ロ芯片信号输出/输入端与数字信号隔离单元的第一信号输入/输出端对对应相接，数字信号隔离单元的第ニ信号输入/输出端与CAN总线电路单元的单片机的信号输出/输入端对对应相接，CAN通讯子系统和超级电容器的地是隔离的。为了适应不同的应用需求，使用了隔离的CAN通讯技木。单片机和超级电容器的地是隔离的。系统可以周期性/查询模式发送模块的信息，包括电压信息和内部故障诊断信息。
权利要求
1.超级电容器CAN电气模块化集成系统，其特征是包括多単体超级电容器単元和检测和CAN总线控制単元二部分，其中多単体超级电容器単元的信号输出/输入端与检测和CAN总线控制単元的信号输入/输出端对应相接，检测和CAN总线控制単元的信号输入端接CAN总线；所述的检测和CAN总线控制単元，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。
2.根据权利要求I所述的超级电容器CAN电气模块化集成系统，其特征是多単体超级电容器单元是由多个单体电容器组成，多个单体电容器间用串并联多层连接，具体的连接方式是多个单体电容器先并联，然后多组并联后的单体电容器再串联。
3.根据权利要求I所述的超级电容器CAN电气模块化集成系统，其特征是检测和CAN总线控制単元包括检测单元和CAN总线控制単元，其中检测单元用于检测每ー层电容器的对地电压，并计算出每ー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总线控制単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总线控制単元包括ー个带CAN总线电路単元的单片机和，ー个数字信号隔离单元，ー个CAN总线的接ロ芯片，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总线的接ロ芯片，CAN总线的接ロ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总线的接ロ芯片在时刻监测CAN总线的CAN High和CAN Low线，如果检测到任何信号，CAN总线的接ロ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。
4.根据权利要求I所述的超级电容器CAN电气模块化集成系统，其特征是CAN总线控制単元包括ー个带CAN总线电路单元的单片机和，ー个数字信号隔离单元，ー个CAN总线的接ロ芯片，其中CAN总线的接ロ芯片信号输出/输入端与数字信号隔离单元的第一信号输入/输出端对对应相接，数字信号隔离单元的第二信号输入/输出端与CAN总线电路单元的单片机的信号输出/输入端对对应相接，CAN通讯子系统和超级电容器的地是隔离的。
全文摘要
本发明是超级电容器CAN电气模块化集成系统，其特征是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。优点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。
文档编号G05B19/418GK102692907SQ20121017946
公开日2012年9月26日 申请日期2012年6月4日 优先权日2012年6月4日
发明者杜仲 申请人:南京博时上辉电子科技有限公司