合适的超级电容容量的大小。如果汽车 起动电流320A，起动时间3S，超级电容允许下降电压2V，通过计算，超级电容的容量为480法 拉。电容容量计算公式如下： 电容容量=起动电流X起动时间+超级电容允许下降电压 汽车起动电池单元低电压应急供电电路中变换器4示意图如图6。
[0058]电池单元2的输出，通过霍尔电流传感器HL31对电池单元2放电电流采样，采样值 输入到电流型半桥PWM控制电路30，电流型半桥HVM控制电路30通过控制T31、T32的占空比 来控制电池单元2放电电流的大小。由了31、了32、1^31丄32、831、031、031组成电流型半桥变换 器主电路。该电路既能升压也能降压。电流型半桥PWM控制电路30通过调节控制T31、T32的 占空比，控制电池单元输出电流的大小。控制电路7能通过电流型半桥PffM控制电路30从而 控制变换器的启动或停止。
[0059] 汽车上电池单元应急供电电路的好处是，能在电池单元亏电不能点火起动的情况 下，利用电池单元中剩余的电能，由电池单元给辅助储能装置充电，然后由辅助储能装置点 火起动。
[0060] 实施例四 电动车辆电池单元由108个锂电池单体串联而成，标称电压为400V，容量是lOOAh。负载 最大功率40KW，最大放电电流100A，行驶里程400Km。其U2值范围是，当电池单元电压低于U2 时，电动汽车停止行驶。
[0061 ]电动汽车的辅助储能装置采用辅蓄电池。辅蓄电池使用容量400 VI OAh放电倍率 IOC锂电池，使用本发明的电动车辆蓄电池低电压应急供电电路后，电池单元开始以20A电 流向辅蓄电池充电40分钟可以充满，辅蓄电池放电电流100A下可以驱动电动车辆运行，理 论上使用辅蓄电池动动车辆的行驶时间为8分钟，行驶距离约15公里。
[0062]辅助储能装置或者使用600F的超级电容，在电池单元停止驱动电动车辆后，电池 单元开始以20A电流向超级电容充电40分钟可以，超级电容电压上升80V，超级电容放电电 流100A下可以驱动电动车辆运行，理论上使用超级电容驱动动车辆的行驶时间为8分钟，行 驶距离约15公里。
[0063]辅助储能装置也可以采用超级电容。需要选择合适的超级电容容量的大小。如果 上述电动汽车平均功率30kw运行480秒，超级电容允许电压变化范围是从400V降至320V，超 级电容的容量为500法拉。根据能量守恒，电容容量计算公式如下： 电容容量=电动汽车功率X运行时间+[0.5X(4002-3202)]超级电容允许下降电压 电动车辆蓄电池低电压应急供电电路中的变换器，功率达到8KW，采用电流源型变压器 隔离半桥变换器。该变换器既可以升压也可以降压，其输入输出电气隔离。 电动车辆电池单元低电压应急供电电路中变换器示意图如图7。
[0064]电池单元2的输出，通过霍尔电流传感器HL31对电池单元2放电电流采样，采样值 输入到电流型全桥PWM控制电路40，电流型全桥P丽控制电路40通过控制T41、T42、T43、T44 的占空比来控制电池单元2放电电流的大小。由了41、了42、了43、了44丄41、841、整流21^41组成 电流型全桥变换器主电路。该电路既能升压也能降压。电流型全桥PWM控制电路40通过调节 控制T41、T42、T43、T44的占空比，控制电池单元输出电流的大小。控制电路7能通过电流型 全桥PffM控制电路40从而控制变换器的启动或停止。
[0065] 电动车辆上使用本发明的电池单元低电压应急供电电路的好处是，能在电动车辆 电池单元亏电不能驱动车辆的情况下，由电池单元小电流给辅助储能装置充电，然后由辅 助储能装置来驱动电动车辆，行驶到附近的充电站。
[0066] 本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
【主权项】
1. 一种电池单元低电压应急供电电路，其特征在于，包括负载（1)、电池单元(2)、辅助 储能装置(3)、变换器(4)、主开关(5)、辅开关(6)及控制电路(7)， 电池单元(2)，是蓄电池单体或由蓄电池单体串联而成的蓄电池组； 辅助储能装置(3)，是蓄电池单体或由蓄电池单体串联、并联而成，或者是超级电容或 由超级电容串联、并联而成； 变换器(4)，是输入电流稳流型变换器，变换器(4)输出电压相对于其输入电压，既能升 压也能降压，控制电路(7)控制变换器(4)的启动和停止； 主开关(5)、辅开关(6)，是继电器或MOS电子开关，主开关(5)、辅开关(6)均由控制电路 (7)控制通断； 控制电路(7 )第一输入端连接主开关(5 )的输入，米样电池单元(2 )的输出电压，第二输 入端连接辅开关(6 )的输入，采样辅助储能装置(3 )的输出电压;控制电路(7 )第一输出端连 接主开关(5)，控制主开关(5)的接通和断开;控制电路(7)第二输出端连接辅开关(6)，控制 辅开关(6)的接通和断开； 电池单元(2)，既通过主开关(5)给负载（1)供电，也通过变换器(4)给辅助储能装置(3) 充电;辅助储能装置(3)通过辅开关(6)给负载(1)供电。2. 根据权利要求1所述的电池单元低电压应急供电电路，其特征在于，变换器(4)采用 boost变换器和buck变换器级联，或者采用单端反激变换器，或者采用变压器隔离的电流型 桥式变换器。3. 根据权利要求1或2所述的电池单元低电压应急供电电路，其特征在于，主开关(5)和 辅开关(6)可以同时断开或者有一个接通，但是主开关(5)和辅开关(6)不会同时接通。4. 根据权利要求1或2所述的电池单元低电压应急供电电路，其特征在于，辅助储能装 置(3)所使用的蓄电池电池容量是电池单元(2)容量的容量二十分之一到四分之一。5. 根据权利要求1或2所述的电池单元低电压应急供电电路，其特征在于，辅助储能装 置（3)可以是和电池单兀（2)-起在设备内部，也就是内置；也可以在设备外部，由接口接 入，也就是外置。6. -种电池单元低电压应急供电方法，采用如权利要求1-5任意一项所述的电池单元 低电压应急供电电路，其特征在于，该方法的特征是，电池单元(2)外再增加一个辅助储能 装置(3)，当电池单元(2)的电压在第一电压U1至第二电压U2之间时，电池单元(2)已经不能 向负载供电，此时断开负载;然后电池单元(2)以小电流放电，通过电压变换器(4)给辅助储 能装置(3)充电，直到电池单元(2)电压低到第一电压U1或者辅助储能装置(3)电压达到第 三电压U3时停止充电；接着，辅助储能装置(3)响应应急供电指令给负载供电，直到辅助储 能装置(3)的电压小于第二电压U2。7. 根据权利要求6所述的电池单元低电压应急供电方法，其特征在于，控制电路(7)的 控制步骤如下： S001:延时 lmS - lOOOmS，随后进入 S002; S002:采样主开关(5)的输入电压然后进入S003,当连接电池单元（2)时，主开关（5)的 输入电压就是电池单元(2)的电压； S003:判断主开关（5)的输入电压是否大于等于第二电压U2,若是进入S004,若否进入 S005； S004:接通主开关(5)，随后进入S006; S005:断开主开关(5)，随后进入S007; S006:采样辅开关(6)的输入电压，然后进入S008; S007:判断主开关（5)的输入电压是否大于等于第一电压U1，若是进入S009,若否进入 S010； S008:判断辅开关(6)的输入电压是否大于等于第三电压U3,若是进入S014,若否进入 S012； S009:启动变换器(4)，随后进入S011; S010:停止变换器(4)，随后进入S011; S011:采样辅开关(6)的输入电压，随后进入S014; S012:启动变换器(4)，随后进入S001; S013:断开变换器(4)，随后进入S001; S014:判断辅开关(6)的输入电压是否大于等于第三电压U3,若是进入S017,若否进入 S015； S015:判断辅开关(6)的输入电压是否小于第二电压U2,若是进入S016,若否进入S001; S016:断开辅开关(6)，随后进入S001; SO 17:接通辅开关(6 )，随后进入S001。
【专利摘要】一种电池单元低电压应急供电电路，包括负载、电池单元、辅助储能装置、变换器、主开关、辅开关及控制电路，其特征在于，控制电路第一输入端连接主开关的输入，采样电池单元的输出电压，第二输入端连接辅开关的输入，采样辅助储能装置的输出电压；控制电路第一输出端连接主开关，控制主开关的接通和断开；控制电路第二输出端连接辅开关，控制辅开关的接通和断开；电池单元既通过主开关给负载供电，也通过变换器给辅助储能装置充电；辅助储能装置通过辅开关给负载供电。本发明提供的电池单元低电压应急供电电路和应急供电方法，当负载电路因为电池单元电压过低已经断电，本发明的电路和方法能利用电池单元剩下的微弱电量，为设备应急供电。
【IPC分类】H02J7/00, H02J7/34
【公开号】CN105610222
【申请号】CN201610112531
【发明人】危立辉
【申请人】中南民族大学
【公开日】2016年5月25日
【申请日】2016年3月1日