一种锂电容器的电源控制系统及控制方法与流程

1.本发明属于电源控制系统技术领域，特别涉及一种锂电容器的电源控制系统及控制方法。


背景技术：

2.随着技术的不断发展，人们环保意识的不断增强，锂电容器的应用范围不断扩大，在夜间照明、仓储转运、物流运输等领域得到重视，通过电源控制系统将电力存储并根据信息反馈及时控制锂电容进行相应功率的放电操作，完成指定设备的工作，传统的铅蓄电池所蓄电能较小，体积较大整体较为笨重，并且使用寿命短，电解液具有一定的腐蚀性，在通过系统的控制过程中，蓄电池充放电速度慢，无法对指挥信号做出快速响应，放电速度无法达到设备所需；传统的电源控制系统对多个电芯组进行统一控制，在单个电芯组发生紧急情况时需要切断时控制器做出反应切断全部电芯组，此时对正在运行中的设备情况未知，直接切断动力容易发生危险。


技术实现要素：

3.本发明的目的是克服现有技术中不足，提供一种锂电容器的电源控制系统及控制方法，主控制器通过采用内部can协议完成数据的传递，并且每个设备都设有单独控制器完成数据采集、筛选和处理，并通过内部can协议传递到主控制器进行统一指挥。
4.为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
5.一种锂电容器的电源控制系统及控制方法：包括主控制器、外部控制器、高压控制器、电机、bdu、充电机、从控制器ⅱ、电芯控制器ⅱ、电芯ⅱ、开关、电芯ⅰ、电芯控制器ⅰ、从控制器ⅰ、外部接口、外部仪表，所述电芯控制器ⅰ与电芯控制器ⅱ通过直接与电芯ⅰ和电芯ⅱ串联，电芯控制器ⅰ与电芯控制器ⅱ之间设有开关，能够分别实时控制、监测单个电芯ⅰ或电芯ⅱ放电电流的大小，将数据信号传输到从控制器ⅰ与从控制器ⅱ进行筛选以及信号处理，从控制器ⅰ与从控制器ⅱ采集的信号将输入到主控制器中进行统一指挥，主控制器与外部控制器、高压控制器、bdu、从控制器ⅱ、从控制器ⅰ、外部接口、外部仪表均采用内部can协议进行数据的传输，主控制器通过接收各电源控制模块的数据信号，进行数据处理后反馈到各电源模块，并对外部控制器、外部仪表、外部接口进行信号输出。
6.所述高压控制器与bdu共同组成电池保护模块，在充放电的过程中，能够保护电路免受系统上电时的瞬时大电流冲击，防止过载产生高压导致设备损坏。
7.所述bdu为bms电源管理系统的主要动力提供接口，bdu接收主控制器输出的控制信号，控制bdu闭合或断开主路直流电流，从而控制电机的停止或启动，充电机通过bdu为电芯ⅰ和电芯ⅱ充电，bdu通过电芯控制器ⅰ与电芯控制器ⅱ测量和计算电芯ⅰ和电芯ⅱ容量控制充电机电流的大小，在充满后能自动断开。
8.一种锂电容器的电源控制方法：
9.1)所有指令由bms主控制器发出，从控制器及电芯控制器负责采集信号，筛选及信
号处理，采集的信号输入主控制器，由主控制器统一指挥。
10.2)电芯控制器采集电芯实际运行参数，当参数异常时，由主控制器发出指令，采取相应措施，电芯控制器和电芯串联，情况紧急时，可以切断电芯组，并通过主控制器，发出报警指令。
11.3)电芯控制器能实时控制电芯放电电流大小，主控制器根据各模块反馈参数运算后决定放电电流大小，指令传达到电芯控制器后由电芯控制器执行。
12.4)bdu模块组为电池包断路模块，专为电池包内部设计，由主控制器控制其运行，为bms电源管理系统的主要动力提供接口，包括：
13.①
系统主路接触器，打开或切断主路直流电流。
14.②
预充继电器，保护高压电路免受系统上电时的瞬时大电流冲击。
15.③
电流传感器，用来测量和计算电池包容量。
16.5)主控制器和各电源控制模块采用内部can协议，数据链路层主要参考can2.0b和《sae j1939》-sae标准的相关规定，采用250kbps传输速率，使用can扩展帧的29位标识符并进行了重新定义。
17.优选的，所述主控制器逻辑运算模块采用ram可读写预置方式，由工程师编写逻辑运算程序，检测通过后输入主控制器ram中，ram具有防擦除保护措施。
18.本发明与现有技术相比较有益效果表现在：
19.1)该电源控制系统通过将主控制器与各控制模块连接，根据个模块的数据信号，通过主控制器的整理与计算，自主进行最优方案的事实，提高工作效率，延长设备的使用寿命；
20.2)通过设置多组电芯控制器，能够事实控制电芯放电电流大小，主控制器根据各模块的数据参数经过运算后，决定放电电流大小，将指令信号传输到电芯控制器后由电芯控制器控制电芯执行，电芯控制器的接入，大大减缓了锂电容的放电速度，增加了锂电容放电时间，使设备续航能力更长。
附图说明
21.附图1是本发明一种锂电容器的电源控制系统及控制方法结构示意图；
22.图中：10、主控制器；11、外部控制器；12、高压控制器；13、电机；14、bdu；15、充电机；16、从控制器ⅱ；17、电芯控制器ⅱ；18、电芯ⅱ；19、开关；20、电芯ⅰ；21、电芯控制器ⅰ；22、从控制器ⅰ；23、外部接口；24、外部仪表。
具体实施方式
23.为方便本技术领域人员的理解，下面结合附图1，对本发明的技术方案进一步具体说明。
24.一种锂电容器的电源控制系统及控制方法：包括主控制器10、外部控制器11、高压控制器12、电机13、bdu14、充电机15、从控制器ⅱ16、电芯控制器ⅱ17、电芯ⅱ18、开关19、电芯ⅰ20、电芯控制器ⅰ21、从控制器ⅰ22、外部接口23、外部仪表24，所述电芯控制器ⅰ21与电芯控制器ⅱ17通过直接与电芯ⅰ20和电芯ⅱ18串联，电芯控制器ⅰ21与电芯控制器ⅱ17之间设有开关19，能够分别实时控制、监测单个电芯ⅰ20或电芯ⅱ18放电电流的大小，将数据信号
传输到从控制器ⅰ22与从控制器ⅱ16进行筛选以及信号处理，从控制器ⅰ22与从控制器ⅱ16采集的信号将输入到主控制器10中进行统一指挥，主控制器10与外部控制器11、高压控制器12、bdu14、从控制器ⅱ16、从控制器ⅰ22、外部接口23、外部仪表24均采用内部can协议进行数据的传输，主控制器10通过接收各电源控制模块的数据信号，进行数据处理后反馈到各电源模块，并对外部控制器11、外部仪表24、外部接口23进行信号输出。
25.所述高压控制器12与bdu14共同组成电池保护模块，在充放电的过程中，能够保护电路免受系统上电时的瞬时大电流冲击，防止过载产生高压导致设备损坏。
26.所述bdu14为bms电源管理系统的主要动力提供接口，bdu14接收主控制器10输出的控制信号，控制bdu14闭合或断开主路直流电流，从而控制电机13的停止或启动，充电机15通过bdu14为电芯ⅰ20和电芯ⅱ18充电，bdu14通过电芯控制器ⅰ21与电芯控制器ⅱ17测量和计算电芯ⅰ20和电芯ⅱ18容量控制充电机15电流的大小，在充满后能自动断开。
27.一种锂电容器的电源控制方法：
28.1)所有指令由bms主控制器发出，从控制器及电芯控制器负责采集信号，筛选及信号处理，采集的信号输入主控制器，由主控制器统一指挥。
29.2)电芯控制器采集电芯实际运行参数，当参数异常时，由主控制器发出指令，采取相应措施，电芯控制器和电芯串联，情况紧急时，可以切断电芯组，并通过主控制器，发出报警指令。
30.3)电芯控制器能实时控制电芯放电电流大小，主控制器根据各模块反馈参数运算后决定放电电流大小，指令传达到电芯控制器后由电芯控制器执行。
31.4)bdu模块组为电池包断路模块，专为电池包内部设计，由主控制器控制其运行，为bms电源管理系统的主要动力提供接口，包括：
32.①
系统主路接触器，打开或切断主路直流电流。
33.②
预充继电器，保护高压电路免受系统上电时的瞬时大电流冲击。
34.③
电流传感器，用来测量和计算电池包容量。
35.5)主控制器和各电源控制模块采用内部can协议，数据链路层主要参考can2.0b和《sae j1939》-sae标准的相关规定，采用250kbps传输速率，使用can扩展帧的29位标识符并进行了重新定义。
36.所述主控制器10逻辑运算模块采用ram可读写预置方式，由工程师编写逻辑运算程序，检测通过后输入主控制器ram中，ram具有防擦除保护措施。
37.以上内容仅仅是对本发明的结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。