超級電容器can電氣模塊化集成系統的製作方法

2023-05-26 15:26:56 2

專利名稱：超級電容器can電氣模塊化集成系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉的是一種超級電容器CAN電氣模塊化集成系統，屬於電力電子儲能技術領域。
背景技術：
超級儲能電容器在未來的電力電子系統裡將會扮演一個越來越重要的角色。帶有超級儲能電容器的電力電子將會被廣泛應用到電動汽車，混合電力汽車，太陽能發電，不間斷電源，電網保護以及可再生能源系統中。超級儲能電容器的應用能夠極大地提升電力電子系統的性能。但是目前超級儲能電容器單體電壓只有2. 7^4. IV，遠不能滿足目前電力電子系統對儲能裝置的要求。因此，必須把多個單體電容器集成為一個超級儲能電容器模塊， 才能夠被電力電子系統所應用。
發明內容本實用新型提出的是一種超級電容器CAN電氣模塊化集成系統，其目的旨在克服單一超級電容器不能被電動汽車，混合電力汽車，太陽能發電，不間斷電源，電網保護以及可再生能源電力電子系統應用的問題，解決低壓的超級電容器單個模塊和系統應用所要求的高壓匹配的問題；超級電容器模塊的內部診斷問題；超級電容器模塊和主控系統的通訊問題。本實用新型的技術解決方案其結構包括多單體超級電容器單元和檢測和CAN總線控制單元二部分，其中多單體超級電容器單元的信號輸出/輸入端與檢測和CAN總線控制單元的信號輸入/輸出端對應相接，檢測和CAN總線控制單元的信號輸入端接CAN總線。本實用新型的有益效果克服了單體超級電容器不能夠被電力電子系統，例如電動汽車，混合電力汽車，太陽能發電，不間斷電源，電網保護以及可再生能源系統中直接使用的缺點。利用本裝置把多個單體電容器集成為一個超級儲能電容器模塊。集成後的模塊可以廣泛地被電動汽車，混合電力汽車，太陽能發電，不間斷電源，電網保護以及可再生能源系統使用，具有廣泛的市場應用前景。

附圖I是超級電容器CAN電氣模塊化集成系統的結構示意圖。附圖2是多單體超級電容器單元的結構示意圖。附圖3是檢測和CAN總線控制單元的結構示意圖。附圖4是CAN總線控制單元的示意圖。
具體實施方式
對照附圖1，超級電容器CAN電氣模塊化集成系統的結構包括多單體超級電容器單元和檢測和CAN總線控制單元二部分，其中多單體超級電容器單元的信號輸出/輸入端與檢測和CAN總線控制單元的信號輸入/輸出端對應相接，檢測和CAN總線控制單元的信號輸入端接CAN總線。所述的檢測和CAN總線控制單元，該單元周期性接收電壓/電流信號，通過所接收電壓/電流信號對超級電容器模塊進行診斷，並通過CAN總線向主系統報告目前的超級電容器模塊的工作狀態。對照附圖2，多單體超級電容器單元是由多個單體電容器組成，圖2中的點V廣Vltl是10個內部的電壓檢測點，通過這10個內部電壓檢測點，可以對整個單元進行內部開路和短路的故障檢測。超級電容器模塊內部電壓檢測網絡是由多個串聯分壓電路並聯構成。每一個串聯分壓電路用來檢測一個節點的對地電壓。串聯分壓電路的目的是調節輸入到單片機模數轉換口的電壓幅度，使之滿足點片機輸入口的電壓信號要求。對照附圖3，檢測和CAN總線控制單元包括檢測單元和CAN總線控制單元，其中檢測單元用於檢測每一層電容器的對地電壓，並計算出每一層電容器的差分電壓，通過和預先設定的差分電壓比較，判定該層電容器是不是在正常工作狀態，短路狀態或者是斷路狀·態，由CAN總線控制單元負責把所檢測的數據和處理結果發送給主系統；所述的CAN總線控制單元包括一個帶CAN總線電路單元的單片機和，一個數位訊號隔離單元，一個CAN總線的接口晶片，其中CAN總線電路單元的單片機把所需要發送的數據通過發送線發送給數位訊號隔離單元，數位訊號隔離單元再發送CAN總線的接口晶片，CAN總線的接口晶片收到後把數據變換成差分的CAN信號，發送到系統的CAN High和CAN Low線，所有連接到CAN系統的設備都可以接收到這個信號；另一方面，CAN總線的接口晶片在時刻監測CAN總線的CANHigh和CAN Low線，如果檢測到任何信號，CAN總線的接口晶片會把這個信號變換成數位訊號，發送給數位訊號隔離單元，數位訊號隔離單元再發送給單片機的CAN總線電路單元；這樣，就可以完成連接到同一組CAN總線上的計算機控制器的數據通訊。超級電容器模塊內部電壓通過分壓電阻網絡把電壓信號輸送給單片機。對照圖4，CAN總線控制單元包括一個帶CAN總線電路單元的單片機和，一個數位訊號隔離單元(光電隔離)，一個CAN總線的接口晶片，其中CAN總線的接口晶片信號輸出/輸入端與數位訊號隔離單元的第一信號輸入/輸出端對對應相接，數位訊號隔離單元的第二信號輸入/輸出端與CAN總線電路單元的單片機的信號輸出/輸入端對對應相接，CAN通訊子系統和超級電容器的地是隔離的。為了適應不同的應用需求，使用了隔離的CAN通訊技術。單片機和超級電容器的地是隔離的。系統可以周期性/查詢模式發送模塊的信息，包括電壓信息和內部故障診斷信息。
權利要求1.超級電容器CAN電氣模塊化集成系統，其特徵是包括多單體超級電容器單元和檢測和CAN總線控制單元二部分，其中多單體超級電容器單元的信號輸出/輸入端與檢測和CAN總線控制單元的信號輸入/輸出端對應相接，檢測和CAN總線控制單元的信號輸入端接CAN總線。
2.根據權利要求I所述的超級電容器CAN電氣模塊化集成系統，其特徵是多單體超級電容器單元是由多個單體電容器組成，多個單體電容器間用串並聯多層連接。
3.根據權利要求I所述的超級電容器CAN電氣模塊化集成系統，其特徵是CAN總線控制單元包括一個帶CAN總線電路單元的單片機和，一個數位訊號隔離單元，一個CAN總線的接口晶片，其中CAN總線的接口晶片信號輸出/輸入端與數位訊號隔離單元的第一信號輸入/輸出端對對應相接，數位訊號隔離單元的第二信號輸入/輸出端與CAN總線電路單元的單片機的信號輸出/輸入端對對應相接，CAN通訊子系統和超級電容器的地是隔離的。
專利摘要本實用新型是超級電容器CAN電氣模塊化集成系統，其特徵是包括多單體超級電容器單元和檢測和CAN總線控制單元二部分，其中多單體超級電容器單元的信號輸出/輸入端與檢測和CAN總線控制單元的信號輸入/輸出端對應相接，檢測和CAN總線控制單元的信號輸入端接CAN總線。優點克服了單體超級電容器不能夠被電力電子系統，例如電動汽車，混合電力汽車，太陽能發電，不間斷電源，電網保護以及可再生能源系統中直接使用的缺點。利用本裝置把多個單體電容器集成為一個超級儲能電容器模塊。集成後的模塊可以廣泛地被電動汽車，混合電力汽車，太陽能發電，不間斷電源，電網保護以及可再生能源系統使用，具有廣泛的市場應用前景。
文檔編號H01G9/26GK202721032SQ20122025769
公開日2013年2月6日 申請日期2012年6月4日 優先權日2012年6月4日
發明者杜仲 申請人:南京博時上輝電子科技有限公司