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1、(10)申请公布号 CN 102729835 A(43)申请公布日 2012.10.17CN102729835A*CN102729835A*(21)申请号 201210182443.8(22)申请日 2012.06.05B60L 11/18(2006.01)B60Q 9/00(2006.01)(71)申请人郑州宇通客车股份有限公司地址 450016 河南省郑州市十八里河宇通工业园区(72)发明人游祥龙 郭忠杰(74)专利代理机构郑州睿信知识产权代理有限公司 41119代理人胡泳棋(54) 发明名称一种车载超级电容管理系统及方法(57) 摘要本发明涉及一种车载超级电容管理系统及方法，该电容管理系。
2、统包括电压检测模块、温度检测模块、控制器和报警模块，电压检测模块和温度检测模块的输出端都与控制器的输入端相连，电压检测模块进而温度检测模块的输入端用于与车载电容中的各个电容模块相连，控制器的输出端控制连接报警模块，控制器中设置有比较单元，用于检测车载电容中各个电容模块是否出现过压、过温、压差过大、或者温差过大的问题。本发明能够实现当车载电容出现过压、过温、压差过大、或者温差过大时进行报警，提醒驾驶员及时采取处理措施，从而保证车载电容的一致性、安全性、可靠性，延长车载电容寿命，降低成本。(51)Int.Cl.权利要求书1页 说明书4页 附图3页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利。
3、申请权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 3 页1/1页21.一种车载超级电容管理系统，其特征在于：该电容管理系统包括电压检测模块、温度检测模块、控制器和报警模块，电压检测模块和温度检测模块的输出端都与控制器的输入端相连，电压检测模块的输入端用于与车载电容中的各个电容模块相连,温度检测模块的输入端用于与车载电容中的各个电容模块上的温度传感器相连，控制器的输出端控制连接报警模块，控制器中设置有比较单元，用于检测车载电容中各个电容模块是否出现过压、过温、压差过大、或者温差过大的现象，当系车载超级电容统出现过压、过温、压差过大、或者温差过大时进行报警。2. 根据权利要求1所述的车载超级电容管理系。
4、统，其特征在于：所述的控制器的输入端还连接有负责监测单体是否过压的控制单元,当控制器检测到控制单元有过压信号时,控制器控制报警器发出报警信号。3. 根据权利要求2所述的车载超级电容管理系统，其特征在于：所述的控制器上还设置有CAN通讯接口，控制器通过该CAN通讯接口用于与整车控制器的CAN网络通讯连接。4. 根据权利要求3所述的车载超级电容管理系统，其特征在于：所述的控制器在控制报警器发出报警信号时可以根据过压、过温、压差、或者温差超出标准不同的幅度而发出不同级别的报警。5. 根据权利要求4所述的车载超级电容管理系统，其特征在于：所述的控制器的输出端还控制连接有显示模块，用于显示报警信息。6.。
5、一种车载超级电容管理方法，其特征在于：该车载超级电容管理方法的步骤如下：1）.实时采集车载超级电容中的各个电容模块的电压和温度, 并计算出每个电容模块相应的压差和温差；2）.将采集到的各个电容模块电压和温度分别与电容模块的标准电压和标准温度进行比较，判断是否有电容模块出现过压或过温现象,并将计算出的各个电容模块的压差和温差分别与标准的压差和温差进行比较, 判断是否有电容模块出现压差过大或温差过大的现象；3）.当有电容模块出现上述任一种情况时，发出报警信息,提醒驾乘人员对该超级电容进行降功率或者停车检查，以实现对超级电容系统的保护。7. 根据权利要求6所述的车载超级电容管理方法，其特征在于：所述。
6、的管理方法中还需要判断是否有电容模块中的单体电容出现过压现象，如果出现单体电容过压现象，同样也需要发出报警信号。8.根据权利要求7所述的车载超级电容管理方法，其特征在于：当判断到有电容模块出现需要报警的情况时，可通过CAN总线将该报警信息传输到整车控制器的CAN网络中。9.根据权利要求8所述的车载超级电容管理方法，其特征在于：所述的步骤3)中在发出报警信息时,可以根据过压、过温、压差、或者温差超出标准不同的幅度而发出不同级别的报警。10.根据权利要求9所述的车载超级电容管理方法，其特征在于：所述的报警信息内容可以显示出来，供驾乘人员进行后续处理。权 利 要 求 书CN 102729835 A1。
7、/4页3一种车载超级电容管理系统及方法技术领域0001 本发明涉及一种车载超级电容管理系统及方法，属于新能源车辆技术领域。背景技术0002 现有汽车工业中，燃油车仍然占绝对多数。然而燃油汽车的大量应用，引发了严重的环境污染、全球气候变暖和人类生存的危机；由于燃油汽车的大量应用，导致了地球石油资源的迅速递减,以致最终枯竭。因此，新能源汽车的发展势在必行。在新能源汽车中，无论是纯电动或者混合动力车辆，大都是以动力电池、燃料电池、超级电容或者两者混用作为动力源，以电动机为驱动装置的。但由于动力电池和燃料电池在安全性、寿命、续驶里程方面没有重大突破，再加上充电服务设施以及相应标准、法律法规不健全，目前。
8、以电池为动力源的纯电动或混合动力车发展速度较慢。超级电容以其在功率、寿命、相对安全方面的相对优势已在混合动力车中普遍应用。0003 超级电容作为动力源是混合动力车上核心零部件,其安全性、一致性、可靠性等问题直接影响着整车的安全性和整个生命周期的成本。超级电容系统，有多个电容模块串并联组成，单个电容模块有多个电容单体串联组成，模块内有负责监测单体是否过压的控制单元，对外输出过压信号。若电容系统一致性不好，在整车行驶过程中，会导致电压偏高的电容模块过充，以至发生漏液，直接和间接产生的危害，严重威胁整车及人身安全。若电容系统在过温或者温差过大条件下使用，将会严重影响整个电容系统的一致性和造成电容寿命。
9、的衰减，使整个寿命周期内的电容的成本相应增加。目前市场上的超级电容监控模块，要么只是简单的对电容模块内单体过压信号输出，并不能有效检测模块过压、模块压差以及温差等告警或者故障信息，很难保证系统的安全性、可靠性，长远角度考虑，也很难降低成本。要么过于复杂，类似于电池管理系统，对超级电容模组的所有信息都进行监控，造成整个管理系统比较复杂，成本高，可靠性低。发明内容0004 本发明的目的是提供一种车载超级电容管理系统及方法，以解决目前车载电容系统只是简单的对电容模块内单体过压信号输出，并不能有效检测模块过压、模块压差以及温差等告警或者故障信息，造成的车载电容的安全性和可靠性低的问题。0005 本发明。
10、为解决上述技术问题而提供一种车载超级电容管理系统，该电容管理系统包括电压检测模块、温度检测模块、控制器和报警模块，电压检测模块和温度检测模块的输出端都与控制器的输入端相连，电压检测模块的输入端用于与车载电容中的各个电容模块相连,温度检测模块的输入端用于与车载电容中的各个电容模块上的温度传感器相连，控制器的输出端控制连接报警模块，控制器中设置有比较单元，用于检测车载电容中各个电容模块是否出现过压、过温、压差过大、或者温差过大的现象，当系车载超级电容统出现过压、过温、压差过大、或者温差过大时进行报警。0006 所述的控制器的输入端还连接有负责监测单体是否过压的控制单元,当控制器说 明 书CN 10。
11、2729835 A2/4页4检测到控制单元有过压信号时,控制器控制报警器发出报警信号。0007 所述的控制器上还设置有CAN通讯接口，控制器通过该CAN通讯接口用于与整车控制器的CAN网络通讯连接。0008 所述的控制器在控制报警器发出报警信号时可以根据过压、过温、压差、或者温差超出标准不同的幅度而发出不同级别的报警。0009 所述的控制器的输出端还控制连接有显示模块，用于显示报警信息。0010 本发明为解决上述技术问题还提供了一种车载超级电容管理方法，该车载超级电容管理方法的步骤如下：1）.实时采集车载超级电容中的各个电容模块的电压和温度, 并计算出每个电容模块相应的压差和温差；2）.将采集。
12、到的各个电容模块电压和温度分别与电容模块的标准电压和标准温度进行比较，判断是否有电容模块出现过压或过温现象,并将计算出的各个电容模块的压差和温差分别与标准的压差和温差进行比较, 判断是否有电容模块出现压差过大或温差过大的现象；3）.当有电容模块出现上述任一种情况时，发出报警信息,提醒驾乘人员对该超级电容进行降功率或者停车检查，以实现对超级电容系统的保护。0011 所述的管理方法中还需要判断是否有电容模块中的单体电容出现过压现象，如果出现单体电容过压现象，同样也需要发出报警信号。0012 当判断到有电容模块出现需要报警的情况时，可通过CAN总线将该报警信息传输到整车控制器的CAN网络中。0013。
13、 所述的步骤3)中在发出报警信息时,可以根据过压、过温、压差、或者温差超出标准不同的幅度而发出不同级别的报警。0014 所述的报警信息内容可以显示出来，供驾乘人员进行后续处理。0015 本发明的有益效果是: 本发明通过利用带电压检测模块、温度检测模块和控制器的车载电容管理系统，实现对电容模块电压、模块温度及过压信号的采集，并经过内部计算，当车载超级电容出现过压、过温、压差过大、或者温差过大时进行报警，提醒驾驶员及时采取处理措施，从而保证车载电容的一致性、安全性和可靠性，延长车载电容寿命，降低成本。附图说明0016 图1是本发明车载电容系统实施例一的结构图；图2是本发明车载电容管理系统实施例二的。
14、结构图；图3是本发明的车载电容管理系统的工作流程图；图4是本发明实施例二的车载电容管理系统的工作流程图。具体实施方式0017 下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步说明。0018 本发明的一种车载超级电容管理系统的实施例一如图1所示，本发明的车载电容装置包括N个电容模块和一个电容管理系统，每个电容说 明 书CN 102729835 A3/4页5模块内设置有负责监测单体是否过压的控制单元，电容管理系统包括电压检测单、温度检测单元和控制器，电压检测单元和温度检测单元的输入端分别与N个电容模块相连，用于实时检测这N个电容模块的电压值和温度值，电压检测单元和温度检测单元的输出端都与控制器相连，控制。
15、器设置有比较单元，比较单元中预设有这N个电容模块的标准电压值和标准温度值，控制器将采集到的电容模块的电压值和温度值分别与比较单元中预设的标准电压值和温度值进行比较，控制器根据比较结果发出相应的控制信号，控制器上设置有CAN通讯接口，用于通过CAN网络与整车对接，控制器上还连接报警模块，一旦有电容模块的电压或温度超过其设定的标准值，控制器控制报警模块发出相应的报警信号，也可以通过其CAN通讯接口与车载管理器连接，电容管理系统的输出端通过其CAN通讯接口与车载管理器通信连接，车载管理器控制整车运行。0019 本发明的一种车载超级电容管理系统的实施例二该车载电容系统由16个电容模块串并组成，总电压为。
16、384伏，单个模块电压为48伏，其中单个电容模块有18个电容单体串联组成，单个电容电压为2.7伏，单个电容模块内有负责检测单体是否过压的控制单元，电容管理系统包括电压检测单、温度检测单元和控制器，电压检测单元和温度检测单元的输入端分别与16个电容模块相连，控制器设置有比较单元，比较单元中预设有这16个电容模块的标准电压值为49伏,标准温度值为60，电容模块标准压差为4伏, 标准温差为8,控制器根据采集到的电容模块的电压值和温度值分别计算每个电容模块的压差和温差,控制器将采集到的电容模块的电压值和温度值分别与比较单元中预设的标准电压值和温度值进行比较，并通过CAN网络与整车控制器对接.在系统运行。
17、时，CMS系统负责检测超级电容系统电压和温度信息，并作内部判断和逻辑计算。当CMS系统检测某个模块电压高于49伏、或者模块温度高于60、或者模块压差大于4伏、或者模块温差大于8时，CMS发出一级告警，将信息通知整车控制器，并在仪表显示，整车控制器接到报警信息后，进行功率限制，将功率降至电容系统原来输出能力的50%。当上述报警取消时，恢复电源系统动力输出能力。当CMS系统检测某个模块电压高于50伏、或者模块温度高于65、或者模块压差大于5伏、或者模块温差大于10、或者CMS检测到单体过压信号时，CMS发出二级告警，并将信息通知整车，并在仪表显示，整车接到告警信息后，立即停车，通知驾驶员逐条排查原。
18、因，并做维护，无故障后再运行，其具体流程如图3和图4所示。0020 本发明的一种车载超级电容管理方法的实施例我们以由16个电容模块串并组成的车载超级电容系统为例来详细说明本发明的车载超级电容管理方法，该电容系统的总电压为384伏，单个模块电压为48伏，其中每个电容模块有18个电容单体串联组成，每个电容单体的电压为2.7伏，这16个电容模块的标准电压值为49伏,标准温度值为60，电容模块标准压差为4伏, 标准温差为8,每个电容模块内有负责检测单体是否过压的控制单元,该车载超级电容管理方法的具体步骤如下：1.实时采集16个电容模块的电压和温度，并将采集到的各个电容模块电压和温度进行比较分别计算每个。
19、电容模块的压差和温差。0021 2. 将采集到的各个电容模块电压和温度分别与这16个电容模块的标准电压值为9伏和标准温度值60进行比较,判断是否有电容模块是否出现过压或过温的现象,同时将计算得到的每个电容模块的压差和温差分别与电容模块标准压差4伏标准温差为8说 明 书CN 102729835 A4/4页6进行比较, 判断是否有电容模块的压差或温差超过其标准值,并检测是否有单体过压的信号。0022 3. 当有电容模块出现上述任一种情况时,例如某个模块电压高于49伏、或者模块温度高于60、或者模块压差大于4伏、或者模块温差大于8时, 发出一级告警，将信息通知整车控制器，并在仪表显示，整车控制器接到。
20、报警信息后，进行功率限制，将功率降至电容系统原来输出能力的50%,当上述报警取消时，恢复电源系统动力输出能力；如果检测某个模块电压高于50伏、或者模块温度高于65、或者模块压差大于5伏、或者模块温差大于10、或者CMS检测到单体过压信号时，CMS发出二级告警，并将信息通知整车，并在仪表显示，整车接到告警信息后，立即停车，通知驾驶员逐条排查原因，并做维护，无故障后再运行，其具体流程如图3和图4所示。说 明 书CN 102729835 A1/3页7图1图2说 明 书 附 图CN 102729835 A2/3页8图3说 明 书 附 图CN 102729835 A3/3页9图4说 明 书 附 图CN 102729835 A。