CN103625264B - 一种复合储能的汽车助力发电*** - Google Patents

一种复合储能的汽车助力发电*** Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种复合储能的汽车助力发电***，该***由助力发电电机、整流/逆变器、主功率变换器、超级电容、辅助功率变换器、旁路开关、蓄电池、微处理器单元、起动机组成；该***能够为发动机提供助力、可回收利用车辆动能并能实现发动机随时起停功能的汽车助力发电***；有助于延长蓄电池寿命，且可实现各种排量发动机的城市路况随时起停功能，可降低车辆的油耗和排放；超级电容与功率变换器结合拓展了电机的适用范围，***能够将车辆滑行及制动能量回收存储，也能在车辆起步及超车时为发动机提供助力，可在节油减排基础上进一步提高车辆的动力性。

Description

一种复合储能的汽车助力发电***
技术领域
本发明涉及一种汽车助力发电***，属于复合储能技术领域，尤其涉及一种复合储能的汽车助力发电***。
背景技术
随着近年来汽车保有量的快速增加，传统汽车发动机的能耗和排放问题日益突出。德国博世等公司推出了汽车起停***，主要通过加大起动机转矩提升发动机起动速度，实现怠速时发动机自动停机功能，以降低短时停车的油耗和排放，同时通过优化发电机效率，进一步降低汽车发动机的油耗。
然而，现有起停***的性能依然有待提高，如起停***只适用于城市拥堵工况，对于汽车连续行驶状况下的节能效果收效甚微；起停***通常使用12V蓄电池储能，低电压限制了电机功率，在汽车起步及超车等工况下，起停***不具备为发动机提供短时辅助动力的能力；起停***中使用的铅酸电池充电速度慢，难以有效回收滑行及制动过程中的车辆动能。为解决上述问题，本发明提出的一种复合储能的汽车助力发电***，该***与发动机通过皮带连接并采用超级电容和蓄电池复合储能，可为发动机提供助力并能够回收汽车的动能。
发明内容
本发明的目的在于提供了一种复合储能的汽车助力发电***，该***由助力发电电机、整流/逆变器、主功率变换器、超级电容、辅助功率变换器、旁路开关、蓄电池、微处理器单元、起动机组成；其中，整流/逆变器的交流端口与助力发电电机的三相绕组连接，其直流端口与主功率变换器的高压侧及旁路开关的高压侧连接；主功率变换器的低压侧与旁路开关的低压侧、超级电容以及辅助功率变换器的高压侧连接；辅助功率变换器的低压侧与蓄电池、起动机连接；微处理器单元分别与整流/逆变器、主功率变换器、辅助功率变换器、旁路开关连接。该***能够为发动机提供助力、可回收利用车辆动能并能实现发动机随时起停功能的汽车助力发电***。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为一种复合储能的汽车助力发电***，其中，助力发电电机是电动/发电一体化的交流电机，其转轴通过皮带与发动机连接并传递动力；整流/逆变器可双向传递电能，其逆变状态对应助力发电电机电动运行，整流状态对应助力发电电机发电运行。
***正常工作中超级电容电压Vcap高于蓄电池电压Vbat，即Vcap>Vbat。
主功率变换器具有由超级电容到整流/逆变器方向的直流升压功能，辅助功率变换器具有由超级电容到蓄电池方向的直流降压功能。
主功率变换器与辅助功率变换器至少二者之一具有向超级电容方向的直流降压功能。
当主功率变换器具有由整流/逆变器到超级电容方向的降压功能时，其输入为母线电压Vbus，输出电压范围为0～Vcap，其中Vcap<Vbus。
当辅助功率变换器具有由蓄电池到超级电容方向的降压功能时，其输入电压为Vbat，输出电压范围为0～Vbat；当辅助功率变换器具有由蓄电池到超级电容方向的降压功能时，还需具备同方向的升压功能，其输入电压为Vbat，输出电压范围为Vbat～Vcap，其中Vbat<Vcap<Vbus。
旁路开关具有断开和闭合两种工作状态，可实现对主功率变换器的旁路作用，对于特定结构的主功率变换器与辅助功率变换器，旁路开关可以缺省。
蓄电池为起动机及车辆的电气负载提供电能。其中，对于特定结构的主功率变换器与辅助功率变换器，起动机可以缺省。
微处理器单元可检测并控制整流/逆变器、主功率变换器、辅助功率变换器和旁路开关的工作状态。
含起动机的助力发电***正常工作前的发动机冷起动及超级电容预充电过程，由蓄电池提供能量给起动机实现发动机起动，而后助力发电电机输出的电能经整流/逆变器和主功率变换器（或旁路开关）超级电容充电，直至达到满足助力发电电机能够为发动机提供助力所需的电压为止。
无起动机的助力发电***正常工作前的发动机冷起动及超级电容预充电过程，由蓄电池经辅助功率变换器为超级电容充电，直至达到满足助力发电电机能够起动发动机所需的电压，而后超级电容储能经旁路开关（或主功率变换器）和整流/逆变器供给助力发电电机电动运行起动发动机，之后助力发电电机输出的电能经整流/逆变器和旁路开关为超级电容充电，直至达到满足助力发电电机能够为发动机提供助力所需的最低电压为止。
超级电容预充电完成后有Vcap>Vbat。
***正常工作中，车辆在起步、超车等工况下需要大扭矩时，助力发电电机电动运行为发动机提供助力，超级电容储能经主功率变换器和整流/逆变器供给助力发电电机，主功率变换器处于升压状态。该过程Vbus>Vcap。
***正常工作中，超级电容储能不足时，助力发电电机工作于发电状态，通过整流/逆变器和主功率变换器（或旁路开关）为超级电容充电，直至达到满足助力发电电机能够为发动机提供助力所需的电压为止。
***正常工作中，车辆滑行或制动时，助力发电电机工作于发电状态，通过整流/逆变器和主功率变换器（或旁路开关）为超级电容充电，充电极限是达到超级电容额定电压。
***正常工作中，蓄电池储能不足时，超级电容经辅助功率变换器为蓄电池充电，辅助功率变换器工作于降压状态。
***正常工作中，发动机热起动时，超级电容储能经旁路开关或主功率变换器和整流/逆变器供给助力发电电机电动运行。
与现有技术相比本发明具有如下有益效果。
1、超级电容承担大电流充放电功能，蓄电池为车辆电气负载供电，有助于延长蓄电池寿命。
2、普通铅酸蓄电池和起动机即可满足应用要求，***成本降低，同时超级电容电压等级提高，储能能力增强，可匹配大功率电机，可实现各种排量发动机的城市路况随时起停功能，可降低车辆的油耗和排放。
3、超级电容与功率变换器结合拓展了电机的适用范围，***能够将车辆滑行及制动能量回收存储，也能在车辆起步及超车时为发动机提供助力，可在节油减排基础上进一步提高车辆的动力性。
附图说明
图1为复合储能的助力发电***结构图。
图2为含起动机的助力发电***组成图。
图3为无起动机的助力发电***组成图。
图中：1、助力发电电机；2、整流/逆变器；3、主功率变换器；4、超级电容；5、辅助功率变换器；6、旁路开关；7、蓄电池；8、微处理器单元；9、起动机；11、电气负载；12、发动机。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明作进一步说明。
如图1所示为复合储能的助力发电***组成图，该复合储能助力发电******由助力发电电机1、整流/逆变器2、主功率变换器3、超级电容4、辅助功率变换器5、旁路开关6、蓄电池7、微处理器单元8、起动机9组成；发动机12用以传递动力，电气负载11为***负载；其中，助力发电电机1是电动/发电一体化的交流电机，电机转轴通过皮带与发动机12连接以传递动力；整流/逆变器2可双向传递电能，其逆变状态对应助力发电电机1电动运行，整流状态对应助力发电电机1发电运行；整流/逆变器2的交流端口与助力发电电机1的三相绕组连接，其直流端口与主功率变换器3的高压侧及旁路开关6的高压侧连接；主功率变换器3的低压侧与旁路开关6的低压侧、超级电容4以及辅助功率变换器5的高压侧连接；辅助功率变换器5的低压侧与蓄电池7、起动机9连接；微处理器单元8分别与整流/逆变器2、主功率变换器3、辅助功率变换器5、旁路开关6连接。
超级电容4需同时满足为助力发电电机1提供电能供其电动运行或存储助力发电电机1发出的电能、为蓄电池7充电的功能，因此，正常工作中的超级电容4电压Vcap高于蓄电池7电压Vbat，即Vcap>Vbat；另外，母线电压Vbus最大值应较高，有助于减小助力发电电机1的工作电流、提高其效率并降低整流/逆变器2的成本；可选择Vbus最高电压等级为42V。
主功率变换器3具有由超级电容4到整流/逆变器2方向的直流升压功能，其输入电压为Vcap，输出电压为Vbus。
辅助功率变换器5具有由超级电容4到蓄电池7方向的直流降压功能，其输入电压为Vcap，输出电压为Vbat。
主功率变换器3与辅助功率变换器5至少二者之一具有向超级电容4方向的直流降压功能；当主功率变换器3具有由整流/逆变器2到超级电容4方向的降压功能时，其输入为母线电压Vbus，输出电压范围为0～Vcap，其中Vcap<Vbus；当辅助功率变换器5具有由蓄电池7到超级电容4方向的降压功能时，其输入电压为Vbat，输出电压范围为0～Vbat；当辅助功率变换器5具有由蓄电池7到超级电容4方向的降压功能时，还需具备同方向的升压功能，其输入电压为Vbat，输出电压范围为Vbat～Vcap，其中Vbat<Vcap<Vbus。
旁路开关6具有断开和闭合两种工作状态，可实现对主功率变换器3的旁路作用，对于特定结构的主功率变换器3与辅助功率变换器5，旁路开关6可以缺省。
微处理器单元8可检测整流/逆变器2、主功率变换器3、辅助功率变换器5和旁路开关6的工作状态，并通过控制上述部件中的开关器件改变其工作状态。
发动机12冷起动及超级电容4预充电时，对于含起动机9的***，由蓄电池7为起动机9提供能量，发动机起动后助力发电电机1输出电能，经整流/逆变器2为超级电容4预充电；对于不含起动机9的***，由蓄电池7经辅助功率变换器5为超级电容4预充电，超级电容4经整流/逆变器2为助力发电电机1提供电能供其电动运行起动发动机12。
车辆在需要大扭矩如起步、超车工况，助力发电电机1电动运行为发动机12提供助力，主功率变换器3处于升压状态，超级电容4的储能经主功率变换器3和整流/逆变器2供给助力发电电机1，超级电容4持续释放能量，其电压Vcap逐渐降低。
车辆滑行、制动工况下或超级电容4储能不足时，助力发电电机1均工作于发电状态，通过整流/逆变器2、主功率变换器3或旁路开关6为超级电容4充电；超级电容4储能不足正常充电至助力发电电机1为发动机12提供辅助动力所需电压Vcap为止；车辆滑行及制动能量回收进超级电容4时，储能极限为超级电容4的电压达到其额定值。
蓄电池储能不足时，超级电容4经辅助功率变换器5为蓄电池7充电。
发动机热起动时，超级电容4的储能经旁路开关6或主功率变换器3和整流/逆变器2供给助力发电电机1电动运行。
如图2所示为含起动机的助力发电***组成图，该助力发电***由助力发电电机1、整流/逆变器2、主功率变换器3、超级电容4、辅助功率变换器5、旁路开关6、蓄电池7、微处理器单元8、起动机9组成；其中，由T21～T26共六个开关器件连接组成具有三个桥臂的三相整流/逆变桥式电路，各桥臂中点分别与助力发电电机1的三相绕组连接；主功率变换器3由T31、T32两个开关器件和电感L3连接而成，构成双向升降压变换器；辅助功率变换器5由开关器件T5、二极管D51、D52以及电感L5连接而成，T5、D51和L5共同组成降压变换器；辅助功率变换器5中还设置有二极管D52，正向连接于超级电容4和开关器件T5之间，作用是避免蓄电池7与低电压时的超级电容4构成放电回路造成电能损失，二极管D52也可以用开关器件替代；旁路开关6由开关器件T6实现，当主功率变换器3为双向升降压变换器时，开关6可以省去，靠主功率变换器3配合也能完成相关功能，但功率变换器3连续工作会增加***功耗。
发动机12冷起动时，蓄电池7为起动机9供电，辅助功率变换器5中的T5处于关断状态，超级电容4与蓄电池7之间无能量交换。发动机12起动后，助力发电电机1通过整流/逆变器2、主功率变换器3或旁路开关6为超级电容4进行预充电，直至达到助力发电电机1为发动机12提供助力所需电压；预充电过程中，当超级电容4初始电压很低时，旁路开关6关断，主功率变换器3工作于由整流/逆变器2到超级电容4方向的降压模式；当超级电容4电压与整流/逆变器2输出电压接近时，旁路开关6闭合，旁路主功率变换器3，可降低***功耗；预充电完成后，辅助功率变换器5进入正常降压工作模式。
助力发电电机1为发动机提供助力时，旁路开关6关断，主功率变换器3处于由超级电容4到整流/逆变器2的升压状态，超级电容4的储能经主功率变换器3和整流/逆变器2供给助力发电电机1电动运行。
车辆滑行、制动或超级电容4储能不足时，助力发电电机1均工作于发电状态，通过整流/逆变器2、主功率变换器3或旁路开关6为超级电容4充电；当超级电容4电压较低时，旁路开关6关断，主功率变换器3工作于由整流/逆变器2到超级电容4方向的降压模式；当超级电容4电压与整流/逆变器2输出电压接近时，旁路开关6闭合。
发动机12热起动时，超级电容4的储能经主功率变换器3或旁路开关6和整流/逆变器2供给助力发电电机1电动运行。
如图3所示为无起动机的助力发电***组成图，该助力发电***由助力发电电机1、整流/逆变器2、主功率变换器3、超级电容4、辅助功率变换器5、旁路开关6、蓄电池7、微处理器单元8组成；其中，由T21～T26共六个开关器件连接组成具有三个桥臂的三相整流/逆变桥式电路，各桥臂中点分别与助力发电电机1的三相绕组连接；主功率变换器3由二极管D31、开关器件T32和电感L3连接而成，构成升压变换器；辅助功率变换器5由开关器件T51～T53、二极管D51以及电感L5连接而成，T51、T52和L5共同构成双向变换器，T53、D51和L5共同构成降压变换器；旁路开关6由开关器件T6实现。
发动机12冷起动前，蓄电池7通过辅助功率变换器5为超级电容4预充电；当超级电容4初始电压很低时，辅助功率变换器5中的开关器件T51、T52关断，T53、D51和L5构成的降压变换器工作于由蓄电池7到超级电容4方向的降压模式；当超级电容4与蓄电池7电压接近时，T53持续导通，T51、T52和L5构成的双向变换器工作于由蓄电池7到超级电容4方向的升压模式，直至达到助力发电电机1起动发动机12所需电压。
发动机12冷起动和热起动时，超级电容4的储能经主功率变换器3或旁路开关6和整流/逆变器2供给助力发电电机1电动运行。
车辆滑行、制动或超级电容4储能不足时，助力发电电机1均工作于发电状态，通过整流/逆变器2、旁路开关6为超级电容4充电。
助力发电电机1为发动机提供助力时，旁路开关6关断，主功率变换器3处于由超级电容4到整流/逆变器2的升压状态，超级电容4的储能经主功率变换器3和整流/逆变器2供给助力发电电机1电动运行。
蓄电池7储能不足时，超级电容4经辅助功率变换器5为其充电；辅助功率变换器5中的开关器件T53关断，T51、T52和L5构成的双向变换器工作于由超级电容4到蓄电池7方向的降压模式。

Claims (4)

1.一种复合储能的汽车助力发电***，其特征在于：复合储能助力发电***由助力发电电机(1)、整流/逆变器(2)、主功率变换器(3)、超级电容(4)、辅助功率变换器(5)、旁路开关(6)、蓄电池(7)、微处理器单元(8)组成；发动机(12)用以传递动力，电气负载(11)是***负载；其中，助力发电电机(1)是电动/发电一体化的交流电机，电机转轴通过皮带与发动机(12)连接以传递动力；整流/逆变器(2)可双向传递电能，其逆变状态对应助力发电电机(1)电动运行，整流状态对应助力发电电机(1)发电运行；整流/逆变器(2)的交流端口与助力发电电机(1)的三相绕组连接，其直流端口与主功率变换器(3)的高压侧及旁路开关(6)的高压侧连接；主功率变换器(3)的低压侧与旁路开关(6)的低压侧、超级电容(4)以及辅助功率变换器(5)的高压侧连接；辅助功率变换器(5)的低压侧与蓄电池(7)、起动机(9)连接；微处理器单元(8)分别与整流/逆变器(2)、主功率变换器(3)、辅助功率变换器(5)、旁路开关(6)连接；
超级电容(4)需同时满足为助力发电电机(1)提供电能供其电动运行或存储助力发电电机(1)发出的电能、为蓄电池(7)充电的功能，因此，正常工作中的超级电容(4)电压Vcap高于蓄电池(7)电压Vbat，即Vcap>Vbat；另外，母线电压Vbus最大值应高，有助于减小助力发电电机(1)的工作电流、提高其效率并降低整流/逆变器(2)的成本；
主功率变换器(3)具有由超级电容(4)到整流/逆变器(2)方向的直流升压功能，其输入电压为Vcap，输出电压为Vbus；
辅助功率变换器(5)具有由超级电容(4)到蓄电池(7)方向的直流降压功能，其输入电压为Vcap，输出电压为Vbat；
主功率变换器(3)与辅助功率变换器(5)至少二者之一具有向超级电容(4)方向的直流降压功能；当主功率变换器(3)具有由整流/逆变器(2)到超级电容(4)方向的降压功能时，其输入为母线电压Vbus，输出电压范围为0～Vcap，其中Vcap<Vbus；当辅助功率变换器(5)具有由蓄电池(7)到超级电容(4)方向的降压功能时，其输入电压为Vbat，输出电压范围为0～Vbat；当辅助功率变换器(5)具有由蓄电池(7)到超级电容(4)方向的降压功能时，还需具备同方向的升压功能，其输入电压为Vbat，输出电压范围为Vbat～Vcap，其中Vbat<Vcap<Vbus；
旁路开关(6)具有断开和闭合两种工作状态，可实现对主功率变换器(3)的旁路控制，对于特定结构的主功率变换器(3)与辅助功率变换器(5)，旁路开关(6)能够缺省；
微处理器单元(8)可检测整流/逆变器(2)、主功率变换器(3)、辅助功率变换器(5)和旁路开关(6)的工作状态，并通过控制上述部件中的开关器件改变其工作状态；
发动机(12)冷起动及超级电容(4)预充电时，对于含起动机(9)的***，由蓄电池(7)为起动机(9)提供能量，发动机起动后助力发电电机(1)输出电能，经整流/逆变器(2)为超级电容(4)预充电；对于不含起动机(9)的***，由蓄电池(7)经辅助功率变换器(5)为超级电容(4)预充电，超级电容(4)经整流/逆变器(2)为助力发电电机(1)提供电能供其电动运行起动发动机(12)；
车辆在需要大扭矩如起步、超车工况，助力发电电机(1)电动运行为发动机(12)提供助力，主功率变换器(3)处于升压状态，超级电容(4)的储能经主功率变换器(3)和整流/逆变器(2)供给助力发电电机(1)，超级电容(4)持续释放能量，其电压Vcap逐渐降低；
车辆滑行、制动工况下或超级电容(4)储能不足时，助力发电电机(1)均工作于发电状态，通过整流/逆变器(2)和旁路开关(6)，或者整流/逆变器(2)和主功率变换器(3)为超级电容(4)充电；超级电容(4)储能不足正常充电至助力发电电机(1)为发动机(12)提供辅助动力所需电压Vcap为止；车辆滑行及制动能量回收进超级电容(4)时，储能极限为超级电容(4)的电压达到其额定值；
蓄电池储能不足时，超级电容(4)经辅助功率变换器(5)为蓄电池(7)充电；
发动机热起动时，超级电容(4)的储能经旁路开关(6)和整流/逆变器(2)，或者主功率变换器(3)和整流/逆变器(2)供给助力发电电机(1)电动运行。
2.根据权利要求1所述的一种复合储能的汽车助力发电***，其特征在于：助力发电***含有起动机时，该***由助力发电电机(1)、整流/逆变器(2)、主功率变换器(3)、超级电容(4)、辅助功率变换器(5)、旁路开关(6)、蓄电池(7)、微处理器单元(8)组成；其中，由T21～T26共六个开关器件连接组成具有三个桥臂的三相整流/逆变桥式电路，各桥臂中点分别与助力发电电机(1)的三相绕组连接；主功率变换器(3)由T31、T32两个开关器件和电感L3连接而成，构成双向升降压变换器；辅助功率变换器(5)由开关器件T5、二极管D51、D52以及电感L5连接而成，T5、D51和L5共同组成降压变换器；辅助功率变换器(5)中还设置有二极管D52，正向连接于超级电容(4)和开关器件T5之间，作用是避免蓄电池(7)与低电压时的超级电容(4)构成放电回路造成电能损失，二极管D52也能够用开关器件替代；旁路开关(6)由开关器件T6实现；
发动机(12)冷起动时，蓄电池(7)为起动机(9)供电，辅助功率变换器(5)中的T5处于关断状态，超级电容(4)与蓄电池(7)之间无能量交换；发动机(12)起动后，助力发电电机(1)通过整流/逆变器(2)和主功率变换器(3)，或者整流/逆变器(2)和旁路开关(6)为超级电容(4)进行预充电，直至达到助力发电电机(1)为发动机(12)提供助力所需电压；预充电过程中，当超级电容(4)初始电压很低时，旁路开关(6)关断，主功率变换器(3)工作于由整流/逆变器(2)到超级电容(4)方向的降压模式；当超级电容(4)电压与整流/逆变器(2)输出电压接近时，旁路开关(6)闭合，旁路主功率变换器(3)，可降低***功耗；预充电完成后，辅助功率变换器(5)进入正常降压工作模式；
助力发电电机(1)为发动机(12)提供助力时，旁路开关(6)关断，主功率变换器(3)处于由超级电容(4)到整流/逆变器(2)的升压状态，超级电容(4)的储能经主功率变换器(3)和整流/逆变器(2)供给助力发电电机(1)电动运行；
车辆滑行、制动或超级电容(4)储能不足时，助力发电电机(1)均工作于发电状态，通过整流/逆变器(2)和主功率变换器(3)，或者整流/逆变器(2)和旁路开关(6)为超级电容(4)充电；当超级电容(4)电压较低时，旁路开关(6)关断，主功率变换器(3)工作于由整流/逆变器(2)到超级电容(4)方向的降压模式；当超级电容(4)电压与整流/逆变器(2)输出电压接近时，旁路开关(6)闭合；
发动机(12)热起动时，超级电容(4)的储能经主功率变换器(3)和整流/逆变器(2)，或者旁路开关(6)和整流/逆变器(2)供给助力发电电机(1)电动运行。
3.根据权利要求1所述的一种复合储能的汽车助力发电***，其特征在于：该助力发电***无起动机时，该***由助力发电电机(1)、整流/逆变器(2)、主功率变换器(3)、超级电容(4)、辅助功率变换器(5)、旁路开关(6)、蓄电池(7)、微处理器单元(8)组成；其中，由T21～T26共六个开关器件连接组成具有三个桥臂的三相整流/逆变桥式电路，各桥臂中点分别与助力发电电机(1)的三相绕组连接；主功率变换器(3)由二极管D31、开关器件T32和电感L3连接而成，构成升压变换器；辅助功率变换器(5)由开关器件T51～T53、二极管D51以及电感L5连接而成，T51、T52和L5共同构成双向变换器，T53、D51和L5共同构成降压变换器；旁路开关(6)由开关器件T6实现；
发动机(12)冷起动前，蓄电池(7)通过辅助功率变换器(5)为超级电容(4)预充电；当超级电容(4)初始电压很低时，辅助功率变换器(5)中的开关器件T51、T52关断，T53、D51和L5构成的降压变换器工作于由蓄电池(7)到超级电容(4)方向的降压模式；当超级电容(4)与蓄电池(7)电压接近时，T53持续导通，T51、T52和L5构成的双向变换器工作于由蓄电池(7)到超级电容(4)方向的升压模式，直至达到助力发电电机(1)起动发动机(12)所需电压；
发动机(12)冷起动和热起动时，超级电容(4)的储能经主功率变换器(3)和整流/逆变器(2)，或者旁路开关(6)和整流/逆变器(2)供给助力发电电机(1)电动运行；
车辆滑行、制动或超级电容(4)储能不足时，助力发电电机(1)均工作于发电状态，通过整流/逆变器(2)、旁路开关(6)为超级电容(4)充电；
助力发电电机(1)为发动机提供助力时，旁路开关(6)关断，主功率变换器(3)处于由超级电容(4)到整流/逆变器(2)的升压状态，超级电容(4)的储能经主功率变换器(3)和整流/逆变器(2)供给助力发电电机(1)电动运行；
蓄电池(7)储能不足时，超级电容(4)经辅助功率变换器(5)为其充电；辅助功率变换器(5)中的开关器件T53关断，T51、T52和L5构成的双向变换器工作于由超级电容(4)到蓄电池(7)方向的降压模式。
4.根据权利要求1所述的一种复合储能的汽车助力发电***，其特征在于：旁路开关(6)在主功率变换器(3)为双向升降压变换器结构的助力发电***中能够省去，仅靠主功率变换器(3)配合也能完成相关功能。
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