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技术研发指南

超级电容器作为一种新型储能器件已广泛应用在轨道交通、港口机械、石油机械、特种设备、风力发电等领域。超级电容作为一种新型储能装置,具有超级储电能力,与传统的电池相比,具有高度可逆,寿命超长(可反复充、放电上十万次),输出、输入功率超大,具有很宽的电压范围和工作温度范围等特点。与传统电解电容器相比,它的能量密度高上千倍,而漏电流小几个数量级。它兼具了电池的高能量贮存特性以及电容器的高功率输出特性。超级电容器在各领域的应用越来越广泛,系统电压等级不断提高、能量要求不断增加。实际生产中各单体的容量、内阻、漏电流等参数常常不一致,CMS主动均衡系统作为一种提高可靠性的控制系统,具有重要的使用意义。

目前公开的均衡方法都是对模组内高压单体放电均衡,并未涉及超级电容器主动均衡方法。大多数储能系统只能通过模拟电路或数字电路对单体放电均衡,其对系统内容量、内阻、漏电相对差的单体无法更好地管理。

然而新能源储能技术应用中,系统的电压等级、容量越来越高,对寿命的要求更加严苛。而均衡系统只能对好产品进行放电均衡,其效率低且增加了全周期寿命内的使用成本。

一种超级电容器主动均衡的方法,包括步骤:

S1:判断超级电容器模组是否接有外接电源;

S2:若是,按照外部供电均衡电路对当前超级电容器模组进行主动均衡;

S3:若不是,按照内部供电均衡电路对当前超级电容器模组进行主动均衡。

进一步地,步骤S2包括:

S21:若超级电容器接外接电源,则接通外部供电均衡电路;

S22:判断当前超级电容器单体的电压是否在当前单体电压阈值范围内以及判断当前超级电容器模组的电压是否当前模组电压阈值范围内;

S23:若超级电容器单体的电压不在当前单体电压阈值范围内,则通过外接电源对低于当前单体电压阈值范围下限的超级电容器单体补电,达到当前单体电压阈值范围上限时,停止补电;

若超级电容器模组的电压不在当前模组电压阈值范围内,则通过外接电源对低于当前模组电压阈值范围下限的超级电容器模组补电,达到当前模组电压阈值范围上限时,停止补电。

进一步地,步骤S3包括:

S31:若超级电容器未接外接电源,则接通内部供电均衡电路;

S32:判断当前超级电容器单体的电压是否在当前单体电压阈值范围内以及判断当前超级电容器模组的电压是否当前模组电压阈值范围内;

S33:若超级电容器单体的电压不在当前单体电压阈值范围内,则通过超级电容器对低于当前单体电压阈值范围下限的超级电容器单体补电,达到当前单体电压阈值范围上限时,停止补电;

由于具有超大电容量、能够多次反复并且快速地充电/放电、能够在低

温下工作、以及对环境无污染等优点,超级电容模组作为一种新能源电源

在车辆、风力发电设备、以及电网设备等中具有广泛应用。现有超级电容

模组通常包括金属底板、设置在金属底板上并且相互串联的多个超级电容

器、与超级电容器连接并且用于稳定超级电容模组电压的电路模块、以及

安装在金属底板上用于围住并且部分地固定超级电容器的外壳。在相邻超

级电容器之间设置有海绵,以防止和减缓超级电容器的移动和相互碰撞。

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