超級電容器儲能系統(tǒng)的充放電研究.pdf

1、超級電容器在性能上介于蓄電池和傳統(tǒng)電容器之間，是一種新型綠色儲能元件，具有高功率密度、循環(huán)壽命長、無污染等特點，因此在儲能領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，如電動車輛、不間斷電源、電力系統(tǒng)等。由于電容單體工作電壓過低的限制，通常需要將電容單體進行串聯(lián)使用。但電容單體內(nèi)部參數(shù)存在一定的偏差，此參數(shù)偏差會導致電容單體的充放電速度不同。所以在串聯(lián)使用時，會存在電壓不均衡現(xiàn)象，從而導致電容單體的電壓過充或者過放，影響了超級電容器的壽命和系統(tǒng)的穩(wěn)定性。此外，

2、超級電容器和傳統(tǒng)電容器具有相同的放電特性，即放電過程中電容單體的電壓下降過快，導致儲能系統(tǒng)的端電壓不能長時間滿足負載對電壓等級的要求。所以，采取適當?shù)碾妷壕夥桨负驮O(shè)計合理的放電穩(wěn)壓電路具有重要的意義。
　　本文首先對超級電容器的基本結(jié)構(gòu)、工作原理和特點進行了闡述，分析了超級電容器的三種等效電路模型：串聯(lián)RC模型、經(jīng)典模型和傳輸線模型，討論了各等效電路模型的結(jié)構(gòu)特點和適用場合，并確定了本課題所選用串聯(lián)RC等效電路模型。同時，介紹了

3、超級電容器的幾種充電方式并對超級電容器的充放電特性進行了分析。
　　其次，對能耗性和能量轉(zhuǎn)移型的幾種常見電壓均衡電路進行了工作原理的分析、仿真驗證和優(yōu)缺點的比較。然后利用超級電容器自身的低內(nèi)阻、線性好、和低能量密度等特點，將超級電容作為自身的均衡器，提出了基于超級電容器串并聯(lián)切換的均壓電路。該均壓電路僅由超級電容器和開關(guān)管組成，通過控制兩組開關(guān)的通與斷實現(xiàn)單體電壓的均衡，具有結(jié)構(gòu)簡單，均衡速度快等優(yōu)點。并通過仿真實驗對該均衡電路的