超級(jí)電容器組電壓均衡及功率接口技術(shù)研究.pdf

1、超級(jí)電容器是一種新型電力儲(chǔ)能器件，電容量極大，既具有靜電電容器的高放電功率優(yōu)勢(shì)又像電池一樣具有較大電荷儲(chǔ)存能力。此外，超級(jí)電容器還具有容量配置靈活、循環(huán)使用壽命長(zhǎng)、環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)。超級(jí)電容器單體標(biāo)稱端電壓不高，并且單體容量較小，為了滿足電壓等級(jí)和儲(chǔ)存容量要求，需將多個(gè)超級(jí)電容器單體串聯(lián)和并聯(lián)成組，作為一個(gè)超級(jí)電容器組進(jìn)行充放電。在串聯(lián)設(shè)計(jì)中，由于各單體參數(shù)存在分散性，在充放電過(guò)程中電壓不一致，制約整個(gè)超級(jí)電容器組的儲(chǔ)能效率及使用壽命。因

2、此，必須配置合理高效的電壓均衡措施。
　　本文研究了電容器的成組方式以及充放電特性，提出了一種低能耗方式的電壓均衡系統(tǒng)。該電壓均衡系統(tǒng)采用上下位機(jī)控制方式，由信號(hào)采集電路、下位機(jī)、均衡開關(guān)電路，以及上位工控機(jī)組成。能夠?qū)崿F(xiàn)串聯(lián)超級(jí)電容器充放電時(shí)電壓的采集及均衡控制。
　　研究了超級(jí)電容器組的電壓均衡控制策略，分為子模塊間電壓均衡和小組間電壓均衡。提出了超級(jí)電容器SOC估計(jì)模型，采用擴(kuò)展卡爾曼濾波算法對(duì)超級(jí)電容器SOC進(jìn)行估計(jì)

3、，為電壓均衡系統(tǒng)提供實(shí)時(shí)判斷依據(jù)。
　　超級(jí)電容器單體通過(guò)串并聯(lián)構(gòu)成儲(chǔ)能陣列，配置靈活，便于容量擴(kuò)充。與蓄電池不同，超級(jí)電容器組在釋放電能過(guò)程中，其端電壓會(huì)不斷減小，變化范圍較大。本文選取了一款TI的基于DSP控制的DC/AC逆變器作為超級(jí)電容器組的功率接口。通過(guò)對(duì)接口變換器進(jìn)行控制設(shè)計(jì)，可以為負(fù)載提供滿足電壓等級(jí)要求的穩(wěn)定電壓，提高了超級(jí)電容器的儲(chǔ)能利用率。
　　在硬件基礎(chǔ)上，提出了一種基于Simulink的DSP代碼開發(fā)