超級電容器組電壓均衡及功率接口技術研究.pdf

1、超級電容器是一種新型電力儲能器件，電容量極大，既具有靜電電容器的高放電功率優(yōu)勢又像電池一樣具有較大電荷儲存能力。此外，超級電容器還具有容量配置靈活、循環(huán)使用壽命長、環(huán)境友好等優(yōu)點。超級電容器單體標稱端電壓不高，并且單體容量較小，為了滿足電壓等級和儲存容量要求，需將多個超級電容器單體串聯(lián)和并聯(lián)成組，作為一個超級電容器組進行充放電。在串聯(lián)設計中，由于各單體參數(shù)存在分散性，在充放電過程中電壓不一致，制約整個超級電容器組的儲能效率及使用壽命。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)采用上下位機控制方式，由信號采集電路、下位機、均衡開關電路，以及上位工控機組成。能夠實現(xiàn)串聯(lián)超級電容器充放電時電壓的采集及均衡控制。
　　研究了超級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。提出了超級電容器SOC估計模型，采用擴展卡爾曼濾波算法對超級電容器SOC進行估計

3、，為電壓均衡系統(tǒng)提供實時判斷依據。
　　超級電容器單體通過串并聯(lián)構成儲能陣列，配置靈活，便于容量擴充。與蓄電池不同，超級電容器組在釋放電能過程中，其端電壓會不斷減小，變化范圍較大。本文選取了一款TI的基于DSP控制的DC/AC逆變器作為超級電容器組的功率接口。通過對接口變換器進行控制設計，可以為負載提供滿足電壓等級要求的穩(wěn)定電壓，提高了超級電容器的儲能利用率。
　　在硬件基礎上，提出了一種基于Simulink的DSP代碼開發(fā)