[发明专利]一种超级电容器主动均衡的系统及方法

说明书

本发明提供了一种超级电容器主动均衡的系统，用以解决：当一支超级电容器单体漏电时，导致均衡系统对其他单体放电均衡的能量损耗大、发热量高的问题，本系统包括：包括：外部供电均衡电路、内部供电均衡电路；外部供电均衡电路，用于当接有外接电源时，通过外接电源对超级电容器单体、超级电容器模组进行充放电均衡；内部供电均衡电路，用于当没有接外接电源时，通过超级电容器模组两端的电对超级电容器单体进行充放电均衡或者通过超级电容器模组之间进行充放电均衡。本系统结合外部供电均衡电路和内部供电均衡，有助于减缓单体容量、内阻、自放电速率；并能避免超级电容器系统内单体容量不均衡导致的恶性累积问题。

技术领域

本发明涉及超级电容器储能均衡领域，尤其涉及一种超级电容器主动均衡的系统及方法。

背景技术

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。

发明内容

针对现有技术的问题，本发明提供了一种通过对低于当前超级电容器的的单体电压阈值的超级电容器单体或者低于当前超级电容器的的模组电压阈值的超级电容器模组进行补电，从而达到均衡的超级电容器主动均衡的系统及方法。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种超级电容器主动均衡的系统，包括：外部供电均衡电路、内部供电均衡电路；

外部供电均衡电路，用于当接有外接电源时，通过外接电源对超级电容器单体、超级电容器模组进行充放电均衡；

内部供电均衡电路，用于当没有接外接电源时，通过超级电容器模组两端的电对超级电容器单体进行充放电均衡或者通过超级电容器模组之间进行充放均衡。

进一步地，还包括超级电容器管理系统、模拟采集模块、均衡电路、MCU、CAN收发电路：

模拟采集模块，用于通过预设采集方式采集各个超级电容器单体以及每个超级电容器模组的电压和温度信息，并发送至超级电容器管理系统；

均衡电路，用于通过DC/DC对超级电容器单体和超级电容器模组内的能量进行转换；

MCU，用于接收超级电容器管理系统下发的预设均衡指令，并按照预设均衡指令对应的预设均衡策略对超级电容器模组进行主动均衡；

CAN收发电路，用于整车控制系统和超级电容器管理系统之间的信息交互。

进一步地，模拟采集模块包括：

多个模拟采集线，连接每个超级电容器单体，并采集每个超级电容器单体以及每个超级电容器模组的电压信息和温度信息；