[发明专利]基于超级电容器的老化状态估算检测系统及方法

摘要

本发明涉及一种基于超级电容器的老化状态估算检测系统及方法，其检测系统包括可编程电源、受试超级电容器、可编程负载、数据存储单元、数据采集通讯单元、数据运算处理单元和老化状态预估单元；其检测方法通过设定所需的工况，采集测试数据并进行分频降噪预处理，然后根据超级电容器模型对模型参数进行辨识并计算特征参数，由此进行老化状态评价。与现有技术相比，本发明可以检测不同阶段的超级电容器老化状态，具有应用普遍性广、工况针对性强，老化状态判断准确，老化检测耗时短，结果可靠性高等优点。

主权项

一种基于超级电容器的老化状态估算检测系统，其特征在于，包括可编程电源、受试超级电容器、可编程负载、数据存储单元、数据采集通讯单元、数据运算处理单元和老化状态预估单元，所述可编程电源、受试超级电容器与可编程负载依次连接；所述数据采集通讯单元分别与可编程电源、受试超级电容器与可编程负载通过通讯线连接；所述数据采集通讯单元、数据运算处理单元与老化状态预估单元顺序连接；所述数据存储单元分别与采集通讯单元、数据运算处理单元与老化状态预估单元相连；基于该系统实现老化状态估算检测的方法包括以下步骤：1)将想要检测的老化状态工作工况输入可编程电源，老化状态工作的电流激励信号特征包括电流幅值、电流脉冲、电流上升率；2)常温下，通过已输入的电流激励信号对受试超级电容器进行激励，相同激励的测试需要连续重复完成3次，两两测试间隔相差30分钟以保证两两初始状态的热性能稳定；3)同步采集受试超级电容器的测试数据，包括环境温度、壳体温度、单体电压、单体电流；4)将得到的测试数据进行分频降噪预处理，去除采样过程中可能出现错误数据后，进行初始数据保存；5)选择模型阶数与模型类型，确定超级电容器模型，该超级电容器模型为具有物理意义的模型，或是具有明显老化状态特征参数的模型；6)对超级电容器模型的模型参数进行辨识，并据此计算特征参数，其中模型参数包括等效串联电阻、等效并联电阻、等效电容、等效电感，特征参数包括荷电状态、可用能量、脉冲功率、能量密度、功率密度；7)将数据进行老化状态判断，在阈值比较的基础上，使用模式识别理论进一步进行老化状态评价，并将评价结果传送至数据存储单元保存；其中，模式识别理论包括但不限于聚类分析，决策树分析。