超級電容器電源模塊電壓均衡技術及結構參數設計的研究.pdf

1、超級電容器因其具有比功率高、充電速度快以及循環(huán)使用壽命長等優(yōu)點，成為近年來備受關注的儲能元件。然而，由于超級電容單體的額定電壓通常小于4V，超級電容器單體單獨使用往往不能滿足負載對于電壓值、功率、放電時間的要求。為了達到較高的額定電壓，超級電容器需要串聯使用，串聯時單體狀態(tài)的一致性問題是制約其使用壽命和故障率高的主要因素，因此，需要用主動或被動均衡方法進行超級電容器單體電壓均衡管理；同時，超級電容器串聯將減小超級電容器模塊的等值電容量，

2、增大等值內阻，因而需將電容器組再并聯組合以彌補電容器串聯帶來的充放電特性的下降，因此對超級電容組的能量管理技術的研究具有十分重要的意義。本文主要對串聯超級電容組的消耗能量電壓均衡技術和轉移能量電壓均衡系統的工作過程、電路結構、均衡效果和均衡速度進行了理論和實驗研究，并根據負載特性對超級電容器模塊的設計進行了研究。主要完成的工作有： （1）分析了串聯超級電容器組利用恒壓充電和恒流充電時直接并聯電阻電壓均衡方法的工作過程，并通過仿真

3、和實驗得到電阻的選擇對均衡速度和均衡程度的影響，確定了串聯超級電容器組充電時，用直接并聯電阻均衡方法的電阻值大小的選取原則。 （2）研究了利用開關電容能量轉移的電壓均衡方法，通過對其工作過程的分析和計算，并根據利用此方法對兩個超級電容器串聯模塊的仿真和實驗結果，給出了主要元件的參數確定原則，對該均衡措施的均衡速度和均衡度進行了分析。 （3）通過對超級電容器開關電感均衡方法的仿真，確定主電路各功率元件的參數。給出了系統各部