超級(jí)電容器電源模塊電壓均衡技術(shù)及結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)的研究.pdf

1、超級(jí)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(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，成為近年來備受關(guān)注的儲(chǔ)能元件。然而，由于超級(jí)電容單體的額定電壓通常小于4V，超級(jí)電容器單體單獨(dú)使用往往不能滿足負(fù)載對(duì)于電壓值、功率、放電時(shí)間的要求。為了達(dá)到較高的額定電壓，超級(jí)電容器需要串聯(lián)使用，串聯(lián)時(shí)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(dòng)或被動(dòng)均衡方法進(jìn)行超級(jí)電容器單體電壓均衡管理；同時(shí)，超級(jí)電容器串聯(lián)將減小超級(jí)電容器模塊的等值電容量，

2、增大等值內(nèi)阻，因而需將電容器組再并聯(lián)組合以彌補(bǔ)電容器串聯(lián)帶來的充放電特性的下降，因此對(duì)超級(jí)電容組的能量管理技術(shù)的研究具有十分重要的意義。本文主要對(duì)串聯(lián)超級(jí)電容組的消耗能量電壓均衡技術(shù)和轉(zhuǎn)移能量電壓均衡系統(tǒng)的工作過程、電路結(jié)構(gòu)、均衡效果和均衡速度進(jìn)行了理論和實(shí)驗(yàn)研究，并根據(jù)負(fù)載特性對(duì)超級(jí)電容器模塊的設(shè)計(jì)進(jìn)行了研究。主要完成的工作有： （1）分析了串聯(lián)超級(jí)電容器組利用恒壓充電和恒流充電時(shí)直接并聯(lián)電阻電壓均衡方法的工作過程，并通過仿真

3、和實(shí)驗(yàn)得到電阻的選擇對(duì)均衡速度和均衡程度的影響，確定了串聯(lián)超級(jí)電容器組充電時(shí)，用直接并聯(lián)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(guān)電容能量轉(zhuǎn)移的電壓均衡方法，通過對(duì)其工作過程的分析和計(jì)算，并根據(jù)利用此方法對(duì)兩個(gè)超級(jí)電容器串聯(lián)模塊的仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果，給出了主要元件的參數(shù)確定原則，對(duì)該均衡措施的均衡速度和均衡度進(jìn)行了分析。 （3）通過對(duì)超級(jí)電容器開關(guān)電感均衡方法的仿真，確定主電路各功率元件的參數(shù)。給出了系統(tǒng)各部