超級(jí)電容器儲(chǔ)能系統(tǒng)的充放電研究.pdf

1、超級(jí)電容器在性能上介于蓄電池和傳統(tǒng)電容器之間，是一種新型綠色儲(chǔ)能元件，具有高功率密度、循環(huán)壽命長(zhǎng)、無(wú)污染等特點(diǎn)，因此在儲(chǔ)能領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，如電動(dòng)車(chē)輛、不間斷電源、電力系統(tǒng)等。由于電容單體工作電壓過(guò)低的限制，通常需要將電容單體進(jìn)行串聯(lián)使用。但電容單體內(nèi)部參數(shù)存在一定的偏差，此參數(shù)偏差會(huì)導(dǎo)致電容單體的充放電速度不同。所以在串聯(lián)使用時(shí)，會(huì)存在電壓不均衡現(xiàn)象，從而導(dǎo)致電容單體的電壓過(guò)充或者過(guò)放，影響了超級(jí)電容器的壽命和系統(tǒng)的穩(wěn)定性。此外，

2、超級(jí)電容器和傳統(tǒng)電容器具有相同的放電特性，即放電過(guò)程中電容單體的電壓下降過(guò)快，導(dǎo)致儲(chǔ)能系統(tǒng)的端電壓不能長(zhǎng)時(shí)間滿足負(fù)載對(duì)電壓等級(jí)的要求。所以，采取適當(dāng)?shù)碾妷壕夥桨负驮O(shè)計(jì)合理的放電穩(wěn)壓電路具有重要的意義。
　　本文首先對(duì)超級(jí)電容器的基本結(jié)構(gòu)、工作原理和特點(diǎn)進(jìn)行了闡述，分析了超級(jí)電容器的三種等效電路模型：串聯(lián)RC模型、經(jīng)典模型和傳輸線模型，討論了各等效電路模型的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和適用場(chǎng)合，并確定了本課題所選用串聯(lián)RC等效電路模型。同時(shí)，介紹了

3、超級(jí)電容器的幾種充電方式并對(duì)超級(jí)電容器的充放電特性進(jìn)行了分析。
　　其次，對(duì)能耗性和能量轉(zhuǎn)移型的幾種常見(jiàn)電壓均衡電路進(jìn)行了工作原理的分析、仿真驗(yàn)證和優(yōu)缺點(diǎn)的比較。然后利用超級(jí)電容器自身的低內(nèi)阻、線性好、和低能量密度等特點(diǎn)，將超級(jí)電容作為自身的均衡器，提出了基于超級(jí)電容器串并聯(lián)切換的均壓電路。該均壓電路僅由超級(jí)電容器和開(kāi)關(guān)管組成，通過(guò)控制兩組開(kāi)關(guān)的通與斷實(shí)現(xiàn)單體電壓的均衡，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，均衡速度快等優(yōu)點(diǎn)。并通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)對(duì)該均衡電路的