超級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(guān)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(lián)使用，串聯(lián)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(lián)將減小超級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)組合以彌補電容器串聯(lián)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(shù)的研究具有十分重要的意義。本文主要對串聯(lián)超級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行了理論和實驗研究，并根據(jù)負載特性對超級電容器模塊的設(shè)計進行了研究。主要完成的工作有： （1）分析了串聯(lián)超級電容器組利用恒壓充電和恒流充電時直接并聯(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(lián)超級電容器組充電時，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，通過對其工作過程的分析和計算，并根據(jù)利用此方法對兩個超級電容器串聯(lián)模塊的仿真和實驗結(jié)果，給出了主要元件的參數(shù)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(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