[發明專利]一種超級電容模組內的電容器均衡檢測系統

有效

• 申請號: 201610902422.7
• 申請日: 2016-10-17
• 公開（公告）號: CN106526357B
• 公開（公告）日: 2019-06-21
• 發明（設計）人: 王玉鵬;阮殿波;何嘯月
• 申請（專利權）人: 寧波中車新能源科技有限公司
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00
• 代理公司: 寧波市鄞州盛飛專利代理事務所(特殊普通合伙) 33243
• 代理人: 龍洋

本發明公開了一種超級電容模組內的電容器均衡檢測系統，它包括：超級電容模組，均衡放電單元，過壓信號輸出單元，光耦隔離器。超級電容模組內的每個電容器節點都設置有均衡放電單元和過壓信號輸出單元；超級電容模組內設有兩路溫度檢測信號，兩路過壓信號輸出信號，一路模組總電壓輸出信號；光耦隔離器用于進行過壓信號隔離保護。本發明通過增加反饋電阻，使超級電容器單體電壓保持在一定的電壓范圍內；通過詳細的計算方法進行匹配采樣電阻，提高了超級電容器開啟均衡電壓值和關閉均衡電壓值的精度；通過PCB設計實現均衡檢測電路板與超級電容模組內的鋁排鑲嵌組裝設計，減小了超級電容模組的體積。

技術領域

本發明涉及超級電容模組內電容器單體均衡檢測領域，尤其涉及一種超級電容模組內的電容器均衡檢測系統。

背景技術

目前，超級電容器作為新型能源與傳統煤炭石油等自然能源相比，其應用技術得到快速發展。超級電容器具有功率密度高，工作溫度范圍寬，使用壽命長等技術優點，在高功率密度的工業儲能領域得到了廣泛應用。包括低排放CO₂的混合電動汽車和零排放的純超級電容電動汽車的城市交通，鐵路線路儲能，港口機械，石油鉆井機，特種裝備，風力發電等領域。

常用超級電容器單體電壓為2.7V，對于一個超級電容儲能裝置而言，需要采用超級電容單體構成特定模組，再通過特定模組構成特定儲能裝置。超級電容器主要工作參數為工作電壓和工作溫度，只有在規定的工作參數范圍內工作，超級電容器就能保持超長使用壽命并不出現故障。因此，需要一種超級電容模組內的電容器均衡檢測裝置來確保超級電容器單體工作在規定的參數中工作。

如公開號為CN102486529A的專利文獻所描述的《一種城軌車輛用串聯超級電容器組荷電狀態檢測方法》，該方法采用卡爾曼濾波算法計算每一個超級電容單體荷電狀態(State of charge,簡稱SOC)值，再經過綜合比對確定當前單體中SOC最大值與最小值，最后通過結合城軌車輛啟動或制動工況的實際情況來綜合確定整個超級電容器組的SOC值。該方法使用了傳統的標準卡爾曼濾波算法來計算超級電容單體SOC值，但此方法在實施過程中需要用卡爾曼濾波算法計算每一個單體的SOC值之后才能確定總體超級電容的SOC值，當單體數量規模比較大的時候，計算成本較高，效率低且耗時間，多個超級電容單體也會使整個超級電容器組SOC值的計算精度變差。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中的不足，從匹配采樣電阻的計算方法和增加反饋電阻，減小超級電容模組PCB設計來優化超級電容模組內的電容器均衡檢測方法。

本發明解決上述技術問題所采用的技術方案為：

一種超級電容模組內的電容器均衡檢測系統，它包括：超級電容模組，均衡放電單元，過壓信號輸出單元，光耦隔離器。

超級電容模組內的每個電容都連接至均衡放電單元，過壓信號輸出單元以及光耦隔離器；

均衡放電單元用于控制超級電容模組內電容電壓均衡，過壓信號輸出單元用于電容過壓信號的輸出。均衡放電單元內設有均衡電路：當電容電壓高于電容開啟均衡電壓時，打開均衡電路，超級電容模組內的電容開始釋放電荷；當電容電壓低于電容關閉均衡電壓時，關閉均衡電路，超級電容模組內的電容停止釋放電荷；；當電容電壓高于電容電壓過壓報警閥值時，輸出電容過壓信號；當電容電壓低于電容電壓過壓報警閥值時，停止輸出電容過壓信號。

光耦隔離器用于進行過壓信號隔離保護。

進一步地，超級電容模組內還設有兩路溫度檢測信號，兩路過壓信號輸出信號，一路模組總電壓輸出信號。

進一步地，溫度信號采用NTC熱敏電阻檢測。