一种具有智能快速均衡功能的超级电容充电装置制造方法及图纸

本发明专利技术创造属于超级电容充电领域，具体涉及了一种快速均衡功能的超级电容充电装置。本发明专利技术创造提出了一种低成本、高安全性、便于远程控制、充电快速、对供电系统要求低、低噪音而且可以与被充电装置信息交互的具有智能快速均衡功能的超级电容充电装置。一种具有智能快速均衡功能的超级电容充电装置，包括电源和外部服务器，还包括：双向逆变器，与电源电连接；超级电容储能单元，与双向逆变器电连接；若干个双向DC/DC变流器，与超级电容储能单元电连接；直流接触保护单元，与双向DC/DC变流器电连接；功率接口，与直流接触保护单元电连接；被充电储能系统，安装在被充电装置中，与功率线束电连接；控制单元，与直流接触保护单元电连接。

A super capacitor charging device with intelligent quick balancing function

The invention belongs to the field of supercapacitor charging, and specifically relates to a supercapacitor charging device with fast equalization function. The invention provides a supercapacitor charging device with intelligent fast equalization function, which has the advantages of low cost, high security, easy remote control, fast charging, low requirement for power supply system, low noise and information interaction with the charged device. A supercapacitor charging device with intelligent fast equalization function includes power supply and external servers. It also includes: bidirectional inverters connected with power supply; supercapacitor energy storage unit connected with bidirectional inverters; several bidirectional DC/DC converters connected with supercapacitor energy storage unit; DC contact protection sheet. The unit is electrically connected with bidirectional DC/DC converter, power interface and DC contact protection unit, charged energy storage system is installed in charged device and connected with power harness, and control unit is electrically connected with DC contact protection unit.

【技术实现步骤摘要】
一种具有智能快速均衡功能的超级电容充电装置
本专利技术创造属于超级电容充电领域，具体涉及了一种快速均衡功能的超级电容充电装置。
技术介绍
超级电容器具有充电速度快，工作温度范围宽，使用寿命长等技术特点。近年来，随着超级电容器产业化程度的不断深入，超级电容器的使用成本不断降低，其商业应用不断拓展，已经在电动大巴，储能式有轨车，储能式电动叉车等应用领域得到了用户的认可。首先，为了发挥超级电容快速充电的优势，通常需要引入大功率充电装置。但是，大功率充电装置对电网存在冲击，且使用中通常存在噪声污染问题。其次，超级电容器单体的工作电压较低，需要串联使用，才能给应用端提供能量。但是，串联使用时，单体容量不一致以及自放电不均匀问题会引发单体电压不平衡问题，导致储能系统不安全。因此，每一个储能单元中需要加入电压均衡单元，导致系统成本增加，系统体积增大的问题。再次，快速充电装置因大电流充电特性，需要可靠的充电保护机制。最后，储能式的移动装置越来越关注远程运维和电网交互功能。中国公开号CN201410211134，公开日为2014年7月30日，公开了一种均衡充电一体机。其特征在于，包括：系统电源；与所述系统电源相连的ID盒；与所述系统电源相连的充电机模块；与直流接触器和双向均衡装置相连的电池组；与所述系统电源相连，用于均衡输出的双向均衡装置；所述双向均衡装置与所述电池组的每个电池的正极一一相连，与所有电池的负极相连；其中，所述双向均衡装置用于采集所述电池组中各个电池的充电电压，当所述电池组中有电池两端的充电电压过高时，则降低充电机模块中与所述电池相应的电压输出，当所述电池组中有电池两端的充电电压过低时，则提高充电机模块中与所述电池相应的电压输出，使电池组中各个电池两端的电压均衡；预设所述ID盒分别和所述充电机模块及所述直流接触器相连，所述ID盒用于对直流输出的直流接触器进行控制；其中，所述充电机的输入线与直流输出线分别在所述充电机两端，且处在对向面上；均衡电压采集线以及通讯线直接连接具有防冲撞能力的均衡接插件，且所述均衡接插件安装于所述均衡充电一体机上，同时保证其安装位置与电池均衡插头可靠对接；所述均衡电压采样线与所述直流输出线在同一面；所述通讯线与所述直流输出线在同一位置出线。其不足之处在于，1.安全性低。超级电容的充电通常是大电流充电。专利技术中的充电回路与均衡回路相互分离，均衡回路中不包含直流分断回路，在发生紧急故障时无法实现均衡回路的分断，容易引发事故。2.对供电系统要求高，噪声污染大。大电流直充充电机的功率大，对电网存在较大的冲击，且装置工作的开关频率较低，噪声污染大。3.储能侧的信息缺失，存在安全隐患。该专利技术中不包含与储能装置的通信系统，判断依据仅有电池电压一个。当储能系统发生超温，绝缘失效等故障时，充电装置不能停止工作。4.不具备远程数据上传功能。装置不包含远程数据功能，不利于储能系统的远程运维。
技术实现思路
针对以上提出的安全性低、对供电系统要求高、噪声污染大、存储侧信息缺失以及不利于储能系统的远程运维的问题，本专利技术创造提出了一种低成本、高安全性、便于远程控制、充电快速、对供电系统要求低、低噪音而且可以与被充电装置信息交互的具有智能快速均衡功能的超级电容充电装置。为了实现上述目的，本专利技术创造所采用的技术方案是一种具有智能快速均衡功能的超级电容充电装置，包括电源和外部服务器，还包括：双向逆变器，与电源电连接；超级电容储能单元，与双向逆变器电连接；若干个双向DC/DC变流器，与超级电容储能单元电连接；直流接触保护单元，与双向DC/DC变流器电连接；功率接口，与直流接触保护单元电连接；被充电储能系统，安装在被充电装置中，与功率线束电连接；控制单元，与直流接触保护单元电连接；辅助电源，与电源电连接，与超级电容储能单元电连接；信号接口，与控制模块电连接；远程终端，与外部服务器通信连接。双向逆变器工作时，将交流侧的电能输入至超级电容储能单元中，这个过程中噪音较低，有降低噪音的作用，双向DC/DC变流器输出的正负极分别与被充电储能系统的单体的正负极相连，每一路DC/DC变流器分别对应一个单体。当充电装置的功率线束与单体连接，通信信号确认开始充电后，DC/DC变流器开启，对每一个单体进行充电，确保每一个单体不发生过压的故障，同时可以单独对外部储能单体充放电，从而确保被充电储能系统充电电压的一致性；辅助电源可以从超级电容储能单元或者交流电网取电，从而确保任一供电回路失效时，辅助电源能够有效工作，进而确保直流接触保护单元等其他关键设备的供电；远程终端可将储能装置的信息与外部服务器进行交互，为远程运维建立服务通道。作为优选，所述的被充电储能系统包括单体，单体为储能电容，多个单体并联形成单体结。作为优选，所述功率接口包括功率线束，所述功率线束包括若干个插接口，每一个插接口都对应一个双向DC/DC变流器。作为优选，所述的功率线束的每一个插接口分别与被充电储能单元的单体结相连。作为优选，所述的超级电容储能单元与双向DC/DC变流器的输入端连接。本专利技术创造的有益效果包括：(1)降低储能装置中的电容器管理系统的成本。使用本专利技术的充电装置以后，移动装置如储能式AGV的超级电容的管理系统可不使用电压均衡装置，大大降低系统使用成本。(2)改善快速充电条件下的超级电容均衡问题。使用本专利技术的充电装置后，储能装置的每一个单元可单独控制充电，避免了串联单体容量不一致引起的单体电压不均衡问题。(3)减小储能系统的整体体积和重量，提高系统单位体积的能量密度。储能系统中的管理系统消除了电压均衡装置，系统的整体体积可大大降低。(4)实现了储能工厂的大数据更新，便于远程运维。充电装置可实现储能单元数据的收集，远程上传，有利于储能装置的远程诊断。(5)提高了储能系统和充电装置的可靠性。每一个充电回路有充电保护装置，供电系统双备份，系统可靠性高。(6)具备其他拓展功能。本装置可拓展动力电池与电网能量交互功能，实现峰谷电利用。(7)双向逆变器工作时，将交流侧的电能输入至超级电容储能单元中，这个过程中噪音较低，有降低噪音的作用(8)双向DC/DC变流器输出的正负极分别与被充电储能系统的单体的正负极相连，每一路DC/DC变流器分别对应一个单体。当充电装置的功率线束与单体连接，通信信号确认开始充电后，DC/DC变流器开启，对每一个单体进行充电，确保每一个单体不发生过压的故障(9)同时可以单独对外部储能单体充放电，从而确保被充电储能系统充电电压的一致性；(10)辅助电源可以从超级电容储能单元或者交流电网取电，从而确保任一供电回路失效时，辅助电源能够有效工作，进而确保直流接触保护单元等其他关键设备的供电；(11)远程终端可将储能装置的信息与外部服务器进行交互，为远程运维建立服务通道。附图说明图1：一种具有智能快速均衡功能的超级电容充电装置结构示意图图2：工作流程图1、辅助电源，2、电源，3、双向逆变器，4、超级储能单元，5、直流接触保护单元，6、功率接口，7、信号接口，8、控制单元，9、双向DC/DC变流器，10、远程终端。具体实施方式一种具有智能快速均衡功能的超级电容充电装置，包括电源2和外部服务器，还包括：双向逆变器3，与电源2电连接；超级电容储能单元4，与双向逆变器本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有智能快速均衡功能的超级电容充电装置，包括电源和外部服务器，其特征在于，还包括：双向逆变器，与电源电连接；超级电容储能单元，与双向逆变器电连接；若干个双向DC/DC变流器，与超级电容储能单元电连接；直流接触保护单元，与双向DC/DC变流器电连接；功率接口，与直流接触保护单元电连接；被充电储能系统，安装在被充电装置中，与功率线束电连接；控制单元，与直流接触保护单元电连接；辅助电源，与电源电连接，与超级电容储能单元电连接；信号接口，与控制模块电连接；远程终端，与外部服务器通信连接。

【技术特征摘要】
1.一种具有智能快速均衡功能的超级电容充电装置，包括电源和外部服务器，其特征在于，还包括：双向逆变器，与电源电连接；超级电容储能单元，与双向逆变器电连接；若干个双向DC/DC变流器，与超级电容储能单元电连接；直流接触保护单元，与双向DC/DC变流器电连接；功率接口，与直流接触保护单元电连接；被充电储能系统，安装在被充电装置中，与功率线束电连接；控制单元，与直流接触保护单元电连接；辅助电源，与电源电连接，与超级电容储能单元电连接；信号接口，与控制模块电连接；远程终端，与外部服务器通信连接。2.根据权利要求1所述的一种具有智能快速均衡功能的超级电容充...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔文峰，傅冠生，阮殿波，陈挺，黄家尧，
申请(专利权)人：宁波中车新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33