一种测试超级电容器储能系统容量、内阻的方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种测试超级电容器储能系统容量、内阻的方法及系统，该方法包括步骤：S1.控制装置定期采集超级电容器储能系统的电压及电流数据，对采集的电压及电流数据进行转换，并将转换后的电压及电流数据传输至计算机；S2.计算机根据接收的电压及电流数据，计算所述超级电容器储能系统的容量及内阻。本发明专利技术实施例提出一种测试超级电容器储能系统容量、内阻的方法及系统，该测量系统中，通过励磁电源控制系统传输的数据精度极高，且数据采集较密，计算结果准确性高；测试结果可靠性较高且可检测系统实时情况便于及时维护；该方法对整个系统的容量、内阻进行监测可以得知系统寿命损耗情况及系统可靠性。

A method and system for measuring the capacity and internal resistance of a supercapacitor energy storage system

The invention discloses a test of super capacitor energy storage system and method of system capacity, internal resistance, the method comprises the following steps: voltage and current data acquisition control device S1. regular super capacitor energy storage system, the voltage and current data acquisition and conversion, the converted voltage and current data transmission to the computer; S2. computer according to the voltage and current data received, and calculating the resistance capacity of super capacitor storage system. The embodiment of the invention provides a test of super capacitor energy storage system and method of system capacity, internal resistance, the measuring system of high precision control system, data transmission through the excitation power supply, and the data acquisition is dense, the calculation results of high accuracy; test results with high reliability and real-time detection system to facilitate timely maintenance; the method of the whole system capacity, internal resistance monitoring that loss of system lifetime and system reliability.

【技术实现步骤摘要】
一种测试超级电容器储能系统容量、内阻的方法及系统
本专利技术涉及超级电容器测试
，尤其涉及一种测试超级电容器储能系统容量、内阻的方法及系统。
技术介绍
电能是人类生活中最重要的能源，随着经济的发展，人民生活水平不断提高，电力用户对电能质量提出了更高要求。在提高电能质量方面，储能元件正发挥着越来越大的作用。超级电容器是一种新型储能元件，有储电能力高，功率密度大的优点，可以快速充放电，是一种高效实用的储能元件。随着超级电容器在各领域的应用越来越广泛，其寿命也是大众关注的焦点，超级电容器中，体现其寿命的两个参数是容量和内阻，所以测试超级电容器储能系统的容量、内阻是控制其寿命的重要基础和必要手段。以下为现有技术中关于超级电容器的容量及内阻检测的相关专利文献：如公开号为CN204462257U的专利文献公开的“超级电容器容量和直流内阻检测装置”，该技术公开了一种可同时对多只超级电容器单体进行检测的超级电容器容量和直流内阻检测装置，包括一个主控制器及多个功率控制单元，主控制器的输入端连接有上位机触摸屏，每个功率控制单元分别由采样电路、控制电路和放电电路构成，其特殊之处是：主控制器自带有A/D转换器和两路CAN通信接口，采样电路由电流传感器构成，电流传感器的末端与主控制器的A/D转换器接口连接；控制电路由通过高速光电耦合器接在主控制器输出端的MOSFET驱动器构成；放电电路包括由串联的大功率电感L1和电容C2、与电容C2并联的起阻抗匹配作用的电阻R3组成的电流平波电路、钳位电阻R1、放电电阻R2、MOSFETQ1和二极管D1。上述专利文献中技术的缺点是只针对超级电容器单体、模块的静电容量、内阻进行测试，并未涉及系统的容量、内阻的测试。在现阶段新能源储能技术应用中，当一个超级电容器储能系统中存在多个单体超级电容器时，测量时难度很大，后期维护时耗时长，需要对每个超级电容器模块进行拆卸和排查，不仅效率低且增加了全周期寿命成本。
技术实现思路
针对以上问题，本专利技术实施例提供了一种测试超级电容器储能系统容量、内阻的方法及系统，可针对系统的容量、内阻进行测试，在保证测试精度的同时，能提高测试效率。第一方面，本专利技术实施例提供了一种测试超级电容器储能系统容量、内阻的方法，包括步骤：S1.控制装置定期采集超级电容器储能系统的电压及电流数据，对采集的电压及电流数据进行转换，并将转换后的电压及电流数据传输至计算机；S2.计算机根据接收的电压及电流数据，计算所述超级电容器储能系统的容量及内阻。进一步地，步骤S1中，所述电压及电流数据采集间隔为1ms。进一步地，步骤S1中，控制装置将接收的电压及电流数据由模拟信号转换为数字信号，并通过光通信将转换后的电压及电流数据传输至计算机。进一步地，步骤S2中，利用积分的方式将电荷量进行汇总，并计算单位时间内超级电容器储能系统释放的电荷量总和，计算公式如下：其中，q为单位时间内超级电容器储能系统释放的电荷量总和；I为实时采集的电流值。进一步地，步骤S2中，所述超级电容器储能系统的容量计算公式如下：其中，C为超级电容器储能系统的容量；q为单位时间内超级电容器储能系统释放的电荷量总和；Umax为采集到的最大电压值；Umin为采集到的最小电压值；R*Imin为所述超级电容器储能系统的内阻消耗的电压。进一步地，步骤S2中，所述超级电容器储能系统的内阻计算公式如下：其中，R为超级电容器储能系统的内阻；Umax为采集到的最大电压值；Imax为采集到的最大电流值；Ui为超级电容器储能系统放电15ms后采集到的电压值。进一步地，步骤S2之后还包括：于计算机界面展示计算得出的所述超级电容器储能系统的容量及内阻。第二方面，本专利技术实施例提供了一种测试超级电容器储能系统容量、内阻的系统，包括：控制装置及计算机；所述控制装置与超级电容器储能系统及计算机连接，所述控制装置用于定期采集超级电容器储能系统的电压及电流数据，对采集的电压及电流数据进行转换，并将转换后的电压及电流数据传输至计算机；所述计算机用于根据接收的电压及电流数据，计算所述超级电容器储能系统的容量及内阻。进一步地，所述控制装置包括：信号板、控制器、外围设备接口板及稳压电源；所述信号板与超级电容器储能系统内的电压传感器及电流传感器连接，所述信号板用于对所述电压传感器及电流传感器获取的电压及电流数据进行定期采集；所述控制器与所述信号板连接，所述控制器用于对信号板采集的电压及电流数据进行不同串口转换；所述外围设备接口板与所述控制器及计算机连接，所述外围设备接口板用于与计算机进行通信；所述稳压电源分别与所述信号板、控制器及外围设备接口板连接，所述稳压电源用于供电。进一步地，所述计算机包括：计算单元及展示界面；所述计算单元用于根据接收的电压及电流数据，计算所述超级电容器储能系统的容量及内阻；所述展示界面用于展示计算得出的所述超级电容器储能系统的容量及内阻。本专利技术实施例提出一种测试超级电容器储能系统容量、内阻的方法及系统，该测量系统中，通过励磁电源控制系统传输的数据精度极高，且数据采集较密，计算结果准确性高；测试结果可靠性较高且可检测系统实时情况便于及时维护；该方法对整个系统的容量、内阻进行监测可以得知系统寿命损耗情况及系统可靠性。附图说明图1为本专利技术实施例一中一种测试超级电容器储能系统容量、内阻的方法流程图；图2为本专利技术实施例二中一种测试超级电容器储能系统容量、内阻的系统结构图；图3为本专利技术实施例二中控制装置原理示意图；图4为本专利技术实施例二中一种测试超级电容器储能系统容量、内阻的系统工作原理示意图。具体实施方式以下是本专利技术的具体实施例并结合附图，对本专利技术的技术方案作进一步的描述，但本专利技术并不限于这些实施例。本专利技术实施例通过励磁电源控制系统对超级电容器储能系统运行的实时参数进行监控，并进行高精度计算。当超级电容器模块进行不同的串并联后组成储能系统，在不同工况下，高功率输出均不同并造成不同程度的损耗。随着设备使用的频率越来越高，储能系统的寿命也会衰减，而体现系统寿命的两个参数是容量和内阻。在现阶段新能源储能设备应用中，系统寿命无法监控，即容量、内阻无法测试，因此无法得知寿命损耗。通过本测试方法可测出此参数，这样以来对超级电容储能系统的寿命情况可以及时掌控，以便后期维护设备，节约全周期寿命成本。以下为本专利技术具体实施例。实施例一图1为本实施例中一种测试超级电容器储能系统容量、内阻的方法流程图，如图1所示，本实施例中一种测试超级电容器储能系统容量、内阻的方法包括步骤：S1.控制装置定期采集超级电容器储能系统的电压及电流数据，对采集的电压及电流数据进行转换，并将转换后的电压及电流数据传输至计算机；本步骤中，超级电容器储能系统中的电压传感器、电流传感器实时获取该超级电容器储能系统的电压及电流数据，所述电压及电流数据为模拟信号，并将获取的电压及电流数据传输至励磁电源控制系统中。励磁电源控制系统中的控制装置接收电压传感器及电流传感器发送的电压及电流数据，对所述数据进行定期采集，并对采集得到的数据进行不同串口转换。具体的，所述电压及电流数据采集间隔为1ms。具体的，控制装置将接收的电压及电流数据由模拟信号转换为数字信号，并通过光通信将转换后的电压及电流数据传输至计算机。S2.计算机本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种测试超级电容器储能系统容量、内阻的方法，其特征在于，包括步骤：S1.控制装置定期采集超级电容器储能系统的电压及电流数据，对采集的电压及电流数据进行转换，并将转换后的电压及电流数据传输至计算机；S2.计算机根据接收的电压及电流数据，计算所述超级电容器储能系统的容量及内阻。

【技术特征摘要】
1.一种测试超级电容器储能系统容量、内阻的方法，其特征在于，包括步骤：S1.控制装置定期采集超级电容器储能系统的电压及电流数据，对采集的电压及电流数据进行转换，并将转换后的电压及电流数据传输至计算机；S2.计算机根据接收的电压及电流数据，计算所述超级电容器储能系统的容量及内阻。2.如权利要求1所述的一种测试超级电容器储能系统容量、内阻的方法，其特征在于，步骤S1中，所述电压及电流数据采集间隔为1ms。3.如权利要求1所述的一种测试超级电容器储能系统容量、内阻的方法，其特征在于，步骤S1中，控制装置将接收的电压及电流数据由模拟信号转换为数字信号，并通过光通信将转换后的电压及电流数据传输至计算机。4.如权利要求2所述的一种测试超级电容器储能系统容量、内阻的方法，其特征在于，步骤S2中，利用积分的方式将电荷量进行汇总，并计算单位时间内超级电容器储能系统释放的电荷量总和，计算公式如下：其中，q为单位时间内超级电容器储能系统释放的电荷量总和；I为实时采集的电流值。5.如权利要求4所述的一种测试超级电容器储能系统容量、内阻的方法，其特征在于，步骤S2中，所述超级电容器储能系统的容量计算公式如下：其中，C为超级电容器储能系统的容量；q为单位时间内超级电容器储能系统释放的电荷量总和；Umax为采集到的最大电压值；Umin为采集到的最小电压值；R*Imin为所述超级电容器储能系统的内阻消耗的电压。6.如权利要求5所述的一种测试超级电容器储能系统容量、内阻的方法，其特征在于，步骤S2中，所述超级电容器储能系统的内阻计...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴佳美，何啸月，阮殿波，
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