用于平衡串联的超级电容器的电压的可拆式充电控制电路制造技术

本发明专利技术提供了一种超级电容器电压平衡设备（２），其连接到具有Ｎ个串联的单个超级电容器（１０）的超级电容器模块（１），用于对模块中的单个超级电容器的电压进行优化。该电压平衡设备包括：连接装置（３），用于将所述电压平衡设备（２）连接到所述超级电容器模块（１）；选择器单元（２１），用于选择性地连接一组Ｐ个单个超级电容器（１０），其中Ｐ＜Ｎ，以同时对其进行电压优化处理；电压测量单元（２２），用于确定所选择的一个（或多个）超级电容器（１０）的电压；充电调节单元（２３），其包括用于与Ｐ个超级电容器（１０）并联来同时调节所述Ｐ个单个超级电容器的电压的电压调节装置；控制器（２４），用于控制选择器单元（２１）、电压测量单元（２２）和充电调节单元（２３），并且其包括估计装置，以便确定所述单个超级电容器中的哪一个要进行电压优化处理。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于对多个超级电容器进行电压平衡的方法和设备。
技术介绍
超级电容器代表了在电能储存领域中非常有前途的元件。很多应用当前正被开发为诸如混合动力车辆发动机或者燃料电池供电的车辆之类的高功率应用中的峰值电源。在类似这些的应用中，需要电源，并且再生制动还需要在高电流下对储存设备进行充电。超级电容器模块通常包含多个单个超级电容器，其通常都具有相同的额定电参数(相同的电容、相同的内部阻抗)，并且被全部串联在一起。这是因为一个单个超级电容器的额定电压低，通常在2.5伏特范围内。因为上述应用通常需要超过几十伏特甚至几百伏特的电压，因此将多个单个超级电容器串联来提供满足例如汽车应用中所使用的规格的模块。在例如在再生制动期间的充电模式中以及在为移动车辆供电或者其他电能使用期间的放电模式中，所有单个超级电容器中的电流被规定为是相等的，这是因为超级电容器是串联的。每个单个超级电容器的端子处的电压也应该相等。然而，已知的是，由于制造公差和/或者由于单个超级电容器的不同老化程度，和由于其环境而可能造成的模块中的温度梯度，因此超级电容器相互之间存在特性(例如电容值)的参差不一。这导致对每个超级本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超级电容器电压平衡设备（２），其连接到具有Ｎ个串联的单个超级电容器（１０）的超级电容器模块（１），所述模块被去掉了与所述各个超级电容器相关联的永久装置，所述单个超级电容器序列的每个端子以及在两个相邻单个超级电容器之间的每个电极，都各自连接到一条电线上，用于选择性地接入所述Ｎ个单个超级电容器，因此电线的总数量为Ｎ＋１，所述超级电容器电压平衡设备（２）用于对所述模块中的各个超级电容器的电压进行优化，所述电压平衡设备包括：　　　　●连接装置（３），用于将所述电压平衡设备（２）连接到所述超级电容器模块（１）的Ｎ＋１条电线上；　　　　●选择器单元（２１），用于选择性地连接一组Ｐ个单个超级电容器（１０...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】EP 2004-9-24 04022782.91.一种超级电容器电压平衡设备(2)，其连接到具有N个串联的单个超级电容器(10)的超级电容器模块(1)，所述模块被去掉了与所述各个超级电容器相关联的永久装置，所述单个超级电容器序列的每个端子以及在两个相邻单个超级电容器之间的每个电极，都各自连接到一条电线上，用于选择性地接入所述N个单个超级电容器，因此电线的总数量为N+1，所述超级电容器电压平衡设备(2)用于对所述模块中的各个超级电容器的电压进行优化，所述电压平衡设备包括●连接装置(3)，用于将所述电压平衡设备(2)连接到所述超级电容器模块(1)的N+1条电线上；●选择器单元(21)，用于选择性地连接一组P个单个超级电容器(10)，其中P＜N，以同时对其进行电压优化处理；●电压测量单元(22)，用于确定P个单个超级电容器(10)的电压；●充电调节单元(23)，用于连接到P个单个超级电容器(10)，其包括在具有能量供给装置和能量吸收装置的组中所包含的两个能量交换装置中的至少一个，用于同时调节所述P个单个超级电容器的电压；●控制器(24)，用于控制所述选择器单元(21)、所述电压测量单元(22)和所述充电调节单元(23)，并且包括估计装置，以便确定所述单个超级电容器中的哪一个要进行电压优化处理。2.如权利要求1所述的超级电容器电压平衡设备，其中，逐一地对所述各个超级电容器(10)进行电压优化处理(P＝1)，所述充电调节单元(23)包括用于与单独的一个超级电容器(10)并联的一个单独电压调节装置。3.如权利要求1或2所述的超级电容器电压平衡设备，其中，所述控制器(24)包括用于在时间上分立的连续序列中处理多组P个单个超级电容器(10)的级联装置。4.如权利要求1到3中任何一个所述的超级电容器电压平衡设备，其中，所述选择器(21)包括用于选择包含Q个超级电容器的一个中间组的第一独立级，以及用于在所述中间组中最终选择连接到所述充电调节单元(23)的包含P个超级电容器(P＜Q)的较小组的单独的第二独立级。5.如权利要求4所述的超级电容器电压平衡设备，其中，所述组包含一个单独的超级电容器(10)(P＝1)，对所述各个超级电容器(10)逐一地进行电压优化处理。6.如权利要求2或5所述的超级电容器电压平衡设备，其中，所述电压测量单元(22)主要包括用于电压测量的一个单独通道。7.如权利要求1到6中任何一个所述的超级电容器电压平衡设备，其中，在所述充电调节单元(23)中的能量交换装置包括放电装置并且不包括能量供给装置，从而所述电压优化处理包括电压降低操作。8.如权利要求1到6中任何一个所述的超级电容器电压平衡设备，其中，在所述充电调节单元(23)中的能量交换装置包括能量供给装置并且不包括放电装置，从而所述电压优化处理包括电压升高操...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕迪格克茨，琼克洛德绍特，
申请(专利权)人：米其林构思与开发公司，保罗谢尔研究所，
类型：发明
国别省市：CH[瑞士]