本发明专利技术公开了一种储能装置。该储能装置包括：相互连接的储能电池以及超级电容器模组，在所述储能电池和超级电容器模组的电路上设置有用以对其进行充放电控制的控制装置，所述控制装置包括：中央处理单元以及分别与所述中央处理单元电连接并受中央处理单元控制的预充控制电路、分流控制电路以及放电控制及欠压保护电路。本发明专利技术通过控制装置对电路状态进行分析，并通过控制装置进行控制，在不同状态下，采用不同的方式对储能装置进行充、放电。本发明专利技术不仅可以实现将处于任何荷电状态下的超级电容器模组并入现有储能电池的目的，并且可通过控制电路的自发调控，确保储能装置的正常工作。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种储存能量的设备，尤其是基于超级电容器模组的储能装置。
技术介绍
传统的储能装置，主要以铅酸电池为主，其性能虽然较为稳定，成本也比较低廉，但由于其体积较大，结构笨重，且所采用的原材料铅对环境污染非常严重，将逐渐被社会所淘汰。而近年来发展起来的锂离子电池，其与传统的储能装置铅酸电池相比，在放电倍率和能量密度都有一定的提高，且对环境污染较小；但由于其自身特性，其大倍率充放电性能较差；也就限制了其在电动汽车、电动自行车等需要大倍率充放电场合的应用。 为了迎合社会的需求，近年来出现了ー种新型储能设备超级电容器，由于超级电容器具有低内阻、高容量、大功率放电性能好等多种优点，且对环境无污染，其有效的弥补了传统储能装置如铅酸电池、锂离子电池等不足；但在使用过程中发现，超级电容器的能量密度相对较低；这也限制了超级电容器的进ー步的应用。为了集合各种储能装置的优点，人们设计了一种复合能源储存设备，即把各超级电容器単体通过串联或/和并联的方式连接形成超级电容器模组，然后与储能电池组相连接，而形成复合能源储存装置；该种复合储能装置功率密度高、能量密度也高，实现了传统储能电池与超级电容器之间的优势互补，满足了当前社会对大功率、高容量储能设备的需求。然而，由于超级电容器模组和储能电池自身特性的不同，在将超级电容器模组与能量储存设备相连时，如果对其内部电路比如充放电过程不进行控制，能量储存设备往往会因过充或过放而导致储能设备的损坏；另一方面，如该能量储存设备在充电完毕而搁置长时间不使用时候，由于超级电容器的漏电流比较大，如果不对超级电容器模组和传统的储能电池之间的能量流动做出一定的调度，超级电容器模组有可能会将与之相连接的储能电池的电压过放，使该能量储存设备的性能受到严重影响，在极端的情况下，甚至可引发安全隐患。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题就在于克服现有储能装置所存在的不足，提供ー种基于超级电容器模组的储能装置，该储存装置能对内部的充放电过程进行控制，有效减小通过储能电池组的瞬间大电流，延长储能电池组的使用寿命，又可防止储能电池组因过放而发生损坏，防止出现安全隐患。为解决上述技术问题，本专利技术采用了如下的技术方案该储能装置，包括储能电池组以及与该储能电池组相连接的超级电容器模组，在所述储能电池组和超级电容器模组相连接的电路上设置有用以对储能电池组和超级电容器模组的进行充放电控制的控制装置，所述的控制装置包括一中央处理单元，该中央处理单元用以采集储能电池组和超级电容器模组的电气參数，并将采集的数值与预设数值比较后发出相应控制指令；ー预充控制电路，该预充控制电路与中央处理单元连接，并受中央处理单元控制，中央处理单元将采集的数值与预设数值比较后，当储能电池组和超级电容器模组的电压差值大于预设值，中央处理单元发出控制指令而启动预充控制电路对超级电容器模组充电；充电至所述储能电池组和超级电容器模组的电压差值小于或等于预设值时，中央处理单元发出控制指令而切断预充控制电路；一分流控制电路，该分流控制电路与中央处理单元连接，并受中央处理单元控制，中央处理单元将采集的数值与预设数值比较后，当储能电池组的电流值大于预设值，中央处理単元将启动分流控制电路进行分流。进ー步而言，上述技术方案中的控制装置还包括放电控制及欠压保护电路，该放电控制及欠压保护电路与中央处理单元连接，并受中央处理单元控制，中央处理单元将采集的数值与预设数值比较后，当储能电池组的电压值小于预设值，中央处理单元将启动放电控制及欠压保护电路，切断电路，防止储能电池组过放。进ー步而言，上述技术方案中的中央处理单元包括一用于采集来自储能电池组和超级电容器模组电路的电压信号和/或电流信号的信息采集模块；ー用于分析上述信息采集模块采集的信号并发出对应指令的逻辑控制模块；以及一通过逻辑控制模块控制、调 节电压的脉宽调制驱动模块，所述脉宽调制驱动模块用以对预充控制电路的充电脉冲宽度进行调节。进ー步而言，上述技术方案中的分流控制电路包括与储能电池组相串联的限流电阻以及与该限流电阻相并联的第一开关，所述第一开关与所述中央处理单元相连并在中央处理单元的控制作用下断开或闭合。进ー步而言，上述技术方案中的预充控制电路包括第三开关、电感和ニ极管，所述预充控制电路的输出端与超级电容器模组和第二开关相连；如中央处理单元所采集的储能电池组和超级电容器模组的电压的差值大于预设值时，在中央处理单元发出的执行信号作用下所述第二开关断开且所述第三开关处于周期性的断开和闭合的工作状态；储能电池组对超级电容器模组充电，当储能电池组和超级电容器模组的电压差值小于或等于预设值时，第三开关断开且第二开关闭合，预充结束。进ー步而言，上述技术方案中的放电控制及欠压保护电路包括控制开关，该控制开关与所述的超级电容器模组串联，如中央处理单元所采集的储能电池组的电压值降至储能电池组的预设电压下限时，在中央处理单元执行信号的作用下该控制开关断开。进ー步而言，上述技术方案中的控制开关为预充控制电路的第二开关。进ー步而言，上述技术方案中的第一开关、第二开关和/或第三开关为以下开关中的任意ー种电子/机械开关、双极结型晶体管、场效应管、绝缘栅双极晶体管。进ー步而言，上述技术方案中的储能电池组为铅酸电池组、锂离子电池组或/和燃料电池。与现有技术相比，本专利技术具有下述有益效果(1)由于本专利技术设置有预充控制电路，该预充控制电路在储能电池组和超级电容器模组的电压差值大于一定值时，可对超级电容器模组进行预先充电，从而使储能电池组和超级电容器模组之间的电压差不会相差太大，防止了超级电容器模组与储能电池组并联导通时因超级电容器模组和储能电池组电压差别过大而导致超级电容器模组或储能电池组使用寿命降低或损坏；(2)由于本专利技术还设置有放电控制及欠压保护电路，在储能装置工作时，如储能电池组的电压较低时，该放电控制及欠压保护电路可切断电路，进而防止储能电池组因过放而发生损坏；如储能装置长时间搁置吋，该欠压保护电路亦可切断电路，进而防止了能量浪费(3)由于本专利技术设置有分流控制电路，在储能装置工作吋，如流经储能电池组的电流过大，该分流控制电路能使流^(储能电池组的电流得以降低，进而保护了储能电池组不受损坏，提高了储能装置的整体寿命；(4)本专利技术通过中央控制单元自发调控，保证储能电池组和超级电容器模组协调工作，储能电池组不会因为超级电容器模组的漏电流自放电而发生损坏；另外本专利技术通过对其充放电电流以及荷电状态进行调控，具有安全、可靠、电路结构简单、便于使用的特点，可以有效的实现两种不同储能原件之间协调工作的最优化，最大化的延长电池组的使用寿命，从而具有显著的经济效益和技术进步意义。附图说明 图I是本专利技术的电路原理图；图2是本专利技术中央控制单元的原理图；图3是本专利技术分流控制电路的原理图，图中示出了分流控制电路应用于本专利技术储能装置的原理图；图4是本专利技术预充控制电路的原理图，图中示出了预充控制电路应用于本专利技术储能装置的原理图；图5是本专利技术电路元件连接示意图，图中示出了分流控制电路以及预充控制电路、放电控制及欠压保护电路应用于本专利技术储能装置的一种实施例的电路元件连接图。具体实施例方式參见图1，本专利技术的储能装置包括超级电容器模组5和储能电池组6 ;所述超级电容器模组本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种储能装置，包括储能电池组以及与该储能电池组相连接的超级电容器模组，其特征在于，在所述储能电池组和超级电容器模组相连接的电路上设置有用以对储能电池组和超级电容器模组的进行充放电控制的控制装置，所述的控制装置包括：一中央处理单元，该中央处理单元用以采集储能电池组和超级电容器模组的电气参数，并将采集的数值与预设数值比较后发出相应控制指令；一预充控制电路，该预充控制电路与中央处理单元连接，并受中央处理单元控制，中央处理单元将采集的数值与预设数值比较后，当储能电池组和超级电容器模组的电压差值大于预设值，中央处理单元发出控制指令而启动预充控制电路对超级电容器模组充电；充电至所述储能电池组和超级电容器模组的电压差值小于或等于预设值时，中央处理单元发出控制指令而切断预充控制电路；一分流控制电路，该分流控制电路与中央处理单元连接，并受中央处理单元控制，中央处理单元将采集的数值与预设数值比较后，当储能电池组的电流值大于预设值，中央处理单元将启动分流控制电路进行分流。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：陈乐茵，郑世和，
申请(专利权)人：无锡富洪科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。