高于200V的大功率超级电容电源集成控制系统技术方案

高于200V的大功率超级电容电源集成控制系统，属于新能源领域。高于200V的大功率超级电容电源集成控制系统，其特征在于：包括大功率超级电容模组和第一阶段用大电流充电、第二阶段用小电流充电的两段式的恒流限压充电器，所述大功率超级电容模组由多个电容单体串联和/或并联而成，每个电容单体的正负极均并联有与两段式的恒流限压充电器相配合的限压均压电路。本实用新型专利技术具有充电时间短、均压精度高，发热量小的显著优点。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】高于200V的大功率超级电容电源集成控制系统，属于新能源领域。高于200V的大功率超级电容电源集成控制系统，其特征在于：包括大功率超级电容模组和第一阶段用大电流充电、第二阶段用小电流充电的两段式的恒流限压充电器，所述大功率超级电容模组由多个电容单体串联和/或并联而成，每个电容单体的正负极均并联有与两段式的恒流限压充电器相配合的限压均压电路。本技术具有充电时间短、均压精度高，发热量小的显著优点。【专利说明】高于200V的大功率超级电容电源集成控制系统
本技术属于新能源领域，具体为一种高于200V的大功率超级电容电源集成控制系统。
技术介绍
超级电容是一种介于物理电容和蓄电池之间的新型储能器件，具有容量大、充放电寿命长、充电速度快、放电电流大、高功率密度、宽工作温度、低内阻、无记忆效应、免维护、无污染等显著优点，成为本世纪一种新型的绿色能源。得到了国家政策支持与市场的广泛认可和普遍欢迎，在汽车、电力、太阳能、工控、国防、消费性电子产品等领域获得越来越多的应用。由于超级电容单体的额定工作电压为2.5疒2.7V，因此，当它用于高电压需求时，需要对其进行串并联组合，制成模组，以满足额定工作电压和存储容量的要求。由于超级电容单体容量之间存在容差，当多个单体电容串联连接进行充电时，每个电容上电压上升的幅度不同，所以需要对每个单体电容的电压进行实时监控，调整其充电过程，限制其超过额定工作电压，使得串联电路中的每个单体电容的端电压基本一致，即进行限压均压控制，使得电容模组安全、高效地工作。对于大功率超级电容电源(包含充电器和超级电容模组)，其工作电压较高(额定电压高于200V)，超级电容模组输出电流也较大(额定输出电流达到300A以上)，串并联的电容单体个数达到数百只以上，在使用中要求能够快速充电，目前市场上的大功率超级电容电源在充电速度，均压精度，限压均压电路发热量问题上，尚有不足。
技术实现思路
本技术的目的是解决上述问题，提供一种大功率超级电容电源集成控制系统，该系统满足了大功率超级电容电源快速充电的要求和对大功率超级电容模组内的电容单体进行有效限压均压的要求，具有充电时间短、均压精度高，发热量小的显著优点。实现上述目的的技术方案是:高于200V的大功率超级电容电源集成控制系统，其特征在于:包括大功率超级电容模组和第一阶段用大电流充电、第二阶段用小电流充电的两段式的恒流限压充电器，所述大功率超级电容模组由多个电容单体串联和/或并联而成，每个电容单体的正负极均并联有与两段式的恒流限压充电器相配合的限压均压电路。所述限压均压电路包括相互并联的滤波电路、电压检测电路和放电电路，电压检测电路用于对每只电容单体的端电压进行精确检测，滤波电路用于对每只电容单体的端电压进行滤波处理，放电电路用于根据电压检测电路检测的电压信号来控制每只电容单体的充电电流，并限制大功率超级电容模组的电压不超过允许的额定电压。本技术的恒流限压充电器，对大功率超级电容模组分为两个阶段充电，第一阶段使用大电流11充电，将超级电容模组充电到电压Vl，第二阶段使用较小电流12将超级电容模组充电至额定电压V2，然后停止充电；大功率超级电容模组内的每只电容单体均连接有和恒流限压式充电器匹配的限压均压电路，限压均压电路采用高精度电压检测电路对每只电容单体的端电压进行精确检测，并进行滤波处理，根据检测的电压控制每个超级电容器的充电电流，并限制大功率超级电容模组的电压不超过允许的额定电压。本技术具有充电时间短、均压精度高，发热量小的显著优点。【专利附图】【附图说明】图1为本技术实施例的原理图。【具体实施方式】下面以360V 62F超级电容电源集成控制系统为例并结合附图对本技术作进一步说明:如图1所示，本技术包括第一阶段用大电流充电、第二阶段用小电流充电的两段式的恒流限压充电器I和大功率超级电容模组2，所述大功率超级电容模组2由多个电容单体3串联而成，每个电容单体3的正负极均并联有与两段式的恒流限压式充电器I相配合的限压均压电路4。限压均压电路4包括相互并联的滤波电路5、电压检测电路6和放电电路7，电压检测电路6用于对每只电容单体3的端电压进行精确检测，滤波电路5用于对每只电容单体3的端电压进行滤波处理，放电电路7用于根据电压检测电路6检测的电压信号来控制每只电容单体3的充电电流，并限制大功率超级电容模组2的电压不超过允许的额定电压。360V 62F超级电容电源集成控制系统的工作原理:当大功率超级电容模组2被充电时，电压检测电路6对每只电容单体3的端电压进行精确检测，如果电容单体3的电压达到限压值Vtll (V01小于电容单体3允许的额定电压，且Vtll与大功率超级电容模组2中电容单体3串联数的乘积大于360)时，与电容单体3对应的限压均压电路4让电容单体3放电，放电电流I >充电电流I2 (I2 —般取< 2A)，该电容单体3充电被停止，且该电容单体3的端电压开始下降，将该电容单体3的端电压限制在Vtll以下；当该电容单体3的电压降至Vtl2时(Vtll-Vffi ( 0.1V)，放电电路7停止对相应的电容单体3进行放电。如果此时大功率超级电容模组2充电过程尚未结束，该电容单体3重新被电流I2充电，它的端电压如果再次达到Vtll时，其对应的限压均压电路4再次对其进行放电，直到电压下降到Vtl2时，放电电路7停止放电，如此循环，以脉冲放电法达到控制每个电容单体3的充电电流，并限制超级电容器的电压不超过允许的额定电压目的。当360V 62F大功率超级电容模组2充电结束，大功率超级电容模组2内的限压均压电路4全部停止对电容单体3放电，360V 62F大功率超级电容模组2内电容单体3电压将在Vtl2?Vtll之间。因为限压均压电路4工作期间，充电器以小电流I2充电，因此限压均压电路的脉冲放电电流小，发热量低。【权利要求】1.高于200V的大功率超级电容电源集成控制系统，其特征在于:包括大功率超级电容模组和第一阶段用大电流充电、第二阶段用小电流充电的两段式的恒流限压充电器，所述大功率超级电容模组由多个电容单体串联和/或并联而成，每个电容单体的正负极均并联有与两段式的恒流限压充电器相配合的限压均压电路。2.根据权利要求1所述的高于200V的大功率超级电容电源集成控制系统，其特征在于:所述限压均压电路包括相互并联的滤波电路、电压检测电路和放电电路，电压检测电路用于对每只电容单体的端电压进行精确检测，滤波电路用于对每只电容单体的端电压进行滤波处理，放电电路用于根据电压检测电路检测的电压信号来控制每只电容单体的充电电流，并限制大功率超级电容模组的电压不超过允许的额定电压。【文档编号】H02J7/00GK203504256SQ201320665454【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年10月28日 优先权日:2013年10月28日 【专利技术者】吴毅, 李跃华, 韩中保, 丁东升, 杨珊, 王健, 王艳钊, 谢林林 申请人:扬州曙光光电自控有限责任公司本文档来自技高网...

【技术保护点】
高于200V的大功率超级电容电源集成控制系统，其特征在于：包括大功率超级电容模组和第一阶段用大电流充电、第二阶段用小电流充电的两段式的恒流限压充电器，所述大功率超级电容模组由多个电容单体串联和/或并联而成，每个电容单体的正负极均并联有与两段式的恒流限压充电器相配合的限压均压电路。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴毅，李跃华，韩中保，丁东升，杨珊，王健，王艳钊，谢林林，
申请(专利权)人：扬州曙光光电自控有限责任公司，
类型：实用新型
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