【CN209767213U】超级电容储能系统及基于超级电容储能系统电源管理系统【专利】
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)实用新型专利(10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201920484704.9(22)申请日 2019.04.11(73)专利权人 国网浙江余姚市供电有限公司地址 315400 浙江省宁波市余姚市体育场路145号 专利权人 国网浙江省电力有限公司宁波供电公司(72)发明人 严文杰 施立 黄永钦 刘文建 朱振洪 (74)专利代理机构 杭州华鼎知识产权代理事务所(普通合伙) 33217代理人 项军(51)Int.Cl.H02J 7/34(2006.01)H02J 7/00(2006.01)
(54)实用新型名称超级电容储能系统及基于超级电容储能系统电源管理系统(57)摘要本实用新型涉及电源领域，尤其涉及超级电容储能系统及基于超级电容储能系统电源管理系统，包括若干个串联连接的超级电容器单元，该系统还包括：连接在电源输出端的恒流限压充电电路；若干个分别与各超级电容器单元连接的输入电压均衡电路，所述输入电压均衡电路的输入端连接恒流限压充电电路的输出端；以及一端与各超级电容器单元输出端连接，另一端与负载连接的的动态柔性输出电路。本实用新型在原有串联超级电容器单元的基础增加恒流限压充电电路、输入电压均衡电路、动态柔性输出电路以及过压保护电路，以实现对各超级电容器单元进行恒流恒压充电、各超级电容器单元两端的电压达到均衡、
动态柔性均压输出以及过压保护。
权利要求书2页 说明书7页 附图4页CN 209767213 U2019.12.10
CN 209767213
U1.超级电容储能系统，包括若干个串联连接的超级电容器单元，其特征在于，该系统还包括：连接在电源输出端的恒流限压充电电路；若干个分别与各超级电容器单元连接的输入电压均衡电路，所述输入电压均衡电路的输入端连接恒流限压充电电路的输出端；以及一端与各超级电容器单元输出端连接，另一端与负载连接的动态柔性输出电路。2.根据权利要求1所述的超级电容储能系统，其特征在于，所述恒流限压充电电路包括：双管正激变换器、驱动电路、电流检测电路、电压检测电路以及控制电路，所述双管正激变换器输入端连接电源输出端，输出端连接各超级电容器单元；所述驱动电路与双管正激变换器连接，用于驱动双管正激变换器；所述电流检测电路与双管正激变换器连接，用于双管正激变换器输出电流检测；所述电压检测电路与双管正激变换器连接，用于双管正激变换器输出电压检测；所述控制电路与电流检测电路、电压检测电路以及驱动电路连接，用于根据检测电流和检测电压并通过驱动电路对双管正激变换器的输出电流和输出电压进行控制。3.根据权利要求2所述的超级电容储能系统，其特征在于，所述恒流限压充电电路还包括：输入端连接电源输出端，输出端连接双管正激变换器的整流电路。4.根据权利要求1所述的超级电容储能系统，其特征在于，所述输入电压均衡电路包括：电压传感器L1、比较器A1、开关管Q1、放电电阻R1以及基准电压源S，所述电压传感器L1连接在超级电容器单元两端，用于超级电容器单元两端的电压检测；所述比较器A1的同相输入端连接电压传感器L1输出端，反相输入端通过基准电压源S连接公共端；所述开关管Q1栅极连接比较器A1输出端，漏极连接超级电容器单元的一端，源极连接放电电阻R1的一端；所述放电电阻R1的另一端连接超级电容器单元的另一端。5.根据权利要求1所述的超级电容储能系统，其特征在于，所述动态柔性输出电路包括：电阻R2、R3、R4、R5、R6、比较器A2、晶体管Q2以及稳压二极管D1，所述电阻R2的一端连接电阻R3的一端以及比较器A2的同相输入端，所述电阻R3的另一端连接稳压二极管D1的正极，所述稳压二极管D1的负极连接比较器A2的反相输入端以及电阻R4的一端，所述比较器A2的输出端连接电阻R5的一端，所述电阻R5的另一端连接晶体管Q2的基极，所述晶体管Q2的发射极连接稳压二极管D1的正极以及电阻R3的一端，所述晶体管Q2的集电极连接电阻R6的一端以及负载，所述电阻R6的另一端连接电阻R2、电阻R4的另一端以及超级电容器单元的输出端。6.根据权利要求1～5任一项所述的超级电容储能系统，其特征在于，该系统还包括：与恒流限压充电电路连接的过压保护电路。7.根据权利要求6所述的超级电容储能系统，其特征在于，所述过压保护电路包括：控制芯片U1、光耦U2、电阻R7、R8、R9、R10、电容Ca、Cb、可控稳压源D2以及稳压二极管D3，所述稳压二极管D3的负极连接电压输出端，稳压二极管D3的正极连接电阻R7的一端以及电阻R9的一端，所述电阻R7的另一端连接光耦U2的第一端，
所述电阻R9的另一端连接光权 利 要 求 书1/2页
2CN 209767213 U
【CN109823235A】电池、超级电容与燃料电池混合储能装置能量管理系统【专利】
(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日
(21)申请号 201910126767.1
(22)申请日 2019.02.20
(71)申请人 中国科学技术大学地址 230026 安徽省合肥市包河区金寨路96号
(72)发明人 陈宗海 汪玉洁 孙震东
(74)专利代理机构 北京凯特来知识产权代理有限公司 11260代理人 郑立明 郑哲
(51)Int.Cl.B60L 58/40(2019.01)B60L 58/13(2019.01)
(54)发明名称电池、超级电容与燃料电池混合储能装置能量管理系统(57)摘要本发明公开了一种电池、超级电容与燃料电池混合储能装置能量管理系统，包括：信号采集单元，用于采集电池、超级电容与燃料电池混合储能装置电压与电流数据；状态预测单元，用于通过所述信号采集单元所采集到的电压与电流数据预测电池与超级电容的荷电状态；功率预测单元，用于结合所述信号采集单元所采集到的电压与电流数据，以及所述状态预测单元预测到的电池与超级电容的荷电状态，预测电池与超级电容的充放电功率；能量管理单元，用于根据外部电机功率需求，结合状态预测单元与功率预测单元的预测结果对电池、超级电容与燃料电池混合储能装置的功率进行分配。通过该系统能够实现电池、超级电容与燃料电池混合储能装置的功率
有效分配。
权利要求书3页 说明书7页 附图1页CN 109823235 A2019.05.31
CN 109823235
A1.一种电池、超级电容与燃料电池混合储能装置能量管理系统，其特征在于，包括：信
号采集单元、状态预测单元、功率预测单元以及能量管理单元；其中：
所述信号采集单元，用于采集电池、超级电容与燃料电池混合储能装置的电压与电流
数据；
所述状态预测单元，用于通过所述信号采集单元所采集到的电压与电流数据，来预测
电池与超级电容的荷电状态；
所述功率预测单元，用于结合所述信号采集单元所采集到的电压与电流数据，以及所
一种超级电容器_蓄电池混合储能系统控制方法
第27卷第1期2011年1月电力科学与工程
ElectricPowerScienceandEngineeringVol27,No1
Jan.,20111
一种超级电容器蓄电池混合储能系统控制方法
刘建涛,张建成
(华北电力大学电气与电子工程学院,河北保定071003)
摘要:设计了基于Boost功率变换器的超级电容器蓄电池并联控制系统,提出了一种变增益的单极点
单零点补偿网络作为电流控制器,直接对蓄电池放电电流进行恒流控制,消除了超级电容器端电压变化对系统的影响。通过对开环系统的bode图分析,论证了控制系统的稳定性及动态性能。仿真结果验证了
该并联控制方法可以实现两种储能元件的优势互补,并能优化蓄电池的放电电流。关键词:混合储能;超级电容器;DC/DC;恒流控制
中图分类号:TM9215文献标识码:A
收稿日期:2010-07-05。
基金项目:国家自然科学基金资助项目(50677018);十一五国家科技支撑计划(2011BAA07B02)。
作者简介:刘建涛(1986),男,硕士研究生,研究方向为用于光伏发电系统的混合储能技术,Emai:ljian_tao1986@
。0引言
蓄电池储能有能量密度大、运行维护简便等
优点,已经广泛应用于分布式发电系统和UPS电
源等方面,但蓄电池有着自身缺陷:功率密度低、
循环寿命短。超级电容器是一种新型储能元件,
具有突出的优点:功率密度大、循环寿命长、充
放电效率高,而且无污染,环境友好。但超级电
容器相对于其他储能元件来说,能量密度较
低[1~4]。
超级电容器和蓄电池在技术性能上有互补性,
将两者通过合理连接混合使用,可使系统兼具蓄
电池的高能量密度和超级电容器的高功率密度的
优点,并可以优化蓄电池的工作环境,适用于瞬
时功率大、平均功率相对较低的波动性负载工作
场合。目前,超级电容器和蓄电池的并联方式可
分为以下三种:直接并联、通过电感器并联和通
【CN209642385U】一种风力发电机组变桨系统用超级电容管理系统【专利】
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)实用新型专利(10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201920317846.6(22)申请日 2019.03.13(73)专利权人 埃斯倍风电科技（青岛）有限公司地址 266101 山东省青岛市崂山区株洲路91号(72)发明人 刁红泉 陶昌虎 秦泗德 戴富坤 (51)Int.Cl.H02J 7/34(2006.01)(ESM)同样的发明创造已同日申请发明专利
(54)实用新型名称一种风力发电机组变桨系统用超级电容管理系统(57)摘要本实用新型公开了一种风力发电机组变桨系统用超级电容管理系统，所述的管理系统包括被动均压单元、主动均压单元、过压监测单元、极性监测单元和温度监测单元；被动均压单元为并联在超级电容单体两端的均压电阻；主动均压单元为并联在超级电容单体两端的两个分压电阻，比较器的一个输入端接在基准电压上，另一个输入端接在上述的两个分压电阻之间，比较器的输出端接在三极管的输入端上，三极管的输出端与泄放电阻电连接。本实用新型所公开的管理系统及管理方法，能够有效均衡各超级电容单体的工作电压，延长其使用寿命；能够实时监测各超级电容单体的工作状态，防止其过充、过温；能够提前诊断超级电容单体的各种故障，并加以预警，
提高后备电源系统的可靠性。
权利要求书1页 说明书4页 附图1页CN 209642385 U2019.11.15
CN 209642385
U1.一种风力发电机组变桨系统用超级电容管理系统，其特征在于：所述的管理系统包括被动均压单元、主动均压单元、过压监测单元、极性监测单元和温度监测单元；被动均压单元为并联在超级电容单体两端的均压电阻；主动均压单元为并联在超级电容单体两端的两个分压电阻，主动均压单元中比较器的一个输入端接在基准电压上，另一个输入端接在上述的两个分压电阻之间，主动均压单元中比较器的输出端接在三极管的输入端上，三极管的输出端与泄放电阻电连接；过压监测单元为并联在超级电容单体两端的两个分压电阻，过压监测单元中比较器的一个输入端接在基准电压上，另一个输入端接在上述的两个分压电阻之间，过压监测单元中比较器的输出端接在三极管的输入端上，三极管的输出端与光耦电连接，光耦则接入VS信号电路；极性监测单元为与超级电容单体极性反向的二极管，该二极管和光耦电连接；温度监测单元为温度开关，该温度开关在温度低于设定值时常闭，温度高于设定值时断开，温度从高于设定值降至比设定值低30℃时再恢复常闭。2.根据权利要求1所述风力发电机组变桨系统用超级电容管理系统，其特征在于：主动均压单元的基准电压为2.6V。3.根据权利要求1所述风力发电机组变桨系统用超级电容管理系统，其特征在于：过压监测单元的基准电压为2.7V。4.根据权利要求1所述风力发电机组变桨系统用超级电容管理系统，其特征在于：极性监测单元的二极管通过电阻和光耦电连接。5.根据权利要求1所述风力发电机组变桨系统用超级电容管理系统，其特征在于：极性监测单元的光耦也接入VS信号电路。6.根据权利要求1所述风力发电机组变桨系统用超级电容管理系统，其特征在于：温度
超级电容储能系统中双向DC-DC变换器控制策略研究
超级电容储能系统中双向DC-DC变换器控制策略研究
曹成琦;王欣;秦斌;张凯;梁枫
【摘 要】城市轨道交通站间距较短、运行密度大,列车需要频繁的启动和制动,列车在启动时需要大量能量,导致直流牵引网电压下降;列车在再生制动时产生大量能量,导致直流牵引网电压升高,严重时还会使再生制动失效.针对这一问题,提出将双向DC-DC变换器应用于超级电容储能系统中,并设计了电压外环、电流内环的双PI控制策略.利用Matlab/Simulink搭建了双向DC-DC变换器和超级电容储能系统的仿真模型,分析了双向DC-DC变换器在Buck模式、Boost模式下的运行情况以及电压外环、电流内环的双PI控制策略的控制效果.仿真结果验证了双向DC-DC变换器能够实现能量的双向传输和控制策略的有效性.
【期刊名称】《湖南工业大学学报》
【年(卷),期】2016(030)006
【总页数】5页(P18-22)
【关键词】超级电容储能系统;双向DC-DC变换器;电压外环、电流内环的双PI控制策略;再生制动
【作 者】曹成琦;王欣;秦斌;张凯;梁枫
【作者单位】湖南工业大学 电气与信息工程学院,湖南 株洲 412007;湖南工业大学
电气与信息工程学院,湖南 株洲 412007;湖南工业大学 电气与信息工程学院,湖南
株洲 412007;湖南工业大学 电气与信息工程学院,湖南 株洲 412007;湖南工业大学
电气与信息工程学院,湖南 株洲 412007 【正文语种】中 文
【中图分类】TM46
当前不可再生能源越来越紧张，开发新能源和节约能源是解决能源问题的根本途径。超级电容作为一种新型的储能元器件，在列车上得到了广泛的应用。如图1所示为超级电容储能系统的控制框图，超级电容储能系统由超级电容组和双向DC-DC变换器构成。超级电容储能系统在列车再生制动时，储存再生制动产生的能量，防止直流牵引网电压过高；在列车启动或者加速时，释放储存的能量补偿下降的直流牵引网电压，这样能够极大地节约能量[1]。
超级电容充放电管理芯片
超级电容充放电管理芯片
超级电容充放电管理芯片是一种专门用于管理超级电容器充放电的芯片。超级电容器是一种高能量密度的电容器，具有高速充放电、长寿命、高温耐受等优点，因此在许多领域得到了广泛应用，如汽车、电动工具、电子设备等。
然而，超级电容器的充放电过程需要精确的控制，否则容易导致电容器损坏或者电路故障。这时候，超级电容充放电管理芯片就派上用场了。它可以通过内部的控制电路，实现对超级电容器的充放电过程进行精确控制，从而保证电容器的安全可靠运行。
超级电容充放电管理芯片的主要功能包括：
1. 充电控制：通过内部的充电控制电路，实现对超级电容器的充电过程进行精确控制，从而避免过充或者欠充的情况发生。
2. 放电控制：通过内部的放电控制电路，实现对超级电容器的放电过程进行精确控制，从而避免过放或者欠放的情况发生。
3. 温度控制：通过内部的温度传感器，实时监测超级电容器的温度变化，从而避免因温度过高导致电容器损坏的情况发生。
4. 保护控制：当超级电容器出现异常情况时，如过充、过放、温度过高等，超级电容充放电管理芯片会自动切断电路，从而保护电容器和电路的安全。
超级电容充放电管理芯片的应用范围非常广泛，如汽车、电动工具、电子设备等。在汽车领域，超级电容器可以作为辅助能量储存装置，用于提供瞬间高功率输出，如启动、加速等。在电动工具领域，超级电容器可以作为主要能量储存装置，用于提供长时间高功率输出，如电动锤、电动钻等。在电子设备领域，超级电容器可以作为备用电源，用于提供短时间的电力支持，如计算机、手机等。
超级电容充放电管理芯片是一种非常重要的电子元器件，它可以保证超级电容器的安全可靠运行，为各个领域的应用提供了强有力的支持。
超级电容储能供电的工作流程与注意事项
超级电容储能供电的工作流程与注意事项
下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。文档下载后可定制修改，请根据实际需要进行调整和使用，谢谢！本店铺为大家提供各种类型的实用资料，如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等，想了解不同资料格式和写法，敬请关注！
Download tips: This document is carefully compiled by this editor. I hope
that after you download it, it can help you solve practical problems. The
document can be customized and modified after downloading, please adjust
and use it according to actual needs, thank you! In addition, this shop provides
you with various types of practical materials, such as educational essays, diary
appreciation, sentence excerpts, ancient poems, classic articles, topic
composition, work summary, word parsing, copy excerpts, other materials and
so on, want to know different data formats and writing methods, please pay
attention!
超级电容储能供电的工作流程与注意事项
风电机组变桨用超级电容测试系统设计
风电机组变桨用超级电容测试系统设计
摘要：变桨控制系统有电网电源和备用电源两组供电电源，避免在电网发生故障时不能工作，无法安全被制动，因此后备电源的稳定将是风机安全运行的保障。超级电容以其功率密度高、充放电速度快、循环充放电次数多等优点而被广泛运用在后备电源中，通过串联以匹配后备电源电压等级。当电容单体因电参数改变、开路或被击穿等原因导致电容值发生改变时，电容单体上的电压将超过额定值，甚至造成损坏，从而影响到后备电源的正常供电。对超级电容进行测试，更换异常电容是解决问题的有效手段。但现有超级电容测试系统体积较大，需上位机软件配合，同时不能匹配后备电源使用超级电容的额定电压，因此无法对后备电源用超级电容进行测试。针对上述问题，本文设计出一种体积较小、测量速度快，且具有对电容进行编号，对测试结果进行打印并能通过ＵＳＢ进行存储等功能的超级电容测试系统。
关键词：风电机组；超级电容；变桨系统；测试系统
引言
电容是基本元器件，其特性直接影响产品的质量。以前，电容的测量工作是给出不同的测试条件，用测量仪器人工逐点记录，然后对测量数据进行人工或计算机辅助分析与处理。这需要投入大量的人力和物力，效率低，特别是当需要掌握连续变化条件下的某些参数时，难以达到测试要求。随着表面贴装器件（SMD）的广泛应用，电路工作频率的不断提高，各类仪器日趋小型化、智能化，人们对测试仪的测试过程和精度有了更高要求，使得电路中电感、电容、电阻（LCR）元件量值准确可靠的测量成为迫切需要解决的问题。
1超级电容容量测试原理
模型中包含一个等效串联电阻ＥＳＲ、一个电容Ｃ及等效并联电阻ＥＰＲ。等效串联电阻ＥＳＲ反映的是电容在充放电过程中的能量损耗；等效并联电阻ＥＰＲ反映的是电容存在缓慢的自放电情况，表征漏电流的大小，对超级电容器的长期性能很重要。
2检测系统原理及各模块实现
2.1检测对象
测试用超级电容采用某科技开发有限公司提供的两组串联不对称电极双电层超级电容组件。
超级电容充放电控制电路毕业设计
摘 要：
超级电容是一种新型的储能元器件，它相比其它储能元器件有很多优势，比如比功率高、充电速度快、放电电流大、使用寿命长、不污染环境等。其具有很大的发展前景，但由于超级电容个体电压不高，在实际应用过程中就需要将多个超级电容器串并联起来使用。超级电容在充放电过程中，由于其参数存在离散型，即使是同一型号同一规格的超级电容器在其电压内阻、容量等参数上都存在一定的差异。这样容易导致某些超级电容器过充或者过放，影响超级电容的使用寿命和系统的稳定性。同时，超级电容器在充放电过程中，超级电容器电池组两端的电压会逐渐下降，尤其经过长时间大电流放电，电压下降明显，会直接影响负载的工作稳定性。因此研究超级电容充放电控制电路对提高超级电容的使用寿命和系统稳定性十分重要。本文主要对超级电容器电池组采取电压均衡和放电稳压就行设计研究。超级电容器的充放电控制电路有恒压、恒流等。放电稳压有稳压管稳压、三极管反馈稳压、集成芯片稳压等等方式。联系到将超级电容用作后备电源，针对实际应用列出了详细的设计步骤和研究方案。
关键词: 超级电容 电压均衡 放电稳压
1 绪论
课题研究背景及意义
课题研究背景
当今社会由于石油、煤炭等传统能源日益枯竭，并且这些燃料燃烧对生态环境已经造成了严重的污染。目前人们研究的层次还是局限于油、气混合动力燃料电池、化学电池的研究。虽然其研究成果取得了一定的成就但是他们的缺点也日益暴露出来比如：使用寿命短、温度特性差、充放电速度慢、放电电流小、对环境仍有一定的污染等。所以人们迫切希望能够找到一种绿色环保的储能装置代替传统的储能装置。而超级电容器是上个世纪80年代初出现的新产品，是一种介于传统电容器和充电电池之间的新型储能器件。它有其功率高、充电速度快、储存能量大、放电电流大、使用寿命长、免维护等优点。随着便携式电气设备的普及，超级电容在电动汽车的研发、UPS电源、数码产品电源的发展获得了极大的应用。