超級電容器管理系統(tǒng)控制技術(shù)研究.pdf

1、隨著社會經(jīng)濟和科技飛速發(fā)展，我們所面臨的能源危機問題變得越來越嚴(yán)重。因此大力發(fā)展新能源技術(shù)，開發(fā)研究新的儲能技術(shù)勢在必行。超級電容器與傳統(tǒng)儲能載體相比，具有容量大、工作壽命長和充放電快等優(yōu)點，但是，其單體電壓比較低，需要將若干超級電容器單體串并聯(lián)組成電容器組來滿足儲能系統(tǒng)的電壓和功率要求。由于超級電容器的性能參數(shù)存在一定差異，因此在充放電過程中各單體間存在電壓差，這將對超級電容器的使用壽命和能量存儲效率造成嚴(yán)重影響，因此研究設(shè)計合理的超

2、級電容器管理系統(tǒng)具有重要意義。
　　超級電容器管理系統(tǒng)的核心技術(shù)包含剩余電量(SOC)估算、電壓均衡技術(shù)以及狀態(tài)參數(shù)檢測。論文首先對上述問題展開研究，在剩余電量估算方面，采用安時積分與開路電壓相結(jié)合的方法，同時引入4個修正參數(shù)，分別為電流等效系數(shù)ki，電容器健康狀態(tài)修正系數(shù)kl，溫度補償系數(shù)kT以及初始SOC值SOC(t0)，來減小積累誤差;在電壓均衡方面，選用主動控制方案，實現(xiàn)對電容器組內(nèi)任何一個單體電容器進(jìn)行雙向、非耗散的均衡

3、控制;在參數(shù)檢測方面，主要對超級電容器組的單體電壓、電容器組總電壓、充放電電流以及溫度進(jìn)行監(jiān)測。
　　其次，對系統(tǒng)的硬件電路和軟件流程進(jìn)行設(shè)計。選用DSPIC30F6014A單片機作為系統(tǒng)的控制核心，設(shè)計了基于LTC6804的電壓檢測電路，選用霍爾元件和熱敏電阻構(gòu)建電流及溫度檢測電路;設(shè)計了基于LTC3300的電壓均衡電路實現(xiàn)對電容器的電壓均衡控制。軟件設(shè)計包括系統(tǒng)主程序、系統(tǒng)及芯片的初始化子程序、AD轉(zhuǎn)換子程序以及剩余電量估算算