一种智能监测和单体主动均衡的电容集成柜系统技术方案

本实用新型专利技术涉及超级电容模组技术领域，公开了一种智能监测和单体主动均衡的电容集成柜系统。包括：电气集成单元、超级电容模组以及电容检测板，超级电容模组中设置有由单体超级电容组成的电容子模组，电气集成单元中设置有插座和用于保护单体超级电容的泄放电路，电容检测板设置有用于预警单体超级电容端压以及主动均衡单体超级电容端压的过压报警回路；电容子模组与泄放电路并联后与插座相接，电容子模组还通过电容检测板与插座相接，通过过压告警回路对单体超级电容的端压进行检测预警以及主动均衡，避免了因端压过高导致的安全事故，同时还可通过泄放电路进行泄压处理。同时还可通过泄放电路进行泄压处理。同时还可通过泄放电路进行泄压处理。

【技术实现步骤摘要】
一种智能监测和单体主动均衡的电容集成柜系统


[0001]本技术涉及超级电容模组
，尤其涉及一种智能监测和单体主动均衡的电容集成柜系统。

技术介绍

[0002]超级电容模组，由单个的超级电容组成的模组，其中超级电容又叫双层电容器、黄金电容或法拉电容，通过极化电解质来储能。它是一种电化学元件，但在其储能的过程并不发生化学反应，且储能过程是可逆的，也正因此超级电容器可以反复充放电数十万次。
[0003]在超级电容模组充电过程中，由于超级电容个体存在差异，可能会导致每个电容单体的端压存在不均衡的现象，严重时会导致电容单体电压过高，甚至导致电容单体爆炸，因而在使用时存在安全隐患。
[0004]在现有技术中，通过设置告警回路来实现对超级电容模组进行检测以及告警，但是因为告警回路是多个超级电容模组通道共用，且超级电容模组由多个单体超级电容组成，输出给后台PLC处理器的只有一路DI告警状态，一旦出现告警信号，无法获知是哪个超级电容模组中的哪一个单体超级电容出现问题，只能通过泄放电路整体超级电容模组的端压进一步保护单体超级电容，一个出现问题的单体超级电容导致整体超级电容模组的工作效能降低，只有拆解测试，才能找到端压不均衡的电容单体，并进行更换维修。

技术实现思路

[0005]本技术提供了一种智能监测和单体主动均衡的电容集成柜系统，以解决现有的超级电容模组充电时单体超级电容个体不均衡导致效能降低的问题。
[0006]为了实现上述目的，本技术通过如下的技术方案来实现：
[0007]本技术提供一种智能监测和单体主动均衡的电容集成柜系统，包括：电气集成单元、超级电容模组以及电容检测板，所述超级电容模组中设置有由单体超级电容组成的电容子模组，所述电气集成单元中设置有插座和用于保护所述单体超级电容的泄放电路，所述电容检测板设置有用于预警所述单体超级电容端压以及主动均衡所述单体超级电容端压的过压报警回路。
[0008]所述电容子模组与泄放电路并联后与所述插座相接，所述电容子模组还通过电容检测板与所述插座相接。
[0009]通过针对单体超级电容在电容检测板中设置的过压报警回路，单体超级端容电压过高时进行相应的预警，并通过过压报警回路中的主动均衡功能进行通过泄放电路进行单体超级电容的电压泄放，避免单体超级电容端压过高发生安全事故，还可通过泄放电路实现整体超级电容模组的电压泄放。
[0010]进一步的，所述过压报警回路包括管理芯片、第一电信号开关、第二电信号开关、均衡电阻、光耦、采样电阻以及指示灯，所述管理芯片的电源端与所述单体超级电容正极相接，所述管理芯片的电源端与接地端分别与所述单体超级电容的正负极相接，所述管理芯
片的告警端与指示灯相接，所述管理芯片的输出端与所述第一电信号开关的信号端相接，所述第一电信号开关的输入端通过所述均衡电阻与所述单体超级电容正极相接，所述第一电信号开关的输出端与所述单体超级电容负极相接，所述管理芯片的输出端还通过所述光耦与所述第二电信号开关的信号端相接，所述第二电信号开关设置于所述单体超级电容负极与电源负极之间。
[0011]通过上述设计，通过特定的管理芯片检测单体超级电容的电压阈值，当单体超级电容的充电电压达到设定值时，管理芯片的输出端使第一电信号开关闭合，进而使均衡电阻开始工作，降低单体超级电容的端压，同时特定的管理芯片的告警端连接的指示灯也开始工作，向工作人员预警，当单体超级电容端压过低时，管理芯片的输出端使设置在电源负极与单体超级电容负极之间的第二电信号开关闭合，让单体超级电容开始充电。
[0012]进一步的，所述电容检测板中还设置有过温报警回路以及反接报警回路。
[0013]进一步的，所述过温报警回路设置有温感开关、指示灯以及加热器，所述反接报警回路设置有管理芯片、指示灯以及第三电信号开关。
[0014]通过上述设计，通过过温报警回路以及反接报警回路多方面对单体超级电容可能出现的问题进行检测，且均通过指示灯向工作人员进行预警，避免超级电容模组出现故障，进而发生安全事故，同时还可通过多个报警回路输出的电信号结合其他处理器进一步的做出对应的处理机制。
[0015]进一步的，所述超级电容模组中设置有至少一个电容子模组，所述电容子模组内包括若干个串联的单体超级电容。
[0016]若超过一个电容子模组，则电容子模组之间串联相接。
[0017]进一步的，所述泄放电路包括微型断路器以及泄放电阻，所述微型断路器包括主接触点与辅助接触点。
[0018]所述主接触点与所述泄放电阻串联后与所述电容子模组并联，所述电容子模组通过所述辅助接触点与所述插座相接。
[0019]通过上述设计，通过微型断路器的辅助接触点对超级电容模组进行充电，当过压报警回路检测到单体超级电容端压过高，指示灯向工作人员预警后，工作人员可以通过泄放电路对电容子模组进行泄压处理，进而降低单体超级电容的端压。
[0020]进一步的，所述电气集成单元中还设置有负荷开关、熔断座，所述负荷开关设置有负荷开关手柄。
[0021]所述熔断座与所述复合开关设置于所述电容子模组和泄放电路形成的并联电路与所述插座之间。
[0022]通过上述设计，通过负荷开关的设计，使工作人员可以直接通过负荷开关手柄直接将充电线路断开，当工作人员未注意到预警信息时，熔断座也可对超级电容模组起到保护效果。
[0023]进一步的，还设置有用于显示所述报警回路报警信息的显示屏。
[0024]本技术具有以下有益效果：
[0025]本技术提供的一种智能监测和单体主动均衡的电容集成柜系统，通过设置的过压报警回路的主动均衡以及自动报警，使单体超级电容在出现端压过高的情况时，不但可以自动对单体超级电容的端压起到主动均衡的效果，同时还能通过指示灯向工作人员预
警，通过主动均衡有效提升了超级电容模组的效能。
[0026]除此之外还可通过对超级电容单体配置对应的泄放电路，可以在电容单体端压达到预设值时，主动通过负荷开关手柄进行电量泄放，降低超级电容单体的充电电流，从而实现各个超级电容单体的端压均衡，消除安全隐患，确保使用安全性。
[0027]同时，在电容集成柜系统中还设置有过温报警回路以及反接报警回路，通过多方面对单体超级电容检测，避免发生安全问题，也可通过多种报警回路产生的电信号结合其他处理器进一步的做出对应的处理机制。
[0028]除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本技术还有其它的目的、特征和优点。下面将参照附图，对本技术作进一步详细的说明。
附图说明
[0029]构成本申请的一部分的附图用来提供对本技术的进一步理解，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：
[0030]图1为本技术优选实施例的电容集成柜系统的电性连接电气示意图；
[0031]图2为本技术优选实施例的过压报警回路的电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种智能监测和单体主动均衡的电容集成柜系统，其特征在于，包括：电气集成单元、超级电容模组以及电容检测板(2)，所述超级电容模组中设置有由单体超级电容(11)组成的电容子模组(1)，所述电气集成单元中设置有插座(3)和用于保护所述单体超级电容(11)的泄放电路，所述电容检测板(2)设置有用于预警所述单体超级电容(11)端压以及主动均衡所述单体超级电容(11)端压的过压报警回路(21)；所述电容子模组(1)与泄放电路并联后与所述插座(3)相接，所述电容子模组(1)还通过电容检测板(2)与所述插座(3)相接。2.根据权利要求1所述的电容集成柜系统，其特征在于，所述过压报警回路(21)包括管理芯片IC、第一电信号开关MOS1、第二电信号开关MOS2、均衡电阻R1、光耦OC、采样电阻R2以及指示灯VD，所述管理芯片IC的电源端VDD与接地端GND分别与所述单体超级电容(11)的正负极相接，所述管理芯片IC的告警端LED与指示灯VD相接，所述管理芯片IC的输入端SEL通过所述采样电阻R2与所述单体超级电容(11)正极相接，所述管理芯片IC的输出端IOUT与所述第一电信号开关MOS1的信号端MOS1
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1相接，所述第一电信号开关MOS1的输入端MOS1
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3通过所述均衡电阻R1与所述单体超级电容(11)正极相接，所述第一电信号开关MOS1的输出端MOS1
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2与所述单体超级电容(11)负极相接，所述管理芯片IC的输出端IOUT还通过所述光耦OC与所述第二电信号开关MOS2的信号端MO...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘放明，李浩，李慧东，王荣，谢查，蒋惊龙，谷根，刘有球，杨颀，谷立安，冯靓，
申请(专利权)人：湖南世优电气股份有限公司，
类型：新型
国别省市：