【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于能量储存，涉及一种超级电容系统均衡电路、控制方法、系统及介质。
技术介绍
1、随着可再生能源领域的快速发展，对高效、稳定、环保的能量储存装置的需求日益增长。超级电容作为一种新兴的能量储存装置，因其具有快速充电、长寿命、低温下表现出色等诸多优点，在工业、军事及民用等许多领域得到了应用。然而超级电容在实际的应用中面临的一个重要问题是内部自放电率过高，这导致了能量的不必要损失，限制了超级电容的能量密度和使用效率。行业内对于超级电容的自放电问题，通常采用被动全放电均衡或基于当前电压计算的均衡方法。这些方法在一定程度上能够缓解自放电问题，但由于超级电容在使用过程中内部阻值存在差异，导致各电容单元的自放电速度不一致，均衡效果也达不到需求。
2、现有技术中通常采用被动全放电均衡法或基于当前电压计算的均衡方法。被动全放电均衡方法通过定期将超级电容组整体放电至某一固定电压，再统一进行充电，以实现电压的均衡，但是存在能量损失大、均衡时间长、影响系统整体性能等缺点；基于当前电压计算的均衡方法通过实时监测各电容单元的电压，并根据电压差异进行充电或放电操作，以实现电压的均衡。然而由于超级电容内部阻值的不一致性，导致电压测量存在误差，且均衡过程中易产生过充或过放现象，影响电容器的使用寿命。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于解决现有技术中由于超级电容内部自放电率过高和自放电内阻不一致，导致的能量储存效率低下和使用寿命缩短的问题，提供一种超级电容系统均衡电路、控制方法、系统及介质。
2、为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现：
3、一种超级电容系统均衡电路，包括：
4、超级电容单元，超级电容单元包括若干个超级电容，每个超级电容均并联均衡电阻，所述均衡电阻内置于电池管理系统bms控制器中；
5、电流传感器，与超级电容单元串联，用于测量超级电容单元的充放电电流；
6、bms控制器，用于接收电流传感器测量的电流数据，并对各个均衡电阻进行阻值调节，以实现对各超级电容单元电压的均衡控制。
7、所述bms控制器还包括温度监测模块，用于实时监测超级电容单元的温度，在均衡过程中bms控制器根据温度变化调整均衡电阻的阻值。
8、所述bms控制器还包括故障诊断模块，根据电流、电压和温度参数，对超级电容单元进行故障诊断和预警。
9、所述均衡电阻采用可变电阻或电子开关串联固定电阻的组合方式实现阻值调节。
10、一种超级电容系统均衡电路的控制方法，包括以下步骤：
11、通过电流传感器实时监测各超级电容单元的充放电电流，并将电流数据传输至bms控制器；
12、荷电状态计算，bms控制器接收电流数据后，通过安时积分法计算各超级电容单元的荷电状态soh；
13、电阻阻值调节，根据各超级电容单元的荷电状态soh，bms控制器调节各均衡电阻的阻值，以实现对各超级电容单元电压的均衡控制；
14、当各超级电容单元的电压达到预设的均衡范围，且温度变化在设定范围内时，判断均衡过程完成，此时各超级电容单元的放电容量一致，满足系统使用需求。
15、所述荷电状态计算，具体为：
16、
17、其中，qr为超级电容单元的剩余容量，qr通过积分放电电流i(t)随时间t的变化来计算，即qr＝∫i(t)dt，qn为电容单元的额定容量。
18、所述电阻阻值调节，具体步骤为：
19、根据各超级电容单元的荷电状态soh，确定需要均衡的电容单元，即识别soh最大值和soh最小值对应的电容单元，分别记为max(soh)和min(soh)；
20、当max(soh)-min(soh)超过预设的目标阈值时，启动均衡控制，通过控制开关或电阻从max(soh)的电容单元放电到min(soh)的电容单元，放电量根据电容量c和两端电压差计算，即放电量＝c*(vmax-vmin)；
21、再次检测soh值，直至max(soh)-min(soh)小于或等于目标阈值。
22、所述电阻阻值调节时，还通过bms控制器的温度监测模块实时监测各超级电容单元的温度，并根据温度变化调整均衡电阻的阻值，具体为：
23、
24、其中，k(t)为温度补偿系数。
25、一种超级电容均衡电路控制装置，包括处理器以及存储器，所述存储器上存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，实现如前项任一权利要求所述的超级电容系统均衡电路的控制方法。
26、一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现如前项任一权利所述的超级电容系统均衡电路的控制方法。
27、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
28、本专利技术中的一种超级电容系统均衡电路通过内置于bms控制器中的均衡电阻和电流传感器，结合温度监测模块，能够实现对超级电容单元电压的精准均衡控制，有效防止因电压不均衡导致的系统性能下降和安全隐患。在超级电容系统的生命周期内，它还能根据超级电容的soh健康状态以及各超级电容的电阻特性进行查表均衡，确保所有电容在最佳状态下工作，最大化系统的放电能力和使用寿命，提高系统的稳定性、安全性、使用寿命、性能和可靠性。并且能够实时监测和调整超级电容单元的电压和温度，优化系统性能，降低故障风险，提高系统的可靠性和可靠性。
29、本专利技术中的超级电容系统均衡电路控制方通过实时监测各超级电容单元的充放电电流，结合安时积分法计算荷电状态soh，并据此调节均衡电阻的阻值，实现了对超级电容单元电压的精准均衡控制。不仅提高了系统的稳定性，延长了超级电容的寿命，还优化了能量利用，并简化了管理过程。还增强了系统的适用性，适用于不同规格和性能的超级电容单元以及不同的应用场景。通过自动均衡控制，避免了过充过放现象，提高了系统的安全性和可靠性。
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1.一种超级电容系统均衡电路，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的一种超级电容系统均衡电路，其特征在于，所述BMS控制器还包括温度监测模块，用于实时监测超级电容单元的温度，在均衡过程中BMS控制器根据温度变化调整均衡电阻的阻值。
3.如权利要求1所述的一种超级电容系统均衡电路，其特征在于，所述BMS控制器还包括故障诊断模块，根据电流、电压和温度参数，对超级电容单元进行故障诊断和预警。
4.如权利要求1所述的一种超级电容系统均衡电路，其特征在于，所述均衡电阻采用可变电阻或电子开关串联固定电阻的组合方式实现阻值调节。
5.一种超级电容系统均衡电路的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
6.如权利要求5所述的一种超级电容系统均衡电路的控制方法，其特征在于，所述荷电状态计算，具体为：
7.如权利要求5所述的一种超级电容系统均衡电路的控制方法，其特征在于，所述电阻阻值调节，具体步骤为：
8.如权利要求5所述的一种超级电容系统均衡电路的控制方法，其特征在于，所述电阻阻值调节时，还通过BMS控制器的温度监
9.一种超级电容均衡电路控制装置，其特征在于，包括处理器以及存储器，所述存储器上存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，实现如权利要求5-8任一权利要求所述的超级电容系统均衡电路的控制方法。
10.一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时，实现如权利要求5-8任一权利所述的超级电容系统均衡电路的控制方法。
...【技术特征摘要】
1.一种超级电容系统均衡电路，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的一种超级电容系统均衡电路，其特征在于，所述bms控制器还包括温度监测模块，用于实时监测超级电容单元的温度，在均衡过程中bms控制器根据温度变化调整均衡电阻的阻值。
3.如权利要求1所述的一种超级电容系统均衡电路，其特征在于，所述bms控制器还包括故障诊断模块，根据电流、电压和温度参数，对超级电容单元进行故障诊断和预警。
4.如权利要求1所述的一种超级电容系统均衡电路，其特征在于，所述均衡电阻采用可变电阻或电子开关串联固定电阻的组合方式实现阻值调节。
5.一种超级电容系统均衡电路的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
6.如权利要求5所述的一种超级电容系统均衡电路的控制方法，其特征在于，所述荷...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨威，罗植，任少军，李炎恒，李卫东，张俊峰，
申请(专利权)人：深圳市今朝时代股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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