超级电容均衡系统研究

发布时间：2020-07-16 00:22

【摘要】：超级电容由于具有充放电效率高、循环寿命长、功率密度高等特点,被广泛用于电动汽车、风力发电等应用中。超级电容单体额定电压通常在2.5～3V之间,所以需要将超级电容器单体串联以获得适应于供电对象的电压等级,制造过程中一致性的微弱差异往往导致串联超级电容组单体之间电压不均衡,严重影响了超级电容组储能容量和组串的使用寿命。论文研究基于Buck-Boost拓扑的电荷搬运型超级电容组均衡系统,论证方案的可行性并进行实验验证。分析了超级电容组均衡拓扑与控制方案,选定了 Buck-Boost均衡拓扑结构实现均压控制。在此基础上使用simulink对提出的电路和均衡策略进行了五路超级电容组双闭环仿真;最后设计了超级电容均衡系统的硬件电路,包括主电路、辅助电路及信号采样控制电路。选用16位数字信号处理器dsPIC33FJ64GS606作为主控芯片,利用电感充放电的形式进行能量传递,根据实时采集到的电容端电压及电感电流信号,经A/D转换器后,送入数字信号处理器处理,编写相应的5路均衡算法程序,判断超级电容组的充放电状态,实时进行电压均衡控制。该系统采用电压电流双闭环的控制方案,通过占空比微调的方法,控制能量传递的方向,实现超级电容组端电压差值趋于一致,均衡电感电流最终趋于0,验证了提出的均衡电路和均衡算法的有效性。
【学位授予单位】：扬州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TM53
【图文】：

硕士学位论文逡逑２．５所示的电路结构中，我们可以清晰的看到，５组超级电容，任意两个一个均衡模块，共需要４个均衡模块。该均衡模块通过控制电感电流在超级电容组之间的双向传递，能够有效的改善超级电容组电压不均［８］，为了平衡５组超级电容组，需要８个开关管和４个电感。那么，一平衡系统需要２（ｎ－ｌ）个开关管和（ｎ－ｌ）个电感。通过控制各电感电流级电容组之间能量的双向流动，直至电压均衡⑷。．逡逑

图２．１０为开关管占空比变化图，反映了邋ＰＩ调节器作用，为了使得最后端电压的差值逡逑趋于０。通过电压电流双闭环调节，得到最适ＰＩ参数，继而控制开关管ＰＷＭ的占空比实逡逑现电路均衡。逡逑开关锪１的丨ＭＶ邋Ｍ波形逡逑

图２．１０为开关管占空比变化图，反映了邋ＰＩ调节器作用，为了使得最后端电压的差值逡逑趋于０

【参考文献】

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本文编号：2757219