基本信息
- 项目名称：
- 超级电容器组单体电压的动态均衡研究
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 信息技术
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- 超级电容器组单体电压的动态均衡研究，是以调节超级电容器串联成组使用时各单体电压均衡的动态均压系统，使用DC/DC变换器控制整个系统的电压达到均衡需求，实现超级电容器组单体电压的动态均衡。
- 详细介绍：
- 本设计方案先是通过对国内外在解决超级电容器电压均衡方式上进行研究，发现了存在的问题并提出解决方案，最终的优化方案已能达到国内外先进水平；在原有技术基础上总结出的方案还未能达到本设计组提出的技术要求，曾被著名超级电容器制造商美国MEXWELL公司提出的动态均压解决思想能彻底解决问题，但是存在电路损耗而未被应用，本设计组通过分析电路结构解决了损耗问题，并且利用动态均压的思想把电力电子技术的DC/DC变换器引入到超级电容器组单体电压均衡解决方案中来，最终彻底解决了电压均衡问题。
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作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 本设计目的是解决超级电容器串联成组使用时各超级电容器单体电压不一致问题，设计思路先总结国内外现有使用方案，优化电路结构，选择最佳的控制思想融入电 力电子技术解决超级电容器组单体电压均衡，最终解决方案得到一种全新的动态电压调节过程； 技术关键是解决了前人未能解决的技术问题，再此基础上加入耗能低 的DC/DC变换技术，不仅解决了超级电容器使用问题，而且技术移植到蓄电池组中同样适用，通过国家科技部专家组验收
科学性、先进性
- 国内外在超级电容器组单体电压均衡的解决方案中普遍应用“有源电压均衡”技术，本设计组分析后发现损耗太大；著名超级电容器制造商美国Maxwell公司曾提出一种动态电压均衡技术，因电路设计不当而未被应用； 本设计组首先解决了Maxwell公司方案的电路问题，考虑到损耗问题又提出微功耗动态均压电路并实现了功能，考虑均压电流不够又提出另外一种扩流动态均压解决方案并实现了功能，优于市场现有解决方案。 为了进一步降低电压均衡过程中的电能损耗，本设计组提出利用DC/DC变化器转移电荷的原理设计出微功耗的DC/DC变换器动态电压均衡电路并得到实现，最终能彻底解决超级电容器组单体电压均衡问题。
获奖情况及鉴定结果
- 课题成果应用在“十一五”国家“863”计划电动汽车重大专项“解放牌混合动力城市客车用超级电容器”项目，项目编号：2005AA501560，已通过科技部专家组验收。 课题组研制的超级电容器组单体电压的动态均衡控制系统，已经锦州百纳电器有限责任公司生产使用，效果良好！
作品所处阶段
- 生产阶段
技术转让方式
- 技术支持
作品可展示的形式
- 事物、产品
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 本设计提出的解决超级电容器组单体电压的动态均衡是一个动态调节过程，对比其他控制方案不仅控制效果最好，而且损耗最低，安全可靠；本作品适用于全部的超 级电容器制造商及使用商，并得到用户使用意见认可；蓄电池是如今应用最多的储能装置，技术推广后能延长蓄电池使用寿命，推广前景可观；本设计作品是通过对 市场上存在的使用方案总结分析而来，市场使用价值及经济效益将是不可限量的。
同类课题研究水平概述
- 目前国内外提出过“电阻均压”、“有源电压均衡”和失败的“动态电压均衡”三种，分别概述如下： “电阻均压”方式会严重消耗超级电容器组储能，实际使用中基本不被应用； “有源电压均衡”方式仅在单体电压达到额定电压（如2.7V）后才开始均压，均衡电流不到1A，且不能保证每个单体都不出现过电压，在均压电路动作时产生热量，还无法证明能保证长期大电流高倍率充放电的电压均衡，但在没选择的情况下国内外几乎无一例外的使用； “动态电压均衡”是著名的超级电容器制造商美国Maxwell公司提出来的解决方案，但在实际使用中发现超级电容器组的能量损耗很大，Maxwell公司也承认这个问题并且未能提出有效地解决办法，最终以失败告终。
