超级电容器组均衡技术研究

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1、万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文巾特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得丞洼王些太堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对小研究所做的任何贞献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名彩蝴签字H期：Ⅻ莎年f月≯≥日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解云洼王些太堂有关保留、使用学位论文的规定。特授权丞洼王些太堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印

2、、缩E1J或扫描等复制手段保存、，L：编以供介阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件雨I磁盘。(保密的学位论文在解密后适用本授权说明)学何论文作者签名：彳告刍互兆导师签名：岔囊签字日期：沙陟年f月扭日签字日期：≯莎年7月冼日万方数据学位论文的主要创新点一、设计了一种新型均衡拓扑结构，本结构能够避免均衡过程中无效的能量流动，直接实现超级电容器组中各个单体中能量的点对点传输，并制作样机验证了所设计的均衡拓扑结构的可行性；二、基于新型均衡拓扑结构设计的超级电容器组均衡系统不仅能够实现超级电容器组的电压均衡，而且能够实时

3、显示超级电容器组的状态信息，并可通过人机交互界面对均衡系统进行控制。万方数据摘要超级电容器是一种不需要化学反应的电能存储装置，相对于传统蓄电池具有循环寿命长，功率密度大，低温特性好，安全无污染等优点，被认为是一种较为理想的电能存储设备，可应用于电动汽车、可再生能源以及电力系统等多个领域。超级电容器在串联成组使用时，由于出厂参数不一致以及使用环境等原因面临电压不均衡的问题。电压不均衡造成超级电容器单体过压或过放，降低超级电容器寿命，缩短整个超级电容器组的寿命并造成容量存储空间的浪费。因此，为提高超级电容器组的性能，延长其使用寿命，

4、采取一定措施来补偿串联超级电容器单体之间性能的差异是非常必要的。本文首先对国内外现有的各种均衡拓扑结构进行总结，分析各种均衡拓扑结构的优缺点，提出了一种新型均衡拓扑结构；然后根据设计的新型均衡拓扑，设计了超级电容器组均衡系统，包括电压检测模块、开关网络模块、反激转换器模块、人机交互模块以及上位机界面；最后根据超级电容器组的电压特性设计均衡控制策略，制作样机，并使用设计的样机进行均衡实验，验证所设计的新型均衡拓扑结构的可行性。基于新型均衡拓扑结构的超级电容器组均衡系统能够实现12个串联超级电容器电压的实时检测，上位机界面可实时显示

5、超级电容器组的电压以及控制信息，可通过人机交互模块对系统进行人为的控制调整，超级电容器组中的任意两个单体之间可以进行能量传输，在均衡控制策略的作用下可实现超级电容器组自动电压均衡。使用样机进行均衡实验，能够有效的实现超级电容器组电压均衡。．新型均衡拓扑结构能够实现超级电容器组中各个单体之间点对点的能量传输，在均衡控制策略的控制作用下实现了超级电容器组的电压均衡，对于超级电容器的均衡技术进一步的发展具有重要的意义。关键词：超级电容，均衡拓扑，超级电容器管理系统，电压均衡万方数据AbstractSuper-capacitorsare

6、energystoragedevicethatstoreelectricalenergywithoutchemicalreaction．Supercapacitorsprovideseveraladvantagesovertraditionalsecondarybatteriesintermsofcyclelifeperformance，powercapability,low-temperatureperformance，safetypollution,etc．Theyareconsideredtobeattractiveene

7、rgystoragedevice．Theyhavebeenwidelyusedinelectricvehicles，renewableenergysourceandpowersystems．Series-connectedsupercapacitorsarefacingtheproblemofinconsistentvoltageduetofactoryparametersandthedifferencesofenvironment．Voltageimbalancewillleadtosupercapacitorovervolt

8、age，over-dischargeorinsufficientlyutilized．Itisverynecessarytotakesomemeasurestocompensatetheperformanceofcellsintheseries-connecte