[发明专利]一种具有自匹配功能的超级电容器单体

摘要

本发明公开了一种具有自匹配功能的超级电容器单体，包括超级电容器本体，并联充放电回路以及自匹配控制器；自匹配控制器通过电子线载波通信，实时获取超级电容器系统的工作信息，进而计算超级电容器单体的最优工作参数，从而控制并联充放电回路的工作曲线，使更换的超级电容器单体的外特性与系统中其它串联的超级电容器单体保持基本一致，进而优化超级电容器单体和超级电容器系统的可靠性及其使用寿命。

主权项

1.一种具有自匹配功能的超级电容器单体，其特征在于：包括超级电容器本体、自匹配控制器、并联充放电回路；所述超级电容器本体与并联充放电回路连接，所述并联充放电回路连接自匹配控制器；所述自匹配控制器包括运算模块和通信电路，所述运算模块用于接收和计算系统运行信息和系统中各个超级电容器的容值和漏电流速率并控制并联充放电回路；所述通信电路用于电力线载波通信；所述并联充放电回路用于改变超级电容器的外部电气特性；所述超级电容器本体为双电层电容器；所述并联充放电回路包括若干电阻与若干开关，为能耗型放电回路；所述电阻为功率电阻；所述并联充放电回路是双向功率变换器组成的能量转移型充放电回路；所述具有自匹配功能的超级电容器单体采用以下控制方法，步骤为：A)运算模块通过通信电路的电子线载波通信从储能系统中接收系统运行的信息，得到当前系统中各个超级电容器单体的容值和漏电流速率；B)运算模块通过各个超级电容器单体的容值和漏电流速率计算得到系统的总电容值Ct以及系统的总等效并联电阻Rp；C)将计算得到的总等效并联电阻Rp除以总电容容值Ct从而得到比例系数k；D)将超级电容器单体的标称电容值Cs乘以比例系数k从而得到目标等效并联电阻Rd；E)将目标等效并联电阻Rd减去替换后的超级电容单体的等效电阻Rs从而得到并联放电回路的等效放电电阻Rdp；F)根据并联放电回路的等效放电电阻Rdp计算得到受控放电单元的开关管占空比d，通过计算得到的开关管占空比d来调整并联放电回路的开关管占空比使得替换后的超级电容器单体的运行电压能与其它串联的超级电容器单体的电压保持一致。