基于电动车的超级电容驱动装置实验分析

根据车载动力电池和超级电容各自的特点,为普通电动车加装了超级电容驱动装置,实现动力电池与超级电容混合驱动的模式。根据车辆实际运行时的功率变化特性,建立模拟实验方法,对纯电池驱动和混合驱动两种状态进行了实车运行的对比测试。结果表明超级电容可以提高车载电源系统的功率密度和放电效率,延长续驶里程,降低电池发热程度,延长其实际使用寿命等。利用超级电容驱动装置可轻松获得优于纯电池驱动的功率密度。未来车载动力电池可专注于发展提高能量密度和循环使用寿命。     

超级电容公交车充电对电网电能质量的影响分析

作为城市交通一个重要发展方向的超级电容公交车,在其并入电网充电的瞬间会对电网产生一些影响,包括电压跌落、谐波及功率因数等问题。在基于PSCAD仿真建模的基础上对超级电容公交车接入电网产生的电能质量问题进行了分析,进一步验证了超级电容公交车的实用性,对实际项目的开展具有指导意义。     

一种新型超级电容模组充电电源设计

本文设计实现了一种新型超级电容模组充电电源及其控制方法,其功能包含两个方面:(1)针对目前各种超级电容模组对充电电压,充电电流的不同需求问题,采用先恒流后恒压的方式对超级电容模组进行充电,且充电电流和充电电压可调节;(2)该充电电源及其控制方法可以提供对超级电容的热保护,在充电过程中通过温度传感器监测超级电容模组的绝对温度和温升情况,如果超级电容模组的绝对温度过高或温升过高,就会自动关断充电过程。     

风电机组变桨用超级电容测试系统设计

针对风电机组变桨用超级电容的异常情况,基于ARM处理器设计并开发了一套适用于风电机组变桨用超级电容的测试系统。首先对超级电容经典模型进行简化,得到适用于工程测量的超级电容模型,通过模型得到电容容值计算公式和方法,然后对系统硬件电路进行设计。测试结果表明,系统测试方法有效,操作简便,功能实用,满足实际使用需求。     

基于超级电容的车载电池管理系统设计

电池管理系统直接检测及管理电动车辆的储能电池运行的全过程,是电动车辆的重要组成部分。设计了一种基于超级电容电池的车载电池管理系统,通过测量超级电容电池的电压、温度和电流以及计算电池组的荷电状态(SOC),实现对超级电容电池组的监控和管理,对以超级电容电池作为动力源的电动车辆的电池管理方面具有很好的实际应用价值。     

一种考虑温度和电压的超级电容寿命预测方法

介绍了超级电容的退化特征,阐释了影响其寿命衰减的因素,比较了各因素在超级电容退化过程中的作用,重点阐述了退化因素中环境温度和使用电压对超级电容寿命的影响。提出了基于现有的寿命数据或者经验法则,对工作在不同温度和电压下的超级电容寿命的预测方法,并把这种方法应用于对超级电容退化特征参数的预测,为超级电容的合理使用提供参考依据。     

基于加速时间预测的现代有轨电车储能系统能量管理与容量配置优化研究

电池寿命过短和配置空间有限是现代有轨电车储能系统应用存在的重要问题,给其能量管理策略和容量配置方法的设计带来了挑战。该文首先对影响电池寿命的因素进行了分析,建立了寿命估计模型。针对电池与超级电容混合储能系统,提出了基于加速时间预测的能量管理策略:根据车辆加速时间计算超级电容的实际可用功率,进而决定电池和电容的功率分配。该策略基于有轨电车运行周期性确定加速时间预测窗口,并充分考虑超级电容放电时间。仿真和实验验证了该策略具有充分利用超级电容能量和减弱电池寿命衰减的良好效果。同时,分别基于基本阈值策略和加速时间预测控制策略进行优化容量配置,分析不同控制策略对容量配置结果的影响。结果表明该文的策略通过降低超级电容的配置要求以及延长电池寿命实现了全寿命周期成本的降低。     

基于Mogrifier LSTM-SVR的超级电容寿命预测

超级电容是储能系统中常用的储能元件，为了解决在对其使用寿命预测时，影响因子考虑不全面，预测精度不高的问题，提出基于支持向量机回归算法与改进的长短期记忆网络算法(Mogrifier LSTM-SVR)相结合的超级电容的使用寿命预测模型。通过引入温度、电压和电流三种超级电容寿命影响因子，建立更贴近实际的超级电容寿命模型，选取剩余容量作为特征参数。构建Mogrifier LSTM网络，在传统的LSTM中增加Mogrifier门机制，并利用支持向量机回归(SVR)对Mogrifier LSTM网络预测误差回归预测，修正误差。通过仿真实验和模型的预测结果对比分析表明，Mogrifier LSTM-SVR对超级电容寿命预测的准确性更高，误差波动量级更小。     

基于超级电容的双向DC-DC变换器控制研究

针对轨道交通1 500 V系统再生制动能量利用,研究了基于超级电容储能的输入串联多相并联双向DCDC变换器的控制及其系统能量管理策略。采用输入串联、多支路并联的拓扑结构降低了功率器件电压应力和电流应力及减小了无源滤波器件的体积,同时降低了1 500 V系统对储能元件超级电容的耐压及模组均压控制的要求,使得系统的可靠性更高。针对该拓扑结构的特点,结合工程实际应用,考虑超级电容容值参数差异性及大内阻的特点,以超级电容的能量利用最大化为优化目标,对其充放电过程中超级电容电荷状态误判及系统输入输出侧均压控制策略进行了优化设计。最后通过仿真和实验验证了所提控制策略的有效性。     

超级电容储能式有轨电车启动对供电系统的影响

超级电容储能式有轨电车在启动时会有不同的工况,大多数以充满电离站,但也有未充满离站的工况。对两种不同启动工况对其供电系统的影响进行研究分析,在PSCAD仿真系统中搭建了一个1.5 MW的储能式有轨电车供电系统以及超级电容的模型,模拟储能式有轨电车在两种工况下对其供电系统的影响,仿真结果与超级电容储能式有轨电车实际工程线路运行工况对供电系统的影响现象一致,为优化并完善有轨电车供电系统设计方案提供了理论参考依据。     

超级电容器应用展望

由于超级电容器具有可以快速充放电、循环寿命长等优异性能,在满足电子装置和系统的需求中正发挥着重要的作用。综述了国内外超级电容器的应用及市场情况,展望了超级电容器的发展前景,认为超级电容器的应用前景十分广阔。     

碳材料和粘结剂对超级电容器性能的影响

使用多种活性碳和粘结剂,对超级电容器在KOH电解液中的性能进行了比较。采用涂覆方法制备了2016型扣式超级电容器,通过恒流充放电技术检测了超级电容器的性能,确定了制备电极的最佳工艺和配方。     

电动公交车用超级电容器的研究

超级电容器是一种介于传统静电电容器和化学电源之间的新型储能元件,它具有比静电电容器高的容量。和电池相比,它具有较高的功率密度。恒流充放电实验证明使用该材料制备的电容器具有良好的大电流充放电性能以及较长的循环寿命,是一种具有发展潜力的超级电容器。介绍了超级电容器在纯电容公交车上作为主要驱动能源使用的情况。     

超级电容器结合蓄电池在航空地面直流电源上应用的可行性分析

介绍了超级电容器的特性和航空地面电源的供电特性,并在此基础上对超级电容器结合蓄电池在航空地面电源上应用的可行性进行了仿真分析,揭示了超级电容器结合蓄电池使用的良好性能以及在航空地面电源应用的可行性。     

预嵌锂石墨材料制备超级电容器性能试验研究

制备变电站超级电容器的正极为活性炭,负极为预嵌锂石墨,通过恒流充放电、交流阻抗谱、循环伏安等方法对所制备电容器的电化学性能进行测试。通过与传统双电层电容器相比较可发现,制备的超级电容器所具备的电化学性能较好,其工作电压从2.2 V升至3.8 V,且能量为传统双电层电容器的3.58倍;当以200 m A/g的电流在2.0~3.8 V下循环2 000次时,其放电电容的保持率可高达97.8%。     

基于超级电容储能的动态电压恢复器研究

针对微电网电压闪变问题,研究了基于超级电容器储能的新型动态电压恢复器(DVR)系统。通过引入超级电容器储能,有效的利用了超级电容器极高的充放电能力和电荷储存能力,使动态电压恢复器在补偿电压时能快速提供稳定的电压。此外,通过研究基于超级电容的动态电压恢复器的控制策略,采用前馈加反馈的双闭环控制,引入了电容电流反馈,提高了系统的动态响应速度和控制精度。由于直流电源放电功率的提高,动态电压恢复器适用于频繁出现电压跌落的微电网线路,并且对阻性负载和阻感性负载有较好的适应性。仿真结果验证了理论分析的有效性和正确性。     

超级电容器在不同充电模式下特性的研究

采用当前应用最为广泛的恒流充电模式和恒流恒压混合充电模式对超级电容器进行大电流快速充电,并且对其关键特性——电压特性、温度特性在不同充电模式下得到的测试数据进行对比。结果表明,采用恒流恒压充电方式消除了超级电容器在大电流充电过程中内部温度迅速升高而影响容量特性的问题,保证了超级电容器充放电的效率。     

人工驱动的超级电容充电型LED家用照明系统

在对比阀控密封铅酸蓄电池、超级电容充放电性能的基础上,提出并实现了一种基于超级电容充电及LED的人工驱动型家用照明系统,该系统以超级电容为供电电源,以手摇发电机为充电电源。实验测试表明,此家用照明系统使用功率为65W的手摇发电机为27V/24F的超级电容模组充电需时约4.67分钟,而其放电可使4W（24V,0.169A）LED灯连续正常工作约24分钟。本系统具有使用寿命长、环境友好、成本低等优点,在当前能源十分紧缺的情况下可望推广成为一种重要的绿色家用电器。     

基于超级电容储能的SiC器件变流器性能分析

超级电容储能系统的促进功率响应能力优势是改善分布式发电电源的电能输出效率的有效方式,为此利用SiC器件设计SiC MOSFET典型等效开关模型,并将其应用到超级电容储能系统中,进一步提升系统单位能量的传输能力。基于超级电容器工作原理,建立超级电容储能系统数学模型,有效分析基于超级电容储能的SiC器件变流器性能。经仿真验证,超级电容器可准确响应功率由负到正的变化;随着传输功率的逐渐增大,基于超级电容储能的SiC器件变流器传输效率也呈现上升趋势,在功率接近储能系统变流器额定功率时,变流器效率逐步稳定,运行效率在98%左右;响应速度较快,输出电压波动以及输出功率的波动幅度较小,具备较强的输出抗干扰性;达到电压稳定输出的时间较短,且超调量较低。     

串联超级电容器组动态电压均衡试验研究

利用开关电容来实现电池均衡的方法有着广泛的应用,它利用一组电容器在串联电池组相邻电池之间传递电荷,进行能量转移。本文借鉴电池组的开关电容均衡方法,把它用于串联超级电容器组电压均衡上,给出了开关电容法对于串联超级电容器组的参数确定方法和控制策略,并进行了仿真分析和实验验证。