超级电容器储能系统充电模式控制设计

针对电网供电系统存在用电负荷和电能供应不平衡问题,设计了超级电容器储能系统。对设计的超级电容器储能系统两种工作模式(充电储能模式和放电释能模式)进行了介绍,对超级电容器储能系统充电储能运行模式时的双向DC/DC变流器工作方式进行了分析,同时设计了闭环控制参数,从而实现了对超级电容器储能系统充电储能过程的控制。实验结果表明,通过对双向DC/DC变流器在超级电容器充电工作模式时的闭环控制,有效地实现了对超级电容充电储能过程的控制。     

有轨电车超级电容储能系统参数研究及仿真

有轨电车是城市轨道交通的重要组成部分,超级电容器作为一种新型的节能环保储能装置,已经被应用到诸多领域。文章介绍了有轨电车超级电容器储能装置,并对储能装置所需能量进行计算。通过对计算结果的分析研究超级电容器的相关参数,设计一套超级电容器储能装置,可以实现20s以内快速充电的需要;并对超级电容器储能装置在工作状态下充电放电的仿真验证,满足有轨电车正常运行的电能需求。     

新能源汽车动力电池组电阻点焊机研究

针对新能源汽车动力电池组材料的焊接特性,提出了双脉冲电容储能焊的焊接方式,并分别对双脉冲电容储能焊机的充电电路、电容组以及放电电路进行了设计和分析。最后通过对焊点进行破坏性剪切拉伸实验,证明了双脉冲电容储能焊具有焊接质量稳定且效率较高的优点,能够达到新能源汽车对动力电池组焊点强度和加工效率的设计要求。     

一种多重工作方式的双向DC／DC变换器

针对超级电容储能系统的需要,采用TMS320LF2407 DSP芯片,完成了BUCK/BOOST型双向DC/DC变换器的硬件设计,并为3种工作方式分别设计了全数字控制方案,实现了变换器的多种工作方式.最后,制作了实验样机,以验证该设计的正确性.实验结果表明,电路恒压、恒流效果很好,并且具有较快的响应速度.该变换器可以对超级电容装置进行分段恒流充电或者恒压充电,也可以将能量由超级电容向直流母线进行恒流释放.     

AGV用超级电容与蓄电池混合储能的设计

针对自动导引运输车（AGV）的工作特点和在使用蓄电池中存在的大功率放电问题,提出了超级电容与蓄电池的混合储能系统,并对混合储能系统进行了参数匹配和设计。对混合储能的电气系统进行了仿真研究,结果显示,采用超级电容和蓄电池的并联混合可以将蓄电池的最大放电电流减小100A以上,使蓄电池的放电电流控制在额定电流以内,延长了蓄电池的使用寿命,改善了对大功率脉动负载适应能力,从而使AGV的动力性能也得到提高。     

超级电容在工程机械中的应用研究

超级电容是近年发展起来的一种新型储能单元,广泛应用于汽车行业,并逐步向工程机械领域扩展.在分析超级电容本身结构的基础上,推导出了其应用设计中容量、等效串联电阻、串并联个数的计算公式,根据超级电容的本身特性并结合超级电容建立了超级电容的数学模型.最后,结合推土机混合动力驱动单元实例,建立了超级电容的MATLAB/Simulink模型,并对其进行了仿真研究.     

无线充电寻迹小车的设计

随着现代社会智能化程度的提高,无线充电技术也得到了很快的发展和普及,在可再生资源逐渐减少的当下,设计一款能够进行无线充电的小车具有重要的实践意义。本设计中的小车由无线充电模块、寻迹模块、超级电容储能模块、备用电源以及控制器组成。无线充电模块和整流滤波电路为小车提供稳定的5V直流电压,该电压经过BUCK电路实现对超级电容的恒功率充电。当停止充电时,单片机控制系统工作,小车开始运动,并在巡线过程中进行动态充电;当无线充电得到的电能消耗完后,自动启用备用电源,小车按照轨迹运动。     

基于超级电容和蓄电池的光伏系统储能研究

超级电容器功率密度大,循环寿命长,适合与能量密度大的蓄电池混合使用,共同组成独立光伏发电系统中的储能部分。针对独立光伏发电系统的特点,分析了两者的特性,提出了1种超级电容与蓄电池混合储能的充电控制方案。实验结果表明,超级电容和蓄电池混合储能可有效实现系统的能量管理,确保光伏板和混合储能系统的协调工作。     

卷扬机能量回收系统设计与仿真

起重机作为工程机械的典型,其最主要动力组成是卷扬机系统,因此设计了一个以超级电容为储能单元的混合动力控制系统.借助Matlab/Simulink仿真软件对所设计的混合动力控制系统进行仿真,并模拟起重机下放重量时产生的再生制动能量的回收过程.结果表明:以超级电容为储能单元的混合动力驱动单元适用于以卷扬机为动力系统的起重工程机械;超级电容能够回收一定的能量,起到节能作用.     

采用磁电自供能的能量储存和电源管理电路研究

普通Fe-Ni/PZT磁电复合结构将电磁能转化为电能时输出低,无法驱动无线传感器工作,本文设计了一种更高磁电电压系数的H型音叉式磁电复合结构。论文详细介绍了该结构的工作原理和磁电输出特性。在强度为0.2Oe的交变磁场激励下,该磁电复合结构能够把容量为1.5F的超级电容充电至0.5V。为有效利用超级电容中的电量,本文提出了一种能够提高超级电容输出功率的电能瞬间放电电路。实验结果表明,当超级电容电压为0.5V左右时,在间隙脉冲串(Burst)触发信号频率为30kHz、占空比为75%的条件下,该电路最大放电功率可达120mW,放电时间持续620ms,能够驱动无线传感器在一个发射周期内正常工作。     

基于超级电容的惯性能量回收系统的研究

本文分析了电机连续再生能量传统处理方案存在的缺陷,选择了具有功率密度大、比能量高、循环使用寿命长、环保等特点的超级电容作为储能装置。结合电网突然断电对负栽安全可靠运行的不良影响,设计了兼作后备电源的一种基于超级电容的惯性能量回收系统,详细介绍了能量回收系统的组成及工作原理,阐述了DC/DC变换器的设计方法,采用了电流电压双闭环控制策略,实现了超级电容的充放电控制,提高了该惯性能量回收系统的工作效率,达到了稳定高效地储能和释能的目的。     

蓄能器对挖掘机回转系统能量回收效率的影响

为了提高以蓄能器为储能装置的液压挖掘机回转系统的能量回收效率,研究了某工况下蓄能器不同体积及充气压力对能量回收效率的影响。在AMESim软件中建立回转节能系统模型并进行仿真分析,仿真结果表明:在重载工况下,蓄能器充气压力一定时,蓄能器体积越大,能量回收效率越低;蓄能器体积一定时,蓄能器充气压力越高,能量回收效率越高。同时搭建了试验平台对仿真结果进行验证。结果表明:仿真结果和试验结果是一致的,在满足可回收能量的前提下,体积小、充气压力高的蓄能器能有效提高能量回收效率。     

锂电池与超级电容混合电动汽车系统在环综合测试

利用超级电容的功率密度高及可大电流充放电等特点,提出并设计了锂电池与超级电容双能源电电混合动力系统,建立了基于交流电力测功机的混合动力系统在环综合测试台架。采用70.4V/40A·h的磷酸铁锂电池组与48.6V/165F超级电容模组进行混合,并设计了基于综合测试台架的后向工况测试流程。最后采用UDDS动态工况,完成对基于模糊PID控制的双能源能量管理策略系统的在环测试。测试结果表明,通过混合结构及能量管理策略,锂电池组的充放电电流均限制在1C范围内,超级电容承担大部分电流波动,保护了锂电池组。     

规则控制与行驶工况相结合的现代有轨电车能量管理策略

规则控制具有鲁棒性强、灵活性高等显著优势,逐渐成为优化储能式现代有轨电车能量管理性能的经典方法,但也同时面临过于依赖专家经验与工况适应性差的问题。为此针对有轨电车用锂电池/超级电容混合储能系统,在传统模糊逻辑控制的输入中同时引入道路坡度和运行速度,提出一种动态功率分配新方法。依据行驶工况制定隶属度函数与论域,调整超级电容高功率密度响应时刻,优化列车动力性能;采用粒子群算法对模糊控制规则权重寻优,在保证列车功率需求的同时降低锂电池峰值电流,延长储能系统使用寿命;并将所提策略应用到北京现代有轨电车西郊线路数据的算例对比验证中。结果表明,融合行驶工况信息的模糊控制相较于传统模糊控制实现了在功率分配、锂电池和超级电容荷电状态偏移范围、锂电池运行应力及储能系统整体效率方面的多重最优,且再生制动能量回收率有显著改善;通过粒子群算法对规则权重寻优相较于传统固定权重方案使锂电池峰值电流降低31.02%,列车续驶里程提升了22.45%,且算法在迭代7次以内能够找到全局最优解,运算速度快,易于实现。     

A 1-MJ capacitive energy storage

A capacitive energy storage is intended for generating high-power current pulses. The setup consists of two capacitive energy storage modules, a control console, and a cable collector for connecting a load to the setup. Each module is a capacitive energy storage with a 0.5-MJ stored energy and 18-kV voltage, which is based on eight capacitor cells with reverse switch-on dynistors as switches. The module volume is 1.3 m³. The semiconductor switches in the capacitor cells are activated by light pulses, which are transmitted from the control console through fiber-optic cables. The unit is designed for operating in the programmable discharge mode, at which the semiconductor switches in the capacitor cells are switched on nonsimultaneously but in accordance with a specified program. When the discharge of all the cells is switched on simultaneously and the load is short-circuited, the maximal amplitude of the output current pulse is 800 kA. The rise time of the discharge current pulse of the cell is 150 μs.     

纯电动汽车800 V高电压复合电源能量分配策略研究

基于逻辑门限控制策略,将动力电池和带有理想开关的DC/DC变换器串联,并将串联后的系统与超级电容并联,形成新型复合电源系统,利用低成本小容量超级电容,增大充放电电压,减少系统线路上的能量损耗.同时,采用Matlab/Simulink仿真平台,搭建控制策略模型,结合基于ADVISOR2002建立的复合电源纯电动汽车模型,...     

脉冲大电流放电储能试验研究

为研究适合脉冲大电流放电的储能方式,利用静电放电模拟器分别对陶瓷电容器、薄膜电容器和电解电容器进行了静电放电储能试验。根据静电放电模拟测试系统测得的数据分别计算出每种电容器的储能效率,并进行了具体分析。结果表明陶瓷电容器最适合静电放电储能,其次是薄膜电容器,而电解电容器则不能满足高压脉冲大电流的储能要求。     

地铁混合储能系统及其功率动态分配控制方法

针对城市地铁制动能量瞬时大功率、短时大能量等引起的牵引网电压安全问题,提出采用超级电容-锂电池组成双DC/DC架构的混合储能系统进行制动能量吸收。通过引入制动电阻辅助分流,研究采用电压分级的方法实现混合储能系统中超级电容、锂电池以及制动电阻的启停控制;同时根据一阶低通滤波法以及基于超级电容荷电状态的动态滤波常数调整方法,优化超级电容组和锂电池组的输出功率,并在MATLAB中搭建了仿真模型。仿真结果表明该控制方法可以有效抑制牵引网电压的波动,同时提高了混合储能系统整体性能和性价比。     

闭式泵控液压机运行与能效特性

液压机的特点是滑块质量大,工进负载力大,其滑块空程下放造成了重力势能、动能等能量的浪费。为了回收利用这部分能量并且降低电机转矩,基于“伺服电机+定量泵”的闭式泵控方案,提出了带超级电容储能系统的双排量泵/马达闭式驱动液压机方案,并制定能量管理策略对能量进行回收与再利用。搭建了液压机试验台,试验结果表明,储能系统的能量回收效率为79.3%;进一步开展仿真研究,基于SimulationX多学科仿真软件,构建了液压机的多学科仿真模型,仿真结果表明,双排量泵能大幅度降低电机转矩,储能系统能够减少液压机整机6.9%的能耗。     

轮胎式起重机串联式混合动力系统研究

起重机提升的货物在下降时为防止自由落体通常使用能耗制动系统消耗大量的机械势能,造成能量的大量耗废。如何将大量耗废的能量进行回收再利用是起重机节能领域研究的热点问题。提出了基于势能回收再利用的轮胎式起重机的油电混合动力系统节能方案,采用简单可靠的串联式混合动力结构,选用超级电容作为储能装置,并描述了该起重机混合动力系统的工作原理。