充放電同口控制超級(jí)電容管理裝置及其系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及超級(jí)電容的能源控制管理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種充放電同口控制超級(jí)電容管理裝置及其系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]超級(jí)電容是目前應(yīng)用較廣泛的儲(chǔ)能設(shè)備。超級(jí)電容因具有電阻小、壽命長、充電快、安全可靠等特點(diǎn)，倍受社會(huì)各界關(guān)注。但是，在實(shí)際應(yīng)用中，由于單個(gè)超級(jí)電容的電壓和容量較低，都需要串聯(lián)或并聯(lián)成為超級(jí)電容模組使用。超級(jí)電容模中的不同超級(jí)電容之間存在一定差異性，在充放電過程中，某一節(jié)超級(jí)電容可能會(huì)先于其他超級(jí)電容達(dá)到過充、過放或者過溫。因此，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，需要給超級(jí)電容模組加裝超級(jí)電容管理系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)控超級(jí)電容模組的狀態(tài)，實(shí)施監(jiān)控超級(jí)電容模組狀態(tài)，并采取一些措施進(jìn)行電壓均衡和溫度控制，還通過控制充電控制器或者放電控制器來控制超級(jí)電容充放電，以防止超級(jí)電容模組過充和過放，從而延長超級(jí)電容的使用壽命。
[0003]超級(jí)電容模組的充放電有不同的控制方式，常見有分口(異口)控制方式和同口控制方式。
[0004]分口(異口)控制方式即充電口和放電口不為同一口，分為假分口、半分口、和全分口。假分口就是充放電口內(nèi)部是同一套電路，只是引出來了兩對線；半分口是超級(jí)電容模組先經(jīng)過放電M0S引出放電口，再由放電口經(jīng)過充電M0S引出充電口，這樣充電時(shí)電流經(jīng)過充電M0S和放電M0S，放電時(shí)電流只經(jīng)過放電M0S ;全分口是超級(jí)電容模組引一條線經(jīng)過放電M0S引出放電口，超級(jí)電容模組引另一條線經(jīng)過充電M0S引出充電口。
[0005]超級(jí)電容模組在充放電采用分口方式控制時(shí)，可以根據(jù)超級(jí)電容特性選擇適合的充電控制器和放電控制器，減小充電控制成本，而且放電時(shí)放電電流不流經(jīng)充電繼電器，可以一定程度減小在控制器上的能量損耗。但是，其存在連接較為復(fù)雜的缺點(diǎn)，如果連接錯(cuò)誤，可能導(dǎo)致超級(jí)電容保護(hù)功能失效。
[0006]同口控制方式即充電口和放電口為同一接口，具有接口簡單、便于使用的優(yōu)點(diǎn)。但是，其充電電流和放電電流均流經(jīng)充電控制器和放電控制器，使得在控制器上的電能損耗增加，充放電設(shè)計(jì)時(shí)考慮超級(jí)電容的充放電特性，使得使用充電控制器成本相對增加。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明提供一種充放電同口控制超級(jí)電容管理裝置及其系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的一項(xiàng)或多項(xiàng)缺失。
[0008]本發(fā)明提供一種充放電同口控制超級(jí)電容管理裝置，所述超級(jí)電容管理裝置包括:采集檢測模塊、主控制器、充放電控制模塊及數(shù)據(jù)交互模塊；所述采集檢測模塊與一超級(jí)電容模組中的超級(jí)電容單體連接，用于采集所述超級(jí)電容單體的電壓、電流及溫度；所述主控制器與所述采集檢測模塊連接，根據(jù)所述電壓和所述電流判斷所述超級(jí)電容單體的充放電狀態(tài)，并控制所述采集檢測模塊、所述充放電控制模塊及所述數(shù)據(jù)交互模塊動(dòng)作；所述充放電控制模塊與所述主控制器、所述超級(jí)電容模組的充電控制器及所述超級(jí)電容模組的放電控制器連接，以根據(jù)所述充放電狀態(tài)控制所述充電控制器和所述放電控制器的開閉狀態(tài)，其中，所述充電控制器和所述放電控制器同口控制所述超級(jí)電容充放電；所述數(shù)據(jù)交互模塊與負(fù)載設(shè)備、所述主控制器及所述充放電控制模塊連接，以使所述采集檢測模塊和所述充放電控制模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)交互；其中，當(dāng)所述充放電狀態(tài)為未過充且未過放時(shí)，所述充放電控制模塊控制所述充電控制器和所述放電控制器為閉合狀態(tài)，以允許所述超級(jí)電容單體充放電；當(dāng)所述充放電狀態(tài)為過充且未過放時(shí)，所述充放電控制模塊控制所述充電控制器為斷開狀態(tài)且所述放電控制器為閉合狀態(tài)，以阻止所述超級(jí)電容單體充電并允許所述超級(jí)電容單體放電；當(dāng)所述充電狀態(tài)為未過充且過放時(shí)，所述充放電控制模塊控制所述充電控制器為閉合狀態(tài)且所述放電控制器為斷開狀態(tài)，以允許所述超級(jí)電容單體充電并阻止所述超級(jí)電容單體放電；當(dāng)所述超級(jí)電容模組出現(xiàn)故障或者所述充電狀態(tài)為所述超級(jí)電容模組中有個(gè)別超級(jí)電容單體既過充又過放時(shí)，所述充放電控制模塊控制所述充電控制器和所述放電控制器為斷開狀態(tài)，以阻止所述超級(jí)電容單體充電及阻止所述超級(jí)電容單體放電。
[0009]—個(gè)實(shí)施例中，所述充電控制器包括:并聯(lián)連接的充電接觸器和第一續(xù)流二極管。
[0010]—個(gè)實(shí)施例中，所述放電控制器包括:并聯(lián)連接的放電接觸器和第二續(xù)流二極管。
[0011]—個(gè)實(shí)施例中，所述超級(jí)電容管理裝置還包括:保護(hù)控制模塊，與所述主控制器、所述超級(jí)電容單體及所述數(shù)據(jù)交互模塊連接，包括電壓均衡模塊和溫度控制模塊；其中，當(dāng)所述主控制器根據(jù)所述電壓判斷所述超級(jí)電容模組內(nèi)的不同所述超級(jí)電容單體之間存在電壓差時(shí)，所述電壓均衡模塊對所述超級(jí)電容模組進(jìn)行電壓均衡；當(dāng)所述主控制器判斷所述溫度為過溫時(shí)，所述溫度控制模塊控制與其連接的一溫度調(diào)節(jié)裝置對所述超級(jí)電容模組進(jìn)行降溫或加熱。
[0012]—個(gè)實(shí)施例中，所述采集檢測模塊還用于檢測所述超級(jí)電容單體的過流、短路及漏電的信息；所述超級(jí)電容管理裝置還包括:監(jiān)控顯示模塊，與所述主控制器及所述數(shù)據(jù)交互模塊連接，用于顯示所述超級(jí)電容單體的電壓、電流、過放、過充、過流、短路及漏電的信息，以及所述超級(jí)電容模組的總電壓、總電流、溫度及過溫的信息中的一個(gè)或多個(gè)；所述監(jiān)控顯示模塊還用于根據(jù)所述超級(jí)電容模組的參數(shù)對所述超級(jí)電容管理裝置進(jìn)行參數(shù)匹配設(shè)置。
[0013]一個(gè)實(shí)施例中，所述監(jiān)控顯示模塊為一觸摸屏。
[0014]本發(fā)明還提供一種充放電同口控制超級(jí)電容管理系統(tǒng)，所述超級(jí)電容管理系統(tǒng)包括:超級(jí)電容模組，包括至少一個(gè)超級(jí)電容單體；充放電控制電路，與所述超級(jí)電容單體連接，包括串聯(lián)連接的充電控制器和放電控制器，用于同口控制所述超級(jí)電容單體進(jìn)行充放電；充放電同口控制超級(jí)電容管理裝置，包括:采集檢測模塊、主控制器、充放電控制模塊及數(shù)據(jù)交互模塊；所述采集檢測模塊與所述超級(jí)電容單體連接，用于采集所述超級(jí)電容單體的電壓、電流及溫度；所述主控制器與所述采集檢測模塊連接，根據(jù)所述電壓和所述電流判斷所述超級(jí)電容單體的充放電狀態(tài)，并控制所述采集檢測模塊、所述充放電控制模塊及所述數(shù)據(jù)交互模塊動(dòng)作；所述充放電控制模塊與所述主控制器、所述充電控制器及所述放電控制器連接，以根據(jù)所述充放電狀態(tài)控制所述充電控制器和所述放電控制器的開閉狀態(tài)；所述數(shù)據(jù)交互模塊與負(fù)載設(shè)備、所述主控制器及所述充放電控制模塊連接，以使所述采集模塊和所述充放電控制模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)交互；其中，當(dāng)所述充放電狀態(tài)為未過充且未過放時(shí)，所述充放電控制模塊控制所述充電控制器和所述放電控制器為閉合狀態(tài)，以允許所述超級(jí)電容單體充放電；當(dāng)所述充放電狀態(tài)為過充且未過放時(shí)，所述充放電控制模塊控制所述充電控制器為斷開狀態(tài)且所述放電控制器為閉合狀態(tài)，以阻止所述超級(jí)電容單體充電并允許所述超級(jí)電容單體放電；當(dāng)所述充電狀態(tài)為未過充且過放時(shí)，所述充放電控制模塊控制所述充電控制器為閉合狀態(tài)且所述放電控制器為斷開狀態(tài)，以允許所述超級(jí)電容單體充電并阻止所述超級(jí)電容單體放電；當(dāng)所述超級(jí)電容模組出現(xiàn)故障或者所述充電狀態(tài)為所述超級(jí)電容模組中有個(gè)別超級(jí)電容單體既過充又過放時(shí)，所述充放電控制模塊控制所述充電控制器和所述放電控制器為斷開狀態(tài)，以阻止所述超級(jí)電容單體充電及阻止所述超級(jí)電容單體放電。
[0015]一個(gè)實(shí)施例中，所述充電控制器包括:并聯(lián)連接的充電接觸器和第一續(xù)流二極管。
[0016]—個(gè)實(shí)施例中，所述放電控制器包括:并聯(lián)連接的放電接觸器和第二續(xù)流二極管。
[0017]—個(gè)實(shí)施例中，所述超級(jí)電容管理裝置還包括:保護(hù)控制模塊，與所述主控制器、所述超級(jí)電容單體及所述數(shù)據(jù)交互模塊連接，包括電壓均衡模塊和溫度控制模塊；其中，當(dāng)所述主控制器根據(jù)所述電壓判斷所述超級(jí)電容模組內(nèi)的不同所述超級(jí)電容單體之間存在電壓差時(shí)，所述電壓均衡模塊對所述超級(jí)電容模組進(jìn)行電壓均衡；當(dāng)所述主控制器判斷所述溫度為過溫時(shí)，所述溫度控制模塊控制與其連接的一溫度調(diào)節(jié)裝置對所述超級(jí)電容模組進(jìn)行降溫或加熱。
[0018]—個(gè)實(shí)施例中，所述采集檢測模塊還用于檢測所述超級(jí)電容單體的過流、短路及漏電的信息；所述超級(jí)電容管理裝置還包括:監(jiān)控顯示模塊，與所述主控制器及所述數(shù)據(jù)交互模塊連接，