CN109660010B - 一种用于轨道交通车辆的混合储能充电机及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种用于轨道交通车辆的混合储能充电机及控制方法，该充电机包括充电控制模块、超级电容模块以及蓄电池模块，充电控制模块包括用于电压变换的第一控制变换器、用于控制实现超级电容模块充放电的第二控制变换器，第一控制变换器的输入端接入供电电源，输出端分别连接蓄电池模块、负载以及通过第二控制变换器连接超级电容模块；该控制方法为控制上述混合储能充电机实现混合储能充放电的方法。本发明具有能够同时满足大功率冲击负载瞬时功率以及永久负载的长时供电需求，且成本低、利用率及效率高、体积重量小等优点。

Description

一种用于轨道交通车辆的混合储能充电机及控制方法

技术领域

本发明涉及轨道交通车辆技术领域，尤其涉及一种用于轨道交通车辆的混合储能充电机及控制方法。

背景技术

在轨道交通车辆中，为满足不同的功能需要，通常装备有各种直流用电设备，这些用电设备也即为负载；根据电流特性和重要程度，列车中负载可分为三种类型：第一种为冲击负载，该类负载启动时需要很大的冲击电流和冲击功率，启动后电流和功率较小；第二种为永久负载，该类负载的电流和功率较小，但重要性很高，需要最大程度的保证供电连续性；第三种为一般性负载。

为保障负载的稳定运行，目前轨道交通车辆中通常是按照如图1所示配置充电机和储能装置进行储能充电控制，正常工况时由充电机将交流或直流输入转变为直流输出给给负载供电，同时给储能装置充电，当充电机故障时，由储能装置给负载供电；但是由于储能装置一般为蓄电池，且一般蓄电池内阻较大，当存在冲击负载启动需冲击启动功率时，冲击启动功率较大，采用上述储能充电控制方式时，很难满足瞬时大电流放电需求。

为解决上述冲击负载所需瞬时大电流问题，目前通常是采用以下2种方式：

(1)采用高倍率大容量蓄电池，但是大容量的蓄电池体积大、重量大且寿命低；

(2)采用大功率充电机，但是大功率充电机的利用率低、效率低，且储能电感设计困难。

因此亟需提供一种储能充电***、方法，使得能够同时满足高压侧有较大冲击功率以及较小持续功率的需求，且能够降低***实现成本、减小***的体积重量，提高***的利用率及效率。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种能够同时满足大功率冲击负载瞬时功率以及永久负载的长时供电需求，且成本低、利用率及效率高、体积重量小的用于轨道交通车辆的混合储能充电机，及实现方法简单、控制效率及稳定性高的控制方法。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种用于轨道交通车辆的混合储能充电机，包括充电控制模块、超级电容模块以及蓄电池模块，所述充电控制模块包括用于电压变换的第一控制变换器、用于控制实现所述超级电容模块充放电的第二控制变换器，所述第一控制变换的输入端接入供电电源，输出端分别连接所述蓄电池模块、负载以及通过所述第二控制变换器连接所述超级电容模块。

作为本发明充电机的进一步改进：所述第一控制变换器为具有将交流电压转换为所需直流电压功能、以及将直流电压转换为所需直流电压功能的变换电路，所述变换电路的输入端设置有交流电源接口、直接电源接口，输出端输出所需直流电压。

作为本发明充电机的进一步改进：所述第一控制变换器具体包括依次连接的输入整流单元、逆变单元、变压器以及输出整流单元，所述整流单元的输入端接入交流电源或直流电源进行整流，整流后电压依次经过所述逆变单元进行逆变、所述变压器进行电压变换后，由各所述输出整流单元变换为直流电输出。

作为本发明充电机的进一步改进：所述输入整流单元具体为三相整流桥，所述三相整流桥的三相输入端口连接所述交流电源接口，所述三相整流桥的两相输入端口连接所述直流电源接口。

作为本发明充电机的进一步改进：所述逆变单元包括相同结构的两个以上的逆变模块，每个所述逆变模块与所述变压器的一个初级绕组连接，各所述逆变模块的中点接地，各所述逆变模块的原边相互串联连接、次边相互并联连接。

作为本发明充电机的进一步改进：所述输出整流单元包括两个以上的整流二极管电路，每个所述整流二极管电路设置在所述变压器中一个次级绕组的输出端，各个所述整流二极管电路的输出端相互连接，以输出整流后直流电压。

作为本发明充电机的进一步改进：所述第一控制变换器还包括与所述变压器的次级绕组连接的储能电感。

作为本发明充电机的进一步改进：所述第二控制变换器包括第一开关管Q1、第二开关管Q2、第三开关管Q3以及第四开关管Q4，所述第一开关管Q1的集电极连接所述第一控制变换器输出端的正极直流母线，发射极连接所述第二开关管Q2的集电极、所述第四开关管Q4的集电极以及所述第三开关管Q3的发射极，所述第三开关管Q3的集电极连接所述超级电容模块的正极端口，所述第二开关管Q2、第四开关管Q4的发射极均连接所述超级电容模块的负极端口。

作为本发明充电机的进一步改进：所述第一开关管Q1与所述第二开关管Q2的连接点、与所述第三开关管Q3与所述第四开关管Q4的连接点之间设置有电感L1。

作为本发明充电机的进一步改进：所述充电机控制模块还设置有用于隔离所述蓄电池模块与所述第二控制变换器、直流母线的隔离二极管D1，所述隔离二极管D1设置在所述第一控制变换器输出端的正极直流母线上。

本发明进一步提供利用上述混合储能充电机的控制方法，具体步骤包括：

S1.启动所述混合储能充电机，所述第一控制变换器接入供电电源进行变换后，提供给所述蓄电池模块充电，以及经过所述第二控制变换器控制向所述超级电容模块充电，以及提供给直流负载供电；当存在冲击负载启动时，转入执行步骤S2；当所述充电控制模块发生故障时，转入执行步骤S3；

S2.所述超级电容模块通过所述第二控制变换器进行放电，提供给冲击负载瞬时大功率；

S3.控制所述蓄电池模块放电，提供给直流负载持续供电功率。

作为本发明控制方法的进一步改进：所述步骤S1中还包括第一控制变换器闭环调节步骤，具体步骤为：采集所述第一控制变换器的输入电压Uin、输出电压Uo以及所述蓄电池模块的充电电流Ib，根据采集到的信号生成第一控制脉冲发送给所述第一控制变换器中开关管，以对所述第一控制变换器进行闭环调节。

作为本发明充电机的进一步改进：所述步骤S1中还包括第二控制变换器调节步骤，具体步骤为：采集所述第一控制变换器的输出电压Uo、所述超级电容模块的电压Uc、所述超级电容模块的电流Ic，根据采集到的信号生成第二控制脉冲发送给所述第二控制变换器中开关管，以控制对所述第二控制变换器进行闭环调节。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1)本发明结合超级电容和蓄电池构成混合储能充电机，由充电控制模块分别实现蓄电池、超级电容的混合充电管理，充分利用蓄电池和超级电容的优势，使用超级电容为冲击负载供电，使用蓄电池为永久负载提供可靠的持续供电，能够同时满足冲击负载、永久负载的不同用电特性，从而兼顾大功率冲击负载瞬时功率和重要永久负载的长时供电需求；同时由于冲击负载的启动冲击功率由超级电容提供，相比于传统的需要使用高倍率大容量的蓄电池、大功率充电机，***的实现简单、成本低、利用率及效率高且体积重量小，且由超级电容提供冲击启动功率，还可以减轻对应的第一控制变换器的功率需求，便于实现整个充电机的轻量化。

2)本发明进一步第一控制变换器通过实现AC/DC变换或DC/DC变换为蓄电池模块充电，能够满足三相交流输入和直流输入的不同供电电源需求，从而可适用于不同制式混合供电网络中。

3)本发明进一步第一控制变换器中各逆变模块的中点接地，可降低逆变模块中开关管的耐压要求，同时降低开关损耗，从而可进一步便于实现第一控制变换器的高频化、轻量化；通过第一控制变换器中各逆变模块的原边串联、次边并联，使得可灵活扩展第一控制变换器的功率输出能力。

4)本发明通过由四个开关管(Q1～Q4)构成第二控制变换器，可同时实现升压充电和升降压放电，从而可最大限度的利用超级电容模块储能，相比于传统的需要使用高倍率大容量的蓄电池、大功率充电机，能够有效降低充电机的体积重量，实现轻量化。

附图说明

图1是传统的轨道交通车辆中充电机储能充电的结构原理示意图。

图2是本实施例用于轨道交通车辆的混合储能充电机的结构示意图。

图3是本实施例第一控制变换器的具体结构示意图。

图4是本实施例实现混合储能充电机控制的原理示意图。

图5本实施例第一控制变换器中各开关管的控制时序图。

图6是本实施例中第二控制变换器的第一种控制模式(Uc＞Uo)时各开关管控制时序图。

图7是本实施例中第二控制变换器的第二种控制模式(Uc≥Uo)时各开关管控制时序图。

图8是本实施例中第二控制变换器的第三种控制模式(Uc＜Uo)时各开关管控制时序图。

图例说明：1、充电控制模块；11、第一控制变换器；111、输入整流单元；112、逆变单元；113、变压器；114、输出整流单元；12、第二控制变换器；2、超级电容模块；3、蓄电池模块。

具体实施方式

以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而限制本发明的保护范围。

如图2所示，本实施例用于轨道交通车辆的混合储能充电机包括充电控制模块1、超级电容模块2以及蓄电池模块3，充电控制模块1包括用于电压变换的第一控制变换器11、用于控制实现超级电容模块2充放电的第二控制变换器12，第一控制变换器11的输入端接入供电电源，输出端分别连接蓄电池模块3、永久性直流负载以及通过第二控制变换器12连接超级电容模块2。充电机控制模块1还设置有用于隔离蓄电池模块3与第二控制变换器12、直流母线的隔离二极管D1，隔离二极管D1设置在第一控制变换器11输出端的正极直流母线上。

上述混合储能充电机正常工作时，充电机经第一控制变换器11向蓄电池模块3充电，经第二控制变换器12向超级电容模块2充电，以及经隔离二极管D1向一般负载及永久负载供电；当冲击负载启动时，超级电容模块2经第二控制变换器12向冲击负载提供瞬时大功率；当充电机故障时，蓄电池模块3经隔离二极管D1向永久负载等供电，保障永久持续续航能力。

本实施例考虑轨道交通车辆中对不同类型负载的供电需求，结合超级电容模块2和蓄电池模块3构成混合储能充电机，由充电控制模块1中第一控制变换器11、第二控制变换器12分别实现蓄电池、超级电容的混合充电管理，充分利用蓄电池和超级电容的优势，使用超级电容为冲击负载供电，使用蓄电池为永久负载提供可靠的持续供电，能够同时满足冲击负载、永久负载的不同用电特性，从而兼顾大功率冲击负载瞬时功率和重要永久负载的长时供电需求。

本实施例由于由超级电容提供冲击负载的启动冲击功率，相比于传统的需要使用高倍率大容量的蓄电池、大功率充电机，***的实现简单、成本低、利用率及效率高且体积重量小，且由超级电容提供冲击启动功率，还可以减轻对应的第一控制变换器11的功率需求，第一控制变换器11可实现轻量化，从而便于实现整个充电机的轻量化。

本实施例中，第一控制变换器11为具有将交流电压转换为所需直流电压功能、以及将直流电压转换为所需直流电压功能的变换电路，即由第一控制变换器11实现AC/DC变换或DC/DC变换，为蓄电池模块3充电；变换电路的输入端设置有交流电源接口(U、V、W)、直接电源接口(DC+、DC-)，输出端输出所需直流电压。当输入电压为交流时，接入第一控制变换器11的交流电源接口(U、V、W)，实现AC/DC变换；当输入为直流时，接入第一控制变换器11的直流接口(DC+、DC-)，实现DC/DC变换。通过上述结构第一控制变换器11，能够满足三相交流输入和直流输入的不同供电电源需求，从而可适用于不同制式混合供电网络中。

如图3所示，本实施例中第一控制变换器11具体包括依次连接的输入整流单元111、逆变单元112、变压器113以及输出整流单元114，输入整流单元111的输入端接入交流电源或直流电源进行整流，整流后电压依次经过逆变单元112进行逆变、变压器113进行电压变换后，由各输出整流单元114变换为直流电输出。

本实施例中，输入整流单元111具体为三相整流桥D2，三相整流桥的三相输入端口连接交流电源接口(U、V、W)，三相整流桥的两相输入端口连接直流电源接口(DC+、DC-)。上述第一控制变换器11结构中，也可通过简单线路将直流输入端调整移动至三相整流桥D2与滤波电感L2之间。

本实施例中，逆变单元112包括相同结构的两个逆变模块M1、M2，每个逆变模块与变压器113的一个初级绕组连接，且绕组之间为紧耦合，由变压器113(变压器T1)同时为逆变模块M1、M2进行电压变换，绕组紧耦合可便于实现硬件均流；逆变模块M1、M2的中点接地，逆变模块M1、M2的原边相互串联连接、次边相互并联连接。

如图3所示，本实施例逆变模块M1、M2具体采用半桥逆变电路，其中逆变模块M1由滤波电容C1、C2，均压电阻R1、R2，以及开关管Q5、Q6构成，逆变模块M2由滤波电容C3、C4，均压电阻R3、R4以及开关管Q7、Q8构成。通过将逆变模块M1、M2中点接地，可降低开关管Q5、Q6、Q7、Q8的耐压要求，同时降低开关损耗，从而可进一步便于实现第一控制变换器11的高频化、轻量化；通过将逆变模块M1、M2原边串联、次边并联，使得可灵活扩展第一控制变换器11的功率输出能力。上述逆变模块M1、M2采用串联方式，也可以配置为并联方式；逆变模块M1、M2还可以扩展成多个，相应的变压器T1的绕组个数可根据逆变模块的数量设定。

本实施例中，输出整流单元114包括两个整流二极管电路D3、D4，每个整流二极管电路设置在变压器113中一个次级绕组的输出端，各个整流二极管电路的输出端相互连接，以输出整流后直流电压。如图3所示，本实施例整流二极管电路D3、D4均由两个二极管构成，两个二极管的阳极分别与变压器113次级绕组的正、负极输出端连接，两个二极管的阴极相互连接。上述二极管D3、D4为并联连接方式，还可以配置为串联连接方式。

本实施例中，第一控制变换器11还包括与变压器113(变压器T1)的次级绕组连接的储能电感，从而变压器T1可兼顾电压变换和电感滤波功能，有利于变换器1的轻量化。储能电感具体可设置在变压器内，也可以分立设置在变压器外部。

上述第一控制变换器11工作时，当接交流或直流输入时，经整流桥D2整流后，依次由电感L2和逆变模块M1、M2进行滤波和逆变，输出电压经变压器T1进行滤波和储能后，由二极管D3、D4进行整流得到所需直流电压输出。

采用上述结构第一控制变换器11，能够高效、稳定的实现AC/DC变换或DC/DC变换，为蓄电池模块3供电，且体积重量小，可便于实现轻量化，通过适当选取第一控制变换器11中滤波电感L2的磁芯材质和电感值，还可以省掉预充电电路，可进一步实现轻量化。

本实施例中，第二控制变换器12包括第一开关管Q1、第二开关管Q2、第三开关管Q3以及第四开关管Q4，第一开关管Q1的集电极连接第一控制变换器11输出端的正极直流母线，发射极连接第二开关管Q2的集电极、第四开关管Q4的集电极以及第三开关管Q3的发射极，第三开关管Q3的集电极连接超级电容模块2的正极端口，第二开关管Q2、第四开关管Q4的发射极均连接超级电容模块2的负极端口。本实施例中，第一开关管Q1与第二开关管Q2的连接点、与第三开关管Q3与第四开关管Q4的连接点之间设置有电感L1。

本实施例通过由上述四个开关管(Q1～Q4)构成第二控制变换器12，可同时实现升压充电和升降压放电，从而可最大限度的利用超级电容模块2储能，相比于传统的需要使用高倍率大容量的蓄电池、大功率充电机，能够有效降低充电机的体积重量，实现轻量化。

本实施例上述第一控制变换器11、第二控制变换器12中二极管、开关管均可通过分立元件简单组合实现；超级电容模块2和蓄电池模块3的位置设置可根据实际需求调整，如可互换超级电容模块2和蓄电池模块3位置，或将超级电容模块2及第二控制变换器12设置在第一控制变换器11中滤波电感L2与逆变模块M1、M2之间。

本实施例利用上述混合储能充电机的控制方法，具体步骤包括：

S1.启动混合储能充电机，第一控制变换器11接入供电电源进行变换后，提供给蓄电池模块3充电，以及经过第二控制变换器12控制向超级电容模块2充电，以及提供给直流负载供电；当存在冲击负载启动时，转入执行步骤S2；当充电控制模块1发生故障时，转入执行步骤S3；

S2.超级电容模块2通过第二控制变换器12进行放电，提供给冲击负载瞬时大功率；

S3.控制蓄电池模块3放电，提供给直流负载持续供电功率。

通过上述控制方法，能够满足冲击负载启动时所需启动冲击功率，以及一般及永久负载的持续的供电功率的需求，供电稳定性及可靠性高且功耗低。

如图4所示，本实施例具体通过控制器采集充电机中各运行信号(第一控制变换器11的输入电压Uin、输出电压Uo、蓄电池模块3的充电电流Ib、超级电容模块2的电压Uc、超级电容模块2的电流Ic)，由采集到的运行信号产生控制脉冲，分别控制第一控制变换器11、第二控制变换器12的输出。

本实施例中，步骤S1中还包括第一控制变换器11闭环调节步骤，具体步骤为：控制器采集第一控制变换器11的输入电压Uin、输出电压Uo以及蓄电池模块3的充电电流Ib，根据采集到的信号生成第一控制脉冲发送给第一控制变换器11中开关管(Q5、Q6、Q7、Q8)，以对第一控制变换器11进行闭环调节，从而使得能够根据输入电压Uin、输出电压Uo以及蓄电池模块3的充电电流Ib，实时调整第一控制变换器11的输出。

如图5所示，第一控制变换器11中具体控制逆变模块M1的开关管Q5、Q6交替导通，逆变模块M2开关管Q7、Q8交替导通，即逆变模块M1与M2间Q5与Q7相互错相、Q6与Q8相互错相。

本实施例中，步骤S1中还包括第二控制变换器调节步骤，具体步骤为：控制器采集第一控制变换器11的输出电压Uo、超级电容模块2的电压Uc、超级电容模块2的电流Ic，根据采集到的信号生成第二控制脉冲发送给第二控制变换器12中开关管(开关管Q1～Q4)，以控制对第二控制变换器12进行闭环调节，从而使得能够根据输出电压Uo、超级电容模块2的电压Uc、电流Ic，实时调整第二控制变换器12的输出。

本实施例中第二控制变换器12的控制模式具体包括：

(1)当冲击负载未启动时，经第二控制变换器12向超级电容升压充电，使超级电容电压大于输出电压，即Uc＞Uo；此时第二控制变换器12中开关管Q1～Q4的时序如图6所示，其中开关管Q1为常闭状态，开关管Q2、Q3为常开状态，开关管Q4为占空比导通控制；

(2)当存在冲击负载启动，且处于冲击负载启动初期，超级电容电压大于等于输出电压，即Uc≥Uo；此时第二控制变换器12中开关管Q1～Q4的时序如图7所示，其中开关管Q1、Q2、Q4常开，开关管Q3为占空比导通控制；

(3)当存在冲击负载启动，且处于冲击负载启动后期，超级电容电压低于输出电压，即Uc＜Uo；此时第二控制变换器12中开关管Q1～Q4的时序如图8所示，其中开关管Q3为常闭状态，开关管Q1、Q4为常开状态，开关管Q2为占空比导通控制。

本实施例控制器进一步通过采集输出电压Uo、输出总电流Io，由输出电压Uo、输出总电流Io，控制充电机的总功率输出，实现充电机的输出总功率限制。

上述只是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。

Claims (8)

1.一种用于轨道交通车辆的混合储能充电机，其特征在于：包括充电控制模块(1)、超级电容模块(2)以及蓄电池模块(3)，所述充电控制模块(1)包括用于电压变换的第一控制变换器(11)、用于控制实现所述超级电容模块(2)充放电的第二控制变换器(12)，所述第一控制变换器(11)的输入端接入供电电源，输出端分别连接所述蓄电池模块(3)、负载以及通过所述第二控制变换器(12)连接所述超级电容模块(2)；

所述第一控制变换器(11)为具有将交流电压转换为所需直流电压功能、以及将直流电压转换为所需直流电压功能的变换电路，所述变换电路的输入端设置有交流电源接口、直流电源接口，输出端输出所需直流电压；

所述第一控制变换器(11)具体包括依次连接的输入整流单元(111)、逆变单元(112)、变压器(113)以及输出整流单元(114)，所述输入整流单元(111)的输入端接入交流电源或直流电源进行整流，整流后电压依次经过所述逆变单元(112)进行逆变、所述变压器(113)进行电压变换后，由所述输出整流单元(114)变换为直流电输出；所述逆变单元(112)包括相同结构的两个以上的逆变模块，每个所述逆变模块与所述变压器(113)的一个初级绕组连接，各所述逆变模块的中点接地，各所述逆变模块的原边相互串联连接、次边相互并联连接；所述输出整流单元(114)包括两个以上的整流二极管电路，每个所述整流二极管电路设置在所述变压器(113)中一个次级绕组的输出端，各个所述整流二极管电路的输出端相互连接，以输出整流后直流电压；所述第二控制变换器(12)包括第一开关管Q1、第二开关管Q2、第三开关管Q3以及第四开关管Q4，所述第一开关管Q1的集电极连接所述第一控制变换器(11)输出端的正极直流母线，发射极连接所述第二开关管Q2的集电极、所述第四开关管Q4的集电极以及所述第三开关管Q3的发射极，所述第三开关管Q3的集电极连接所述超级电容模块(2)的正极端口，所述第二开关管Q2、第四开关管Q4的发射极均连接所述超级电容模块(2)的负极端口。

2.根据权利要求1所述的用于轨道交通车辆的混合储能充电机，其特征在于：所述输入整流单元(111)具体为三相整流桥，所述三相整流桥的三相输入端口连接所述交流电源接口，所述三相整流桥的两相输入端口连接所述直流电源接口。

3.根据权利要求1～2中任意一项所述的用于轨道交通车辆的混合储能充电机，其特征在于：所述第一控制变换器(11)还包括与所述变压器(113)的次级绕组连接的储能电感。

4.根据权利要求1所述的用于轨道交通车辆的混合储能充电机，其特征在于，所述第一开关管Q1与所述第二开关管Q2的连接点、与所述第三开关管Q3与所述第四开关管Q4的连接点之间设置有电感L1。

5.根据权利要求1～2中任意一项所述的用于轨道交通车辆的混合储能充电机，其特征在于，所述充电控制模块(1)还设置有用于隔离所述蓄电池模块(3)与所述第二控制变换器(12)、直流母线的隔离二极管D1，所述隔离二极管D1设置在所述第一控制变换器(11)输出端的正极直流母线上。

6.一种利用权利要求1～5中任意一项所述的混合储能充电机的控制方法，具体步骤包括：

S1.启动所述混合储能充电机，所述第一控制变换器(11)接入供电电源进行变换后，提供给所述蓄电池模块(3)充电，以及经过所述第二控制变换器(12)控制向所述超级电容模块(2)充电，以及提供给直流负载供电；当存在冲击负载启动时，转入执行步骤S2；当所述充电控制模块(1)发生故障时，转入执行步骤S3；

S2.所述超级电容模块(2)通过所述第二控制变换器(12)进行放电，提供给冲击负载瞬时大功率；

S3.控制所述蓄电池模块(3)放电，提供给直流负载持续供电功率。

7.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，所述步骤S1中还包括第一控制变换器(11)闭环调节步骤，具体步骤为：采集所述第一控制变换器(11)的输入电压Uin、输出电压Uo以及所述蓄电池模块(3)的充电电流Ib，根据采集到的信号生成第一控制脉冲发送给所述第一控制变换器(11)中开关管，以对所述第一控制变换器(11)进行闭环调节。

8.根据权利要求6或7所述的控制方法，其特征在于，所述步骤S1中还包括第二控制变换器调节步骤，具体步骤为：采集所述第一控制变换器(11)的输出电压Uo、所述超级电容模块(2)的电压Uc、所述超级电容模块(2)的电流Ic，根据采集到的信号生成第二控制脉冲发送给所述第二控制变换器(12)中开关管，以控制对所述第二控制变换器(12)进行闭环调节。

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