CN115416531B - 一种超级电容充电站充电控制*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超级电容充电站充电控制***，涉及充电控制技术领域，解决了每组电容的输出电压值均不同，若按照电源的电压参数进行充电处理，可能会造成电压偏高或者电压偏低的技术问题，对充电站内部电容模组的输出电压数据进行分析，将若干个超级电容分类标记为低压电容模组、正常电容模组以及高压电容模组，再提取对应的超级电容进行供电，依次从低压电容模组内提取对应的超级电容加入供电模组行列，并对该时间段的供电电流值进行获取，获取最大电流值，并确定供电模组行列内部的超级电容个数，使电源处于一个高效充电的状态，提升电源的充电效果，缩短充电时长，同时也可根据不同的电源参数，使用最佳的电压参数对其进行充电处理。

Description

一种超级电容充电站充电控制***

技术领域

本发明属于充电控制技术领域，具体是一种超级电容充电站充电控制***。

背景技术

超级电容相比采用电化学原理的电池，其充放电过程完全没有涉及到物质的变化，所以其具有充电时间短、使用寿命长、温度特性好、节约能源和绿色环保等特点，超级电容用途广泛，用作起重装置的电力平衡电源，可提供超大电流的电力；用作车辆启动电源，启动效率和可靠性都比传统的蓄电池高，可以全部或部分替代传统的蓄电池，随着时代的发展，超级电容充电站已逐渐常态化。

专利号为CN115107550A的发明涉及储能充电技术领域，具体为一种储能充电站充电控制***及其控制方法，控制***包括N个充电终端、能量控制器、充电柜、逆变器、变压器和储能电池，充电柜分别与N个充电终端、能量控制器、逆变器和变压器电连接，储能电池与逆变器电连接；本发明的控制***包括能量控制器、逆变器、变压器和储能电池等，使得在车辆充电时，能量控制器能够根据车辆的充电功率需求，选择不同的充电方式进行充电以满足充电功率，提高充电效率，同时通过储能补给电力，进行尖峰补能，可以使用当前的电力资源进行箱变配电，同时满足高峰时期多辆车的充电需求。

超级电容充电站相较于常规的充电站，充电速率快，但超级电容充电站在具体充电过程中，很容易出现电流波动，从而影响充电时长，因每组电容的制作工艺可能存在偏差，导致每组电容的输出电压值均不同，若按照电源的电压参数进行充电处理，可能会造成电压偏高或者电压偏低，导致整个充电过程中的充电效率并不高。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一；为此，本发明提出了一种超级电容充电站充电控制***，用于解决每组电容的输出电压值均不同，若按照电源的电压参数进行充电处理，可能会造成电压偏高或者电压偏低的技术问题。

为实现上述目的，根据本发明的第一方面的实施例提出一种超级电容充电站充电控制***，包括电源数据采集端、电容数据采集端以及调控终端；

所述调控终端包括电容分类处理单元、数据提取单元、电容选配单元、峰值选定单元以及充电参数监测单元；

所述电源数据采集端，用于对需进行充电电源的电源参数进行采集，并将所采集的电源参数传输至调控终端内；

所述电容数据采集端，用于对充电站内部电容模组的单个超级电容数据进行采集，并将所采集的单个超级电容数据传输至调控终端内；

所述调控终端内部的电容分类处理单元，根据所采集的单个超级电容数据，对不同的超级电容进行分类处理，其中超级电容数据包括单个超级电容的输出电压数据；

所述数据提取单元，根据所接收到的电源参数，对电源的适配电压数据进行获取，并根据所获取的适配电压数据区间传输至电容选配单元内；

所述电容选配单元，根据电源的适配电压数据区间，选取合适的超级电容进行供压，以此确保超级电容模组所输出的电压符合适配电压数据区间；

所述峰值选定单元，从充电参数监测单元内提取监测数据，根据监测数据的逐步提升，确定一组监测峰值，再根据所确定的监测峰值，对低压电容模组内部的超级电容添加个数进行确认，使电源处于一个高效充电的状态。

优选的，所述电容分类处理单元对不同的超级电容进行分类处理的具体方式：

对多个超级电容的输出电压数据进行标记，表现形式为DYi，其中i代表不同的超级电容；

依次将电压数据DYi与预设参数X1以及X2进行比对，其中X1以及X2均为预设值，具体取值范围由操作人员根据经验拟定，一般X1取值0.95V，X2取值1.15V；

当DYi＜X1时，将此超级电容标记为低压电容模组；

当X1≤DYi＜X2时，将此超级电容标记为正常电容模组；

当DYi≥X2时，将此超级电容标记为高压电容模组。

优选的，所述电容选配单元进行选取的具体方式为：

S1、获取若干个高压电容的电压均值V1，再获取若干个正常电容的电压均值V2；

S2、从适配电压数据区间内提取电压最小值Vmin以及电源最大值Vmax；

S3、采用

得到选配参数GS，并对选配参数GS进行取整处理，剔除小数点后面的数值；

S4、根据选配参数GS，依次从正常电容模组以及高压电容模组内选取数值为GS的超级电容进行供压处理，对指定的电源进行充电处理，电容选配单元再依次从低压电容模组选取超级电容，并将所选取的超级电容添加至供压电容模组行列内，并通过充电参数监测单元对实时充电数据进行实时监测。

优选的，所述峰值选定单元对监测峰值进行选定的具体方式为：

从步骤S4中提取对指定的电源进行充电的电流参数，以此电流参数为初始电流值，并标记为DL0；

从低压电容模组内依次添加对应的超级电容，每次添加个数限定为一个，并对每次添加后的充电电流参数进行记录，并标记为DL1、DL2、……DLn，其中n则代表此处超级电容的添加个数；

从若干个充电电流参数DLn中选取最大值DLj，其中j∈n，再获取j个超级电容的串联电压参数Vj，采用

，其中V1为若干个高压电容的电压均值，V2为若干个正常电容的电压均值，得到整个超级电容模组此刻的供电电压参数GDV；

将GDV与电源最大值Vmax进行比对，当GDV≤Vmax时，不进行任何处理，反之生成调整信号，将供电电压参数GDV进行调整，使GDV调节至与Vmax相同的数值；

确定供电电压参数GDV，并确定进行供电的超级电容，对指定的电源进行供电处理，以此提升供电效率。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：预先对需进行充电电源的适配电压数据进行获取，再对充电站内部电容模组的输出电压数据进行分析，将电容模组内部若干个超级电容进行依次分类，并分类标记为低压电容模组、正常电容模组以及高压电容模组，再根据适配电压数据从正常电容模组以及高压电容模组内提取对应的超级电容进行供电，在供电过程中，依次从低压电容模组内提取对应的超级电容加入供电模组行列，并对该时间段的供电电流值进行获取，获取最大电流值，并确定供电模组行列内部的超级电容个数，使电源处于一个高效充电的状态，提升电源的充电效果，缩短充电时长，同时也可根据不同的电源参数，使用最佳的电压参数对其进行充电处理。

附图说明

图1为本发明原理框架示意图。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本申请提供了一种超级电容充电站充电控制***，包括电源数据采集端、电容数据采集端以及调控终端；

所述电源数据采集端输出端与调控终端输入端电性连接，所述电容数据采集端输出端与调控终端输入端电性连接；

所述调控终端包括电容分类处理单元、数据提取单元、电容选配单元、峰值选定单元以及充电参数监测单元；

所述电容分类处理单元输出端与电容选配单元输入端电性连接，所述数据提取单元与电容选配单元输入端电性连接，所述电容选配单元与峰值选定单元输入端电性连接，所述峰值选定单元与充电参数监测单元之间双向连接；

所述电源数据采集端，用于对需进行充电电源的电源参数进行采集，并将所采集的电源参数传输至调控终端内；

所述电容数据采集端，用于对充电站内部电容模组的单个超级电容数据进行采集，并将所采集的单个超级电容数据传输至调控终端内；

所述调控终端内部的电容分类处理单元，根据所采集的单个超级电容数据，对不同的超级电容进行分类处理，其中超级电容数据包括单个超级电容的输出电压数据，其中进行具体分类处理的具体方式：

对多个超级电容的输出电压数据进行标记，表现形式为DYi，其中i代表不同的超级电容；

依次将电压数据DYi与预设参数X1以及X2进行比对，其中X1以及X2均为预设值，具体取值范围由操作人员根据经验拟定，一般X1取值0.95V，X2取值1.15V；

当DYi＜X1时，将此超级电容标记为低压电容模组；

当X1≤DYi＜X2时，将此超级电容标记为正常电容模组；

当DYi≥X2时，将此超级电容标记为高压电容模组（在正常的超级电容模组内，因制造工艺的不同，每组超级电容所能产生的电压值均不一致，有的高，有的低）。

所述数据提取单元，根据所接收到的电源参数，对电源的适配电压数据进行获取，并根据所获取的适配电压数据区间传输至电容选配单元内；

所述电容选配单元，根据电源的适配电压数据区间，选取合适的超级电容进行供压，以此确保超级电容模组所输出的电压符合适配电压数据区间，其中进行选取的具体方式为：

S1、获取若干个高压电容的电压均值V1，再获取若干个正常电容的电压均值V2；

S2、从适配电压数据区间内提取电压最小值Vmin以及电源最大值Vmax；

S3、采用

得到选配参数GS，并对选配参数GS进行取整处理，剔除小数点后面的数值，例：假设选配参数GS取值7.156或7.673，经过取整处理后，适配参数GS均为7；

S4、根据选配参数GS，依次从正常电容模组以及高压电容模组内选取数值为GS的超级电容进行供压处理，对指定的电源进行充电处理，电容选配单元再依次从低压电容模组选取超级电容，并将所选取的超级电容添加至供压电容模组行列内，并通过充电参数监测单元对实时充电数据进行实时监测。

所述峰值选定单元，从充电参数监测单元内提取监测数据，根据监测数据的逐步提升，确定一组监测峰值，再根据所确定的监测峰值，对低压电容模组内部的超级电容添加个数进行确认，使电源处于一个高效充电的状态，提升电源的充电效果，缩短充电时长，其中峰值选定单元对监测峰值进行选定的具体方式为：

从步骤S4中提取对指定的电源进行充电的电流参数，以此电流参数为初始电流值，并标记为DL0；

从低压电容模组内依次添加对应的超级电容，每次添加个数限定为一个，并对每次添加后的充电电流参数进行记录，并标记为DL1、DL2、……DLn，其中n则代表此处超级电容的添加个数；

从若干个充电电流参数DLn中选取最大值DLj，其中j∈n，再获取j个超级电容的串联电压参数Vj，采用

，其中V1为若干个高压电容的电压均值，V2为若干个正常电容的电压均值，得到整个超级电容模组此刻的供电电压参数GDV；

将GDV与电源最大值Vmax进行比对，当GDV≤Vmax时，不进行任何处理，反之生成调整信号，将供电电压参数GDV进行调整，使GDV调节至与Vmax相同的数值；

确定供电电压参数GDV，并确定进行供电的超级电容，对指定的电源进行供电处理，以此提升供电效率。

上述公式中的部分数据均是去除量纲取其数值计算，公式是由采集的大量数据经过软件模拟得到最接近真实情况的一个公式；公式中的预设参数和预设阈值由本领域的技术人员根据实际情况设定或者通过大量数据模拟获得。

本发明的工作原理：预先对需进行充电电源的适配电压数据进行获取，再对充电站内部电容模组的输出电压数据进行分析，将电容模组内部若干个超级电容进行依次分类，并分类标记为低压电容模组、正常电容模组以及高压电容模组，再根据适配电压数据从正常电容模组以及高压电容模组内提取对应的超级电容进行供电，在供电过程中，依次从低压电容模组内提取对应的超级电容加入供电模组行列，并对该时间段的供电电流值进行获取，获取最大电流值，并确定供电模组行列内部的超级电容个数，使电源处于一个高效充电的状态，提升电源的充电效果，缩短充电时长，同时也可根据不同的电源参数，使用最佳的电压参数对其进行充电处理。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方法而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方法进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方法的精神和范围。

Claims (4)

1.一种超级电容充电站充电控制***，其特征在于，包括电源数据采集端、电容数据采集端以及调控终端；

所述调控终端包括电容分类处理单元、数据提取单元、电容选配单元、峰值选定单元以及充电参数监测单元；

所述电源数据采集端，用于对需进行充电电源的电源参数进行采集，并将所采集的电源参数传输至调控终端内；

所述电容数据采集端，用于对充电站内部电容模组的单个超级电容数据进行采集，并将所采集的单个超级电容数据传输至调控终端内；

所述调控终端内部的电容分类处理单元，根据所采集的单个超级电容数据，对不同的超级电容进行分类处理，其中超级电容数据包括单个超级电容的输出电压数据；

所述数据提取单元，根据所接收到的电源参数，对电源的适配电压数据进行获取，并根据所获取的适配电压数据区间传输至电容选配单元内；

所述电容选配单元，根据电源的适配电压数据区间，选取合适的超级电容进行供压，以此确保超级电容模组所输出的电压符合适配电压数据区间；

所述峰值选定单元，从充电参数监测单元内提取监测数据，根据监测数据的逐步提升，确定一组监测峰值，再根据所确定的监测峰值，对低压电容模组内部的超级电容添加个数进行确认，使电源处于一个高效充电的状态。

2.根据权利要求1所述的一种超级电容充电站充电控制***，其特征在于，所述电容分类处理单元对不同的超级电容进行分类处理的具体方式：

对多个超级电容的输出电压数据进行标记，表现形式为DYi，其中i代表不同的超级电容；

依次将电压数据DYi与预设参数X1以及X2进行比对，其中X1以及X2均为预设值，具体取值范围由操作人员根据经验拟定，一般X1取值0.95V，X2取值1.15V；

当DYi＜X1时，将此超级电容标记为低压电容模组；

当X1≤DYi＜X2时，将此超级电容标记为正常电容模组；

当DYi≥X2时，将此超级电容标记为高压电容模组。

3.根据权利要求2所述的一种超级电容充电站充电控制***，其特征在于，所述电容选配单元进行选取的具体方式为：

S1、获取若干个高压电容的电压均值V1，再获取若干个正常电容的电压均值V2；

S2、从适配电压数据区间内提取电压最小值Vmin以及电压 最大值Vmax；

S3、采用

得到选配参数GS，并对选配参数GS进行取整处理，剔除小数点后面的数值；

S4、根据选配参数GS，依次从正常电容模组以及高压电容模组内选取数值为GS的超级电容进行供压处理，对指定的电源进行充电处理，电容选配单元再依次从低压电容模组选取超级电容，并将所选取的超级电容添加至供压电容模组行列内，并通过充电参数监测单元对实时充电数据进行实时监测。

4.根据权利要求3所述的一种超级电容充电站充电控制***，其特征在于，所述峰值选定单元对监测峰值进行选定的具体方式为：

从步骤S4中提取对指定的电源进行充电的电流参数，以此电流参数为初始电流值，并标记为DL0；

从低压电容模组内依次添加对应的超级电容，每次添加个数限定为一个，并对每次添加后的充电电流参数进行记录，并标记为DL1、DL2、……DLn，其中n则代表此处超级电容的添加个数；

从若干个充电电流参数DLn中选取最大值DLj，其中j∈n，再获取j个超级电容的串联电压参数Vj，采用

，其中V1为若干个高压电容的电压均值，V2为若干个正常电容的电压均值，得到整个超级电容模组此刻的供电电压参数GDV；

将GDV与电压 最大值Vmax进行比对，当GDV≤Vmax时，不进行任何处理，反之生成调整信号，将供电电压参数GDV进行调整，使GDV调节至与Vmax相同的数值；

确定供电电压参数GDV，并确定进行供电的超级电容，对指定的电源进行供电处理，以此提升供电效率。

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