超級(jí)電容器均衡充電裝置的制造方法
【專(zhuān)利摘要】超級(jí)電容器均衡充電裝置。本實(shí)用新型涉及一種超級(jí)電容器均衡充電裝置。所述的長(zhǎng)方形殼體上連接電源線，所述的電線連接三相插頭，所述的三相插頭插入導(dǎo)電塊，所述的導(dǎo)電塊的外表面包有絕緣層，所述的導(dǎo)電塊的前端連接車(chē)載充電器，所述的車(chē)載充電器配合車(chē)載點(diǎn)煙口使用，所述的長(zhǎng)方形殼體內(nèi)裝入電路板，所述的電路板包括一組電容，每個(gè)所述的電容均并聯(lián)，所述的電容均連接切換網(wǎng)絡(luò)模塊，所述的切換網(wǎng)絡(luò)模塊連接隔離型DC/DC均衡電源。本實(shí)用新型用于均衡充電。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
超級(jí)電容器均衡充電裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本實(shí)用新型涉及一種超級(jí)電容器均衡充電裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]超級(jí)電容器組中各單體能量維持均衡是安全使用并充分發(fā)揮電容器組性能的重要保證。實(shí)現(xiàn)充、放電全過(guò)程的能量均衡，可有效避免超級(jí)電容器單體的過(guò)充、過(guò)放，有利于提高電容器組能量存儲(chǔ)效能，延長(zhǎng)其循環(huán)使用壽命；
[0003]傳統(tǒng)的均衡充電方式，利用DC/DC變換器的均衡充電方案和利用多路輸出DC/DC變換器的均衡充電方案都能實(shí)現(xiàn)均衡充電，但對(duì)能量源放電時(shí)如何保持各單體能量均衡考慮不多。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型的目的是提供一種超級(jí)電容器均衡充電裝置，以保證電容器單體間的一致性要求，提高電容器的使用壽命和系統(tǒng)的安全性。
[0005]上述的目的通過(guò)以下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0006]—種超級(jí)電容器均衡充電裝置，其組成包括:長(zhǎng)方形殼體1、電源線2，所述的長(zhǎng)方形殼體I上連接電源線2，所述的電源線2連接三相插頭3，所述的三相插頭3插入導(dǎo)電塊4的凹槽6，所述的導(dǎo)電塊4的外表面包有絕緣層，所述的導(dǎo)電塊4的前端連接車(chē)載插頭5，所述的車(chē)載插頭5配合車(chē)載點(diǎn)煙口使用，所述的長(zhǎng)方形殼體I內(nèi)裝入電路板，所述的電路板包括一組電容，每個(gè)所述的電容均并聯(lián)，所述的電容均連接切換網(wǎng)絡(luò)模塊，所述的切換網(wǎng)絡(luò)模塊連接隔離型DC/DC均衡電源。
[0007]所述的超級(jí)電容器均衡充電裝置，所述的電路板包括電壓輸入端Ui，所述的電壓輸入端Ui并聯(lián)場(chǎng)效應(yīng)管SI的漏極D、電容Cl的一端與電阻Rl的一端，所述的場(chǎng)效應(yīng)管SI的源極S并聯(lián)變壓器電感L2的一端、電容C3的一端與場(chǎng)效應(yīng)管SI的漏極D，所述的電容C3的另一端連接電阻R3的一端，所述的電阻R3的另一端連接變壓器電感L2的另一端、電容Cl的另一端、電容C2的一端、電阻Rl的另一端與電阻R2的一端，所述的場(chǎng)效應(yīng)管S2的源極S并聯(lián)電容C2的另一端與電阻R2的另一端，所述的電容Cl的另一端連接電容C2的一端，所述的電阻Rl的另一端連接電阻R2的一端，所述的場(chǎng)效應(yīng)管SI并聯(lián)二極管VD3，所述的場(chǎng)效應(yīng)管S2并聯(lián)二極管VD4 ；
[0008]所述的變壓器電感L2的第三端并聯(lián)二極管VDl的一端與電阻R4的一端，所述的變壓器電感L2的第四端并聯(lián)二極管VD2的一端與電容C4的一端，所述的電阻R4的另一端連接電容C4的另一端，所述的二極管VDI的另一端與二極管VD2的另一端均連接電感LI的一端，所述的電感LI的另一端并聯(lián)電容C5的一端與電容C6的一端，所述的電容C5的另一端與電容C6的另一端均連接變壓器電感L2的第五端。
[0009]有益效果:
[0010]1.本實(shí)用新型的導(dǎo)電塊的凹槽內(nèi)插入三相插頭，導(dǎo)電塊固定連接車(chē)載插頭，使一條電源線即可完成充電與放電，使用方便，攜帶方便。
[0011]2.本實(shí)用新型可以實(shí)現(xiàn)超級(jí)電容器組的快速均衡充電，而且由于均衡電源在車(chē)輛運(yùn)行時(shí)繼續(xù)工作，使超級(jí)電容器組在放電時(shí)也能保持各單體的能量均衡，有效防止過(guò)放。
[0012]3.本實(shí)用新型在未達(dá)到單體的額定電壓值時(shí)，均衡電源輸出恒定電流，當(dāng)充電到額定電壓值后，電源輸出恒定電壓防止單體過(guò)充造成損壞。
[0013]【附圖說(shuō)明】:
[0014]附圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]附圖2是本實(shí)用新型的均衡電源總體框圖。
[0016]附圖3是本實(shí)用新型的均衡電源主電路。
[0017]【具體實(shí)施方式】:
[0018]實(shí)施例1
[0019]—種超級(jí)電容器均衡充電裝置，其組成包括:長(zhǎng)方形殼體1、電源線2，所述的長(zhǎng)方形殼體I上連接電源線2，所述的電源線2連接三相插頭3，所述的三相插頭3插入導(dǎo)電塊4的凹槽6內(nèi)，所述的導(dǎo)電塊4的外表面包有絕緣層，所述的導(dǎo)電塊4的前端連接車(chē)載插頭5，所述的車(chē)載插頭5配合車(chē)載點(diǎn)煙口使用，所述的長(zhǎng)方形殼體I內(nèi)裝入電路板，所述的電路板包括一組電容，每個(gè)所述的電容均并聯(lián)，所述的電容均連接切換網(wǎng)絡(luò)模塊，所述的切換網(wǎng)絡(luò)模塊連接隔離型DC/DC均衡電源。
[0020]實(shí)施例2
[0021]實(shí)施例1所述的超級(jí)電容器均衡充電裝置，所述的電路板包括電壓輸入端Ui，所述的電壓輸入端Ui并聯(lián)場(chǎng)效應(yīng)管SI的漏極D、電容Cl的一端與電阻Rl的一端，所述的場(chǎng)效應(yīng)管SI的源極S并聯(lián)變壓器電感L2的一端、電容C3的一端與場(chǎng)效應(yīng)管SI的漏極D，所述的電容C3的另一端連接電阻R3的一端，所述的電阻R3的另一端連接變壓器電感L2的另一端、電容Cl的另一端、電容C2的一端、電阻Rl的另一端與電阻R2的一端，所述的場(chǎng)效應(yīng)管S2的源極S并聯(lián)電容C2的另一端與電阻R2的另一端，所述的電容Cl的另一端連接電容C2的一端，所述的電阻Rl的另一端連接電阻R2的一端，所述的場(chǎng)效應(yīng)管SI并聯(lián)二極管VD3，所述的場(chǎng)效應(yīng)管S2并聯(lián)一■極管VD4 ；
[0022]所述的變壓器電感L2的第三端并聯(lián)二極管VDl的一端與電阻R4的一端，所述的變壓器電感L2的第四端并聯(lián)二極管VD2的一端與電容C4的一端，所述的電阻R4的另一端連接電容C4的另一端，所述的二極管VDI的另一端與二極管VD2的另一端均連接電感LI的一端，所述的電感LI的另一端并聯(lián)電容C5的一端與電容C6的一端，所述的電容C5的另一端與電容C6的另一端均連接變壓器電感L2的第五端。
[0023]其中充電電源為三相插頭，可以輸出大電流對(duì)串聯(lián)的超級(jí)電容器組進(jìn)行充電以滿(mǎn)足充電快速性的要求，為了防止過(guò)充，采用恒流限壓的電源輸出特性控制;均衡電源為車(chē)載式電源，它以整組超級(jí)電容器為輸入，通過(guò)投切網(wǎng)絡(luò)在組內(nèi)的各單體之間切換，對(duì)單體進(jìn)行充電，其輸出特性為先恒流后恒壓;在用充電電源充電的同時(shí)，實(shí)時(shí)檢測(cè)組內(nèi)各超級(jí)電容單體的電壓，當(dāng)發(fā)現(xiàn)某一單體的電壓比其他單體低且差值超過(guò)一定范圍，就把均衡電源切換到該單體上，對(duì)其進(jìn)行補(bǔ)充充電，該單體的充電電流增大，電壓得以提高。均衡電源實(shí)質(zhì)上是不斷把整組超級(jí)電容器發(fā)出的能量補(bǔ)充給組中電壓最低的單體，從而促進(jìn)組內(nèi)各單體的能量均衡。采用這種方案可以實(shí)現(xiàn)超級(jí)電容器組的快速均衡充電，而且由于均衡電源在車(chē)輛運(yùn)行時(shí)繼續(xù)工作，使超級(jí)電容器組在放電時(shí)也能保持各單體的能量均衡，有效防止過(guò)放。
[0024]均衡電源以整組超級(jí)電容器為輸入，其輸出可以通過(guò)切換網(wǎng)絡(luò)來(lái)投切到組中任意一個(gè)單體上，整組電壓約為單體電壓的20倍，為此采用了帶變壓器隔離的半橋變換器，對(duì)輸出和輸入進(jìn)行隔離，如圖3所示。均衡電源采用MOSFET作為開(kāi)關(guān)管，為了抑制開(kāi)關(guān)管和副邊整流二極管上的尖峰電壓，分別設(shè)置了吸收電路R3、C3和R4、C4。考慮到超級(jí)電容器組的充放電電流在幾百安培左右，過(guò)大的均衡充電電流會(huì)對(duì)電容器組正常充放電造成影響，因此均衡電源的最大輸出電流為20A。為了確保充電安全，均衡電源采用了先恒流后恒壓的輸出特性。在未達(dá)到單體的額定電壓值時(shí)，均衡電源輸出恒定電流，當(dāng)充電到額定電壓值后，電源輸出恒定電壓防止單體過(guò)充造成損壞。
[0025]當(dāng)然，上述說(shuō)明并非是對(duì)本實(shí)用新型的限制，本實(shí)用新型也并不僅限于上述舉例，本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)范圍內(nèi)所做出的變化、改型、添加或替換，也應(yīng)屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種超級(jí)電容器均衡充電裝置，其組成包括:長(zhǎng)方形殼體(I)、電源線(2)，其特征是:所述的長(zhǎng)方形殼體(I)上連接電源線(2)，所述的電源線(2)連接三相插頭(3)，所述的三相插頭(3)插入導(dǎo)電塊(4)的凹槽(6)，所述的導(dǎo)電塊(4)的外表面包有絕緣層，所述的導(dǎo)電塊(4)的前端連接車(chē)載插頭(5 )，所述的車(chē)載插頭(5 )配合車(chē)載點(diǎn)煙口使用，所述的長(zhǎng)方形殼體(I)內(nèi)裝入電路板，所述的電路板包括一組電容，每個(gè)所述的電容均并聯(lián)，所述的電容均連接切換網(wǎng)絡(luò)模塊，所述的切換網(wǎng)絡(luò)模塊連接隔離型DC/DC均衡電源。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超級(jí)電容器均衡充電裝置，其特征是:所述的電路板包括電壓輸入端u i，所述的電壓輸入端u i并聯(lián)場(chǎng)效應(yīng)管SI的漏極D、電容CI的一端與電阻RI的一端，所述的場(chǎng)效應(yīng)管SI的源極S并聯(lián)變壓器電感L2的一端、電容C3的一端與場(chǎng)效應(yīng)管SI的漏極D，所述的電容C3的另一端連接電阻R3的一端，所述的電阻R3的另一端連接變壓器電感L2的另一端、電容Cl的另一端、電容C2的一端、電阻Rl的另一端與電阻R2的一端，所述的場(chǎng)效應(yīng)管S2的源極S并聯(lián)電容C2的另一端與電阻R2的另一端，所述的電容CI的另一端連接電容C2的一端，所述的電阻Rl的另一端連接電阻R2的一端，所述的場(chǎng)效應(yīng)管SI并聯(lián)二極管VD3，所述的場(chǎng)效應(yīng)管S2并聯(lián)二極管VD4; 所述的變壓器電感L2的第三端并聯(lián)二極管VDl的一端與電阻R4的一端，所述的變壓器電感L2的第四端并聯(lián)二極管VD2的一端與電容C4的一端，所述的電阻R4的另一端連接電容C4的另一端，所述的二極管VDl的另一端與二極管VD2的另一端均連接電感LI的一端，所述的電感LI的另一端并聯(lián)電容C5的一端與電容C6的一端，所述的電容C5的另一端與電容C6的另一端均連接變壓器電感L2的第五端。
【文檔編號(hào)】H02J7/34GK205595866SQ201620438952
【公開(kāi)日】2016年9月21日
【申請(qǐng)日】2016年5月16日
【發(fā)明人】周廣亮
【申請(qǐng)人】哈爾濱巨容新能源有限公司