一种均压系统及其电容电池系统的制作方法

本实用新型涉及电池技术领域，尤其涉及一种均压系统及其电容电池系统。

背景技术：

电容电池实际上就是一个电容器，只是由于其容量比通常的电容器大得多，对外表现和电池相同，因此取名"电容电池"，也有称作"超级电容"。

由于其充电速度快，只要充电几十秒到几分钟就可达到其额定容量的95％以上；循环使用寿命长，深度充放电循环使用次数可达50万次；大电流放电能力超强，能量转换效率高，过程损失小；功率密度高，可达300w/kg～5000w/kg，相当于普通电池的数十倍；充放电线路简单，无需充电电池那样的充电电路，安全系数高，长期使用免维护等优点，得到广泛地应用。

由于电容电池的等效串联阻抗(esr)相对较大，而且反复充电后等效串联阻抗逐渐变大，等效串联阻抗大的将越来越大，在充放电时esr大的将先于esr小的先到达充放电终了电压，使其他esr相对小的充放电不充分。现有也有技术中，例如：cn201620331059.3公开了超级电容组储能均压充放电控制系统，其通过电压传感器和温度传感器，可发现短路等故障；发现故障后，通过开关组合可切除故障或通过设置预先处理方案通知工作人员进行处理。其通过人机交互式进行处理，非常的不方便。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的一种均压系统及其电容电池系统，本均压系统可以将电容电池端电压限制在额定电压值或以下，对电容电池组起到均压的作用。

一种均压系统，包括用于检测电容电池电压的电压检测模块、用于检测电容电池电流的电流检测模块、mcu模块以及均压模块；

所述电压检测模块以及电流检测模块分别连接于mcu模块；所述mcu模块接收电压检测模块以及电流检测模块的电压以及电流数据，并分析；

所述均压模块连接于mcu模块，所述均压模块接收mcu模块控制信号，并反馈均压信号至mcu模块。

优选地，还包括用于检测电容电池温度的温度检测模块，所述温度检测模块连接于mcu模块。

优选地，还包括用于发出警报的报警模块，所述报警模块连接于mcu模块。

优选地，所述报警模块接收mcu模块发出的电容电池温度过高的警报信号。

优选地，还包括用于存储数据的存储模块，所述存储模块与mcu模块连接。

优选地，所述存储模块存储电容电池过流以及过压数据。

优选地，还包括电源模块，所述电源模块连接mcu模块。

一种电容电池系统，包括用于过充过放熔断的熔断器、若干电容电池组成的电池组以及上述的均压系统；所述熔断器接于电池组电路；所述均压系统连接电容电池。

优选地，所述电容电池为528个，通过11串48并组成电池组。

本实用新型的有益效果在于：本均压系统通过电压检测模块以及电流检测模块检测电容电池端的电流以及电压，通过mcu模块进行处理分析，然后通过均压模块对电容电池的过流或者过压进行均衡电压控制，使得电容电池电压平稳；同时，电容电池系统中，均压系统对电池组进行均压，熔断器在过充以及过放时熔断，防止电容电池系统中出现电池过充以及过放的现象。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为一种均压系统模块之间的连接示意图；

图2为一种均压系统模块之间的连接示意图；

图3为一种电容电池系统电路连接示意图；

图4为一种均压系统的均压模块原理电路图。

附图标记

11电源正极12电源负极

13电池组14均压系统

21电流检测模块22mcu模块

23均压模块24电压检测模块

25温度检测模块26电源模块

27存储模块28报警模块

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

还应当进一步理解，在本实用新型说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

由于电容电池的等效串联阻抗(esr)相对较大，而且反复充电后等效串联阻抗(esr)逐渐变大，等效串联阻抗(esr)大的将越来越大，在充放电时esr大的将先于esr小的先到达充放电终了电压，使其他esr相对小的充放电不充分。

电容电池均衡电路仅限制电容电池端电压在额定电压值或以下，而且，通常不希望在额定电压值以下有较大的漏电流，因此，实现可使用的电容电池电压均衡电路的基本要求为：端电压达到设定值(稳压值2.7v或2.8v)后，端电压的微小变化将导致很大的端电流变化，即稳压二极管的反向击穿特性，能承受较大的电流，稳压值应是稳定的，不随时间温度及其他因素变化。按照上述基本要求，需要进行均压，均压模块原理如图4所示：电容电池电压经r5、r6分压送到u1的r端，这个分压值在2.5v以下时，u1的k端相当于开路，在r1上基本不产生附加压降，这样，由r1、r2、r3在q1基极上的分压不是以使q1导通，因此q2不导通，电路处于静止(高阻)状态；当r5，r6分压点等于2.5v时由于q1内部较放大器的作用。使q1的k端电压下降(可拉电流100ma以上)将在r1上产生最大值为uc-2v的压差，通常这时对应的uc为2.7v(2.8v)，使q1导通进入放大状态。并驱动q2导通进入放大状态；即，由于该电路的ur端电压q2集电极电流的跨导非常大，当u1的r端的所接的分压网络与q2集电极所接的电阻r9连于同一点时，电路的特性类似稳压二极管特性，在一定程度上将端电压限制在“稳压值”以下，保证了电容电池在充电时不会过电压，随着q2集电极电流的上升，使r9电压vc-vce2(sat)达到后在q2能维持在饱和状态下，该段的外特性是r9的电阻特性，并加一饱和压降，不再是稳压二极管特性。

请参看图1，一种均压系统，包括用于检测电容电池电压的电压检测模块24、用于检测电容电池电流的电流检测模块21、mcu模块22以及均压模块23；电压检测模块24以及电流检测模块21分别连接于mcu模块22；电压检测模块24将检测到的电压数据传输给mcu模块22，电流检测模块21将检测到的电流数据传输给mcu模块22，即mcu模块22接收电压检测模块24以及电流检测模块21的电压以及电流数据，mcu模块22对电压以及电流数据处理并分析；均压模块23连接于mcu模块22，均压模块23接收mcu模块22处理并分析后发出的控制信号，均压模块23对电容电池的电流以及电压数据进行均压处理，并将处理结果以均压信号反馈至mcu模块22，mcu模块22对电池电压进行均压动作处理。通过电压检测模块24以及电流检测模块21检测电容电池端的电流以及电压，通过mcu模块22进行处理分析，然后通过均压模块23对电容电池的过流或者过压进行均衡电压控制；使得电源可以提供平稳、稳定的电压输出，同时，也可以保证电容电池充放电时放电充分完全。

请参看图2，均压系统还包括用于检测电容电池温度的温度检测模块25，温度检测模块25连接于mcu模块22；温度检测模块25检测电容电池实时的温度，并将温度数据反馈给连接的mcu模块22，从而判断电容电池的温度是否超过安全的工作温度。为了安全起见，在电容电池的温度超过了安全温度时，警示并提醒用户，还包括用于发出警报的报警模块28，报警模块28连接于mcu模块22；当mcu模块22判断出电容电池的温度超过了安全的工作温度时，mcu模块22发出警报信号至报警模块28，报警模块28发出警报，提醒用户。

在mcu模块22工作过程中，会不断接收到电压检测模块24、电流检测模块21以及温度检测模块25关于电容电池的电压、电流以及温度的数据，需要对这些数据进行存储时，还需要用于存储数据的存储模块27，存储模块27与mcu模块22连接；mcu模块22将电容电池的电压、电流以及温度的数据信息全部进行存储，当然，也可以只对电容电池过流以及过压数据的一些数据进行存储。

在整个的均压系统系统中，电源可以直接通过电容电池供电，但是，在一些情况下，电容电池会出现故障，所以一般地，选择外界的电源模块26，电源模块26连接mcu模块22，通过mcu模块22向各个模块进行供电。

请参看图3，一种电容电池系统，包括用于过充过放熔断的熔断器、若干电容电池组13成的电池组13以及上述的均压系统14；熔断器接于电池组13电路中；均压系统14连接电容电池。电容电池系统工作时，均压系统14给电池组13进行均压，保证电容电池系电压电流稳定输出；同时，熔断器在电池组13电路中，当充放电电流大于一定值后，熔断器断路，防止电池过充以及过放。

电容电池系统应用在车辆启动时，电容电池系统的电源正极11以及电源负极12接入负载车辆，电容电池为528个，通过11串48并组成电池组13，向外输出电压大概为24v，供车辆启动用电能。

本实用新型实施例可以根据实际需要进行顺序调整、合并和删减。

实施例对本方案进行了详细的介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型的结构原理及实施方式进行了阐述，以上实施例只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。