一种智能监测和单体主动均衡的电容集成柜系统的制作方法-j9九游会真人

1.本实用新型涉及超级电容模组技术领域，尤其涉及一种智能监测和单体主动均衡的电容集成柜系统。


背景技术：

2.超级电容模组，由单个的超级电容组成的模组，其中超级电容又叫双层电容器、黄金电容或法拉电容，通过极化电解质来储能。它是一种电化学元件，但在其储能的过程并不发生化学反应，且储能过程是可逆的，也正因此超级电容器可以反复充放电数十万次。
3.在超级电容模组充电过程中，由于超级电容个体存在差异，可能会导致每个电容单体的端压存在不均衡的现象，严重时会导致电容单体电压过高，甚至导致电容单体爆炸，因而在使用时存在安全隐患。
4.在现有技术中，通过设置告警回路来实现对超级电容模组进行检测以及告警，但是因为告警回路是多个超级电容模组通道共用，且超级电容模组由多个单体超级电容组成，输出给后台plc处理器的只有一路di告警状态，一旦出现告警信号，无法获知是哪个超级电容模组中的哪一个单体超级电容出现问题，只能通过泄放电路整体超级电容模组的端压进一步保护单体超级电容，一个出现问题的单体超级电容导致整体超级电容模组的工作效能降低，只有拆解测试，才能找到端压不均衡的电容单体，并进行更换维修。


技术实现要素：

5.本实用新型提供了一种智能监测和单体主动均衡的电容集成柜系统，以解决现有的超级电容模组充电时单体超级电容个体不均衡导致效能降低的问题。
6.为了实现上述目的，本实用新型通过如下的技术方案来实现：
7.本实用新型提供一种智能监测和单体主动均衡的电容集成柜系统，包括：电气集成单元、超级电容模组以及电容检测板，所述超级电容模组中设置有由单体超级电容组成的电容子模组，所述电气集成单元中设置有插座和用于保护所述单体超级电容的泄放电路，所述电容检测板设置有用于预警所述单体超级电容端压以及主动均衡所述单体超级电容端压的过压报警回路。
8.所述电容子模组与泄放电路并联后与所述插座相接，所述电容子模组还通过电容检测板与所述插座相接。
9.通过针对单体超级电容在电容检测板中设置的过压报警回路，单体超级端容电压过高时进行相应的预警，并通过过压报警回路中的主动均衡功能进行通过泄放电路进行单体超级电容的电压泄放，避免单体超级电容端压过高发生安全事故，还可通过泄放电路实现整体超级电容模组的电压泄放。
10.进一步的，所述过压报警回路包括管理芯片、第一电信号开关、第二电信号开关、均衡电阻、光耦、采样电阻以及指示灯，所述管理芯片的电源端与所述单体超级电容正极相接，所述管理芯片的电源端与接地端分别与所述单体超级电容的正负极相接，所述管理芯
片的告警端与指示灯相接，所述管理芯片的输出端与所述第一电信号开关的信号端相接，所述第一电信号开关的输入端通过所述均衡电阻与所述单体超级电容正极相接，所述第一电信号开关的输出端与所述单体超级电容负极相接，所述管理芯片的输出端还通过所述光耦与所述第二电信号开关的信号端相接，所述第二电信号开关设置于所述单体超级电容负极与电源负极之间。
11.通过上述设计，通过特定的管理芯片检测单体超级电容的电压阈值，当单体超级电容的充电电压达到设定值时，管理芯片的输出端使第一电信号开关闭合，进而使均衡电阻开始工作，降低单体超级电容的端压，同时特定的管理芯片的告警端连接的指示灯也开始工作，向工作人员预警，当单体超级电容端压过低时，管理芯片的输出端使设置在电源负极与单体超级电容负极之间的第二电信号开关闭合，让单体超级电容开始充电。
12.进一步的，所述电容检测板中还设置有过温报警回路以及反接报警回路。
13.进一步的，所述过温报警回路设置有温感开关、指示灯以及加热器，所述反接报警回路设置有管理芯片、指示灯以及第三电信号开关。
14.通过上述设计，通过过温报警回路以及反接报警回路多方面对单体超级电容可能出现的问题进行检测，且均通过指示灯向工作人员进行预警，避免超级电容模组出现故障，进而发生安全事故，同时还可通过多个报警回路输出的电信号结合其他处理器进一步的做出对应的处理机制。
15.进一步的，所述超级电容模组中设置有至少一个电容子模组，所述电容子模组内包括若干个串联的单体超级电容。
16.若超过一个电容子模组，则电容子模组之间串联相接。
17.进一步的，所述泄放电路包括微型断路器以及泄放电阻，所述微型断路器包括主接触点与辅助接触点。
18.所述主接触点与所述泄放电阻串联后与所述电容子模组并联，所述电容子模组通过所述辅助接触点与所述插座相接。
19.通过上述设计，通过微型断路器的辅助接触点对超级电容模组进行充电，当过压报警回路检测到单体超级电容端压过高，指示灯向工作人员预警后，工作人员可以通过泄放电路对电容子模组进行泄压处理，进而降低单体超级电容的端压。
20.进一步的，所述电气集成单元中还设置有负荷开关、熔断座，所述负荷开关设置有负荷开关手柄。
21.所述熔断座与所述复合开关设置于所述电容子模组和泄放电路形成的并联电路与所述插座之间。
22.通过上述设计，通过负荷开关的设计，使工作人员可以直接通过负荷开关手柄直接将充电线路断开，当工作人员未注意到预警信息时，熔断座也可对超级电容模组起到保护效果。
23.进一步的，还设置有用于显示所述报警回路报警信息的显示屏。
24.本实用新型具有以下有益效果：
25.本实用新型提供的一种智能监测和单体主动均衡的电容集成柜系统，通过设置的过压报警回路的主动均衡以及自动报警，使单体超级电容在出现端压过高的情况时，不但可以自动对单体超级电容的端压起到主动均衡的效果，同时还能通过指示灯向工作人员预
警，通过主动均衡有效提升了超级电容模组的效能。
26.除此之外还可通过对超级电容单体配置对应的泄放电路，可以在电容单体端压达到预设值时，主动通过负荷开关手柄进行电量泄放，降低超级电容单体的充电电流，从而实现各个超级电容单体的端压均衡，消除安全隐患，确保使用安全性。
27.同时，在电容集成柜系统中还设置有过温报警回路以及反接报警回路，通过多方面对单体超级电容检测，避免发生安全问题，也可通过多种报警回路产生的电信号结合其他处理器进一步的做出对应的处理机制。
28.除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本实用新型还有其它的目的、特征和优点。下面将参照附图，对本实用新型作进一步详细的说明。
附图说明
29.构成本技术的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
30.图1为本实用新型优选实施例的电容集成柜系统的电性连接电气示意图；
31.图2为本实用新型优选实施例的过压报警回路的电路示意图；
32.图3为本实用新型优选实施例的电容集成柜系统的正视拆分示意图；
33.图4为本实用新型优选实施例的电容集成柜系统的立体示意图。
34.图中各标号表示：
35.1、电容子模组；11、单体超级电容；2、电容检测板；21、过压报警回路；22、过温报警回路；23、反接报警回路；3、插座；4、加热器；5、微型断路器；6、泄放电阻；51、主接触点；52、辅助接触点；7、负荷开关；71、负荷开关手柄；8、熔断座；9、显示屏。
具体实施方式
36.下面对本实用新型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。
37.除非另作定义，本实用新型中使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本实用新型中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也相应地改变。
38.实施例1
39.请参见图1-4，本技术实施例提供一种智能监测和单体主动均衡的电容集成柜系统，包括：电气集成单元、超级电容模组以及电容检测板2，超级电容模组中设置有由单体超级电容11组成的电容子模组1，电气集成单元中设置有插座3和用于保护单体超级电容11的
泄放电路，电容检测板2设置有用于预警单体超级电容11端压以及主动均衡单体超级电容11端压的过压报警回路21。
40.电容子模组1与泄放电路并联后与插座3相接，电容子模组1还通过电容检测板2与插座3相接。
41.在本实施例中，插座3为哈丁插座。
42.通过针对单体超级电容11在电容检测板2中设置的过压报警回路21，单体超级端容电压过高时进行相应的预警，并通过过压报警回路21中的主动均衡功能进行通过泄放电路进行单体超级电容11的电压泄放，避免单体超级电容11端压过高发生安全事故，还可通过泄放电路实现整体超级电容模组的电压泄放。
43.过压报警回路包括管理芯片ic、第一电信号开关mos1、第二电信号开关mos2、均衡电阻r1、光耦oc、采样电阻r2以及指示灯vd，管理芯片ic的电源端vdd与单体超级电容11正极相接，管理芯片ic的电源端vdd与接地端gnd分别与单体超级电容的正负极相接，管理芯片ic的告警端led与指示灯vd相接，管理芯片ic的输入端sel通过采样电阻r1与单体超级电容11正极相接，管理芯片ic的输出端iout与第一电信号开关mos1的信号端mos1-1相接，第一电信号开关mos1的输入端mos1-3通过均衡电阻r1与单体超级电容11正极相接，第一电信号开关mos1的输出端mos1-2与单体超级电容11负极相接，管理芯片ic的输出端iout还通过光耦oc与第二电信号开关mos2的信号端mos2-1相接，第二电信号开关mos2设置于单体超级电容11负极与电源负极bat-之间。
44.在本实施例中，管理芯片选用专用于超级电容充电的保护芯片bw6101,第一电信号开关为nmos管，第二电信号开关为pmos管，通过特定的管理芯片检测单体超级电容11的电压阈值，当单体超级电容11的充电电压达到2.65v时，管理芯片的输出端输出高电平打开nmos管，进而使均衡电阻r1开始工作，降低单体超级电容11的端压，同时特定的管理芯片的告警端连接的指示灯vd也开始工作，向工作人员预警，当单体超级电容11端压低于2.45v时，管理芯片的输出端输出低电平，使设置在电源负极与单体超级电容11负极bat-之间的pmos管闭合，让单体超级电容11开始充电。
45.电容检测板2中还设置有过温报警回路22以及反接报警回路23。
46.过温报警回路22设置有温感开关、指示灯以及加热器4，反接报警回路23设置有管理芯片、指示灯以及第三电信号开关。
47.通过过温报警回路22以及反接报警回路23多方面对单体超级电容11可能出现的问题进行检测，且均通过指示灯向工作人员进行预警，避免超级电容模组出现故障，进而发生安全事故，同时还可通过多个报警回路输出的电信号结合其他处理器进一步的做出对应的处理机制。
48.超级电容模组中设置有至少一个电容子模组1，电容子模组1内包括若干个串联的单体超级电容11。
49.若超过一个电容子模组1，则电容子模组1之间串联相接。
50.泄放电路包括微型断路器5以及泄放电阻6，微型断路器5包括主接触点51与辅助接触点52。
51.主接触点51与泄放电阻6串联后与电容子模组1并联，电容子模组1通过辅助接触点52与插座3相接。
52.通过微型断路器5的辅助接触点52对超级电容模组进行充电，当过压报警回路21检测到单体超级电容11端压过高，指示灯向工作人员预警后，工作人员可以通过泄放电路对电容子模组1进行泄压处理，进而降低单体超级电容11的端压。
53.电气集成单元中还设置有负荷开关7、熔断座8，负荷开关7设置有负荷开关手柄71。
54.熔断座8与复合开关设置于电容子模组1和泄放电路形成的并联电路与插座3之间。
55.在实施时，工作人员通过负荷开关手柄71闭合电路，通过微型断路器5的辅助接触点52闭合对超级电容膜组进行充电，当单体超级电容11出现端压过高的情况时，单体超级电容11首先通过过压报警回路21中的主动均衡对单体超级电容进行保护，同时过压报警回路21中的指示灯vd开始工作，向工作人员预警，工作人员在观察到情况时，闭合微型断路器5的主接触点51，泄放电阻6两端得电，进行放电处理，当线路中电压过载或短路时，电流大于40a，熔断座8中熔芯断开，保护其他器件与电路。
56.通过负荷开关7的设计，使工作人员可以直接通过负荷开关手柄71直接将充电线路断开，当工作人员未注意到预警信息时，熔断座8也可对超级电容模组起到保护效果。
57.还设置有用于显示报警回路报警信息的显示屏9。
58.在实施时，当单体超级电容11充电导致端压过高，管理芯片bw6101对采样电阻进行检测，超过2.65v则输出高电平使第一电信号开关nmos管闭合，均衡电阻r1加入电路开始工作，且同时指示灯vd向工作人员预警，当单体超级电容11端压过低，低于2.45v时，管理芯片bw6101输出低电平使第二电信号开关pmos管闭合，使单体超级电容11进行充电。
59.工作人员在观察到指示灯vd的预警信号后，可通过负荷开关7的负荷开关手柄71让电容子模组1停止充电，闭合微型断路器5的主接触点51，泄放电路开始工作，保护单体超级电容11。
60.以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。