[发明专利]一种超级电容储能装置荷电状态检测方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及超级电容储能技术领域，尤其涉及一种超级电容储能装置荷电状态检测方法及装置。

背景技术

超级电容器又叫双电层电容器(Electrical Double-Layer Capacitor)，通过极化电解质来储能，是一种新型储能装置。超级电容器可以反复充放电数十万次，具有充电时间短、使用寿命长、功率密度高、温度特性好、节约能源和绿色环保等特点。因为超级电容器有比较突出的优点，故其在越来越多的领域得到了广泛应用，例如混合动力汽车、储能系统、智能电网、航空航天等等。

由于超级电容器单体电压比较低(一般不超过4V)、能量密度低，因此用于储能系统的超级电容器组常常是由若干个超级电容器单体串并联组合而成。实际应用中，如果对超级电容器的使用不当，比如过充电或过放电、温度控制不合理等非正常情况，会造成超级电容器内电解质泄漏乃至爆炸的现象发生，为避免危险情况，必须实时监测超级电容器单体和超级电容器组的荷电状态(State of Charge，SOC)，防止其过充电或过放电。

传统的超级电容器单体SOC的检测主要采用安时法，安时法必须事先知道超级电容器单体的SOC初始值才能测得超级电容器SOC真实值，但是又无法准确确定超级电容器单体的SOC初始值，加之超级电容器单体容量小，容量积分误差显著，会导致SOC计算精度较低，而对于整个超级电容器组而言，这种误差的累计会扩大，使得最终计算的SOC结果与实际情况有很大的差异。

发明内容

本发明提供了一种超级电容储能装置荷电状态检测方法及装置，能够提高SOC的计算精度。

本发明提供了一种超级电容储能装置荷电状态检测方法，包括：

根据超级电容器单体电路模型建立单体状态空间模型；

实时采集每个超级电容器单体工作时的电流值和端电压值；

根据所述单体状态空间模型、所述每个超级电容器单体工作时的电流值和端电压值，利用扩展卡尔曼滤波算法计算出每个超级电容器单体的SOC值。

较优的，所述根据超级电容器单体电路模型建立单体状态空间模型，具体为：

对超级电容器单体电路模型进行参数辨识，根据超级电容器单体电路模型得到超级电容器单体的状态方程和输出方程，其中，所述超级电容器单体电路模型为一阶非线性等效电路模型。

较优的，所述状态方程和输出方程具体为：