一种用于汽车中超级电容的模组间均衡管理系统的制作方法

本发明涉及均衡管理，具体涉及一种用于汽车中超级电容的模组间均衡管理系统。

背景技术：

1、超级电容器是一种介于传统静电电容器和二次电池之间的新型储能装置，兼具二次电池和传统电容器的优点，它具有功率密度高、能量密度大、寿命长、工作温度范围宽、充放电效率高、无污染等特点，在新能源（太阳能和风能）、通讯、数码电子、电力、汽车、工程机械、军事及航空航天等领域都有十分广泛的应用。

2、但是，现有技术中，并不能基于当前流速和电量变化速率调整值获得预调整流速，以及获取温度调控时的影响因子，根据预调整流速和影响因子获得调整流速，从而对异常单体冷却液的流速进行调整，控制异常单体的温度，导致现有技术不能确保电容器单体在充放电过程中保持最佳的电量变化速率。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种用于汽车中超级电容的模组间均衡管理系统，以解决上述背景中技术问题。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、本发明提供了一种用于汽车中超级电容的模组间均衡管理系统，包括：

4、采集模块：用于对电容器单体进行检测，获取检测数据；

5、其中，检测数据包括单体表征值；

6、处理模块：基于每个电容器单体的检测数据，计算得到电容模组的均衡系数；

7、评估模块：基于电容模组的均衡系数，对电容模组的均衡性进行评估，生成电容模组均衡性信号；

8、温度影响判断模块：用于对电容器单体进行检测，输出影响系数，并基于影响系数，判断温度对电量变化速率是否有影响，生成温度影响信号；

9、其中，温度影响信号包括：温度有影响信号和温度无影响信号；

10、温度控制模块：基于温度有影响信号，获取异常单体的冷却液当前流速，并基于当前流速计算得到预调整流速；再获取温度调控时的影响因子，将预调整流速与影响因子进行乘积计算，输出调整流速；

11、影响因子的获取过程为：

12、获取相邻异常单体数量和相邻单体表征偏差总值；

13、通过公式：，计算得到影响因子δ，其中，s表示为相邻异常单体数量比，m表示为相邻单体表征偏差总比，a1、a2为预设比例因子，且均大于0。

14、作为本发明进一步的方案：所述单体表征值的获取过程为：

15、电容模组包含多个电容器单体，设置检测周期，在检测周期内对电容器单体进行电量检测，获取电量偏差值比和速率异常时间比，将电量偏差值比与速率异常时间比进行求和计算，输出单体表征值；

16、其中，电量偏差值比的获取过程为：

17、将检测周期按时间均分为多个子时间段，获取子时间段内电容器单体的电量值均值，标记为子电量值；将子电量值与对应子时间段的标准子电量值进行绝对差值计算，输出子电量偏差值，将所有子时间段的子电量偏差值进行求和计算，输出电量偏差值，将电量偏差值与电量偏差值阈值进行比值计算，输出电量偏差值比；

18、速率异常时间比的获取过程为：

19、获取子时间段内电量变化速率；将电量变化速率与标准电量变化速率进行绝对差值计算，输出电量变化速率偏差值；再将电量变化速率偏差值与电量变化速率偏差阈值进行比较，当电量变化速率偏差值＞电量变化速率偏差阈值时，生成电量变化速率异常信号，并将电量变化速率异常信号所对应的子时间段，标记为电量变化速率异常时间段，并获取电量变化速率异常时间总值，将电量变化速率异常时间总值与检测周期时间进行比值计算，输出速率异常时间比。

20、作为本发明进一步的方案：所述均衡系数的获取过程为：

21、获取每个电容器单体的单体表征值，基于所有的单体表征值，获取异常单体数量和表征偏差总值，将异常单体数量与表征偏差总值进行乘积计算，输出均衡系数；

22、其中，异常单体数量的获取过程为：

23、将单体表征值与单体表征阈值进行比较，当单体表征值＞单体表征阈值时，生成单体异常信号，将单体异常信号所对应的电容器单体，标记为异常单体，并获取异常单体的数量，标记为异常单体数量；

24、表征偏差总值的获取过程为：

25、获取电容器单体的相邻表征偏差均值，将所有相邻表征偏差值进行求和计算，输出表征偏差总值。

26、作为本发明进一步的方案：所述对电容模组的均衡性进行评估，生成电容模组均衡性信号的过程为：

27、将均衡系数与均衡系数阈值进行对比分析；

28、若均衡系数≤均衡系数阈值，则生成电容模组均衡信号；

29、若均衡系数＞均衡系数阈值，则生成电容模组不均衡信号。

30、作为本发明进一步的方案：所述判断温度对电量变化速率是否有影响，生成温度影响信号的具体过程为：

31、在电容器单体充放电过程中，对电容器单体温度进行检测，获取子时间段内温度变化速率，并计算输出影响系数，将影响系数与影响系数阈值进行对比分析；

32、若影响系数≥影响系数阈值，则生成温度有影响信号；

33、若影响系数＜影响系数阈值，则生成温度无影响信号。

34、作为本发明进一步的方案：所述温度变化速率的获取过程为：

35、获取子时间段内的开始温度与结束温度，将开始温度与结束温度进行绝对差值计算，输出温度偏差值，将温度偏差值与子时间段的时间进行比值计算，输出温度变化速率。

36、作为本发明进一步的方案：所述影响系数的获取过程为：

37、基于同一子时间段的电量变化速率和温度变化速率，计算输出热电系数；将所有子时间段的热电系数进行均值计算，输出热电系数均值；将每个子时间段的热电系数分别与热电系数均值进行绝对差值计算，输出每个子时间段的热电系数偏差值；将每个子时间段的热电系数偏差值与热电系数偏差阈值进行比较，当热电系数偏差值小于热电系数偏差阈值时，生成子时间段的热电系数稳定信号，将热电系数稳定信号的数量与热电系数总数进行比值计算，输出影响系数。

38、作为本发明进一步的方案：所述热电系数的获取过程为：

39、通过公式：，计算得到热电系数rn，其中，k表示为电量变化速率，w表示为温度变化速率，n表示为第n个子时间段，且n取值为正整数。

40、作为本发明进一步的方案：所述相邻异常单体数量比的获取过程为：

41、获取相邻电容器单体中异常单体的数量，获得相邻异常单体数量；将相邻异常单体数量与相邻电容器单体总数进行比值计算，输出相邻异常单体数量比。

42、作为本发明进一步的方案：所述相邻单体表征偏差总比的获取过程为：

43、获取该异常单体的单体表征值和相邻单体表征偏差总值，将相邻单体表征偏差总值与单体表征值进行比值计算，输出相邻单体表征偏差总比。

44、本发明的有益效果：

45、（1）本发明通过采集模块、处理模块和评估模块的协同工作，实现对汽车中超级电容模组状态的精确监控和均衡管理；通过检测电容器单体的电量和电量变化速率，计算得出单体表征值和均衡系数，全面反映电容模组中各个电容器单体之间的电量差异和异常状态，从而判断电容模组的均衡性；

46、（2）本发明通过温度影响判断模块，可以了解温度对电容器单体电量变化速率的影响，为后续的均衡管理和维护提供重要依据；

47、（3）本发明通过计算获得调整流速，基于对异常单体冷却液的流速进行调整，从而控制异常单体的温度，实现对电容器单体电量变化速率的间接控制，确保电容器单体在充放电过程中保持最佳的电量变化速率，达到优化模组性能的目的。