CN103258651B - 快速低损耗的超级电容器电压均衡系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

一种快速低损耗的超级电容器电压均衡系统及其控制方法，运用双层的电容均压电路对储能单元进行均压，增加能量的转移通道，提高均衡速度，又通过基于软开关技术的串联谐振支路实现功率开关器件的零电流导通和关断，降低开关损耗。该电压均衡电路可以使串联超级电容组在较短时间内实现电压均衡，能够提高各单体长时间工作后的可靠性和安全性。因为串联谐振支路的作用，使得电路的开关损耗小。又鉴于控制方法可以决定均压电路的工作模式，所以该均压电路待机状态下功耗小。本发明使整个均压系统均压速度更快，损耗更小，效率更高。

Description

快速低损耗的超级电容器电压均衡系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种快速低损耗的超级电容器电压均衡系统及其控制方法。

背景技术

超级电容器（Super-capacitor）是利用电极和电解液之间形成的界面双电层电容来存储能量的一种新型储能器件。与蓄电池和普通电解电容相比，其具有功率密度高、充放电速度快、效率高、应用温度范围宽、循环寿命长等优点。目前超级电容在可再生能源发电系统、混合动力/纯电动汽车、电力机车牵引、不间断电源供电（UPS）等领域应用非常广泛。超级电容单体额定电压较低（一般为3V以下），为达到实际的工作电压要求，需要串联使用。超级电容器件因制造工艺等因素产生的容量差异会导致单体间电压不平衡，而长期的电压不平衡又会严重影响器件的性能和使用寿命，并降低器件的可靠性，因此需要对串联超级电容组进行电压均衡。

目前普遍使用的是能耗型的电压均衡电路，如并联电阻法等，通过检测各个超级电容单体的电压是否过压，控制与该超级电容单体并联的电阻的导通与关断，从而达到电压均衡的目的。虽然该方法易于安装、成本低廉，但其缺点也非常明显，并联电阻消耗了大量能量，影响了电路的效率，且阻性元件的发热问题也会影响电路的均衡效果和安全。

发明内容

本发明提供的一种快速低损耗的超级电容器电压均衡系统及其控制方法，使得由多个超级电容单体构成的储能装置中，充电电路电压均衡速度快，电路开关损耗低，均压电路待机功耗小，电路均衡效率高。

为了达到上述目的，本发明提供一种快速低损耗的超级电容器电压均衡系统，该超级电容电压均衡系统包含储能单元，连接该储能单元的电压检测单元，连接该电压检测单元的控制单元，连接该控制单元的驱动单元，连接该驱动单元和储能单元的第一层均压单元，以及连接该驱动单元和第一层均压单元的第二层均压单元。

所述的储能单元包含若干串联的超级电容器。

所述的第一层均压单元包含电路连接的第一功率开关管、第二功率开关管、第三功率开关管、第四功率开关管、第五功率开关管和第六功率开关管，以及第一谐振串联支路和第二谐振串联支路；

每两个功率开关管构成一个半桥桥臂，连接到储能单元中相邻的超级电容器之间；

所述的第一谐振串联支路包含串联的第一均衡电容和第一谐振电感，所述的第二谐振串联支路包含串联的第二均衡电容和第二谐振电感。

所述的第二层均压单元包含电路连接的第七功率开关管、第八功率开关管、第九功率开关管和第十功率开关管，以及第三谐振串联支路；

每两个功率开关管构成一个半桥桥臂，连接到第一层均压单元中相邻的均衡电容之间；

所述的第三谐振串联支路包含串联的第三均衡电容和第三谐振电感。

所述的电压检测单元包含第一电压检测电路、第二电压检测电路、第三电压检测电路、第四电压检测电路和第五电压检测电路，所述的第一电压检测电路并联在第一超级电容器两端，所述的第二电压检测电路并联在第二超级电容器两端，所述的第三电压检测电路并联在第三超级电容器两端，所述的第四电压检测电路并联在第一均衡电容两端，所述的第五电压检测电路并联在第二均衡电容两端。

所述的控制单元输出开关控制信号，该信号包含五对（十路）占空比固定的互补对称型PWM波，第一对互补对称型PWM波分别连接第一信号端和第二信号端；第二对互补对称型PWM波分别连接第三信号端和第四信号端；第三对互补对称型PWM波分别连接第五信号端和第六信号端；第四对互补对称型PWM波分别连接第七信号端和第八信号端；第五对互补对称型PWM波分别连接第九信号端和第十信号端；其中，第一信号端、第三信号端和第五信号端的波形相同，第二信号端、第四信号端和第六信号端的波形相同，第七信号端和第九信号端的波形相同，第八信号端和第十信号端的波形相同。

所述的驱动单元包含第一驱动电路、第二驱动电路、第三驱动电路、第四驱动电路、第五驱动电路、第六驱动电路、第七驱动电路、第八驱动电路、第九驱动电路和第十驱动电路，所述的第一驱动电路连接功率开关管和连接点，所述的第二驱动电路连接功率开关管和连接点，所述的第三驱动电路连接功率开关管和连接点，所述的第四驱动电路连接功率开关管和连接点，所述的第五驱动电路连接功率开关管和连接点，所述的第六驱动电路连接功率开关管和连接点，所述的第七驱动电路连接功率开关管和连接点，所述的第八驱动电路连接功率开关管和连接点，所述的第九驱动电路连接功率开关管和连接点，所述的第十驱动电路连接功率开关管和连接点。

本发明还提供一种超级电容电压均衡系统的均压控制方法，该方法包含以下步骤：

步骤1、储能单元开始充电；

步骤2、电压检测单元检测储能单元中各超级电容器单体的电压值；

步骤3、控制单元判断储能单元中任意两个超级电容器单体之间的电压差是否超过设定值，若是，进行步骤4，若否，结束流程；

步骤4、控制单元对驱动单元发出脉冲控制信号，驱动单元驱动第一层均压单元开始工作；

步骤5、控制单元判断储能单元中任意两个超级电容器单体之间的电压差是否超过设定值，若是，进行步骤6，若否，进行步骤10；

步骤6、控制单元对驱动单元发出脉冲控制信号，驱动单元驱动第二层均压单元开始工作；

步骤7、电压检测单元检测第一层均压单元中各均衡电容的电压值，控制单元判断两个均衡电容之间的电压差是否超过设定值，若是，进行步骤6，若否，进行步骤8；

步骤8、控制单元关停第二层均压单元；

步骤9、电压检测单元检测储能单元中各超级电容器单体的电压值，控制单元判断储能单元中任意两个超级电容器单体之间的电压差是否超过设定值，若是，进行步骤4，若否，进行步骤10；

步骤10、控制单元关停第一层均压单元。

本发明运用双层的电解电容均压电路对储能单元进行均压，增加能量的转移通道，提高均衡速度，通过基于软开关技术的谐振串联支路实现功率开关管的零电流导通和关断，降低开关损耗，在充电时可以使串联超级电容组中各单体在较短时间内实现电压均衡，能够显著提高各单体长时间工作后的可靠性和安全性，可以实现功率开关器件的零电流导通和关断，所以电路的开关损耗小，又鉴于控制方法的特点，使得均衡电路待机状态下功耗小。总而言之，本发明使整个均压系统均压速度更快，损耗更小，效率更高。

附图说明

图1是本发明的电路框图。

图2是电压检测单元和均压单元的电路图。

图3是电压检测单元和均压单元的电路图。

图4是电压检测单元的电路图。

图5是控制单元的管脚连接图。

图6是驱动单元的电路图。

图7a和图7b是本发明一种实施方式的等效电路图。

图8a和图8b是本发明另一种实施方式的等效电路图。

图9是本发明的流程图。

具体实施方式

以下根据图1～图9，具体说明本发明的较佳实施例。

如图1所示，本发明提供一种快速低损耗的超级电容器电压均衡系统，该超级电容电压均衡系统包含储能单元10，连接该储能单元10的电压检测单元20，连接该电压检测单元20的控制单元30，连接该控制单元30的驱动单元40，连接该驱动单元40和储能单元10的第一层均压单元50，以及连接该驱动单元40和第一层均压单元50的第二层均压单元60。

如图2所示，所述的储能单元10包含串联的第一超级电容器11、第二超级电容器12和第三超级电容器13，储能单元10是电能充电装置并可以被解释为现有技术中被称为超级电容器、双电层电容器以及法拉电容器的装置。

如图2和图3所示，所述的第一层均压单元50包含电路连接的第一功率开关管80、第二功率开关管81、第三功率开关管82、第四功率开关管83、第五功率开关管84和第六功率开关管85，以及第一谐振串联支路101和第二谐振串联支路102。

所述的第一谐振串联支路101包含串联的第一均衡电容51和第一谐振电感52，所述的第二谐振串联支路102包含串联的第二均衡电容53和第二谐振电感54。

连接点206接连接点202，连接点208接连接点203，连接点205经过功率开关管80和功率开关管81分别接连接点201和连接点206，连接点207经过功率开关管82和83分别连接206和208，连接点209经过功率开关管84和85分别连接连接点208和204。

第一谐振串联支路101用于均衡第一超级电容器11和第二超级电容器12之间的电压，第二谐振串联支路102用于均衡第二超级电容器12和第三超级电容器13之间的电压。

本实施例中，第一层均压单元50采用两运放的LM358，信号放大倍数为0.5倍。

所述的第二层均压单元60包含电路连接的第七功率开关管86、第八功率开关管87、第九功率开关管88和第十功率开关管89，以及第三谐振串联支路103。

所述的第三谐振串联支路103包含串联的第三均衡电容61和第三谐振电感62。

连接点213接211，连接点214经过功率开关管86和87分别连接连接点210和213，连接点215经过功率开关管88和89分别连接连接点213和212。

本实施例中，功率开关管采用MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）。

为了可以实现开关器件的零电流导通和关断，谐振串联支路的谐振频率与功率开关管的开关频率设为一致。

如图2所示，所述的电压检测单元20包含第一电压检测电路21、第二电压检测电路22、第三电压检测电路23、第四电压检测电路24和第五电压检测电路25，所述的第一电压检测电路21并联在第一超级电容器11两端，所述的第二电压检测电路22并联在第二超级电容器12两端，所述的第三电压检测电路23并联在第三超级电容器13两端，所述的第四电压检测电路24并联在第一均衡电容51两端，所述的第五电压检测电路25并联在第二均衡电容53两端。

电压检测单元20可以使用能够检测储存单元10中的充电电压（充电电压指的是超级电容中充电或放电的电压或/和在其他情况下超级电容的电压状态，并不仅仅局限于正在充电的电压）的装置。

如图4所示，以第一电压检测电路21为例，该电路包含电路连接的放大器114，以及电阻111、112、113和114，该电路的输入端接在第一超级电容器11的两端，经过运放，该电路的输出端230的值为输入端的0.5倍。其余四个电压检测电路22、23、24、25与第一电压检测电路21的电路结构相同，输出端依次为231、232、233、234。

本实施例中，电压检测电路采用四运放的芯片LM148j。

如图5所示，所述的控制单元30采用TI公司的TMS320F2812数字信号处理器，图5中只示意性给出用到的主要管脚及其连接，其余管脚未在图中示出。

电压检测单元20中的电压检测电路输出端230、231、232、233、234依次接管脚174、173、172、171、170，控制单元30经过数据处理，输出五对占空比和频率固定的互补型PWM波，其中管脚92和93输出一对互补的PWM波，分别连接第一信号输出端300和第二信号输出端301（如图3所示），管脚94和95输出一对互补的PWM波，分别连接第三信号输出端302和第四信号输出端303（如图3所示），其中管脚98和101输出一对互补的PWM波，分别连接第五信号输出端304和第六信号输出端305（如图3所示），管脚45和46输出一对互补的PWM波，分别连接第七信号输出端306和第八信号输出端307（如图3所示），其中管脚47和48输出一对互补的PWM波，分别连接第九信号输出端308和第十信号输出端309（如图3所示）。

如图2所示，所述的驱动单元40包含第一驱动电路400、第二驱动电路401、第三驱动电路402、第四驱动电路403、第五驱动电路404、第六驱动电路405、第七驱动电路406、第八驱动电路407、第九驱动电路408和第十驱动电路409，所述的第一驱动电路400连接功率开关管80和信号端300，所述的第二驱动电路401连接功率开关管81和信号端301，所述的第三驱动电路402连接功率开关管82和信号端302，所述的第四驱动电路403连接功率开关管83和信号端303，所述的第五驱动电路404连接功率开关管84和信号端304，所述的第六驱动电路405连接功率开关管85和信号端305，所述的第七驱动电路406连接功率开关管86和信号端306，所述的第八驱动电路407连接功率开关管87和信号端307，所述的第九驱动电路408连接功率开关管88和信号端308，所述的第十驱动电路409连接功率开关管89和信号端309。

如图6所示，以第一驱动电路400为例，信号端300连接电阻121，电阻121连接芯片420的2号脚，芯片420的3号脚接地，芯片420的1号脚、4号脚、5号脚接地，芯片420的8号脚接5V电源，芯片420的7号脚接电阻122，电阻122接5V电源，电容123接5V电源和地，电容124接5V电源和地，电阻125接5V电源和地，芯片420的6号脚接芯片430的2号脚，芯片430的1号脚和8号脚短接后接15V电源，电容126接15V和地，电容127接15V和地，芯片430的3号脚、4号脚、5号脚均接地，芯片430的6号脚和7号脚短接后接电阻电阻128，电阻128接开关管80。，

本实施例中，驱动电路里的420为光耦6N137，430为MOSFET驱动芯片MIC4451YM。

其余的驱动电路与第一驱动电路400相同。

储能单元10开始充电后，电压检测单元20检测储能单元10中各超级电容器单体的电压值，若控制单元30判断任意两个超级电容器单体之间的电压差超过设定值，则第一层均压单元50工作；若超级电容器单体间的电压差仍然无法达到设定要求，则第二层均压单元60工作；然后电压检测单元20再检测第一层均压电路中两个均衡电容51和52之间的电压，控制单元30判断它们之间的电压差是否达到均衡要求，如果否，则第二层均压单元60继续工作，如果是则关停第二层均压单元60；此时控制单元30再判断储能单元单体间的电压差是否达到均压要求，是则关停第一层均压单元50，否则重复一开始的均压过程。

如图9所示，该超级电容电压均衡系统的均压控制方法包含以下步骤：

步骤1、储能单元10开始充电；

步骤2、电压检测单元20检测储能单元10中各超级电容器单体的电压值；

步骤3、控制单元30判断储能单元10中任意两个超级电容器单体之间的电压差是否超过设定值，若是，进行步骤4，若否，结束流程；

步骤4、控制单元30对驱动单元40发出脉冲控制信号，驱动单元40驱动第一层均压单元50开始工作；

步骤5、控制单元30判断储能单元10中任意两个超级电容器单体之间的电压差是否超过设定值，若是，进行步骤6，若否，进行步骤10；

步骤6、控制单元30对驱动单元40发出脉冲控制信号，驱动单元40驱动第二层均压单元60开始工作；

步骤7、电压检测单元检测第一层均压单元50中各均衡电容的电压值，控制单元30判断两个均衡电容之间的电压差是否超过设定值，若是，进行步骤6，若否，进行步骤8；

步骤8、控制单元30关停第二层均压单元60；

步骤9、电压检测单元检测储能单元10中各超级电容器单体的电压值，控制单元30判断储能单元10中任意两个超级电容器单体之间的电压差是否超过设定值，若是，进行步骤4，若否，进行步骤10；

步骤10、控制单元30关停第一层均压单元50。

步骤4中，启动第一层均压电路工作，电压检测电路21、22、23分别检测超级电容器11、12、13的电压，数据被传输到控制单元30进行分析和比较，如果超级电容器11、12、13中任意两个的电压差超过了设定的值，则控制单元30对驱动单元40发出脉冲控制信号，驱动单元40驱动第一层均压单元50开始工作，功率开关管80、82、84在脉冲信号300、302、304的控制下导通和关断，开关管81、83、85在脉冲信号301、303、305的控制下导通和关断；当开关管80、82、84闭合时，第一层均压单元50与储能单元10的等效电路图如图7a所示；当开关管81、83、85闭合时，第一层均压单元50与储能单元10的等效电路图如图7b所示；这里，脉冲信号300和301、302和303、304和305均是互补对称型的频率和占空比固定的PWM波，脉冲信号300、302、304波形相同，脉冲信号302、304、306波形相同，可以保证与超极电容器并联的桥臂上的两只开关管不会同时导通，第一谐振串联支路101与超极电容器11、12交替并联连接，第二谐振串联支路102与超极电容器12、13交替并联连接，从而完成能量从电压高的单体向电压低的单体转移的过程。

步骤6中，启动第二层均压电路工作，第一层均压单元50开始工作后，储能单元10中各单体仍未达到均衡要求，则第二层均压单元60开始工作；电压检测电路24和25分别检测均衡电容51和53上的电压，经过控制单元30的分析和比较，若它们两者的电压差没有达到设定要求，则第二层均压单元60继续工作；其中，信号端306控制功率开关管86，信号端308控制开关管88，且信号端306和308的波形相同，此时第三谐振串联支路103与第一层均压电路的电路连接图如图8a所示；信号端307控制功率开关管87，信号端309控制功率开关管89，且信号端307和309的波形相同，此时第三谐振串联支路103与第一层均压电路的电路连接图如图8b所示，脉冲信号306和307、308和309是两对频率和占空比固定的互补对称型PWM波。

步骤8中，关停第二层均压电路，若电压检测电路24和25检测到均衡电容51和53之间的电压差达到设定的要求，则第二层均压电路停止工作，此时，第二层均压电路内的所有功率管均处于断开状态。

步骤10中，关停第一层均压电路，电压检测电路21、22、23分别检测超级电容器11、12、13的电压，数据被传输至控制单元30进行分析和比较，如果超级电容器11、12、13中任意两个单体之间的电压差均达到设定的电压均衡要求，则第一层均压单元50停止工作，此时，第一层均压电路内的所有功率管均处于关断状态。

本发明中的电压均衡电路是双层的电解电容均压电路，每一层均压电路都有若干个谐振RLC串联支路，每个谐振串联支路包含一个电解电容和一个谐振电感，从而可以实现零电流导通和关断功率开关器件，减小电路的开关损耗，其中，电解电容是能量的传递媒介，双层的均压电路可以为储能单元的能量转移提供多个通道，进而提高均压速度，另外，本发明中开关功率管的连接和动作方式可以保证开关管同时导通和关断，进一步增强了系统的可靠性。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (9)

1.一种快速低损耗的超级电容器电压均衡系统，其特征在于，该超级电容电压均衡系统包含储能单元（10），连接该储能单元（10）的电压检测单元（20），连接该电压检测单元（20）的控制单元（30），连接该控制单元（30）的驱动单元（40），连接该驱动单元（40）和储能单元（10）的第一层均压单元（50），以及连接该驱动单元（40）和第一层均压单元（50）的第二层均压单元（60）；

所述的储能单元（10）包含若干串联的超级电容器。

2.如权利要求1所述的快速低损耗的超级电容器电压均衡系统，其特征在于，所述的第一层均压单元（50）包含电路连接的第一功率开关管（80）、第二功率开关管（81）、第三功率开关管（82）、第四功率开关管（83）、第五功率开关管（84）和第六功率开关管（85），以及第一谐振串联支路（101）和第二谐振串联支路（102）；

每两个功率开关管构成一个半桥桥臂，连接到储能单元（10）中相邻的超级电容器之间；

连接点（206）接连接点（202），连接点（208）接连接点（203），连接点（205）经过功率开关管（80）和功率开关管（81）分别接连接点（201）和连接点（206），连接点（207）经过功率开关管（82）和功率开关管（83）分别接连接点（206）和连接点（208），连接点（209）经过功率开关管（84）和功率开关管（85）分别连接连接点（208）和连接点（204）。

3.如权利要求2所述的快速低损耗的超级电容器电压均衡系统，其特征在于，所述的第一谐振串联支路（101）包含串联的第一均衡电容（51）和第一谐振电感（52），所述的第二谐振串联支路（102）包含串联的第二均衡电容（53）和第二谐振电感（54）。

4.如权利要求1所述的快速低损耗的超级电容器电压均衡系统，其特征在于，所述的第二层均压单元（60）包含电路连接的第七功率开关管（86）、第八功率开关管（87）、第九功率开关管（88）和第十功率开关管（89），以及第三谐振串联支路（103）；

每两个功率开关管构成一个半桥桥臂，连接到第一层均压单元（50）中相邻的均衡电容之间；

连接点（213）接连接点（211），连接点（214）经过功率开关管（86）和功率开关管（87）分别连接连接点（210和连接点（213），连接点（215）经过功率开关管（88）和功率开关管（89）分别连接连接点（213）和连接点（212）。

5.如权利要求4所述的快速低损耗的超级电容器电压均衡系统，其特征在于，所述的第三谐振串联支路（103）包含串联的第三均衡电容（61）和第三谐振电感（62）。

6.如权利要求1-5中任意一个所述的快速低损耗的超级电容器电压均衡系统，其特征在于，所述的电压检测单元（20）包含第一电压检测电路（21）、第二电压检测电路（22）、第三电压检测电路（23）、第四电压检测电路（24）和第五电压检测电路（25），所述的第一电压检测电路（21）并联在第一超级电容器（11）两端，所述的第二电压检测电路（22）并联在第二超级电容器（12）两端，所述的第三电压检测电路（23）并联在第三超级电容器（13）两端，所述的第四电压检测电路（24）并联在第一均衡电容（51）两端，所述的第五电压检测电路（25）并联在第二均衡电容（53）两端。

7.如权利要求6中任意一个所述的快速低损耗的超级电容器电压均衡系统，其特征在于，所述的控制单元（30）输出驱动信号，该信号包含五对占空比固定的互补对称型PWM波，第一对互补对称型PWM波分别连接第一信号端（300）和第二信号端（301）；第二对互补对称型PWM波分别连接第三信号端（302）和第四信号端（303）；第三对互补对称型PWM波分别连接第五信号端（304）和第六信号端（305）；第四对互补对称型PWM波分别连接第七信号端（306）和第八信号端（307）；第五对互补对称型PWM波分别连接第九信号端（308）和第十信号端（309）；其中，第一信号端（300）、第三信号端（302）、第五信号端（304）的波形相同，第二信号端（301）、第四信号端（303）、第六信号端（305）的波形相同，第七信号端（306）、第九信号端（308）的波形相同，第八信号端（307）、第十信号端（309）的波形相同。

8.如权利要求7中任意一个所述的快速低损耗的超级电容器电压均衡系统，其特征在于，所述的驱动单元（40）包含第一驱动电路（400）、第二驱动电路（401）、第三驱动电路（402）、第四驱动电路（403）、第五驱动电路（404）、第六驱动电路（405）、第七驱动电路（406）、第八驱动电路（407）、第九驱动电路（408）和第十驱动电路（409），所述的第一驱动电路（400）连接功率开关管（80）和信号端（300），所述的第二驱动电路（401）连接功率开关管（81）和信号端（301），所述的第三驱动电路（402）连接功率开关管（82）和信号端（302），所述的第四驱动电路（403）连接功率开关管（83）和信号端（303），所述的第五驱动电路（404）连接功率开关管（84）和信号端（304），所述的第六驱动电路（405）连接功率开关管（85）和信号端（305），所述的第七驱动电路（406）连接功率开关管（86）和信号端（306），所述的第八驱动电路（407）连接功率开关管（87）和信号端（307），所述的第九驱动电路（408）连接功率开关管（88）和信号端（308），所述的第十驱动电路（409）连接功率开关管（89）和信号端（309）。

9.一种超级电容器电压均衡系统的均压控制方法，其特征在于，该方法包含以下步骤：

步骤1、储能单元（10）开始充电；

步骤2、电压检测单元（20）检测储能单元（10）中各超级电容器单体的电压值；

步骤3、控制单元（30）判断储能单元（10）中任意两个超级电容器单体之间的电压差是否超过设定值，若是，进行步骤4，若否，结束流程；

步骤4、控制单元（30）对驱动单元（40）发出脉冲控制信号，驱动单元（40）驱动第一层均压单元（50）开始工作；

步骤5、控制单元（30）判断储能单元（10）中任意两个超级电容器单体之间的电压差是否超过设定值，若是，进行步骤6，若否，进行步骤10；

步骤6、控制单元（30）对驱动单元（40）发出脉冲控制信号，驱动单元（40）驱动第二层均压单元（60）开始工作；

步骤7、电压检测单元检测第一层均压单元（50）中各均衡电容的电压值，控制单元（30）判断两个均衡电容之间的电压差是否超过设定值，若是，进行步骤6，若否，进行步骤8；

步骤8、控制单元（30）关停第二层均压单元（60）；

步骤9、电压检测单元检测储能单元（10）中各超级电容器单体的电压值，控制单元（30）判断储能单元（10）中任意两个超级电容器单体之间的电压差是否超过设定值，若是，进行步骤4，若否，进行步骤10；

步骤10、控制单元（30）关停第一层均压单元（50）。