CN106093625A - 一种超级电容储能模块的综合电气特性测试方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种超级电容储能模块的综合电气特性测试方法，涉及电气工程技术领域。所述方法包括：收集待测超级电容模块的额定工作环境温度范围、额定工作电压范围和额定工作电流范围；在额定工作环境温度范围内设定待测超级电容模块的M个互不相同的工作环境温度；在额定工作电压范围内设定待测超级电容模块的N个互不相同的初始工作电压；在额定工作电流范围内设定待测超级电容模块的Q个互不相同的充放电电流；逐一选取M个工作环境温度、N个初始工作电压和Q个充放电电流，并选取测试波形对待测超级电容模块进行测试；采集待测超级电容模块的测试数据。基于本发明所测数据分析超级电容电气性能可获得更准确可信的结果。

Description

一种超级电容储能模块的综合电气特性测试方法
技术领域
本发明涉及电气工程技术领域，特别涉及一种超级电容储能模块的综合电气特性测试方法。
背景技术
能源危机与环境恶化现已成为世界各国亟待解决的重要问题。采用先进的电能存储技术实现电能的节能和优化使用是一种可行有效的解决办法。超级电容器作为一种极具应用前景的储能器件将在电机制动能量回收、电网电压削峰填谷和应急电源等领域发挥重要作用。
由于超级电容单体电压比较低，为满足实际应用中对储能系统电压等级和储能能力的要求，通常需由大量超级电容单体串并联构成一个大规模储能系统。目前，各超级电容制造商均提供由多节(一般为偶数，比如6节，8节，12节等)超级电容单体串联构成的超级电容储能模块。在配置实际的超级电容储能系统时，根据具体电压等级和储能能力的需求来确定超级电容模块的数量即可。因此超级电容储能模块可以看作是构成大规模储能系统的子单元，储能系统整体的电气性能表现将取决于每一子单元的电气性能。
超级电容在实际应用中其电气性能的影响因素主要有：放电电流等级、工作环境温度、工作初始电压等。这些影响因素交互作用将会形成复杂的工作条件。因此对超级电容的电气性能分析也应该综合考虑多影响因素交互作用下的情况。目前，从可获得的文献分析可知，对超级电容储能模块的电气性能测试方法未能提供综合多影响因素的测试方案，这样会造成分析结果与实际应用环境中的具体性能表现出现较大偏差。
发明内容
为了解决现有技术的问题，本发明实施例提供了一种超级电容储能模块的综合电气特性测试方法。所述技术方案如下：
本发明实施例提供了一种超级电容储能模块的综合电气特性测试方法，包括：
收集待测超级电容模块的额定工作环境温度范围、额定工作电压范围和额定工作电流范围；
在额定工作环境温度范围内设定待测超级电容模块的M个互不相同的工作环境温度；
在额定工作电压范围内设定待测超级电容模块的N个互不相同的初始工作电压；
在额定工作电流范围内设定待测超级电容模块的Q个互不相同的充放电电流；
逐一选取M个工作环境温度、N个初始工作电压和Q个充放电电流，并选取测试波形对待测超级电容模块进行测试；
采集待测超级电容模块的测试数据；
其中，M、N、Q均为大于2的整数。
另外，本发明实施例提供的超级电容储能模块的综合电气特性测试方法还具体以下附加技术特征。
可选地，M个工作环境温度均分额定工作环境温度范围。
可选地，N个初始工作电压均分额定工作电压范围。
可选地，Q个充放电电流均分额定工作电流范围。
可选地，测试波形为恒流充放电波形或者变电流充放电波形。
可选地，在采集待测超级电容模块的测试数据之后，所述综合电气特性测试方法还包括：
判断M个工作环境温度是否全部设定完成，如果没有完成，则返回在额定工作环境温度范围内设定M个互不相同的工作环境温度的步骤。
可选地，在采集待测超级电容模块的测试数据之后，所述综合电气特性测试方法还包括：
判断N个初始工作电压是否全部设定完成，如果没有完成，则返回在额定工作电压范围内设定待测超级电容模块的N个互不相同的初始工作电压的步骤。
可选地，在采集待测超级电容模块的测试数据之后，所述综合电气特性测试方法还包括：
判断Q个充放电电流是否全部设定完成，如果没有完成，则返回在额定工作电流范围内设定待测超级电容模块的Q个互不相同的充放电电流的步骤。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
本发明实施例中，收集待测超级电容模块的额定工作环境温度范围、额定工作电压范围和额定工作电流范围；在额定工作环境温度范围内设定待测超级电容模块的M个互不相同的工作环境温度；在额定工作电压范围内设定待测超级电容模块的N个互不相同的初始工作电压；在额定工作电流范围内设定待测超级电容模块的Q个互不相同的充放电电流；逐一选取M个工作环境温度、N个初始工作电压和Q个充放电电流，并选取测试波形对待测超级电容模块进行测试；采集待测超级电容模块的测试数据。这样，本发明实施例综合了工作环境温度、初始工作电压和充放电电流这三种影响因素，且在测试过程中，这三种因素交互作用，形成了与实际运行工况更为逼真的应用条件，使得本综合电气特性测试方法测得超级电容模块的数据与实际应用环境中超级电容模块的具体性能表现一致性较高。基于本发明所测数据分析超级电容电气性能可获得更准确可信的结果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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是本发明实施例提供的一种超级电容储能模块的综合电气特性测试方法流程图；
图2是本发明实施例提供的另一种超级电容储能模块的综合电气特性测试方法流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
本发明实施例提供了一种超级电容储能模块的综合电气特性测试方法，该方法可以适用于测试超级电容储能模块的电气特性。
下面将结合具体实施方式，对图1和图2所示的处理流程进行详细的说明，内容可以如下：
步骤101，收集待测超级电容模块的额定工作环境温度范围、额定工作电压范围和额定工作电流范围。
其中，超级电容模块的额定工作环境温度范围、额定工作电压范围和额定工作电流范围均为超级电容模块的基本额定参数；以某厂商提供的超级电容模块额定参数为例，说明以下其他步骤。该待测超级电容模块由8节超级电容单体串联构成，每节单体工作电压为0～2.5V，即该待测超级电容模块的额定最高工作电压20V，最低工作电压0V，即额定工作电压范围0～20V，其额定工作温度范围-40℃～60℃，额定工作电流范围0～300A。
步骤102，在额定工作环境温度范围内设定待测超级电容模块的M个互不相同的工作环境温度。
在本实施例中，对于温度控制可以通过恒温箱等温控设备实现。
可选地，M个工作环境温度均分额定工作环境温度范围，M为大于2的整数；例如，待测超级电容模块的额定工作温度范围-40℃～60℃时，M可以取值6，6个工作环境温度均分额定工作环境温度范围，则6个工作环境温度分别为-40℃、-20℃、0℃、20℃、40℃和60℃。
步骤103，在额定工作电压范围内设定待测超级电容模块的N个互不相同的初始工作电压；
可选地，N个初始工作电压均分额定工作电压范围，N为大于2的整数；例如，待测超级电容模块的额定工作电压范围0～20V时，N可以取值6，6个初始工作电压均分额定工作电压范围，则6个初始工作电压分别为0V、4V、8V、12V、16V和20V。
步骤104，在额定工作电流范围内设定待测超级电容模块的Q个互不相同的充放电电流；
可选地，Q个充放电电流均分额定工作电流范围，Q为大于2的整数；例如，待测超级电容模块的额定工作电流范围0～300A时，Q可以取值10，10个充放电电流均分额定工作电流范围，则10个充放电电流分别为30A、60A、90A、120A、150A、180A、210A、240A、270A和300A。
步骤105，逐一选取M个工作环境温度、N个初始工作电压和Q个充放电电流，并选取测试波形对待测超级电容模块进行测试；
其中，逐一选取M个工作环境温度、N个初始工作电压和Q个充放电电流可以建立M*N*Q个三维度的数值，根据该三维度内的数值对待测超级电容模块进行测试；例如，当M取值为6、N取值为6和Q取值为10时，可以建立360(6*6*10)个三维度的数值。
在本实施例中，综合了工作环境温度、初始工作电压和充放电流这三种影响因素，且在测试过程中，这三种因素相互影响，形成了与实际运行工况更为逼真的应用条件，相应地，超级电容真实性能的分析结果的准确性也更高。
可选地，测试波形为恒流充放电波形或者变电流充放电波形。
参见图2，可选地，在步骤106之后，所述综合电气特性测试方法还包括：
步骤107，判断Q个充放电电流是否全部设定完成，如果没有完成，则返回步骤104。
这样，本实施例可以保证测试过程中充放电电流的测试全部完成。
步骤106，采集待测超级电容模块的测试数据。进而，完成测试。
参见图2，可选地，在步骤106之后，所述综合电气特性测试方法还包括：
步骤108，判断N个初始工作电压是否全部设定完成，如果没有完成，则返回步骤103。
这样，本实施例可以保证测试过程中初始工作电压的测试全部完成。
参见图2，可选地，在步骤106之后，所述综合电气特性测试方法还包括：
步骤109，判断M个工作环境温度是否全部设定完成，如果没有完成，则返回步骤102。
这样，本实施例可以保证测试过程中工作环境温度的测试全部完成。
当步骤107、步骤108和步骤109判断结果均为是时，结束测试。
在本发明实施例中，通过收集待测超级电容模块的额定工作环境温度范围、额定工作电压范围和额定工作电流范围；在额定工作环境温度范围内设定待测超级电容模块的M个互不相同的工作环境温度；在额定工作电压范围内设定待测超级电容模块的N个互不相同的初始工作电压；在额定工作电流范围内设定待测超级电容模块的Q个互不相同的充放电电流；逐一选取M个工作环境温度、N个初始工作电压和Q个充放电电流，并选取测试波形对待测超级电容模块进行测试；采集待测超级电容模块的测试数据。这样，本发明实施例综合了工作环境温度、初始工作电压和充放电电流这三种影响因素，且在测试过程中，这三种因素交互作用，形成了与实际运行工况更为逼真的应用条件，使得本综合电气特性测试方法测得超级电容模块的数据与实际应用环境中超级电容模块的具体性能表现一致性较高。基于本发明所测数据分析超级电容电气性能可获得更准确可信的结果。
同时，本发明测试对象不仅限于超级电容单体，更侧重于超级电容储能模块的电气性能测试；本发明测试对象可以适用于各种工作原理的超级电容，比如双电层超级电容、混合型超级电容等，具有适用性广的特点；本发明的测试数据可以通过上位机进行详细的分析处理，为超级电容模块电气性能的定量分析提供支持。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
还需要说明的是，术语“包括”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者系统中还存在另外的相同要素。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种超级电容储能模块的综合电气特性测试方法，其特征在于，所述综合电气特性测试方法包括：
收集待测超级电容模块的额定工作环境温度范围、额定工作电压范围和额定工作电流范围；
在所述额定工作环境温度范围内设定所述待测超级电容模块的M个互不相同的工作环境温度；
在所述额定工作电压范围内设定所述待测超级电容模块的N个互不相同的初始工作电压；
在所述额定工作电流范围内设定所述待测超级电容模块的Q个互不相同的充放电电流；
逐一选取所述M个工作环境温度、所述N个初始工作电压和所述Q个充放电电流，并选取测试波形对所述待测超级电容模块进行测试；
采集所述待测超级电容模块的测试数据；
其中，M、N、Q均为大于2的整数。
2.根据权利要求1所述的超级电容储能模块的综合电气特性测试方法，其特征在于，所述M个工作环境温度均分所述额定工作环境温度范围。
3.根据权利要求1所述的超级电容储能模块的综合电气特性测试方法，其特征在于，所述N个初始工作电压均分所述额定工作电压范围。
4.根据权利要求1所述的超级电容储能模块的综合电气特性测试方法，其特征在于，所述Q个充放电电流均分所述额定工作电流范围。
5.根据权利要求1所述的超级电容储能模块的综合电气特性测试方法，其特征在于，所述测试波形为恒流充放电波形或者变电流充放电波形。
6.根据权利要求1所述的超级电容储能模块的综合电气特性测试方法，其特征在于，在采集所述待测超级电容模块的测试数据之后，所述综合电气特性测试方法还包括：
判断M个工作环境温度是否全部设定完成，如果没有完成，则返回在所述额定工作环境温度范围内设定M个互不相同的工作环境温度的步骤。
7.根据权利要求1所述的超级电容储能模块的综合电气特性测试方法，其特征在于，在采集所述待测超级电容模块的测试数据之后，所述综合电气特性测试方法还包括：
判断N个初始工作电压是否全部设定完成，如果没有完成，则返回在所述额定工作电压范围内设定所述待测超级电容模块的N个互不相同的初始工作电压的步骤。
8.根据权利要求1所述的超级电容储能模块的综合电气特性测试方法，其特征在于，在采集所述待测超级电容模块的测试数据之后，所述综合电气特性测试方法还包括：
判断Q个充放电电流是否全部设定完成，如果没有完成，则返回在所述额定工作电流范围内设定所述待测超级电容模块的Q个互不相同的充放电电流的步骤。
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