CN107994667A - 一种超级电容动态充放电控制方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种超级电容动态充放电控制方法和装置，通过实时监测超级电容器组的荷电状态和双向DC/DC变换器两端电压电流变化，实现超级电容充放电的动态控制调节，提高了超级电容储能装置充放电效率、使用寿命和工作可靠性；一方面根据超级电容的荷电状态，实现超级电容充放电策略的动态选择，以提高超级电容充放电利用率和使用安全；另一方面通过对双向DC/DC变换器两端电压电流的测量，实现超级电容充放电时的电压电流反馈控制，提高储能装置工作可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及超级电容控制领域，尤其涉及一种超级电容动态充放电控制方法和装置。
背景技术
超级电容器是一种新型储能器件，具有功率密度大、充放电速度快、循环寿命长等特点，广泛应用于新能源发电、微电网、混合动力机械设备等各类要求稳定电网电压及能量回收的场合。
超级电容储能装置在直流母线出现电压或能量波动时，需要对波动电压进行平抑或对突变能量实现快速吸收和释放。同时超级电容器工作电压不应超过标称电压，若超过将会导致电解液分解，同时超级电容器发热，使其容量降低、内阻增加、寿命缩短，甚至导致超级电容器性能崩溃。因此实现超级电容储能装置的动态充放电控制调节，能够有效调高超级电容器充放电效率、能量利用率和工作可靠性。
目前超级电容器充放电过程中，充放电控制策略单一、不够灵活，且大都通过其电压来实现控制调节，而真正体现超级电容器状态的是荷电状态(State of Charge，SOC)而不是其电压，电压仅仅只是参考；同时传统的控制策略对超级电容器过充电、过放电的保护控制不够快速、有效。针对以上问题，本发明公开一种能对超级电容储能装置实现动态充放电控制调节的装置，适用于各种基于超级电容的储能装置。
发明内容
本发明的目的在于避免现有技术的不足之处而提供一种超级电容动态充放电控制方法和装置。
本发明的目的可以通过采用如下的技术措施来实现，设计一种超级电容动态充放电控制装置，包括：
超级电容储能装置、HV1霍尔电压传感器、HV2霍尔电压传感器、HC1霍尔电流传感器、HC2霍尔电流传感器、继电器开关部分和充放电控制部分；超级电容储能装置包括超级电容器组和双向DC/DC变换器；充放电控制部分包括SOC检测模块、充放电状态选择模块、第一选择开关、充电策略选择模块、第二选择开关、放电策略选择模块、第一减法器、第二减法器、第三减法器、第四减法器、第五减法器、第一PI控制器、第二PI控制器、第三PI控制器、第四PI控制器、第五PI控制器、PWM调制模块、驱动模块、超级电容保护模块、第三选择开关、充电驱动闭锁和放电驱动闭锁；继电器开关部分包括Q1继电器开关、Q2继电器开关、Q3继电器开关、R1电阻、R2电阻、第一继电器驱动和第二继电器驱动；
其中，所述双向DC/DC变换器两端分别为低压侧和高压侧，其中，低压侧的一端通过R1电阻与Q1继电器开关的并联结构连接到超级电容器组，另一端直接与超级电容器组连接，双向DC/DC变换器高压侧的一端通过Q2继电器开关串联R2电阻再与Q3继电器开关相并联的结构连接于应用环境的直流母线，另一端直接连接于应用环境的直流母线；所述HV1霍尔电压传感器并接在超级电容器组两端，HC1霍尔电流传感器串接在双向DC/DC变换器的低压侧和R1电阻与Q1继电器开关的并联结构之间，所述HV2霍尔电压传感器并接在双向DC/DC变换器高压侧、HC2霍尔电流传感器串接在双向DC/DC变换器的高压侧和Q2继电器开关串联R2电阻再与Q3继电器开关相并联的结构之间；所述SOC检测模块输入端与HV1霍尔电压传感器输出端相连接，充放电状态选择模块两个输入端分别连接SOC检测模块的输出端和HV2霍尔电压传感器的输出端，第一选择开关的输入端A0与充放电状态选择模块输出端相连，第一选择开关输出端A1与充电策略选择模块输入端相连，第一选择开关输出端A2与放电策略选择模块输入端相连，充电策略选择模块输出端与第二选择开关输入端B0相连，第二选择开关输出端B1与第一减法器正输入相连，第一减法器负输入与HC1霍尔电流传感器输出端相连，第一减法器输出与第一PI控制器输入端相连，第二选择开关输出端B2与第二减法器正输入相连，第二减法器负输入与HV1霍尔电压传感器输出端相连，第二减法器输出与第二PI控制器输入端相连，第二PI控制器输出端与第三减法器正输入相连，第三减法器负输入与HC1霍尔电流传感器输出端相连，第三减法器输出与第三PI控制器输入端相连，放电策略选择模块输出端与第四减法器正输入相连，第四减法器负输入与HV2霍尔电压传感器输出端相连，第四减法器输出与第四PI控制器输入端相连，第四PI控制器输出端与第五减法器正输入相连，第五减法器负输入与HC2霍尔电流传感器输出端相连，第五减法器输出与第五PI控制器输入端相连，PWM调制模块三个输入端分别与第一PI控制器、第三PI控制器、第五PI控制器的的输出端相连，超级电容保护模块输入端与HV1霍尔电压传感器输出端相连，超级电容保护模块输出端与第三选择开关输入端C0相连，第三选择开关输出端C1与充电驱动闭锁相连，第三选择开关输出端C2与放电驱动闭锁相连，驱动模块输入端分别连接PWM调制模块、充电驱动闭锁、放电驱动闭锁，驱动模块输出端连接双向DC/DC变换器。
其中，还包括过热保护部分；所述过热保护部分包括温度传感器、第四选择开关、过热保护、风扇及过压过流保护模块；其中，温度传感器的输出端连接第四选择开关的输入端D0，第四选择开关的输出端D1连接过热保护的输入端，过热保护的输出端连接第一继电器驱动和第二继电器驱动；第四选择开关的输出端D2连接风扇；过压过流保护模块输入端分别连接HV2霍尔电压传感器和HC2霍尔电流传感器，过压过流保护模块输出端分别连接第一继电器驱动和第二继电器驱动。
本发明的目的可以通过采用如下的技术措施来实现，设计一种超级电容动态充放电控制方法，通过前述技术方案的超级电容动态充放电控制装置对超级电容进行充放电控制，包括：
预设超级电容储能装置充电的起始直流母线电压Umax和放电的起始直流母线电压Umin，以及超级电容器组极限电压上限Usmax和下限Usmin；
超级电容储能装置外接端口接入直流工作环境，超级电容动态充放电控制装置上电启动，通过HV1霍尔电压传感器实时检测超级电容器组两端电压Usc，HV2霍尔电压传感器实时检测双向DC/DC变换器高压侧电压U，SOC检测模块将超级电容器组两端实时电压Usc转换成SOC值输出；
当U>Umax且SOC<1时，第一选择开关输入端A0和输出端A1导通，超级电容储能装置进入充电状态；若SOC<60%，第二选择开关输入端B0和输出端B1导通，对超级电容器组充电电流进行闭环比例积分控制，若SOC>60%，第二选择开关输入端B0和输出端B2导通，对超级电容器组充电电压、电流进行双闭环比例积分控制；
当U<Umin且SOC>0时，第一选择开关输入端A0和输出端A2导通，超级电容储能装置进入放电状态，对超级电容器组放电电压、电流进行双闭环比例积分控制，若SOC>40%，采用大功率放电模式，若SOC<40%，采用小功率放电模式；
当Usc>Usmax时，第三选择开关输入端C0和输出端C1导通，超级电容保护模块强制封锁驱动模块中降压充电驱动部分，切断并禁止超级电容储能装置继续充电，直到Usc<Usmax时，充电驱动闭锁解除，恢复超级电容储能装置充电功能；
当Usc<Usmin时，第三选择开关输入端C0和输出端C2导通，超级电容保护模块强制封锁驱动模块中升压放电驱动部分，切断并禁止超级电容储能装置继续放电，直到Usc>Usmin时，放电驱动闭锁解除，恢复超级电容储能装置放电功能，实现超级电容动态充放电控制。
其中，当温度传感器感应到超级电容储能装置工作温度超过风扇的启动温度设定，第四选择开关输入端D0和输出端D2导通，启动风扇为设备降温；当超级电容储能装置工作温度超过警戒温度设定，第四选择开关输入端D0和输出端D1导通，过热保护强制第一继电器驱动和第二继电器驱动断开Q1继电器开关、Q3继电器开关；当双向DC/DC变换器高压侧工作电压、电流超过设定警戒值时，过流过压保护模块使得第二继电器驱动先导通Q2继电器开关再断开Q3继电器开关；若此时电压、电流仍超过设定警戒值，则过流过压保护模块强制第一继电器驱动和第二继电器驱动断开Q1继电器开关和Q3继电器开关。
区别于现有技术，本发明的超级电容动态充放电控制方法和装置通过实时监测超级电容器组的荷电状态和双向DC/DC变换器两端电压电流变化，实现超级电容充放电的动态控制调节，提高了超级电容储能装置充放电效率、使用寿命和工作可靠性；一方面根据超级电容的荷电状态，实现超级电容充放电策略的动态选择，以提高超级电容充放电利用率和使用安全；另一方面通过对双向DC/DC变换器两端电压电流的测量，实现超级电容充放电时的电压电流反馈控制，提高储能装置工作可靠性。
附图说明
图1是本发明提供的一种超级电容动态充放电控制装置的结构示意图。
图2是本发明提供的一种超级电容动态充放电控制方法的流程示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明的技术方案作进一步更详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。
参阅图1，图1是本发明提供的一种超级电容动态充放电控制装置的结构示意图。该装置包括：超级电容器组1、双向DC/DC变换器6、HV1霍尔电压传感器2、HV2霍尔电压传感器7、HC1霍尔电流传感器5、HC2霍尔电流传感器8、继电器开关部分和充放电控制部分。所述充放电控制部分由SOC检测模块12、充放电状态选择模块13、第一选择开关14、充电策略选择模块15、第二选择开关16、放电策略选择模块23、第一减法器17、第二减法器19、第三减法器21、第四减法器24、第五减法器26、第一PI控制器18、第二PI控制器20、第三PI控制器22、第四PI控制器25、第五PI控制器27、PWM调制模块28、驱动模块29、超级电容保护模块30、第三选择开关31、充电驱动闭锁32、放电驱动闭锁33组成，继电器开关部分由Q1继电器开关4、Q2继电器开关9、Q3继电器开关11、R1电阻3、R2电阻10、第一继电器驱动34及第二继电器驱动40组成。
其中所述双向DC/DC变换器6低压侧一端通过R1电阻3与Q1继电器开关4的并联结构连接到超级电容器组1，另一端直接与超级电容器组1连接，所述HV1霍尔电压传感器2并接在超级电容器组1两端，HC1霍尔电流传感器串联在双向DC/DC变换器6的低压侧和R1电阻与Q1继电器开关的并联结构之间，双向DC/DC变换器6高压侧一端通过Q2继电器开关9串联R2电阻10再与Q3继电器开关11相并联的结构连接在应用环境的直流母线上，另一端直接连接到应用环境的直流母线上，所述HV2霍尔电压传感器7并接在双向DC/DC变换器6高压侧、HC2霍尔电流传感器8串接在双向DC/DC变换器6的高压侧和Q2继电器开关串联R2电阻再与Q3继电器开关相并联的结构之间；所述SOC检测模块12输入端与HV1霍尔电压传感器2输出端相连接，充放电状态选择模块13两个输入端分别连接SOC检测模块12和HV2霍尔电压传感器7输出端，第一选择开关14输入端A0与充放电状态选择模块13输出端相连，第一选择开关14输出端A1与充电策略选择模块15输入端相连，第一选择开关14输出端A2与放电策略选择模块23输入端相连，充电策略选择模块15输出端与第二选择开关16输入端B0相连，第二选择开关16输出端B1与第一减法器17正输入相连，第一减法器17负输入与HC1霍尔电流传感器5输出端相连，第一减法器17输出与第一PI控制器18输入端相连，第二选择开关16输出端B2与第二减法器19正输入相连，第二减法器19负输入与HV1霍尔电压传感器2输出端相连，第二减法器19输出与第二PI控制器20输入端相连，第二PI控制器20输出端与第三减法器21正输入相连，第三减法器21负输入与HC1霍尔电流传感器5输出端相连，第三减法器21输出与第三PI控制器22输入端相连，放电策略选择模块23输出端与第四减法器24正输入相连，第四减法器24负输入与HV2霍尔电压传感器7输出端相连，第四减法器24输出与第四PI控制器25输入端相连，第四PI控制器25输出端与第五减法器26正输入相连，第五减法器26负输入与HC2霍尔电流传感器8输出端相连，第五减法器26输出与第五PI控制器27输入端相连，PWM调制模块28三个输入端分别与第一PI控制器18、第三PI控制器22、第五PI控制器的27的输出端相连，超级电容保护模块30输入端与HV1霍尔电压传感器2输出端相连，超级电容保护模块30输出端与第三选择开关31输入端C0相连，第三选择开关31输出端C1与充电驱动闭锁32相连，第三选择开关31输出端C2与放电驱动闭锁33相连，驱动模块29输入端分别连接PWM调制模块28、充电驱动闭锁32、放电驱动闭锁33，驱动模块29输出端连接双向DC/DC变换器6。
进一步，还包括过热保护部分；过热保护部分包括温度传感器35、第四选择开关36、过热保护37、风扇38及过压过流保护模块39；其中，温度传感器35的输出端连接第四选择开关36的输入端D0，第四选择开关36的输出端D1连接过热保护37的输入端，过热保护37的输出端连接第一继电器驱动34和第二继电器驱动40；第四选择开关36的输出端D2连接风扇38；过压过流保护模块39输入端分别连接HV2霍尔电压传感器7和HC2霍尔电流传感器8，过压过流保护模块39输出端分别连接第一继电器驱动34和第二继电器驱动40。
参阅图2，图2是本发明提供的一种超级电容动态充放电控制方法的流程示意图。该方法的步骤包括：
S110：预设超级电容储能装置充电的起始直流母线电压Umax和放电的起始直流母线电压Umin，以及超级电容器组1极限电压上限Usmax和下限Usmin。
S120：超级电容储能装置外接端口接入直流工作环境，超级电容动态充放电控制装置上电启动，通过HV1霍尔电压传感器2实时检测超级电容器组1两端电压Usc，HV2霍尔电压传感器7实时检测双向DC/DC变换器6高压侧电压U，SOC检测模块12将超级电容器组1两端实时电压Usc转换成SOC值输出。
S130：当U>Umax且SOC<1时，第一选择开关14输入端A0和输出端A1导通，超级电容储能装置进入充电状态。若SOC<60%，第二选择开关16输入端B0和输出端B1导通，对超级电容器组1充电电流进行闭环比例积分控制，若SOC>60%，第二选择开关16输入端B0和输出端B2导通，对超级电容器组1充电电压、电流进行双闭环比例积分控制。
S140：当U<Umin且SOC>0时，第一选择开关14输入端A0和输出端A2导通，超级电容储能装置进入放电状态，对超级电容器组1放电电压、电流进行双闭环比例积分控制，若SOC>40%，采用大功率放电模式，若SOC<40%，采用小功率放电模式。
S150：当Usc>Usmax时，第三选择开关31输入端C0和输出端C1导通，超级电容保护模块30强制封锁驱动模块29中降压充电驱动部分，切断并禁止超级电容储能装置继续充电，直到Usc<Usmax时，充电驱动闭锁解除，恢复超级电容储能装置充电功能。
S160：当Usc<Usmin时，第三选择开关31输入端C0和输出端C2导通，超级电容保护模块30强制封锁驱动模块29中升压放电驱动部分，切断并禁止超级电容储能装置继续放电，直到Usc>Usmin时，放电驱动闭锁解除，恢复超级电容储能装置放电功能，实现超级电容动态充放电控制。
通过本发明，可实现以下功能：
上电启动，超级电容储能装置接入直流母线上电启动，Q2继电器开关9首先吸合，为防止启动冲击电流过大，待系统稳定后，Q3继电器开关11和Q1继电器开关4再依次吸合，然后Q2继电器开关9断开。
充放电模式选择，当U>Umax且SOC<1时，第一选择开关14输入端A0和输出端A1导通，超级电容储能装置进入充电状态；当U<Umin且SOC>0时，第一选择开关14输入端A0和输出端A2导通，超级电容储能装置进入放电状态。
充电控制，若SOC<60%，第二选择开关16输入端B0和输出B1导通，系统采用大电流恒流充电模式，对超级电容器组充电电流进行闭环比例积分控制；若SOC>60%，第二选择开关16输入端B0和输出端B2导通，系统采用恒功率充电模式，对超级电容器组充电电压、电流进行双闭环比例积分控制。
放电控制，超级电容放电时控制装置对超级电容器组放电电压、电流进行双闭环比例积分控制，若SOC>40%，采用大功率放电模式，若SOC<40%，采用小功率放电模式。
驱动闭锁，当Usc>Usmax时，第三选择开关31输入端C0和输出端C1导通，超级电容保护模块30强制封锁驱动模块中降压充电驱动部分，切断并禁止超级电容储能装置继续充电，但仍可实现放电功能，直到Usc<Usmax时，充电驱动闭锁解除，恢复超级电容储能装置充电功能；当Usc<Usmin时，第三选择开关31输入端C0和输出端C2导通，超级电容保护模块30强制封锁驱动模块中升压放电驱动部分，切断并禁止超级电容储能装置继续放电，但仍可实现充电功能，直到Usc>Usmin时，放电驱动闭锁解除，恢复超级电容储能装置放电功能。
保护功能：当超级电容储能装置工作温度超过风扇启动温度设定，第四选择开关36输入端D0和输出端D2导通，启动风扇38为设备降温；当超级电容储能装置工作温度超过警戒温度设定，第四选择开关36输入端D0和输出端D1导通，过热保护37强制第一继电器驱动34和第二继电器驱动40断开Q1继电器开关、Q3继电器开关。当双向DC/DC变换器6高压侧工作电压、电流超过设定警戒值时，过流过压保护模块39使得第二继电器驱动40先导通Q2继电器开关再断开Q3继电器开关；若此时电压、电流仍超过设定警戒值，则过流过压保护模块39强制第一继电器驱动34和第二继电器驱动40断开Q1继电器开关、Q3继电器开关。
区别于现有技术，本发明的超级电容动态充放电控制方法和装置通过实时监测超级电容器组的荷电状态和双向DC/DC变换器两端电压电流变化，实现超级电容充放电的动态控制调节，提高了超级电容储能装置充放电效率、使用寿命和工作可靠性；一方面根据超级电容的荷电状态，实现超级电容充放电策略的动态选择，以提高超级电容充放电利用率和使用安全；另一方面通过对双向DC/DC变换器两端电压电流的测量，实现超级电容充放电时的电压电流反馈控制，提高储能装置工作可靠性。
以上仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (4)
1.一种超级电容动态充放电控制装置，其特征在于，包括：
超级电容储能装置、HV1霍尔电压传感器(2)、HV2霍尔电压传感器(7)、HC1霍尔电流传感器(5)、HC2霍尔电流传感器(8)、继电器开关部分和充放电控制部分；超级电容储能装置包括超级电容器组(1)和双向DC/DC变换器(6)；充放电控制部分包括SOC检测模块(12)、充放电状态选择模块(13)、第一选择开关(14)、充电策略选择模块(15)、第二选择开关(16)、放电策略选择模块(23)、第一减法器(17)、第二减法器(19)、第三减法器(21)、第四减法器(24)、第五减法器(26)、第一PI控制器(18)、第二PI控制器(20)、第三PI控制器(22)、第四PI控制器(25)、第五PI控制器(27)、PWM调制模块(28)、驱动模块(29)、超级电容保护模块(30)、第三选择开关(31)、充电驱动闭锁(32)和放电驱动闭锁(33)；继电器开关部分包括Q1继电器开关(4)、Q2继电器开关(9)、Q3继电器开关(11)、R1电阻(3)、R2电阻(10)、第一继电器驱动(34)和第二继电器驱动(40)；
其中，所述双向DC/DC变换器(6)两端分别为低压侧和高压侧，其中，低压侧的一端通过R1电阻(3)与Q1继电器开关(4)的并联结构连接到超级电容器组(1)，另一端直接与超级电容器组(1)连接，双向DC/DC变换器(6)高压侧的一端通过Q2继电器开关(9)串联R2电阻(10)再与Q3继电器开关(11)相并联的结构连接于应用环境的直流母线，另一端直接连接于应用环境的直流母线；所述HV1霍尔电压传感器(2)并接在超级电容器组(1)两端，HC1霍尔电流传感器(5)串接在双向DC/DC变换器(6)的低压侧和R1电阻(3)与Q1继电器开关(4)的并联结构之间，所述HV2霍尔电压传感器(7)并接在双向DC/DC变换器(6)高压侧、HC2霍尔电流传感器(8)串接在双向DC/DC变换器(6)的高压侧和Q2继电器开关(9)串联R2电阻(10)再与Q3继电器开关(11)相并联的结构之间；所述SOC检测模块(12)输入端与HV1霍尔电压传感器(2)输出端相连接，充放电状态选择模块(13)两个输入端分别连接SOC检测模块(12) 的输出端和HV2霍尔电压传感器(7)的输出端，第一选择开关(14)的输入端A0与充放电状态选择模块(13)输出端相连，第一选择开关(14)输出端A1与充电策略选择模块(15)输入端相连，第一选择开关(14)输出端A2与放电策略选择模块(23)输入端相连，充电策略选择模块(15)输出端与第二选择开关(16)输入端B0相连，第二选择开关(16)输出端B1与第一减法器(17)正输入相连，第一减法器(17)负输入与HC1霍尔电流传感器(5)输出端相连，第一减法器(17)输出与第一PI控制器(18)输入端相连，第二选择开关(16)输出端B2与第二减法器(19)正输入相连，第二减法器(19)负输入与HV1霍尔电压传感器(2)输出端相连，第二减法器(19)输出与第二PI控制器(20)输入端相连，第二PI控制器(20)输出端与第三减法器(21)正输入相连，第三减法器(21)负输入与HC1霍尔电流传感器(5)输出端相连，第三减法器(21)输出与第三PI控制器(22)输入端相连，放电策略选择模块(23)输出端与第四减法器(24)正输入相连，第四减法器(24)负输入与HV2霍尔电压传感器(7)输出端相连，第四减法器(24)输出与第四PI控制器(25)输入端相连，第四PI控制器(25)输出端与第五减法器(26)正输入相连，第五减法器(26)负输入与HC2霍尔电流传感器(8)输出端相连，第五减法器(26)输出与第五PI控制器(27)输入端相连，PWM调制模块(28)三个输入端分别与第一PI控制器(18)、第三PI控制器(22)、第五PI控制器的(27)的输出端相连，超级电容保护模块(30)输入端与HV1霍尔电压传感器(2)输出端相连，超级电容保护模块(30)输出端与第三选择开关(31)输入端C0相连，第三选择开关(31)输出端C1与充电驱动闭锁(32)相连，第三选择开关(31)输出端C2与放电驱动闭锁(33)相连，驱动模块(29)输入端分别连接PWM调制模块(28)、充电驱动闭锁(32)、放电驱动闭锁(33)，驱动模块(29)输出端连接双向DC/DC变换器(6)。
2.根据权利要求1所述的超级电容动态充放电控制装置，其特征在于，还包括过热保护部分；所述过热保护部分包括温度传感器(35)、第四选择开关(36)、过热保护(37)、风扇(38)及过压过流保护模块(39)；其中，温度传感器(35)的输出端连接第四选择开关(36)的输入端D0，第四选择开关(36)的输出端D1连接过热保护(37)的输入端，过热保护(37)的输出端连接第一继电器驱动(34)和第二继电器驱动(40)；第四选择开关(36)的输出端D2连接风扇(38)；过压过流保护模块（39）输入端分别连接HV2霍尔电压传感器（7）和HC2霍尔电流传感器（8），过压过流保护模块(39) 输出端分别连接第一继电器驱动(34)和第二继电器驱动(40)。
3.一种超级电容动态充放电控制方法，通过如权利要求1-2所述的超级电容动态充放电控制装置对超级电容进行充放电控制，其特征在于，包括：
预设超级电容储能装置充电的起始直流母线电压Umax和放电的起始直流母线电压Umin，以及超级电容器组(1)极限电压上限Usmax和下限Usmin；
超级电容储能装置外接端口接入直流工作环境，超级电容动态充放电控制装置上电启动，通过HV1霍尔电压传感器(2)实时检测超级电容器组(1)两端电压Usc，HV2霍尔电压传感器(7)实时检测双向DC/DC变换器(6)高压侧电压U，SOC检测模块(12)将超级电容器组(1)两端实时电压Usc转换成SOC值输出；
当U>Umax且SOC<1时，第一选择开关(14)输入端A0和输出端A1导通，超级电容储能装置进入充电状态；若SOC<60%，第二选择开关(16)输入端B0和输出端B1导通，对超级电容器组(1)充电电流进行闭环比例积分控制，若SOC>60%，第二选择开关(16)输入端B0和输出端B2导通，对超级电容器组(1)充电电压、电流进行双闭环比例积分控制；
当U<Umin且SOC>0时，第一选择开关(14)输入端A0和输出端A2导通，超级电容储能装置进入放电状态，对超级电容器组(1)放电电压、电流进行双闭环比例积分控制，若SOC>40%，采用大功率放电模式，若SOC<40%，采用小功率放电模式；
当Usc>Usmax时，第三选择开关(31)输入端C0和输出端C1导通，超级电容保护模块(30)强制封锁驱动模块(29)中降压充电驱动部分，切断并禁止超级电容储能装置继续充电，直到Usc<Usmax时，充电驱动闭锁解除，恢复超级电容储能装置充电功能；
当Usc<Usmin时，第三选择开关(31)输入端C0和输出端C2导通，超级电容保护模块(30)强制封锁驱动模块(29)中升压放电驱动部分，切断并禁止超级电容储能装置继续放电，直到Usc>Usmin时，放电驱动闭锁解除，恢复超级电容储能装置放电功能，实现超级电容动态充放电控制。
4.根据权利要求3所述的超级电容动态充放电控制方法，其特征在于，当温度传感器(35)感应到超级电容储能装置工作温度超过风扇(38)的启动温度设定，第四选择开关(36)输入端D0和输出端D2导通，启动风扇(38)为设备降温；当超级电容储能装置工作温度超过警戒温度设定，第四选择开关(36)输入端D0和输出端D1导通，过热保护(37)强制第一继电器驱动(34)和第二继电器驱动(40)断开Q1继电器开关(4)、Q3继电器开关(11)；当双向DC/DC变换器(6)高压侧工作电压、电流超过设定警戒值时，过流过压保护模块(39)使得第二继电器驱动(40)先导通Q2继电器开关(9)再断开Q3继电器开关(11)；若此时电压、电流仍超过设定警戒值，则过流过压保护模块(39)强制第一继电器驱动(34)和第二继电器驱动(40)断开继电器开关Q1继电器开关(4)和Q3继电器开关(11)。
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