CN115189454B - 一种超级电容混合电池的储能能源分配系统及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明混合电池领域，用于解决现有的混合电池中的蓄电池和超级电容之间的储能能源不能进行合理的分配，而且蓄电池、超级电容器发生故障时易于造成安全隐患的问题，具体涉及一种超级电容混合电池的储能能源分配系统及其方法；该储能能源分配系统包括数据采集模块、处理器、能源分配模块、能源分配模块以及状态检测模块；该储能能源分配系统采用超级电容器进行辅助供电，可以根据蓄电池和超级电容器蓄余比、容余比对两者的供电量进行合理分配，使得蓄电池和超级电容器中的电量得以充分利用，还对蓄电池的输出电流进行监控，能够对蓄电池进行保护，降低蓄电池损耗。

Description

一种超级电容混合电池的储能能源分配系统及其方法

技术领域

本发明涉及混合电池领域，具体涉及一种超级电容混合电池的储能能源分配系统及其方法。

背景技术

目前，随着电动汽车的日益发展，对功率负载的限定也愈发严格，大部分生产厂商都要求电动汽车电源具有很高的电能输送能力。蓄电池正是凭借着技术成熟，输送能力稳定而一直在市场上占主导地位。然而，驱动大功率负载时，蓄电池本身性能上的不足（功率密度小）给电动汽车的发展带来了严重影响。而超级电容本身具有功率密度大，寿命长，充放电速度快等优势，可以完全弥补蓄电池在应用上的不足，将二者结合起来，超级电容器和蓄电池在功能特性上具有互补性，如果将二者结合起来不仅可以减轻蓄电池的工作负荷，而且还能最大效率的使整车启动，制动的能量特性得以提高，蓄电池和超级电容器长时间使用后，会导致蓄电池、超级电容器发生故障，一旦存在故障，会对电动汽车的运行产生严重影响，易于造成安全隐患。

如何使得蓄电池和超级电容之间的储能能源进行合理的分配，使得储能能源最大效率的利用，同时保证蓄电池、超级电容器发生故障能够及时发现，保证蓄电池和超级电容两者结合的安全性是本发明的关键，因此，亟需一种超级电容混合电池的储能能源分配系统及其方法来解决以上问题。

发明内容

为了克服上述的技术问题，本发明的目的在于提供一种超级电容混合电池的储能能源分配系统及其方法：通过数据采集模块采集蓄电池和超级电容器的剩余电量和总电量，还采集蓄电池工作时的输出电流，之后处理器根据均低值、均高值以及均中值获得输出电流工作的标准区间，生成输出信号，解决了现有的混合电池中的蓄电池和超级电容之间的储能能源不能进行合理的分配，而且蓄电池、超级电容器发生故障时易于造成安全隐患的问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种超级电容混合电池的储能能源分配系统，包括数据采集模块、处理器以及能源分配模块；

数据采集模块，用于采集蓄电池和超级电容器的剩余电量、总电量，采集蓄电池的输出电流I获得蓄电余量Lx、容电余量Lr、蓄电总量Zx、容电总量Zr、输出电流I、均低值JId、均高值JIg以及均中值JIz，并将其发送至处理器；

处理器，用于根据蓄电余量Lx、容电余量Lr、蓄电总量Zx、容电总量Zr、输出电流I、均低值JId、均高值JIg以及均中值JIz生成输出信号，输出信号包括蓄电输出信号、容电输出信号、分配输出信号以及输出停止信号，并将输出信号发送至能源分配模块；还用于将输出停止信号发送至状态检测模块，根据状态检测模块反馈的状态系数ZX生成警示信号，警示信号包括报警信号和预警信号；

能源分配模块，用于根据输出信号控制蓄电池和超级电容器输出电量。

作为本发明进一步的方案：所述数据采集模块的工作过程具体如下：

采集蓄电池和超级电容器的剩余电量，并将其分别标记为蓄电余量Lx和容电余量Lr，获取蓄电池和超级电容器的总电量，并将其分别标记为蓄电总量Zx和容电总量Zr；

采集蓄电池的工作次数，并将其标记为i，检测蓄电池连续工作时间超过预设时间时则工作次数加一，实时采集每次工作时的输出电流I，将采集的输出电流I依次与蓄电池的额定输出电流Ie进行比较，将满足输出电流I≤额定输出电流Ie的输出电流I按照从小到大的顺序形成集合Ii{I1、……、In}，n为自然数，将最小的输出电流I1、最大的输出电流In以及中位数分别标记为低流值Id、高流值Ig以及中流值Iz；

获取历史工作次数中的所有低流值Id，求和并求取平均值，得到均低值JId，获取历史工作次数中的所有高流值Ig，求和并求取平均值，得到均高值JIg，获取历史工作次数中的所有中流值Iz，求和并求取平均值，得到均中值JIz；

将蓄电余量Lx、容电余量Lr、蓄电总量Zx、容电总量Zr、输出电流I、均低值JId、均高值JIg以及均中值JIz发送至处理器。

作为本发明进一步的方案：所述处理器生成输出信号的过程具体如下：

将均低值JId、均高值JIg代入公式BD=β×((JId+JIg)/2)得到波动值BD，其中β为预设调节系数，取β为0.892；

获得均中值JIz、波动值BD之和，得到区间高值Imax，获得均中值JIz、波动值BD之差，得到区间低值Imin；

利用区间高值Imax、区间低值Imin构建标准区间BQ（Imin，Imax）；

将蓄电余量Lx与预设蓄电余量分配值FLx比较，将输出电流I与标准区间BQ（Imin，Imax）进行比较：

若蓄电余量Lx＞预设蓄电余量分配值FLx且输出电流I∈标准区间BQ（Imin，Imax），则生成蓄电输出信号，并将蓄电输出信号发送至能源分配模块；

若预设蓄电余量阈值YLx≤蓄电余量Lx≤预设蓄电余量分配值FLx或输出电流I∉标准区间BQ（Imin，Imax），则将容电余量Lr与预设容电余量分配值FLr比较：

若容电余量Lr＞预设容电余量分配值FLr，则生成容电输出信号，并将容电输出信号发送至能源分配模块；

若预设容电余量阈值YLr≤容电余量Lr≤预设容电余量分配值FLr，生成分配输出信号，同时则蓄电余量Lx、蓄电总量Zx代入公式Bx=Lx/Zx得到蓄余比Bx，则容电余量Lr、容电总量Zr代入公式Br=Lr/Zr得到容余比Br，将蓄余比Bx、容余比Br代入公式Fx=(q1×Bx)/(q1×Bx+q2×Br)得到蓄电分配系数Fx，将蓄余比Bx、容余比Br代入公式Fr=(q2×Br)/(q1×Bx+q2×Br)得到容电分配系数Fr，其中，q1、q2均为预设比例系数，其中q2＞q1＞0，且q1+q2=1，取q1=0.42，q2=0.58，将分配输出信号、蓄电分配系数Fx以及容电分配系数Fr发送至能源分配模块；

若蓄电余量Lx＜预设蓄电余量阈值YLx且容电余量Lr≥预设容电余量阈值YLr，则生成容电输出信号，并将容电输出信号发送至能源分配模块；

若蓄电余量Lx≥预设蓄电余量阈值YLx且容电余量Lr＜预设容电余量阈值YLr，则生成蓄电输出信号，并将蓄电输出信号发送至能源分配模块；

若蓄电余量Lx＜预设蓄电余量阈值YLx且容电余量Lr＜预设容电余量阈值YLr，则生成输出停止信号，并将输出停止信号发送至能源分配模块与状态检测模块。

作为本发明进一步的方案：所述处理器生成警示信号的过程具体如下：

接收到状态检测模块反馈的状态系数ZX后将其与状态系数阈值YZX进行比较：

若状态系数ZX＞状态系数阈值YZX，则生成报警信号，并将报警信号发送至预警报警模块；

若状态系数ZX≤状态系数阈值YZX，则生成预警信号，并将预警信号发送至预警报警模块；其中状态系数阈值YZX根据检测对象的不同而不同。

作为本发明进一步的方案：所述能源分配模块控制蓄电池和超级电容器输出电量的过程具体如下：

接收到蓄电输出信号控制蓄电池输出电量，且输出的电量全部来自于蓄电池，接收到容电输出信号控制超级电容器输出电量，且输出的电量全部来自于超级电容器，接收到分配输出信号控制蓄电池、超级电容器输出电量，且输出的电量按照蓄电分配系数Fx来自于蓄电池，按照容电分配系数Fr来自于超级电容器，接收到输出停止信号控制蓄电池、超级电容器停止输出电量。

作为本发明进一步的方案：还包括状态检测模块，用于接收到输出停止信号后获取检测对象的状态系数ZX，并将状态系数ZX发送至处理器，具体过程如下：

接收到输出停止信号后获取检测对象的温度、检测对象所处的环境温度以及检测对象的预设标准温度，依次标记为器温值Qt、环温值Ht以及标温值Bt，将器温值Qt、环温值Ht以及标温值Bt代入公式

得到温度值Wt，其中，α、μ均为预设比例系数，其中α＞μ＞1，取α=2.104，μ=1.542；

获取检测对象在运行过程中产生的振动频率峰值和噪声分贝值峰值，分别标记为振频值Zp和声贝值Sb；

获取检测对象运行次数，并将其标记为运次值Yc；

将温度值Wt、振频值Zp、声贝值Sb以及运次值Yc代入公式ZX=d1×Wt+d2×Zp+d3×Sb+d4×Yc得到检测对象的状态系数ZX，检测对象为蓄电池或超级电容器，其中，d1、d2、d3、d4均为预设比例系数，且d1＞d2＞d3＞d4＞1；

将状态系数ZX发送至处理器。

作为本发明进一步的方案：还包括预警报警模块，用于根据警示信号响起警报，具体过程如下：

接收到报警信号响起报警警报，表明检测对象的运行状态不佳，需要进行检修；接收到预警信号响起预警警报，表明检测对象的电量不足，需要进行充电。

作为本发明进一步的方案：一种超级电容混合电池的储能能源分配方法，包括以下步骤：

步骤一：数据采集模块采集蓄电池和超级电容器的剩余电量，并将其分别标记为蓄电余量Lx和容电余量Lr，获取蓄电池和超级电容器的总电量，并将其分别标记为蓄电总量Zx和容电总量Zr；

步骤二：数据采集模块采集蓄电池的工作次数，并将其标记为i，检测蓄电池连续工作时间超过预设时间时则工作次数加一，实时采集每次工作时的输出电流I，将采集的输出电流I依次与蓄电池的额定输出电流Ie进行比较，将满足输出电流I≤额定输出电流Ie的输出电流I按照从小到大的顺序形成集合Ii{I1、……、In}，n为自然数，将最小的输出电流I1、最大的输出电流In以及中位数分别标记为低流值Id、高流值Ig以及中流值Iz；

步骤三：数据采集模块获取历史工作次数中的所有低流值Id，求和并求取平均值，得到均低值JId，获取历史工作次数中的所有高流值Ig，求和并求取平均值，得到均高值JIg，获取历史工作次数中的所有中流值Iz，求和并求取平均值，得到均中值JIz；

步骤四：数据采集模块将蓄电余量Lx、容电余量Lr、蓄电总量Zx、容电总量Zr、输出电流I、均低值JId、均高值JIg以及均中值JIz发送至处理器；

步骤五：处理器将均低值JId、均高值JIg代入公式BD=β×((JId+JIg)/2)得到波动值BD，其中β为预设调节系数，取β为0.892；

步骤六：处理器获得均中值JIz、波动值BD之和，得到区间高值Imax，获得均中值JIz、波动值BD之差，得到区间低值Imin；

步骤七：处理器利用区间高值Imax、区间低值Imin构建标准区间BQ（Imin，Imax）；

步骤八：处理器将蓄电余量Lx与预设蓄电余量分配值FLx比较，将输出电流I与标准区间BQ（Imin，Imax）进行比较：

若蓄电余量Lx＞预设蓄电余量分配值FLx且输出电流I∈标准区间BQ（Imin，Imax），则生成蓄电输出信号，并将蓄电输出信号发送至能源分配模块；

若预设蓄电余量阈值YLx≤蓄电余量Lx≤预设蓄电余量分配值FLx或输出电流I∉标准区间BQ（Imin，Imax），则将容电余量Lr与预设容电余量分配值FLr比较：

若容电余量Lr＞预设容电余量分配值FLr，则生成容电输出信号，并将容电输出信号发送至能源分配模块；

若预设容电余量阈值YLr≤容电余量Lr≤预设容电余量分配值FLr，生成分配输出信号，同时则蓄电余量Lx、蓄电总量Zx代入公式Bx=Lx/Zx得到蓄余比Bx，则容电余量Lr、容电总量Zr代入公式Br=Lr/Zr得到容余比Br，将蓄余比Bx、容余比Br代入公式Fx=(q1×Bx)/(q1×Bx+q2×Br)得到蓄电分配系数Fx，将蓄余比Bx、容余比Br代入公式Fr=(q2×Br)/(q1×Bx+q2×Br)得到容电分配系数Fr，其中，q1、q2均为预设比例系数，其中q2＞q1＞0，且q1+q2=1，取q1=0.42，q2=0.58，将分配输出信号、蓄电分配系数Fx以及容电分配系数Fr发送至能源分配模块；

若蓄电余量Lx＜预设蓄电余量阈值YLx且容电余量Lr≥预设容电余量阈值YLr，则生成容电输出信号，并将容电输出信号发送至能源分配模块；

若蓄电余量Lx≥预设蓄电余量阈值YLx且容电余量Lr＜预设容电余量阈值YLr，则生成蓄电输出信号，并将蓄电输出信号发送至能源分配模块；

若蓄电余量Lx＜预设蓄电余量阈值YLx且容电余量Lr＜预设容电余量阈值YLr，则生成输出停止信号，并将输出停止信号发送至能源分配模块与状态检测模块；

步骤九：能源分配模块接收到蓄电输出信号控制蓄电池输出电量，且输出的电量全部来自于蓄电池，接收到容电输出信号控制超级电容器输出电量，且输出的电量全部来自于超级电容器，接收到分配输出信号控制蓄电池、超级电容器输出电量，且输出的电量按照蓄电分配系数Fx来自于蓄电池，按照容电分配系数Fr来自于超级电容器，接收到输出停止信号控制蓄电池、超级电容器停止输出电量；

步骤十：状态检测模块接收到输出停止信号后获取检测对象的温度、检测对象所处的环境温度以及检测对象的预设标准温度，依次标记为器温值Qt、环温值Ht以及标温值Bt，将器温值Qt、环温值Ht以及标温值Bt代入公式

得到温度值Wt，其中，α、μ均为预设比例系数，其中α＞μ＞1，取α=2.104，μ=1.542；

步骤十一：状态检测模块获取检测对象在运行过程中产生的振动频率峰值和噪声分贝值峰值，分别标记为振频值Zp和声贝值Sb；

步骤十二：状态检测模块获取检测对象运行次数，并将其标记为运次值Yc；

步骤十三：状态检测模块将温度值Wt、振频值Zp、声贝值Sb以及运次值Yc代入公式ZX=d1×Wt+d2×Zp+d3×Sb+d4×Yc得到检测对象的状态系数ZX，检测对象为蓄电池或超级电容器，其中，d1、d2、d3、d4均为预设比例系数，且d1＞d2＞d3＞d4＞1；

步骤十四：状态检测模块将状态系数ZX发送至处理器；

步骤十五：处理器接收到状态系数ZX与状态系数阈值YZX进行比较：

若状态系数ZX＞状态系数阈值YZX，则生成报警信号，并将报警信号发送至预警报警模块；

若状态系数ZX≤状态系数阈值YZX，则生成预警信号，并将预警信号发送至预警报警模块；

步骤十六：预警报警模块接收到报警信号响起报警警报，表明检测对象的运行状态不佳，需要进行检修；接收到预警信号响起预警警报，表明检测对象的电量不足，需要进行充电。

本发明的有益效果：

本发明的一种超级电容混合电池的储能能源分配系统及其方法，通过数据采集模块采集蓄电池和超级电容器的剩余电量和总电量，还采集蓄电池工作时的输出电流，之后处理器根据均低值、均高值以及均中值获得输出电流工作的标准区间，若是输出电流位于标准区间时表示蓄电池电量输出为正常状态，且输出电流波动小，此时若是蓄电余量充足则优先使用蓄电池供电，若是输出电流位于标准区间外时表示蓄电池电量输出为非正常状态，且输出电流波动大，或者若是蓄电余量不充足时，采用超级电容器进行辅助供电，可以根据蓄电池和超级电容器蓄余比、容余比对两者的供电量进行合理分配，若是蓄电池和超级电容器中的一个电量严重不足，优先使用电量较为充足的一个，使得蓄电池和超级电容器中的电量得以充分利用，若是蓄电池和超级电容器两者电量都严重不足，则停止供电，则保证了蓄电池和超级电容器不会过放电，而且超级电容器可以在瞬时提供较大功率，具有充放电迅速，功率密度大，可在短时间迅速拉高储能载荷的优点，因此对蓄电池的输出电流进行监控，能够对蓄电池进行保护，降低蓄电池损耗；

该系统使得混合电池在运行时将输出电流以及电量较为优良的一个作为供电对象，进行优先供电，能够对另一个供电对象进行保护，而且状态检测模块接收到输出停止信号后获取检测对象的状态系数，状态系数用于判定蓄电池和超级电容器的运行状态，若是状态系数正常则可以对进行正常充电，以供接下来使用，若是状态系数不正常则需要进行检修，因此，混合电池每次使用前都进行了一个“体检”，保证了混合电池运行时的安全性。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是本发明中一种超级电容混合电池的储能能源分配系统的流程框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

请参阅图1所示，本实施例为一种超级电容混合电池的储能能源分配系统，包括数据采集模块、处理器、能源分配模块、能源分配模块以及状态检测模块；

数据采集模块，用于采集蓄电池和超级电容器的剩余电量、总电量，采集蓄电池的输出电流I获得蓄电余量Lx、容电余量Lr、蓄电总量Zx、容电总量Zr、输出电流I、均低值JId、均高值JIg以及均中值JIz，并将其发送至处理器；

处理器，用于根据蓄电余量Lx、容电余量Lr、蓄电总量Zx、容电总量Zr、输出电流I、均低值JId、均高值JIg以及均中值JIz生成输出信号，输出信号包括蓄电输出信号、容电输出信号、分配输出信号以及输出停止信号，并将输出信号发送至能源分配模块；还用于将输出停止信号发送至状态检测模块，根据状态检测模块反馈的状态系数ZX生成警示信号，警示信号包括报警信号和预警信号；

能源分配模块，用于根据输出信号控制蓄电池和超级电容器输出电量；

状态检测模块，用于接收到输出停止信号后获取检测对象的状态系数ZX，并将状态系数ZX发送至处理器；

预警报警模块，用于根据警示信号响起警报。

实施例2：

请参阅图1所示，本实施例为一种超级电容混合电池的储能能源分配方法，包括以下步骤：

步骤一：数据采集模块采集蓄电池和超级电容器的剩余电量，并将其分别标记为蓄电余量Lx和容电余量Lr，获取蓄电池和超级电容器的总电量，并将其分别标记为蓄电总量Zx和容电总量Zr；

步骤二：数据采集模块采集蓄电池的工作次数，并将其标记为i，检测蓄电池连续工作时间超过预设时间时则工作次数加一，实时采集每次工作时的输出电流I，将采集的输出电流I依次与蓄电池的额定输出电流Ie进行比较，将满足输出电流I≤额定输出电流Ie的输出电流I按照从小到大的顺序形成集合Ii{I1、……、In}，n为自然数，将最小的输出电流I1、最大的输出电流In以及中位数分别标记为低流值Id、高流值Ig以及中流值Iz；

步骤三：数据采集模块获取历史工作次数中的所有低流值Id，求和并求取平均值，得到均低值JId，获取历史工作次数中的所有高流值Ig，求和并求取平均值，得到均高值JIg，获取历史工作次数中的所有中流值Iz，求和并求取平均值，得到均中值JIz；

步骤四：数据采集模块将蓄电余量Lx、容电余量Lr、蓄电总量Zx、容电总量Zr、输出电流I、均低值JId、均高值JIg以及均中值JIz发送至处理器；

步骤五：处理器将均低值JId、均高值JIg代入公式BD=β×((JId+JIg)/2)得到波动值BD，其中β为预设调节系数，取β为0.892；

步骤六：处理器获得均中值JIz、波动值BD之和，得到区间高值Imax，获得均中值JIz、波动值BD之差，得到区间低值Imin；

步骤七：处理器利用区间高值Imax、区间低值Imin构建标准区间BQ（Imin，Imax）；

步骤八：处理器将蓄电余量Lx与预设蓄电余量分配值FLx比较，将输出电流I与标准区间BQ（Imin，Imax）进行比较：

若蓄电余量Lx＞预设蓄电余量分配值FLx且输出电流I∈标准区间BQ（Imin，Imax），则生成蓄电输出信号，并将蓄电输出信号发送至能源分配模块；

若预设蓄电余量阈值YLx≤蓄电余量Lx≤预设蓄电余量分配值FLx或输出电流I∉标准区间BQ（Imin，Imax），则将容电余量Lr与预设容电余量分配值FLr比较：

若容电余量Lr＞预设容电余量分配值FLr，则生成容电输出信号，并将容电输出信号发送至能源分配模块；

若预设容电余量阈值YLr≤容电余量Lr≤预设容电余量分配值FLr，生成分配输出信号，同时则蓄电余量Lx、蓄电总量Zx代入公式Bx=Lx/Zx得到蓄余比Bx，则容电余量Lr、容电总量Zr代入公式Br=Lr/Zr得到容余比Br，将蓄余比Bx、容余比Br代入公式Fx=(q1×Bx)/(q1×Bx+q2×Br)得到蓄电分配系数Fx，将蓄余比Bx、容余比Br代入公式Fr=(q2×Br)/(q1×Bx+q2×Br)得到容电分配系数Fr，其中，q1、q2均为预设比例系数，其中q2＞q1＞0，且q1+q2=1，取q1=0.42，q2=0.58，将分配输出信号、蓄电分配系数Fx以及容电分配系数Fr发送至能源分配模块；

若蓄电余量Lx＜预设蓄电余量阈值YLx且容电余量Lr≥预设容电余量阈值YLr，则生成容电输出信号，并将容电输出信号发送至能源分配模块；

若蓄电余量Lx≥预设蓄电余量阈值YLx且容电余量Lr＜预设容电余量阈值YLr，则生成蓄电输出信号，并将蓄电输出信号发送至能源分配模块；

若蓄电余量Lx＜预设蓄电余量阈值YLx且容电余量Lr＜预设容电余量阈值YLr，则生成输出停止信号，并将输出停止信号发送至能源分配模块与状态检测模块；

步骤九：能源分配模块接收到蓄电输出信号控制蓄电池输出电量，且输出的电量全部来自于蓄电池，接收到容电输出信号控制超级电容器输出电量，且输出的电量全部来自于超级电容器，接收到分配输出信号控制蓄电池、超级电容器输出电量，且输出的电量按照蓄电分配系数Fx来自于蓄电池，按照容电分配系数Fr来自于超级电容器，接收到输出停止信号控制蓄电池、超级电容器停止输出电量；

步骤十：状态检测模块接收到输出停止信号后获取检测对象的温度、检测对象所处的环境温度以及检测对象的预设标准温度，依次标记为器温值Qt、环温值Ht以及标温值Bt，将器温值Qt、环温值Ht以及标温值Bt代入公式

得到温度值Wt，其中，α、μ均为预设比例系数，其中α＞μ＞1，取α=2.104，μ=1.542；

步骤十一：状态检测模块获取检测对象在运行过程中产生的振动频率峰值和噪声分贝值峰值，分别标记为振频值Zp和声贝值Sb；

步骤十二：状态检测模块获取检测对象运行次数，并将其标记为运次值Yc；

步骤十三：状态检测模块将温度值Wt、振频值Zp、声贝值Sb以及运次值Yc代入公式ZX=d1×Wt+d2×Zp+d3×Sb+d4×Yc得到检测对象的状态系数ZX，检测对象为蓄电池或超级电容器，其中，d1、d2、d3、d4均为预设比例系数，且d1＞d2＞d3＞d4＞1；

步骤十四：状态检测模块将状态系数ZX发送至处理器；

步骤十五：处理器接收到状态系数ZX与状态系数阈值YZX进行比较：

若状态系数ZX＞状态系数阈值YZX，则生成报警信号，并将报警信号发送至预警报警模块；

若状态系数ZX≤状态系数阈值YZX，则生成预警信号，并将预警信号发送至预警报警模块；

步骤十六：预警报警模块接收到报警信号响起报警警报，表明检测对象的运行状态不佳，需要进行检修；接收到预警信号响起预警警报，表明检测对象的电量不足，需要进行充电。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上内容仅仅是对本发明所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种超级电容混合电池的储能能源分配系统，其特征在于，包括数据采集模块、处理器以及能源分配模块；

数据采集模块，用于采集蓄电池和超级电容器的剩余电量、总电量，采集蓄电池的输出电流获得蓄电余量、容电余量、蓄电总量、容电总量、输出电流、均低值、均高值以及均中值，并将其发送至处理器，所述数据采集模块的工作过程具体如下：

采集蓄电池和超级电容器的剩余电量，并将其分别标记为蓄电余量和容电余量，获取蓄电池和超级电容器的总电量，并将其分别标记为蓄电总量和容电总量；

采集蓄电池的工作次数，检测蓄电池连续工作时间超过预设时间时则工作次数加一，实时采集每次工作时的输出电流，将采集的输出电流依次与蓄电池的额定输出电流进行比较，将满足输出电流≤额定输出电流的输出电流按照从小到大的顺序形成集合，将最小的输出电流、最大的输出电流以及中位数分别标记为低流值、高流值以及中流值；

获取历史工作次数中的所有低流值，求和并求取平均值，得到均低值，获取历史工作次数中的所有高流值，求和并求取平均值，得到均高值，获取历史工作次数中的所有中流值，求和并求取平均值，得到均中值；

将蓄电余量、容电余量、蓄电总量、容电总量、输出电流、均低值、均高值以及均中值发送至处理器

处理器，用于根据蓄电余量、容电余量、蓄电总量、容电总量、输出电流、均低值、均高值以及均中值生成输出信号，输出信号包括蓄电输出信号、容电输出信号、分配输出信号以及输出停止信号，并将输出信号发送至能源分配模块；还用于将输出停止信号发送至状态检测模块，根据状态检测模块反馈的状态系数生成警示信号，警示信号包括报警信号和预警信号，所述处理器生成输出信号的过程具体如下：

将均低值、均高值经过分析得到波动值；

获得均中值、波动值之和，得到区间高值，获得均中值、波动值之差，得到区间低值；

利用区间高值、区间低值构建标准区间；

将蓄电余量与预设蓄电余量分配值比较，将输出电流与标准区间进行比较：

若蓄电余量＞预设蓄电余量分配值且输出电流∈标准区间，则生成蓄电输出信号，并将蓄电输出信号发送至能源分配模块；

若预设蓄电余量阈值≤蓄电余量≤预设蓄电余量分配值或输出电流∉标准区间，则将容电余量与预设容电余量分配值比较：

若容电余量＞预设容电余量分配值，则生成容电输出信号，并将容电输出信号发送至能源分配模块；

若预设容电余量阈值≤容电余量≤预设容电余量分配值，生成分配输出信号，同时则蓄电余量、蓄电总量经过分析得到蓄余比，则容电余量、容电总量经过分析得到容余比，将蓄余比、容余比经过分析得到蓄电分配系数和容电分配系数，将分配输出信号、蓄电分配系数以及容电分配系数发送至能源分配模块；

若蓄电余量＜预设蓄电余量阈值且容电余量≥预设容电余量阈值，则生成容电输出信号，并将容电输出信号发送至能源分配模块；

若蓄电余量≥预设蓄电余量阈值且容电余量＜预设容电余量阈值，则生成蓄电输出信号，并将蓄电输出信号发送至能源分配模块；

若蓄电余量＜预设蓄电余量阈值且容电余量＜预设容电余量阈值，则生成输出停止信号，并将输出停止信号发送至能源分配模块与状态检测模块；

能源分配模块，用于根据输出信号控制蓄电池和超级电容器输出电量。

2.根据权利要求1所述的一种超级电容混合电池的储能能源分配系统，其特征在于，所述处理器生成警示信号的过程具体如下：

接收到状态检测模块反馈的状态系数后将其与状态系数阈值进行比较：

若状态系数＞状态系数阈值，则生成报警信号，并将报警信号发送至预警报警模块；

若状态系数≤状态系数阈值，则生成预警信号，并将预警信号发送至预警报警模块。

3.根据权利要求1所述的一种超级电容混合电池的储能能源分配系统，其特征在于，所述能源分配模块控制蓄电池和超级电容器输出电量的过程具体如下：

接收到蓄电输出信号控制蓄电池输出电量，且输出的电量全部来自于蓄电池，接收到容电输出信号控制超级电容器输出电量，且输出的电量全部来自于超级电容器，接收到分配输出信号控制蓄电池、超级电容器输出电量，且输出的电量按照蓄电分配系数来自于蓄电池，按照容电分配系数来自于超级电容器，接收到输出停止信号控制蓄电池、超级电容器停止输出电量。

4.根据权利要求3所述的一种超级电容混合电池的储能能源分配系统，其特征在于，还包括状态检测模块，用于接收到输出停止信号后获取检测对象的状态系数，并将状态系数发送至处理器，具体过程如下：

接收到输出停止信号后获取检测对象的温度、检测对象所处的环境温度以及检测对象的预设标准温度，依次标记为器温值、环温值以及标温值，将器温值、环温值以及标温值经过分析得到温度值；

获取检测对象在运行过程中产生的振动频率峰值和噪声分贝值峰值，分别标记为振频值和声贝值；

获取检测对象运行次数，并将其标记为运次值；

将温度值、振频值、声贝值以及运次值经过分析得到检测对象的状态系数，检测对象为蓄电池或超级电容器；

将状态系数发送至处理器。

5.根据权利要求4所述的一种超级电容混合电池的储能能源分配系统，其特征在于，还包括预警报警模块，用于根据警示信号响起警报，具体过程如下：

接收到报警信号响起报警警报，表明检测对象的运行状态不佳，需要进行检修；接收到预警信号响起预警警报，表明检测对象的电量不足，需要进行充电。

6.一种超级电容混合电池的储能能源分配方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：数据采集模块采集蓄电池和超级电容器的剩余电量，并将其分别标记为蓄电余量和容电余量，获取蓄电池和超级电容器的总电量，并将其分别标记为蓄电总量和容电总量；

步骤二：数据采集模块实时采集每次工作时的输出电流，将采集的输出电流依次与蓄电池的额定输出电流进行比较，将满足输出电流≤额定输出电流的输出电流按照从小到大的顺序形成集合，将集合中的最小的输出电流、最大的输出电流以及中位数分别标记为低流值、高流值以及中流值；

步骤三：数据采集模块获取历史工作次数中的所有低流值，求和并求取平均值，得到均低值，获取历史工作次数中的所有高流值，求和并求取平均值，得到均高值，获取历史工作次数中的所有中流值，求和并求取平均值，得到均中值；

步骤四：数据采集模块将蓄电余量、容电余量、蓄电总量、容电总量、输出电流、均低值、均高值以及均中值发送至处理器；

步骤五：处理器将均低值、均高值经过分析得到波动值；

步骤六：处理器获得均中值、波动值之和，得到区间高值，获得均中值、波动值之差，得到区间低值；

步骤七：处理器利用区间高值、区间低值构建标准区间；

步骤八：处理器将蓄电余量与预设蓄电余量分配值比较，将输出电流与标准区间进行比较：

若蓄电余量＞预设蓄电余量分配值且输出电流∈标准区间，则生成蓄电输出信号，并将蓄电输出信号发送至能源分配模块；

若预设蓄电余量阈值≤蓄电余量≤预设蓄电余量分配值或输出电流∉标准区间，则将容电余量与预设容电余量分配值比较：

若容电余量＞预设容电余量分配值，则生成容电输出信号，并将容电输出信号发送至能源分配模块；

若预设容电余量阈值≤容电余量≤预设容电余量分配值，生成分配输出信号，同时则蓄电余量、蓄电总量经过分析得到蓄余比，则容电余量、容电总量经过分析得到容余比，将蓄余比、容余比经过分析得到蓄电分配系数和容电分配系数，将分配输出信号、蓄电分配系数以及容电分配系数发送至能源分配模块；

若蓄电余量＜预设蓄电余量阈值且容电余量≥预设容电余量阈值，则生成容电输出信号，并将容电输出信号发送至能源分配模块；

若蓄电余量≥预设蓄电余量阈值且容电余量＜预设容电余量阈值，则生成蓄电输出信号，并将蓄电输出信号发送至能源分配模块；

若蓄电余量＜预设蓄电余量阈值且容电余量＜预设容电余量阈值，则生成输出停止信号，并将输出停止信号发送至能源分配模块与状态检测模块；

步骤九：能源分配模块接收到蓄电输出信号控制蓄电池输出电量，且输出的电量全部来自于蓄电池，接收到容电输出信号控制超级电容器输出电量，且输出的电量全部来自于超级电容器，接收到分配输出信号控制蓄电池、超级电容器输出电量，且输出的电量按照蓄电分配系数来自于蓄电池，按照容电分配系数来自于超级电容器，接收到输出停止信号控制蓄电池、超级电容器停止输出电量；

步骤十：状态检测模块接收到输出停止信号后获取检测对象的温度、检测对象所处的环境温度以及检测对象的预设标准温度，依次标记为器温值、环温值以及标温值，将器温值、环温值以及标温值经过分析得到温度值；

步骤十一：状态检测模块获取检测对象在运行过程中产生的振动频率峰值和噪声分贝值峰值，分别标记为振频值和声贝值；

步骤十二：状态检测模块获取检测对象运行次数，并将其标记为运次值；

步骤十三：状态检测模块将温度值、振频值、声贝值以及运次值经过分析得到检测对象的状态系数；

步骤十四：状态检测模块将状态系数发送至处理器；

步骤十五：处理器接收到状态系数与状态系数阈值进行比较：

若状态系数＞状态系数阈值，则生成报警信号，并将报警信号发送至预警报警模块；

若状态系数≤状态系数阈值，则生成预警信号，并将预警信号发送至预警报警模块；

步骤十六：预警报警模块接收到报警信号响起报警警报，接收到预警信号响起预警警报。

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