Research on voltage balancing strategy of supercapacitor group in energy recovery system.rar

As the energy crisis becomes increasingly serious, the development of new energy and the research of energy-saving technology are becoming more and more urgent, and the application of new energy storage components - supercapacitors has opened up a new path for energy recovery. As a new energy storage device, supercapacitors have advantages that other energy storage devices cannot match - fast charging and discharging speed, high power density, and long service life. However, due to its low rated voltage, generally 1V to 3V, it is necessary to connect multiple sections in series to achieve a practical voltage value when used, and inconsistent capacitor monomer parameters will inevitably lead to unbalanced monomer voltage. In the long run, it is bound to seriously affect the life of the supercapacitor group and its working reliability. Starting from the structure and working principle of supercapacitors, this paper elaborates on its various characteristics in detail, analyzes and compares various voltage balancing circuits currently available, determines the voltage balancing strategy suitable for supercapacitor groups in energy recovery systems, and proposes the following two methods: One is to use the idea of ​​​​flying capacitors to transfer energy, add a DC/DC converter between the flying capacitor and the supercapacitor, and charge and discharge the supercapacitor with constant current to ensure the rapidity of the voltage balancing circuit. In order to solve the problem of constant current control difficulty of DC/DC converter caused by low voltage of supercapacitor monomer, this paper adopts new switching power supply chips LTC3425 and LTC3418 to achieve constant current output. The simulation and test results verify the effectiveness of this method. Another method is the transformer-based voltage balancing method, which introduces a full-bridge inverter and a high-frequency transformer to form a novel voltage balancing circuit. This method can easily obtain the average voltage value of the supercapacitor series group, making it very convenient to charge the supercapacitor with a voltage value lower than the average. This method achieves the purpose of voltage balancing at a lower cost, and the effectiveness of this method is verified by simulation and experiment. Both of the above methods complete voltage balancing through internal energy transfer, achieving a high balancing efficiency, and are suitable for voltage balancing of supercapacitor groups in energy recovery systems.