超级电容与电池混合储能系统搭建实战

📚 共计 30 章节
01
储能系统概述
为什么需要混合储能?电池与超级电容的优缺点对比。
基础对比
02
超级电容原理
双电层电容原理、关键参数(容量、内阻、电压)、选型指南。
原理参数
03
电池特性
锂电池工作原理、充放电曲线、SOC估算、循环寿命。
锂电池SOC
04
混合拓扑结构
被动并联、半主动拓扑、全主动拓扑(DC/DC+DC/DC)。
拓扑架构
05
DC/DC变换器基础
Buck、Boost、双向Buck-Boost拓扑原理与选型。
电源选型
06
功率分配策略
低通滤波法、模糊逻辑控制、模型预测控制(MPC)简介。
控制算法
07
系统建模
电池模型(RC等效电路)、超级电容模型、负载模型。
建模仿真
08
传感器选型
电流传感器(霍尔/分流器)、电压检测、温度检测。
传感器检测
09
驱动电路设计
MOSFET/IGBT选型、栅极驱动芯片(如IR2110)、死区时间设置。
驱动硬件
10
采样电路与信号调理
运放选型、差分放大、低通滤波、ADC接口。
模拟调理
11
主控芯片选型
STM32、DSP、FPGA对比,我为什么推荐STM32F4。
主控STM32
12
软件架构
主循环+中断、RTOS(FreeRTOS)任务划分、状态机设计。
软件RTOS
13
ADC驱动与数据处理
DMA采集、均值滤波、中值滤波、卡尔曼滤波入门。
ADC滤波
14
CAN通信协议
CAN2.0帧格式、STM32 CAN配置、数据解析。
通信CAN
15
上位机开发
Python PyQt5/C# 串口/CAN接收、波形显示、参数设置。
上位机可视化
16
低通滤波策略实现
数字低通滤波器设计(一阶RC)、截止频率计算、代码实现。
滤波代码
17
SOC估算方法
安时积分法、开路电压法、扩展卡尔曼滤波(EKF)原理。
SOCEKF
18
均衡管理
被动均衡(电阻放电)、主动均衡(飞渡电容/变压器),我踩过的坑。
均衡实战
19
保护电路设计
过压、欠压、过流、短路、过温保护逻辑与硬件实现。
保护安全
20
热管理
散热计算、风冷/液冷选择、NTC测温布局。
热设计散热
21
PCB设计要点
功率地与信号地分离、大电流走线、布局布线规则。
PCBLayout
22
EMC与抗干扰
共模/差模滤波、屏蔽、TVS管选型、Layout注意事项。
EMC抗干扰
23
系统调试流程
上电前检查、空载测试、带载测试、效率测试。
调试测试
24
常见故障排查
MOSFET烧毁原因、通信失败、采样值跳变。
故障排查
25
性能测试方法
恒流充放电测试、脉冲功率测试、循环寿命测试。
测试验证
26
案例1:电动自行车
48V/20Ah电池+16V/100F模组混合储能系统设计。
案例电动自行车
27
案例2:光伏储能微电网
100V母线,50kW系统混合储能应用。
案例微电网
28
案例3:工业UPS
短时高功率后备系统,超级电容支撑10秒。
案例UPS
29
成本与效益分析
BOM成本计算、寿命延长带来的经济性评估。
经济BOM
30
未来趋势
锂电容、固态电池、AI优化能量管理策略。
前沿趋势