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1. 研究目的与意义
近年来全球性的资源紧张使得新能源技术成为了电力领域的热门话题。由于电能具有难以储存的特性，因此储能技术随着能量转换技术和新能源技术的发 展，逐渐成为关注的重点之一。目前热门的储能方式从原理上主要可以分为机械能储能和化学能储能两大类。机械能储能方式主要有以抽水蓄能、压缩空气蓄能为代表的将电能转化为机械势能的储能方式，和以飞轮蓄能为代表的将电能转化 为动能的储能方式。而化学能储能从原理上主要可以分为以传统电池、燃料电池等 为代表的化学电池储能方式，和以超级电容为代表的电荷储能方式。在这之中 超级电容相比其他储能方式具有充电速率高、充放电效率优异、循环次数与使用 寿命长、环境友好等突出优点，已经在众多领域得到了应用。超级电容拥有比 电池有更高的功率密度，能够在短时间内进行大电流充放叫饥。因此超级电容可 以满足一些暂态过程中峰值功率的要求，例如电机启动或是混合动力汽车的加速 与制动过程。另一方面，长寿命也是超级电容最突出的优点之一，本文设想的 应用场合即是利用超级电容的以上优点，在燃料电池和超级电容混合动力的有轨 电车上使用超级电容提供峰值功率，以使燃料电池运行曲线更平缓，提高燃料电 池寿命。 超级电容作为一种电化学电容，在正常使用状况下本质上不会发生蓄电池那 样的氧化还原反应，原理上仍然属于纯静电学的设备。但是当超级电容的使用 状态发生严重变化，各项工作参数超过其承受能力，例如过电压，过电流，过充 电以及温度过高时，超级电容便有可能发生不可逆转的化学反应和损坏，从而降 低甚至失去储能的功能。同时，超级电容作为一种辅助电源，也需要通过控制系 统来实现与主电源之间更好的配合。因此，在所有应用超级电容的场合，都 需要配置超级电容的状态监测与充放电管理系统，以保证超级电容能够稳定，安全并且高效地运行。
2. 国内外研究现状分析
对于传统蓄电池储能方式的状态监测与管理，国内外已经进行了大量的研究 ，并且已经在实际中得到采用。而由于超级电容目前的市场应用并不广泛， 涉及到超级电容能量管理的研究还相对较少。在已有的研究成果中，国内有若干 文献提出了城市轨道交通超级电容或超级电容．电池混合系统的状态监测和管理系 统设计，并已经在实验线路上应用。而在国外的研究中，目前的关注点主要 在超级电容的非线性系统建模，以及通过建模和数值迭代方法来获取超级电容 的健康状态方面。对于监测管理系统中设计的DC．DC部分，目前的发展趋势 是小型化和数字化，以提高电能转换效率降低损耗为当前的主要目标，并通过数 字化提高控制的精密度，整合度以及保密要求。此外对于荷电状态(State of Charge、SoC)的研究，除了传统的开路电压法和安时法，目前最新的研究方向集 中在模糊逻辑方法上。模糊逻辑方法的基本思路是通过大量的实验，经由以 往获得的经验及推理，利用模糊算法对人的思维进行学习，最终得到预期的结 果。使用模糊逻辑方法的优点是电池工作状态不会对预测结果产生影响，因此可 以应用于电流波动较大情况下的SoC预测，从而适合部署了可再生能源发电的场合。 国内外对于超级电容状态监测和能量管理的研究正在有序地展开，相关的实 验方法也很多。由于超级电容属于较复杂的电化学系统，大多数相关研究都是基 于非线性系统模型的。
3. 研究的基本内容与计划
软件结构:控制模块程序设计，显示模块程序设计，
硬件结构：为单片机控制模块，adc核心采样 模块，电压测量模块，电流测量模块，温度测量模块，报警线路
预期成果：当超级电容组件温度过高、充电电流过大时要控制充电电流；温度
4. 研究创新点
当超级电容组件温度过高、充电电流过大时要控制充电电流；温度
超过极限报警提示。各超级电容充电不均衡时要控制均衡充电.
