CN118232496A - 可变采样周期的超级电容管理系统及方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种可变采样周期的超级电容管理系统及方法，应用于储能技术领域，系统包括：系统管理单元；多个超级电容模组，包括模组管理单元和多个超级电容簇；超级电容簇包括多个超级电容单体和模拟前端模块；其中，系统管理单元获取上位系统的控制单元发送的状态信息；模拟前端模块通过运行参数采样获取多个超级电容单体的单体运行参数，以生成簇运行参数；模组管理单元基于状态信息和簇运行参数调节参数采样周期，以使模拟前端模块基于调节后的参数采样周期对多个超级电容单体进行运行参数采样及电压均衡。该系统能够灵活调整采样周期从而更好地适应各种工况，有效提高系统的均衡性能和整体稳定性。

Description

可变采样周期的超级电容管理系统及方法

技术领域

本申请涉及储能技术领域，具体涉及一种可变采样周期的超级电容管理系统及方法。

背景技术

超级电容管理系统(Supercapacitor Management System，简称CMS)是一种用于管理和控制超级电容器的系统。超级电容器，也称为超级电容或电化学电容器，是一种高能量密度和高功率密度的电子元件，它与传统的电池不同，并非通过化学反应来存储和释放能量，而是利用电荷在电极表面的吸附和解吸附来实现能量的存储和释放，能够快速存储和释放大量电能。

在电网供电系统中，静止同步调相机(SSC，Static Synchronous Compensator，又称静止同步补偿器)用于改善电网的功率因数，可以在电网电压下降时增加无功功率输出，电压上升时吸收无功功率。而超级电容管理系统包括数量众多的串联的超级电容，可以为静止同步调相机提供能量，二者配合从而提高整个电力系统的稳定性。

然而现有技术中，CMS由于系统总压较高且超级电容串联数量庞大，单体电压存在显著的不一致性，因此对系统的均衡性能提出了更高的要求。通常工况下，CMS中运行参数的采样周期保持不变，在一个采样周期内首先对各超级电容单体进行采样，包括进行电压采样、电流采样和温度采样等，根据采样结果判断是否处于过压欠压状态；然后进行电压均衡，通过监测并调节各个超级电容器之间的电压差，以确保它们工作在相同的电压水平上，提高整个系统的稳定性和性能。但在特定的工况下，往往需要进行高频大电流快速充放电，最快10s左右完成一轮充放电，超级电容的电压变化速度非常快，需要较快的采样速度，才能及时执行保护动作，防止超级电容过充过放，此时应适当缩短采样周期。此外，当CMS内超级电容之间不一致性过大时，需要更长的电压均衡时间，此时则应当相应降低采样速度，拉长采样周期。由此，当前CMS固定采样周期的方式不能满足多种工况中的使用需求，同时，由于采样周期影响系统的电压采样和电压均衡操作，不合适的采样周期可能导致系统无法及时获取准确的电压采样数据，以及无法充分保证系统的电压均衡，不利于CMS高效、安全地运行。

因此，如何调整采样周期使CMS通过更好地适应各种工况，提高其均衡性能和系统的整体稳定性是当前急需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例提供了一种可变采样周期的超级电容管理方法及系统，能够灵活调整采样周期从而更好地适应各种工况，有效提高超级电容管理系统的均衡性能和整体稳定性。所述技术方案如下：

一方面，本申请实施例提供了可变采样周期的超级电容管理系统，所述系统包括：

系统管理单元，所述系统管理单元与上位系统的控制单元进行通信连接；

多个超级电容模组，所述超级电容模组包括模组管理单元和多个超级电容簇，所述模组管理单元用于调节多个所述超级电容簇的参数采样周期，所述模组管理单元与所述系统管理单元进行通信连接；

所述超级电容簇包括多个超级电容单体和模拟前端模块，所述模拟前端模块用于基于所述参数采样周期对多个所述超级电容单体进行运行参数采样及电压均衡，多个所述模拟前端模块通超级过菊花链通信连接，所述模拟前端模块与所述模组管理单元通过串行通信连接；

其中，所述系统管理单元用于获取所述上位系统的控制单元发送的状态信息；所述模拟前端模块用于通过所述运行参数采样获取多个所述超级电容单体的单体运行参数，以生成簇运行参数；所述模组管理单元用于获取所述状态信息和所述簇运行参数，并基于二者调节所述参数采样周期，以使所述模拟前端模块基于调节后的所述参数采样周期对多个所述超级电容单体进行运行参数采样及电压均衡。

进一步地，所述运行参数采样包括电压采样和电流采样，所述单体运行参数包括单体运行电压和单体运行电流，所述簇运行参数包括簇运行电压和簇运行电流；

所述模拟前端模块用于通过运行参数采样获取所述单体运行电压和所述单体运行电流，以生成所述簇运行电压和所述簇运行电流；所述模组管理单元用于获取所述簇运行电压、所述簇运行电流和所述状态信息，并基于所述簇运行电压、所述簇运行电流和所述状态信息调节所述参数采样周期，以使所述模拟前端模块基于调节后的所述参数采样周期对多个所述超级电容单体进行电压采样、电流采样及所述电压均衡。

另一方面，本申请实施例提供了一种可变采样周期的超级电容管理方法，所述方法包括：

S1、模拟前端模块基于参数采样周期，通过运行参数采样获取多个超级电容单体的单体运行参数，以生成超级电容簇对应的簇运行参数；

S2、模组管理单元获取所述簇运行参数；

S3、系统管理单元获取上位系统的控制单元发送的状态信息，并将所述状态信息发送给所述模组管理单元；

S4、所述模组管理单元基于所述状态信息和所述簇运行参数调节所述参数采样周期，以使所述模拟前端模块基于调节后的所述参数采样周期对多个所述超级电容单体进行运行参数采样及电压均衡。

进一步地，所述参数采样周期包括：正常采样周期、快速采样周期、慢速采样周期，所述快速采样周期的长度小于所述正常采样周期和所述慢速采样周期，所述正常采样周期的长度小于所述慢速采样周期；所述运行参数采样包括电压采样和电流采样，所述单体运行参数包括单体运行电压和单体运行电流，所述簇运行参数包括簇运行电压和簇运行电流，步骤S1包括通过以下方式实现：

所述模拟前端模块基于所述正常采样周期、所述快速采样周期、所述慢速采样周期的其中一种，通过电压采样和电流采样获取所述单体运行电压和所述单体运行电流，以生成所述簇运行电压和所述簇运行电流；

步骤S2包括通过以下方式实现：

所述模组管理单元获取所述簇运行电压和所述簇运行电流。

更进一步地，其特征在于，步骤S4包括通过以下方式实现：

在所述簇运行电流的绝对值小于第一电流阈值且大于第二电流阈值的情况下，所述模组管理单元将当前所述参数采样周期调节为所述正常采样周期，以使所述模拟前端模块基于所述正常采样周期对多个所述超级电容单体进行运行参数采样及电压均衡。

更进一步地，步骤S4还包括通过以下方式实现：

在所述簇运行电流的绝对值大于或等于所述第一电流阈值的情况下，所述模组管理单元将当前所述参数采样周期调节为所述快速采样周期，以使所述模拟前端模块基于所述快速采样周期对多个所述超级电容单体进行运行参数采样。

更进一步地，在步骤S3之前，所述方法还包括：

在所述簇运行电压压差持续大于电压压差阈值超过预设时间的情况下，所述模组管理单元向所述系统管理单元发送慢速调整请求；

步骤S3还包括通过以下方式实现：

所述系统管理单元基于所述慢速调整请求向所述上位系统的控制单元发送状态调整请求，以获取所述上位系统控制单元发送的状态信息；

所述系统管理单元将所述状态信息发送给所述模组管理单元。

更进一步地，所述状态信息包括待机状态和限流充电状态；步骤S4包括通过以下方式实现：

在所述状态信息指示所述上位系统处于所述待机状态或限流充电状态，且所述簇运行电流的绝对值小于所述第二电流阈值的情况下，所述模组管理单元将当前所述参数采样周期调节为所述慢速采样周期，以使所述模拟前端模块基于所述慢速采样周期对多个所述超级电容单体进行运行参数采样及电压均衡。

另一方面，本申请实施例提供了一种设备，所述终端包括处理器和存储器；所述存储器存储有至少一条指令，所述至少一条指令用于被所述处理器执行以实现如上述方面所述的可变采样周期的超级电容管理方法。

另一方面，本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述可读存储介质中存储有至少一段程序，所述至少一段程序由处理器加载并执行以实现如上述方面所述的可变采样周期的超级电容管理方法。

与现有技术相比，本说明书实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到的有益效果至少包括：

本申请的可变采样周期的超级电容管理系统包括：系统管理单元；多个超级电容模组，包括模组管理单元和多个超级电容簇；超级电容簇包括多个超级电容单体和模拟前端模块；其中，系统管理单元获取上位系统的控制单元发送的状态信息，使得超级电容管理系统可以基于上位系统状态信息通过调整采样周期的方式调整自己的当前运行状态；此外，模拟前端模块通过运行参数采样获取多个超级电容单体的单体运行参数，以生成簇运行参数，簇运行参数反映了当前系统的运行状态，为模组管理单元提供数据参考；而模组管理单元可以综合状态信息和簇运行参数调节参数采样周期，以使模拟前端模块基于调节后的参数采样周期对多个超级电容单体进行运行参数采样及电压均衡，实现对采样周期的灵活调整，以更好地适应各种工况，从而有效提高系统的均衡性能和整体稳定性，可以更好的服务于上位系统为上位系统提供稳定安全的电能。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1示出了本申请一个示例性实施例提供的可变采样周期的超级电容管理系统的结构示意图；

图2示出了本申请一个示例性实施例提供的可变采样周期的超级电容管理方法的流程图；

图3示出了本申请另一个示例性实施例提供的可变采样周期的超级电容管理方法的流程图；

图4示出了本申请一个示例性实施例提供的一种用于可变采样周期的超级电容管理的电子设备的框图；

图5示出了本申请另一个示例性实施例提供的一种用于可变采样周期的超级电容管理的电子设备的框图。

具体实施方式

下面结合附图对本申请实施例进行详细描述。

以下通过特定的具体实例说明本申请的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。本申请还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本申请的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本申请中的实施例，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他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

请参阅图1，图1是根据一个示例性实施例提供的可变采样周期的超级电容管理系统的结构示意图，图中可变采样周期的超级电容管理系统10，该系统可以包括系统管理单元100、多个超级电容模组200、超级电容模组中还包括模组管理单元210和多个超级电容簇211，超级电容簇211中还包括模拟前端模块2110和多个超级电容单体2111。

在一个可选的实施例中，可变采样周期的超级电容管理系统10可以包括多个超级电容模组200(如图中超级电容模组1至n)，系统管理单元100与上位系统的控制单元进行通信连接，模组管理单元210用于调节多个超级电容簇211(如图中超级电容簇1至n)的参数采样周期，模组管理单元210与系统管理单元100进行通信连接，模拟前端模块2110用于基于参数采样周期对多个超级电容单体2111(如图中超级电容单体1至n)进行运行参数采样及电压均衡，多个模拟前端模块通超级过菊花链通信连接，模拟前端模块与模组管理单元通过串行通信连接。

实际应用中，系统管理单元与上位系统的控制单元可以采用有线或无线通信的方式进行连接，在此不作限定。上位系统可以是静止同步调相机(SSC，Static SynchronousCompensator，又称静止同步补偿器)对应的管理系统，可变采样周期的超级电容管理系统负责为上位系统提供安全、稳定输出的能量。模组管理单元，也即超级电容管理系统中的CCMU(Capacitor Charge Management Unit)是一种用于管理超级电容充电和放电的电路模块，通常由充放电控制器和电流传感器等组成，本实施例中CCMU除通常功能(控制充放电、运行参数监测等)以外还可以调节多个超级电容簇的参数采样周期，使CMS通过更好地适应各种工况，以实现最佳的能量管理和利用。模拟前端模块，也即模拟前端电路AFE(Analog Front-End)，其主要功能为将传感器采集到的模拟信号转换为数字信号，并进行包括滤波、放大、数字处理等预处理，最后通过多种方式进行输出，例如串口输出、并口输出、以太网输出等，在CMS中指采样芯片，用以对电芯的电压和温度进行采样，同时由于该模块中还集成了均衡控制开关以及相关逻辑电路，因此可以进行电压均衡管理。在本实施例中，多个模拟前端模块通超级过菊花链通信连接，菊花链通信连接可以满足提高电压采样速度的需要，而模拟前端模块与模组管理单元，可以由多个模拟前端模块的其中之一与模组管理单元通过串行通信连接，其中，由于串行通信连接数据位通过单个传输线路进行传输，相对于并行通信连接而言，串行通信连接只需要较少的传输线路，实现简单且可靠性较高。

进一步的，系统管理单元用于获取上位系统的控制单元发送的状态信息，模拟前端模块用于通过运行参数采样获取多个超级电容单体的单体运行参数，以生成簇运行参数，模组管理单元用于获取状态信息和簇运行参数，并基于二者调节参数采样周期，以使模拟前端模块基于调节后的参数采样周期对多个超级电容单体进行运行参数采样及电压均衡。

在一些实施例中，运行参数采样包括电压采样和电流采样，单体运行参数包括单体运行电压和单体运行电流，簇运行参数包括簇运行电压和簇运行电流。

相应的，模拟前端模块用于通过运行参数采样获取单体运行电压和单体运行电流，以生成簇运行电压和簇运行电流；模组管理单元用于获取簇运行电压、簇运行电流和状态信息，并基于簇运行电压、簇运行电流和状态信息调节参数采样周期，以使模拟前端模块基于调节后的参数采样周期对多个超级电容单体进行电压采样、电流采样及电压均衡。

在一种可能的应用场景下，运行参数采样还包括温度采样，相应的，超级电容单体对应的运行参数还包括单体运行温度，簇运行参数还包括簇运行温度。

在上述实施例中，系统管理单元获取上位系统的控制单元发送的状态信息，使得超级电容管理系统可以基于上位系统状态信息通过调整采样周期的方式调整自己的当前运行状态；此外，模拟前端模块通过运行参数采样获取多个超级电容单体的单体运行参数，以生成簇运行参数，簇运行参数反映了当前系统的运行状态，为模组管理单元提供数据参考；而模组管理单元可以综合状态信息和簇运行参数调节参数采样周期，以使模拟前端模块基于调节后的参数采样周期对多个超级电容单体进行运行参数采样及电压均衡，实现对采样周期的灵活调整，以更好地适应各种工况，从而有效提高系统的均衡性能和整体稳定性，可以更好的服务于上位系统为上位系统提供稳定安全的电能。

以下介绍本发明的可变采样周期的超级电容管理方法，图2是本发明实施例提供的一种可变采样周期的超级电容管理方法的流程示意图，本说明书提供了如实施例或流程图所述的方法操作步骤，但基于常规或者无创造性的劳动可以包括更多或者更少的操作步骤。实施例中列举的步骤顺序仅仅为众多步骤执行顺序中的一种方式，不代表唯一的执行顺序。在实际的三维模型加载装置产品执行时，可以按照实施例或者附图所示的方法顺序执行或者并行执行(例如并行处理器或者多线程处理的环境)。具体如图1所示，上述方法可以包括：

S1、模拟前端模块基于参数采样周期，通过运行参数采样获取多个超级电容单体的单体运行参数，以生成超级电容簇对应的簇运行参数。

在一些实施例中，参数采样周期按参数采样的类别可分为电压采样周期、电流采样周期和温度采样周期等，相应的，模拟前端模块对多个超级电容单体进行电压采样、电流采样和温度采样，实际应用中，不同厂家的模拟前端模块(也即AFE)采集通道各不相同，模拟前端模块可以同时对多少超级电容单体采样取决于出厂设置的通道数量以及用户实际的使用需求。相应的，簇运行参数可以分为电压、电流和温度等方面的参数，其中，簇运行电压可以设置为多个超级电容单体中的单体最高电压与单体最低电压之间的压差。

S2、模组管理单元获取簇运行参数。

在一些实施例中，对应模拟前端模块所生成的簇运行参数，模组管理单元可以获取簇运行电压、簇运行电流和簇运行温度等超级电容簇对应的簇运行参数。

S3、系统管理单元获取上位系统的控制单元发送的状态信息，并将状态信息发送给模组管理单元。

在一些实施例中，上位系统可以为需要可变采样周期的超级电容管理系统提供电能的系统，以静止同步调相机对应的SSC为例，系统管理单元获取SSC状态信息，获知其当前是正常电网联机状态、待机状态或限流充电状态等，获取到状态信息之后，系统管理单元将状态信息发送给模组管理单元，以使模组管理单元基于该状态信息调整当前采样周期。

S4、模组管理单元基于状态信息和簇运行参数调节参数采样周期，以使模拟前端模块基于调节后的参数采样周期对多个超级电容单体进行运行参数采样及电压均衡。

不同工况下，对超级电容管理系统的采样周期有不同需求，一个采样周期分由两部分组成，一部分为运行参数采样，另一部分为电压均衡，如缩短采样周期会使一个采样周期内均衡时间的占比减小，一定程度上将降低均衡性能。其原因为，超级电容管理系统内包括多个超级电容簇，其下还包括多个超级电容单体，当串联的超级电容单体数量确定后，此时电压通道等采样通道数量确定，对应的电压采样寄存器等寄存器数量也随之确定，由此基于菊花链通讯的采样数据读取时间也固定，也即，对于同一个超级电容管理系统，其采样周期内用于运行参数采样的时间基本不变，周期缩短则电压均衡时间也被缩短，而电压均衡用于减小各超级电容单体之间的不一致性(由于自身内部差异或外部使用状态不同而形成的储能容量、内阻和电压等参数不同的现象)，电压均衡直接影响系统整体容量性能、使用寿命、充放电功率和安全性能。例如，采样周期为100ms，运行参数采样时间固定为20ms左右，电压均衡时间剩余70ms左右占比约70％；而当采样周期为250ms时，运行参数采样时间固定为20ms左右，电压均衡时间则剩余220ms左右，占比约88％，此时均衡性能更优。但在一些特殊工况下，缩短采样周期更符合实际需要，例如进行高频大电流快速充放电时，此种情况下最快10s左右完成一轮充放电，超级电容的电压变化速度非常快，此时则应提高基于菊花链通信的采样速度，才能及时执行保护动作，防止超级电容过充过放，因此需要相应缩短采样周期。

在一些实施例中，模组管理单元获取系统管理单元发送的上位系统的状态信息，以及模拟前端模块发送的簇运行参数(电压、电流参数等)，然后，模拟管理单元基于状态信息和簇运行参数调节参数采样周期，使得模拟前端模块可以根据调节后的参数采样周期，重新对多个超级电容单体进行运行参数采样并进行电压均衡。

图3是本发明实施例提供的另一种可变采样周期的超级电容管理方法的流程示意图。本实施例以该方法用于计算机设备为例进行说明，该方法包括如下步骤。

在一些实施例中，参数采样周期包括：正常采样周期、快速采样周期、慢速采样周期，其中，快速采样周期的长度小于正常采样周期和慢速采样周期，正常采样周期的长度小于慢速采样周期；运行参数采样包括电压采样和电流采样，单体运行参数包括单体运行电压和单体运行电流，簇运行参数包括簇运行电压和簇运行电流。

在一种具体的实施方式中，上述正常采样周期、快速采样周期、慢速采样周期可以由用户根据使用需求进行设置，例如：设置正常采样周期为100ms、快速采样周期30ms、慢速采样周期250ms。

S301、模拟前端模块基于正常采样周期、快速采样周期、慢速采样周期的其中一种，通过电压采样和电流采样获取单体运行电压和单体运行电流，以生成簇运行电压和簇运行电流。

S302、模组管理单元获取簇运行电压和簇运行电流。

S303、在簇运行电压压差持续大于电压压差阈值超过预设时间的情况下，模组管理单元向系统管理单元发送慢速调整请求。

S304、系统管理单元基于慢速调整请求向上位系统的控制单元发送状态调整请求，以获取上位系统控制单元发送的状态信息，系统管理单元将状态信息发送给模组管理单元。

S305、在状态信息指示上位系统处于待机状态或限流充电状态，且簇运行电流的绝对值小于第二电流阈值的情况下，模组管理单元将当前参数采样周期调节为慢速采样周期，以使模拟前端模块基于慢速采样周期对多个超级电容单体进行运行参数采样及电压均衡。

在一些实施例中，若簇运行电流的绝对值小于第二电流阈值，说明此时系统内各超级电容单体之间，或超级电容簇之间的电容不一致性较大，应给予系统更长的均衡时间进行电压均衡，减小不一致性使系统趋于稳定。第二电流阈值可以为提前设置的数值，在实际应用中，第二电流阈值除考虑系统的工作电流，该应考虑扰动误差等影响因素，从而设置更准确合理的阈值。

S306、在簇运行电流的绝对值小于第一电流阈值且大于第二电流阈值的情况下，模组管理单元将当前参数采样周期调节为正常采样周期，以使模拟前端模块基于正常采样周期对多个超级电容单体进行运行参数采样及电压均衡。

在一些实施例中，若簇运行电流的绝对值小于第一电流阈值且大于第二电流阈值，说明此时系统内各超级电容单体之间，或超级电容簇之间的电容不一致性较低，且系统并不处于快速充放电的状态，应适当设置运行参数采样与电压均衡的比例。其中，第一电流阈值可以为提前设置的数值，用以辅助判断当前系统是否处于快速充放电的状态，与第二电流阈值类似，可以为提前设置的数值，在实际应用中，第一电流阈值除考虑系统的工作电流，同样应考虑扰动误差等影响因素，从而设置更准确合理的阈值。

S307、在簇运行电流的绝对值大于或等于第一电流阈值的情况下，模组管理单元将当前参数采样周期调节为快速采样周期，以使模拟前端模块基于快速采样周期对多个超级电容单体进行运行参数采样。

在一些实施例中，若簇运行电流的绝对值大于或等于第一电流阈值，说明此时系统处于高频大电流快速充放电的状态，超级电容的电压变化速度非常快，应当提高采样速度，缩短采样周期。在一种可能的实施方式中，运行参数采样时间为30ms左右，一次采样后所有数据返回时间约为20ms及以上，在一个采样周期内几乎没有空余时间对多个超级电容单体等进行电压均衡，因此在本实施例中，参数采样周期为快速采样周期时，模拟前端模块基于快速采样周期仅对多个超级电容单体进行运行参数采样。

上述实施例中，将参数采样周期分为正常采样周期、快速采样周期和慢速采样周期，其中快速采样周期的长度小于正常采样周期和慢速采样周期，正常采样周期的长度小于慢速采样周期，模组管理单元根据簇运行参数(簇运行电压和簇运行电流)以及系统管理单元发送的上位系统状态信息，对超级电容管理系统的运行状态做出判断，及时调节参数采样周期，从而使系统更好地适应各种工况，有效提高系统的均衡性能和整体稳定性。

图4是根据一示例性实施例示出的一种用于可变采样周期的超级电容管理的电子设备的框图，该电子设备可以是计算机设备，其内部结构图可以如图4所示。该电子设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口、显示屏和输入装置。其中，该电子设备的处理器用于提供计算和控制能力。该电子设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该电子设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种可变采样周期的超级电容管理方法。该电子设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该电子设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是电子设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。

图5是根据一示例性实施例示出的一种用于可变采样周期的超级电容管理的电子设备的框图，该电子设备可以是服务器，其内部结构图可以如图5所示。该电子设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器和网络接口。其中，该电子设备的处理器用于提供计算和控制能力。该电子设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该电子设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种可变采样周期的超级电容管理方法。

本领域技术人员可以理解，图4或图5中示出的结构，仅仅是与本公开方案相关的部分结构的框图，并不构成对本公开方案所应用于其上的电子设备的限定，具体的电子设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。

在示例性实施例中，还提供了一种电子设备，处理器:用于存储该处理器可执行指令的存储器；其中，该处理器被配置为执行该指令，以实现如本公开实施例中的可变采样周期的超级电容管理方法。

在示例性实施例中，还提供了一种计算机可读存储介质，当该存储介质中的指令由电子设备的处理器执行时，使得电子设备能够执行本公开实施例中的可变采样周期的超级电容管理方法。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，该计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，对于本申请所提供的各实施例中所使用的存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。

本申请实施例提供了一种计算机程序产品或计算机程序，该计算机程序产品或计算机程序包括计算机指令，该计算机指令存储在计算机可读存储介质中。计算机设备的处理器从计算机可读存储介质读取该计算机指令，处理器执行该计算机指令，使得该计算机设备执行上述实施例所述的可变采样周期的超级电容管理方法。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

本说明书中，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例侧重说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于后面说明的实施例而言，描述比较简单，相关之处参见前述实施例的部分说明即可。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种可变采样周期的超级电容管理系统，其特征在于，所述系统包括：

系统管理单元，所述系统管理单元与上位系统的控制单元进行通信连接；

多个超级电容模组，所述超级电容模组包括模组管理单元和多个超级电容簇，所述模组管理单元用于调节多个所述超级电容簇的参数采样周期，所述模组管理单元与所述系统管理单元进行通信连接；

所述超级电容簇包括多个超级电容单体和模拟前端模块，所述模拟前端模块用于基于所述参数采样周期对多个所述超级电容单体进行运行参数采样及电压均衡，多个所述模拟前端模块通超级过菊花链通信连接，所述模拟前端模块与所述模组管理单元通过串行通信连接；

其中，所述系统管理单元用于获取所述上位系统的控制单元发送的状态信息；所述模拟前端模块用于通过所述运行参数采样获取多个所述超级电容单体的单体运行参数，以生成簇运行参数；所述模组管理单元用于获取所述状态信息和所述簇运行参数，并基于二者调节所述参数采样周期，以使所述模拟前端模块基于调节后的所述参数采样周期对多个所述超级电容单体进行运行参数采样及电压均衡。

2.根据权利要求1所述的可变采样周期的超级电容管理系统，其特征在于，所述运行参数采样包括电压采样和电流采样，所述单体运行参数包括单体运行电压和单体运行电流，所述簇运行参数包括簇运行电压和簇运行电流；

所述模拟前端模块用于通过运行参数采样获取所述单体运行电压和所述单体运行电流，以生成所述簇运行电压和所述簇运行电流；所述模组管理单元用于获取所述簇运行电压、所述簇运行电流和所述状态信息，并基于所述簇运行电压、所述簇运行电流和所述状态信息调节所述参数采样周期，以使所述模拟前端模块基于调节后的所述参数采样周期对多个所述超级电容单体进行电压采样、电流采样及所述电压均衡。

3.一种基于权利要求12任一项所述的可变采样周期的超级电容管理系统的可变采样周期的超级电容管理方法，其特征在于，所述方法包括：

S1、模拟前端模块基于参数采样周期，通过运行参数采样获取多个超级电容单体的单体运行参数，以生成超级电容簇对应的簇运行参数；

S2、模组管理单元获取所述簇运行参数；

S3、系统管理单元获取上位系统的控制单元发送的状态信息，并将所述状态信息发送给所述模组管理单元；

S4、所述模组管理单元基于所述状态信息和所述簇运行参数调节所述参数采样周期，以使所述模拟前端模块基于调节后的所述参数采样周期对多个所述超级电容单体进行运行参数采样及电压均衡。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述参数采样周期包括：正常采样周期、快速采样周期、慢速采样周期，所述快速采样周期的长度小于所述正常采样周期和所述慢速采样周期，所述正常采样周期的长度小于所述慢速采样周期；所述运行参数采样包括电压采样和电流采样，所述单体运行参数包括单体运行电压和单体运行电流，所述簇运行参数包括簇运行电压和簇运行电流，步骤S1包括通过以下方式实现：

所述模拟前端模块基于所述正常采样周期、所述快速采样周期、所述慢速采样周期的其中一种，通过电压采样和电流采样获取所述单体运行电压和所述单体运行电流，以生成所述簇运行电压和所述簇运行电流；

步骤S2包括通过以下方式实现：

所述模组管理单元获取所述簇运行电压和所述簇运行电流。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤S4包括通过以下方式实现：

在所述簇运行电流的绝对值小于第一电流阈值且大于第二电流阈值的情况下，所述模组管理单元将当前所述参数采样周期调节为所述正常采样周期，以使所述模拟前端模块基于所述正常采样周期对多个所述超级电容单体进行运行参数采样及电压均衡。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤S4还包括通过以下方式实现：

在所述簇运行电流的绝对值大于或等于第一电流阈值的情况下，所述模组管理单元将当前所述参数采样周期调节为所述快速采样周期，以使所述模拟前端模块基于所述快速采样周期对多个所述超级电容单体进行运行参数采样。

7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在步骤S3之前，所述方法还包括：

在所述簇运行电压压差持续大于电压压差阈值超过预设时间的情况下，所述模组管理单元向所述系统管理单元发送慢速调整请求；

步骤S3还包括通过以下方式实现：

所述系统管理单元基于所述慢速调整请求向所述上位系统的控制单元发送状态调整请求，以获取所述上位系统控制单元发送的状态信息。

所述系统管理单元将所述状态信息发送给所述模组管理单元。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述状态信息包括待机状态和限流充电状态；步骤S4包括通过以下方式实现：

在所述状态信息指示所述上位系统处于所述待机状态或限流充电状态，且所述簇运行电流的绝对值小于第二电流阈值的情况下，所述模组管理单元将当前所述参数采样周期调节为所述慢速采样周期，以使所述模拟前端模块基于所述慢速采样周期对多个所述超级电容单体进行运行参数采样及电压均衡。

9.一种电子设备，其特征在于，包括：

处理器和存储器，所述存储器中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，所述至少一条指令、所述至少一段程序、所述代码集或指令集由所述处理器加载并执行以实现如权利要求3至8任一所述的可变采样周期的超级电容管理方法。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质中存储有至少一条指令，所述至少一条指令由处理器加载并执行以实现如权利要求3至8任一所述的可变采样周期的超级电容管理方法。