本發(fā)明涉及充放電技術領域，特別是涉及一種法拉電容充電系統(tǒng)。

背景技術：

法拉電容又稱超級電容，是一種新型貯能設備，可以作為動力能量的貯存器。

法拉電容和其他電池相比，具有很多優(yōu)良的特性，如能量密度高，大電流放電率可達90％以上；循環(huán)次數多，充電次數可達數萬次甚至數十萬次；充電速度快，充電時間特短，可以在數分鐘內完成；允許大電流充電和放電；對溫度耐受性強，可以在低溫下正常工作；環(huán)保，生產、使用和報廢過程中均沒有污染，是一種清潔能源貯存器，因此廣受青睞。

但是在使用法拉電容進行快速充電時，雖然充電時間短，但是充電電流大，對電網有很大的沖擊，導致電網電壓瞬間波動大，影響電網的穩(wěn)定性，給網上的其他電器甚至通信設備帶來嚴重的影響，因此，電網只允許緩慢充電，不允許大電流的快速充電，因此，不能有效發(fā)揮法拉電容的優(yōu)勢。

因此，如何實現在不影響電網穩(wěn)定性的前提下，應用法拉電容進行快速充電，是本領域技術人員目前需要解決的技術問題。

技術實現要素：

本發(fā)明的目的是提供一種法拉電容充電系統(tǒng)，可以實現在不影響電網穩(wěn)定性的前提下，應用法拉電容進行快速充電。

為解決上述技術問題，本發(fā)明提供了如下技術方案：

一種法拉電容充電系統(tǒng)，包括：放電部和充電部；所述充電部包括第二法拉電容；所述放電部包括與電網連接，用于向所述第二法拉電容放電的第一法拉電容；其中，所述第一法拉電容的容量大于所述第二法拉電容的容量。

優(yōu)選地，所述充電部還包括分別設置在所述第二法拉電容兩端的充電電極；所述放電部還包括分別設置在所述第一法拉電容兩端，用于與對應的充電電極電連接的放電電極。

優(yōu)選地，所述放電部還包括設置在所述第一法拉電容和任一所述放電電極之間的第一開關；所述充電部還包括設置在所述第二法拉電容和任一所述充電電極之間的第二開關。

優(yōu)選地，所述第一開關為第一接觸器，所述放電部還包括用于控制所述第一接觸器開閉，并對所述第一法拉電容進行狀態(tài)監(jiān)測、位置監(jiān)測和通信處理的第一單片機，所述第一單片機與第一通信單元連接；所述第二開關為第二接觸器，所述充電部還包括用于控制所述第二接觸器開閉，并對所述第二法拉電容進行狀態(tài)監(jiān)測、位置監(jiān)測和通信處理的第二單片機，所述第二單片機與第二通信單元連接。

優(yōu)選地，所述放電部還包括設置在所述第一法拉電容和任一所述放電電極之間的單向可控硅，所述單向可控硅的控制端和所述第一單片機連接。

優(yōu)選地，所述放電部還包括設置在所述第一法拉電容和任一所述放電電極之間的電感線圈。

優(yōu)選地，所述放電部還包括與所述第一法拉電容連接，用于對所述第一法拉電容的能量進行DC/AC轉換的DC/AC轉換單元，與所述DC/AC轉換單元連接的第一諧振單元；所述充電部還包括用于接收所述第一諧振單元發(fā)射電磁能量的第二諧振單元，與所述第二諧振單元連接用于將所述第二諧振單元接收的能量進行AC/DC轉換的AC/DC轉換單元，所述AC/DC單元的輸出端和所述第二法拉電容連接。

優(yōu)選地，所述放電部還包括與所述DC/AC轉換單元連接，用于控制所述DC/AC轉換單元運行，并對所述第一法拉電容進行狀態(tài)監(jiān)測和通信處理的第三單片機，所述第三單片機與第三通信單元連接；所述充電部還包括與所述AC/DC轉換單元連接，用于控制所述AC/DC轉換單元運行，并對所述第二法拉電容進行狀態(tài)監(jiān)測和通信處理的第四單片機，所述第四單片機與第四通信單元連接。

與現有技術相比，上述技術方案具有以下優(yōu)點：

本發(fā)明所提供的一種法拉電容充電系統(tǒng)，包括：放電部和充電部；充電部包括第二法拉電容；放電部包括與電網連接，用于向第二法拉電容放電的第一法拉電容；其中，第一法拉電容的容量大于第二法拉電容的容量。在本發(fā)明的技術方案中，在放電部設置第一法拉電容，在應用時，先通過電網對第一法拉電容進行常規(guī)充電，即在保證電網穩(wěn)定性的前提下對第一法拉電容進行充電，當用電設備需要進行充電時，只需將包括充電部的用電設備的第二法拉電容和充好一定電量的第一法拉電容進行對接，此時，第一法拉電容向第二法拉電容快速放電，第二法拉電容快速充電，從而實現對用電設備快速充電，第一法拉電容的容量大于第二法拉電容的容量，且第一法拉電容的電壓高于第二法拉電容，以保證第一法拉電容可以向第二法拉電容供電。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明一種具體實施方式所提供的法拉電容充電系統(tǒng)結構示意圖；

圖2為本發(fā)明另一種具體實施方式所提供的法拉電容充電系統(tǒng)結構示意圖；

圖3為本發(fā)明再一種具體實施方式所提供的法拉電容充電系統(tǒng)結構示意圖；

圖4為本發(fā)明一種具體實施方式所提供的無線充電法拉電容充電系統(tǒng)結構示意圖；

圖5為本發(fā)明另一種具體實施方式所提供的無線充電法拉電容充電系統(tǒng)結構示意圖。

具體實施方式

本發(fā)明的核心是提供一種法拉電容充電系統(tǒng)，可以實現在不影響電網穩(wěn)定性的前提下，應用法拉電容進行快速充電。

為了使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更為明顯易懂，下面結合附圖對本發(fā)明的具體實施方式做詳細的說明。

在以下描述中闡述了具體細節(jié)以便于充分理解本發(fā)明。但是本發(fā)明能夠以多種不同于在此描述的其它方式來實施，本領域技術人員可以在不違背本發(fā)明內涵的情況下做類似推廣。因此本發(fā)明不受下面公開的具體實施方式的限制。

請參考圖1，圖1為本發(fā)明一種具體實施方式所提供的法拉電容充電系統(tǒng)結構示意圖。

本發(fā)明的一種具體實施方式提供了一種法拉電容充電系統(tǒng)，包括：放電部1和充電部2；充電部2包括第二法拉電容21；放電部1包括與電網連接，用于向第二法拉電容21放電的第一法拉電容11；其中，第一法拉電容11的容量大于第二法拉電容21的容量。

在本實施方式中，充電部設置在用電設備中以為用電設備提供電能，二放電部設置在充電設備中以為用電設備進行充電。在放電部設置第一法拉電容，在應用時，預先通過電網對第一法拉電容進行常規(guī)充電，即在保證電網穩(wěn)定性的前提下對第一法拉電容進行充電，即此時是對第一法拉電容進行緩慢充電。當用電設備需要進行充電時，只需將包括充電部的用電設備的第二法拉電容和充好電量的第一法拉電容進行對接，此時，第一法拉電容向第二法拉電容快速放電，第二法拉電容快速充電，從而實現對用電設備快速充電，第一法拉電容的容量大于第二法拉電容的容量，由于第一法拉電容和電網連接，第一法拉電容處的電壓高于第二法拉電容處的電壓，以保證第一法拉電容可以向第二法拉電容供電。

請參考圖2，圖2為本發(fā)明另一種具體實施方式所提供的法拉電容充電系統(tǒng)結構示意圖。

在上述實施方式的基礎上，本發(fā)明的一種實施方式中，充電部2還包括分別設置在第二法拉電容21兩端的充電電極22；放電部1還包括分別設置在第一法拉電容11兩端，用于與對應的充電電極22電連接的放電電極12。

在本實施方式中，采用接觸式快速放電/充電以使放電部對充電部進行放電。當需要對充電部進行充電時，使放電部的放電電極和充電部的充電電極對接，貯存在第一法拉電容中的電荷就會快速流向第二法拉電容內，具體的連接方法是第一法拉電容的正極和第二法拉電容的正極連接，第一法拉電容的負極和第二法拉電容的負極連接。

為了保證放電部對充電部放電過程的安全，放電部1還包括設置在第一法拉電容11和任一放電電極12之間的第一開關13；充電部2還包括設置在第二法拉電容21和任一充電電極22之間的第二開關23。其中，由于第一法拉電容和兩個放電電極連接，因此，第一開關可以設置一個，也可以設置兩個，當設置兩個第一開關時，即在兩個放電電極和第一法拉電容之間均設置第一開關。第二開關的設置原理如第一開關，在此不再贅述。當各放電電極和對應的充電電極接觸良好時，再閉合第一開關和第二開關，開始為第二法拉電容充電。

請參考圖3，圖3為本發(fā)明再一種具體實施方式所提供的法拉電容充電系統(tǒng)結構示意圖。

進一步地，在本發(fā)明的一種實施方式中，第一開關13為第一接觸器，放電部1還包括用于控制第一接觸器開閉并對第一法拉電容11進行狀態(tài)監(jiān)測、位置監(jiān)測和通信處理的第一單片機14，第一單片機14與第一通信單元15連接；第二開關23為第二接觸器，充電部2還包括用于控制第二接觸器開閉，并對第二法拉電容21進行狀態(tài)監(jiān)測、位置監(jiān)測和通信處理的第二單片機24，第二單片機24與第二通信單元25連接。

更進一步地，放電部1還包括設置在第一法拉電容11和任一放電電極12之間的單向可控硅16，單向可控硅16的控制端和第一單片機14連接。放電部1還包括設置在第一法拉電容11和任一放電電極12之間的電感線圈17。

在本實施方式中，設置第一開關和第二開關為接觸器，并設置了相應的單片機進行控制，實現了控制的自動化。接觸器在開通的瞬間可能會產生巨大的火花，此時，不僅會燒焦接觸器的觸點，還戶產生火花干擾，在某些場所甚至會引起火災，因此，在放電輸出回路中串聯一個單向可控硅，當該單向可控硅導通時，實現無火花放電。為了減輕第一法拉電容在放電時的大電流對第二法拉電容的沖擊，因此在放電回路中串聯一個電感線圈。

其中，充電部置于用電設備中，如電動汽車、電動AGV中；放電部設置在用電設備外，可以設置在充電樁等設備中。當放電部的放電電極和充電部的充電電極對齊電接觸時，第一單片機和第二單片機分別啟動對應的接觸器，然后第一單片機控制單向可控硅導通，以使第一法拉電容開始放電，第二法拉電容開始充電。在第二法拉電容的充電過程中，第二單片機監(jiān)測第二法拉電容的狀態(tài)，并將其狀態(tài)信息通過第二通信單元發(fā)送至第一通信單元，第一通信單元將獲取的第二法拉電容的狀態(tài)信息發(fā)送至第一單片機，當第二法拉電容達到額定的電壓和容量時，第一單片機控制單向可控硅先關閉，然后第一單片機和第二單片機分別釋放兩個對應的接觸器，完成充放電過程。

需要說明的是，第一單片機和第二單片機分別監(jiān)測第一法拉電容和第二法拉電容的位置，以保證放電電極和充電電極成功對接，防止電極對接不成功而誤進行充放電操作。

采用接觸式快速放電/充電，即有線式充放電，電路簡單，對第二法拉電容充電過程中損耗小、效率高。

請參考圖4，圖4為本發(fā)明一種具體實施方式所提供的無線充電法拉電容充電系統(tǒng)結構示意圖。

在本發(fā)明的一種實施方式中，放電部1除卻包括第一法拉電容11之外，還包括與第一法拉電容11連接，用于對第一法拉電容11的能量進行DC/AC轉換的DC/AC轉換單元18，與DC/AC轉換單元18連接的第一諧振單元19；充電部2除卻包括第二法拉電容21之外，還包括用于接收第一諧振單元19發(fā)射的電磁能量的第二諧振單元29，與第二諧振單元29連接用于將第二諧振單元29接收的能量進行AC/DC轉換的AC/DC轉換單元28，AC/DC單元28的輸出端和第二法拉電容21連接。

在本實施方式中，采用無線充電的方式通過第一法拉電容向第二法拉電容供電。預先通過電網對第一法拉電容正常充電，以作備用。當需要對用電設備供電時，第一法拉電容中的能量經過DC/AC轉換單元轉換，經由第一諧振單元發(fā)射出去，然后，第二諧振單元接收該能量，并經由AC/DC轉換單元貯存在第二法拉電容中，以實現對第二法拉電容的快速充電。

請參考圖5，圖5為本發(fā)明另一種具體實施方式所提供的無線充電法拉電容充電系統(tǒng)結構示意圖。

在本發(fā)明的一種實施方式中，為了實現無線充電的自動化，放電部1還包括與DC/AC轉換單元18連接，用于控制DC/AC轉換單元18運行，并對第一法拉電容11進行狀態(tài)監(jiān)測和通信處理的第三單片機101，第三單片機101與第三通信單元102連接；充電部2還包括與AC/DC轉換單元28連接，用于控制AC/DC轉換單元28運行，并對第二法拉電容21進行狀態(tài)監(jiān)測和通信處理的第四單片機201，第四單片機201與第四通信單元202連接。

在本實施方式中，第四單片機監(jiān)測第二法拉電容的充電狀態(tài)，并將該狀態(tài)信息通過第四通信單元發(fā)送至第三通信單元，第三通信單元將獲取的該狀態(tài)信息發(fā)送至第三單片機。當第二法拉電容達到額定的電壓和容量時，第三單片機控制DC/AC轉換單元停止運行，第四單片機控制AC/DC轉換單元停止運行，以斷開第一法拉電容對第二法拉電容的放電。

綜上所述，本發(fā)明所提供的法拉電容充電系統(tǒng)，先對第一法拉電容按正常充電方式充電以作備用，在通過第一法拉電容對需要充電的第二法拉電容進行放電，以實現第二法拉電容的快速充電。實現了在不影響電網穩(wěn)定性的前提下，應用法拉電容進行快速充電。當用電設備需要充電時，裝配充電部的用電設備可以實現快速充電。

以上對本發(fā)明所提供的一種法拉電容充電系統(tǒng)進行了詳細介紹。本文中應用了具體個例對本發(fā)明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明及其核心思想。應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對本發(fā)明進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本發(fā)明權利要求的保護范圍內。