光伏-蓄电池-超级电容器复合电源系统：移动机器人应用与验证

本文主要探讨了一种创新的电力供应解决方案——光伏电池、蓄电池和超级电容器复合电源系统的设计。常规的蓄电池如铅酸、镍氢或锂离子电池虽然常见，但存在诸多局限性，如体积大、功率密度低、充电时间长和寿命短。为了克服这些缺点，研究者引入了超级电容器，它以其高功率密度、快速充放电和长循环寿命等特点受到关注，但能量密度相对较低。 作者提出了一种开放性和可重组的复合电源动态体系结构，这种结构能够充分利用太阳能，同时最大化超级电容器和蓄电池的性能。在设计中，太阳能电池板作为主要的能量获取源，通过最大功率跟踪控制器优化其输出，确保在不同光照和负载条件下都能达到最高效率。蓄电池作为主储能设备，直接连接到直流母线，减少了能量转换过程中的损耗。 超级电容器通过DC/DC变换器与母线相连，这样可以实现对它们输出功率的动态控制，实现能源的有效管理。在光照充足时，多余的能量会被储存到超级电容器中，供光照不足时使用。整个系统的设计旨在提高移动机器人的能源利用效率和可靠性，通过仿真和实验证明了这种复合电源系统在移动机器人上的应用是可行且有优势的。 总结来说，本文的主要贡献在于提出了一种创新的复合电源架构，结合了光伏电池、蓄电池和超级电容器的优点，解决了传统电源系统的一些短板，为移动机器人和其他便携式设备提供了一种高效、可靠的电力供应方案。通过理论分析和实际验证，这项工作展示了复合电源技术在提高能源利用效率和延长设备运行时间方面的潜力。