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超级电容器(Super Capacitor)是20世纪70年代发展起来的一种介于传统静电电容器与化学电池之间的新型储能器件。超级电容器与传统静电电容器相比,比容量是传统静电电容器的2000-6000倍,具有提供瞬时大电流、快速充电、电容量大的特征；与化学电池相比,比功率是化学电池的10倍,功率密度是化学电池的100倍,可以大电流充电,充满电的时间只需几秒到数分钟,具有充电效率高,充电循环次数多(高达10万次),无污染、免维护、工作温度范围宽、无记忆且安全等优点。因此,超级电容器受到各个国家的高度重视,并对其展开了大量研究,被广泛应用于风能与太阳能发电、机车启动系统、电能武器、通讯、消费和娱乐电子、信号监控、后备电源(UPS)以及叉式升降机的电源等方面,尤其是在电动汽车领域中的开发应用己引起全球的广泛关注,成为了当前能源技术领域研究的热点。国内外对于超级电容的研究主要集中在材料、机理、能量密度、充放电特性等方面,而专门针对超级电容充电机方面的研究报道比较罕见。因此,本论文利用国内外对超级电容的机理及充放电特性研究成果,结合传感器技术和智能控制理论,对超级电容智能充电机的整体设计方案进行了分析和设计,确定了超级电容智能充电机的设计参数要求,并以此为依据对系统的硬件和软件进行设计。本论文的设计思想是,采用模块化设计,将整个充电机系统分为：充电主电路模块、控制模块子系统、充电保护电路模块以及软件模块设计。其中,控制模块的子系统包括数据采集模块、IGBT区动模块、人机交互模块、CAN通信模块、显示模块和故障报警模块,并对这些模块进行了详细分析和设计。充电主电路模块主要由三相桥式整流电路、滤波电路、IGBT全桥变换电路、高频变压器、输出整流滤波电路构成,并运用了高频开关电源技术。充电机的控制电路模块子系统设计是以PIC18F4580单片机为控制核心,接收数据模块发送过来的数据信号,并进行策略判断,发出充电控制信号,同时也向显示屏送显；通过CAN通讯口读取被充电超级电容器信息或向外输出充电信息；IGBT(?)动电路模块由PIC18F4580单片机输出PWM控制信号给IR2233芯片,再由IR2233驱动IGBT工作。数据采集电路模块主要采集了充电机输出电压及电流、主电路原边输入电压、IGBT温度、环境温度等。在软件模块设计上,以充电控制策略为编程依据,通过CAN通讯口读取充电超级电容信息,采用预充电的方式,收集预充电时的电流电压变化,判断分析充电超级电容组的技术状况,综合考虑超级电容器的充电电流、充电时间、已储存能量和充电效率等因素,自动选择不同的充电模式,以期满足用户实际需求。在充电的同时,不断对充电机系统本身和电池组进行检测和判断,并将异常及时报警和储存,即充电机系统具有自诊断能力。在硬件设计上,具有缺相保护、过流保护、欠压保护、过压保护、短路保护、过热保护等较为丰富的保护电路设计；在软件编程控制上,采用数据的多次判别、对比分析、调用数学模型等方法,提高系统的可靠性和精确性。对研制的充电机输出直流电源的纹波、电气性能、充电效率、充电机温升等参数进行了测试,测试结果表明：超级电容智能充电机技术性能良好,可靠性高,工作稳定,具有重量轻、操作简单方便、体积小、高效节能及人机界面友好等优点,达到了预期的设计要求。