超级电容管理模块用于超级电容的充电、放电和均衡管理。超级电容（也称法拉电容）具有充放电速度快、循环寿命长（>100万次）、功率密度高等特点，但单体电压低（2.7V）、能量密度低。多个串联使用时需要均衡管理防止过压。本模块集成充电控制、主动均衡、升降压变换等功能，适用于电赛中的快速储能、脉冲功率、能量回收等应用，是新型储能技术的代表。

[输入12V] → [Buck充电] → [超级电容组] → [Boost升压] → [12V输出]
                ↓            2.7V×4串           ↓
         [恒流/恒压充电]   [10.8V/100F]    [稳压输出]
                              ↓
                      [主动均衡电路]
                              ↓
                    [检测各单体电压]
                              ↓
            [高电压单体] → [电阻放电/Buck转移]
            [低电压单体] ← [接收能量]

充电过程：
恒流充电：电压<额定值，以恒定电流充电
恒压充电：电压=额定值×串联数，保持恒压

均衡原理：
被动均衡：高压单体并联电阻放电
主动均衡：高压→低压能量转移（效率高）

- 电容类型: 超级电容/法拉电容 - 单体规格: 2.7V/100F-3000F - 串联数: 2-6串（5.4V-16.2V） - 充电电流: 0.5-10A可调 - 充电电压: 单体2.7V，总压=2.7V×N - 均衡电流: 主动均衡1-5A - 输出方式: 直接输出或升压至12V - 循环寿命: >100万次 - 自放电: 约10%/月 - ESR: <1mΩ (单体)

- 充电电路: Buck变换器，恒流恒压控制 - 均衡电路: 每个单体并联主动均衡模块 - 电压采样: 每个单体独立采样（ADC多通道） - 电流采样: 霍尔传感器或分流器 - 升压电路: Boost升至12V稳压输出 - 显示: LCD显示各单体电压、电流、SOC - 保护: 过压、欠压、过流、过温保护 - 测试点: 各单体电压、均衡电流测试

- 单体电压: 0-2.7V工作范围 - 总电压: 4串=0-10.8V - 充电电流: 最大10A (取决于电容容量) - 充电时间: C(F)×ΔV(V)/I(A) 秒，如100F×10V/5A=200s - 均衡精度: ±10mV (各单体压差) - 均衡电流: 被动0.1-1A, 主动1-5A - 输出电压: 12V±5% - 输出电流: 最大10A (脉冲更高) - 转换效率: 充电>90%, 放电>92% - ESR总: <5mΩ (4串) - 能量: E=0.5×C×V²，100F×10.8²=5832J≈1.62Wh

1. 电容选择: 根据能量需求选择容量，E=0.5CV² 2. 串联连接: 正负极正确连接，注意极性（有极性电容） 3. 首次充电: 小电流（0.5A）首充，观察各单体电压 4. 均衡启动: 电压差>50mV时启动主动均衡 5. 充电限流: 设置充电电流≤电容额定电流 6. 放电应用: 大电流脉冲放电，如启动电机 7. SOC估算: SOC = (V-Vmin)/(Vmax-Vmin) × 100% 8. 维护: 长期不用保持50%电量，定期充放电

- 2017年A题: 微电网模拟系统（超级电容储能） - 2015年A题: 风力摆控制系统（能量缓冲） - 2013年: 能量回收系统（制动能量回收） - 2009年: 新能源系统（快速储能单元）

1. 快速充放电: 利用超低ESR特性，实现大电流脉冲 2. 主动均衡: 比被动均衡效率高50%，必须采用 3. 能量计算: 精确计算所需能量，选择合适容量 4. 脉冲应用: 启动电机、激光发射等大功率脉冲 5. 混合储能: 超级电容+锂电池，功率+能量互补 6. 能量回收: 制动/下坡能量回收，提升效率 7. 寿命优势: 代替电池在高循环次数场合 8. 温度特性: -40°C至+65°C宽温工作