阅读说明：本技术 一种具有独立能量回收路径的超级电容系统 (Super capacitor system with independent energy recovery path ) 是由 黄琪枫 庄杰智 成慧 于 2019-09-26 设计创作，主要内容包括：本发明提供的一种具有独立能量回收路径的超级电容系统,包括电源、外部设备,第一供电电路、第二供电电路、采样电路、微处理器、通信电路、能量回收电路和第一MOS管控电路；本发明提供的一种具有独立能量回收路径的超级电容系统,在超级电容系统上设置能量回收电路,实现了系统能量的回收；通过设置第一供电电路、第二供电电路两个供电电路,一路作为系统正常的供电使用,另一路与能量回收电路连接,错开了能量回收路径和能量输出的路径,适用于对电容进行稳压再输出；通过采样电路对系统的电压电流信息进行采集,由微处理器对第一供电电路、第二供电电路的充电功率进行调整控制,实现对超级电容的稳定充电。(The invention provides a super-capacitor system with an independent energy recovery path, which comprises a power supply, external equipment, a first power supply circuit, a second power supply circuit, a sampling circuit, a microprocessor, a communication circuit, an energy recovery circuit and a first MOS (metal oxide semiconductor) control circuit, wherein the first power supply circuit is connected with the second power supply circuit; according to the super-capacitor system with the independent energy recovery path, the energy recovery circuit is arranged on the super-capacitor system, so that the recovery of system energy is realized; the energy recovery circuit comprises a first power supply circuit, a second power supply circuit, a first energy recovery circuit, a second energy recovery circuit and a capacitor, wherein the first power supply circuit and the second power supply circuit are arranged; the voltage and current information of the system is collected through the sampling circuit, and the charging power of the first power supply circuit and the charging power of the second power supply circuit are adjusted and controlled through the microprocessor, so that stable charging of the super capacitor is realized.)

一种具有独立能量回收路径的超级电容系统

技术领域

本发明涉及机器人或者电力运载工具领域，更具体的，涉及一种具有独立能量回收路径的超级电容系统。

背景技术

在机器人或者电力运载工具领域中，当机器人做跳跃或其他突发性动作、电力运载工具瞬间加速时，需要消耗相当大的功率，而在其他时间段内，消耗的功率相对较少，因此电池提供的功率波动比较大，这对电池的寿命有不利的影响。有时候电池难以提供高功率，限制了机器人或电力运载工具的启动速度、加速运动。而超级电容系统的引入可以解决这个问题，超级电容可以较低的功率向电池索取能量，而当耗电设备的功率突然升高时，超级电容可以在短时间内提供很高功率，因此，整个过程中电池的输出功率保持在较低、相对恒定的水平，有利于电池寿命的延长，而且设备也有了更好的瞬间加速性能。

在现有的超级电容系统中，结构、功能多种多样，有的超级电容系统没有能量回收功能，导致电池能量的利用率较低；有的超级电容系统没有做充电功率控制，一旦上电电池便以固定的电流给超级电容充电，随着超级电容电量的增长、电压的升高，充电功率便逐渐上升，充电功率无法得到严格控制；也有的虽然有能量回收效果，但是回收路径和能量的输出路径为同一条路径，这种结构只能适用于电容直接输出的情况，如果后级需要对电容进行稳压再输出，则必须采用独立的回收路径。

发明内容

本发明为克服现有的超级电容系统无法同时实现能量回收、充电功率控制和拥有独立回收路径的技术缺陷，提供一种具有独立能量回收路径的超级电容系统。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种具有独立能量回收路径的超级电容系统，包括电源、外部设备，还包括第一供电电路、第二供电电路、采样电路、微处理器、通信电路、能量回收电路和第一MOS管控电路；其中：

所述电源与所述第一供电电路、第二供电电路输入端电性连接；

所述第一供电电路、第二供电电路通过所述第一MOS管控电路为所述外部设备供电；

所述采样电路用于采集所述第一供电电路、第二供电电路、外部设备的电压电流信号，并将采集结果传送至所述微处理器；

所述微处理器输出端与所述第一供电电路、第二供电电路的功率控制端电性连接，并通过所述通信电路与所述外部设备通信连接；

所述外部设备上设置有能量回收电路，所述能量回收电路与外部设备进行能量交换；

所述第二供电电路为所述能量回收电路充电。

上述方案中，在超级电容系统上设置能量回收电路，实现了系统能量的回收；通过设置第一供电电路、第二供电电路两个供电电路，一路作为系统正常的供电使用，另一路与能量回收电路连接，错开了能量回收路径和能量输出的路径，适用于对电容进行稳压再输出；通过采样电路对系统的电压电流信息进行采集，由微处理器对第一供电电路、第二供电电路的充电功率进行调整控制，实现对超级电容的稳定充电。

其中，所述第一供电电路包括第一降压模块、第一数字电位器模块和第一防倒灌子电路；其中：

所述第一降压模块输入端与所述电源电性连接；

所述第一数字电位器模块控制端与所述微处理器电性连接；

所述第一数字电位器模块输出端与所述第一降压模块输入端电性连接；

所述第一降压模块输出端与所述第一防倒灌子电路输入端电性连接；

所述第一防倒灌子电路输出端与所述外部设备电性连接；

所述第一防倒灌子电路与所述采样电路电性连接。

其中，所述第二供电电路包括第二升压模块、第二降压模块、第二数字电位器模块和第二防倒灌子电路；其中：

所述第二升压模块输入端与所述电源电性连接；

所述第二升压模块输出端与所述第二降压模块输入端电性连接；

所述第二数字电位器模块控制端与所述微处理器电性连接；

所述第二数字电位器模块输出端与所述第二降压模块输入端电性连接；

所述第二降压模块输出端与所述第二防倒灌子电路输入端、能量回收电路充电端电性连接；

所述第二防倒灌子电路输出端与所述外部设备电性连接；

所述第二防倒灌子电路与所述采样电路电性连接。

上述方案中，以微处理器为处理核心，实时检测系统的电压电流信息，通过控制第一数字电位器模块、第二数字电位器模块的阻值，间接实现对第一降压模块、第二降压模块输出功率的控制；当第二供电电路为所述能量回收电路充电时，通过控制第二降压模块的最大输出电流，提供能量回收电路充电的充电功率，避免当外部设备消耗功率较高时，能量回收电路还保持着较低的充电功率。

其中，所述采样电路包括电压采样子电路和电流采样子电路；其中：

所述电压采样子电路输入端采集所述外部设备、能量回收电路上的超级电容组的电压信号；

所述电压采样子电路输出端与所述微处理器电性连接；

所述电流采样子电路输入端采集所述外部设备、第一防倒灌子电路和第二防倒灌子电路上的电流信号；

所述电流采样子电路输出端与所述微处理器电性连接。

上述方案中，通过设置电压采样子电路和电流采样子电路实现对系统电压电流信息的采集，通过微处理器完成对能量回收电路的调控。

其中，所述微处理器采用型号为STM32F407VET6的MCU。

其中，所述通信电路为CAN通信电路。

其中，所述能量回收电路包括第二MOS管控子电路、超级电容组和第三MOS管控子电路；其中：

所述第二MOS管控子电路输入端与所述外部设备电性连接；

所述第二MOS管控子电路输出端与所述超级电容组充电端电性连接；

所述第二供电电路输出端与所述超级电容组充电端电性连接；

所述超级电容组输出端与所述第三MOS管控子电路输入端电性连接；

所述第三MOS管控子电路输出端与所述外部设备电性连接。

上述方案中，系统为能量回收设置了独立的能量回收电路，实现了系统能量的回收以及利用超级电容组为外部设备提供瞬时的大功率；超级电容组以较低的功率向电源索取功率，当外部设备的功率突然升高时，超级电容组可以在短时间内提供很高的功率，因此，整个过程中电源输出功率保持在较低、相对恒定的水平，有利于电池寿命的延长，而且设备也有了更好的瞬间加速公告性能。

其中，还包括显示模块，所述显示模块与所述微处理器输出端电性连接。

上述方案中，所述显示模块采用OLED显示屏，通过显示模块与采集到的电流、电压等需要的信息进行显示。

与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：

本发明提供的一种具有独立能量回收路径的超级电容系统，在超级电容系统上设置能量回收电路，实现了系统能量的回收；通过设置第一供电电路、第二供电电路两个供电电路，一路作为系统正常的供电使用，另一路与能量回收电路连接，错开了能量回收路径和能量输出的路径，适用于对电容进行稳压再输出；通过采样电路对系统的电压电流信息进行采集，由微处理器对第一供电电路、第二供电电路的充电功率进行调整控制，实现对超级电容的稳定充电。

附图说明

图1为超级电容系统结构连接示意图；

图2为第一供电电路、第二供电电路电路连接示意图；

图3为采样电路电路连接示意图；

图4为能量回收电路电路连接示意图；

图5为电压采样子电路电路原理图；

图6为电流采样子电路电路原理图；

图7为第二MOS管控制电路电路原理图；

图8为防倒灌子电路电路原理图；

图9为能量回收电路电路原理图；

图10为CAN通信电路电路原理图。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；

为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；

对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。

实施例1

如图1所示，一种具有独立能量回收路径的超级电容系统，包括电源、外部设备，还包括第一供电电路、第二供电电路、采样电路、微处理器、通信电路、能量回收电路和第一MOS管控电路；其中：

所述电源与所述第一供电电路、第二供电电路输入端电性连接；

所述第一供电电路、第二供电电路通过所述第一MOS管控电路为所述外部设备供电；

所述采样电路用于采集所述第一供电电路、第二供电电路、外部设备的电压电流信号，并将采集结果传送至所述微处理器；

所述微处理器输出端与所述第一供电电路、第二供电电路的功率控制端电性连接，并通过所述通信电路与所述外部设备通信连接；

所述外部设备上设置有能量回收电路，所述能量回收电路与外部设备进行能量交换；

所述第二供电电路为所述能量回收电路充电。

在具体实施过程中，在超级电容系统上设置能量回收电路，实现了系统能量的回收；通过设置第一供电电路、第二供电电路两个供电电路，一路作为系统正常的供电使用，另一路与能量回收电路连接，错开了能量回收路径和能量输出的路径，适用于对电容进行稳压再输出；通过采样电路对系统的电压电流信息进行采集，由微处理器对第一供电电路、第二供电电路的充电功率进行调整控制，实现对超级电容的稳定充电。

更具体的，如图2所示，所述第一供电电路包括第一降压模块、第一数字电位器模块和第一防倒灌子电路；其中：

所述第一降压模块输入端与所述电源电性连接；

所述第一数字电位器模块控制端与所述微处理器电性连接；

所述第一数字电位器模块输出端与所述第一降压模块输入端电性连接；

所述第一降压模块输出端与所述第一防倒灌子电路输入端电性连接；

所述第一防倒灌子电路输出端与所述外部设备电性连接；

所述第一防倒灌子电路与所述采样电路电性连接。

更具体的，所述第二供电电路包括第二升压模块、第二降压模块、第二数字电位器模块和第二防倒灌子电路；其中：

所述第二升压模块输入端与所述电源电性连接；

所述第二升压模块输出端与所述第二降压模块输入端电性连接；

所述第二数字电位器模块控制端与所述微处理器电性连接；

所述第二数字电位器模块输出端与所述第二降压模块输入端电性连接；

所述第二降压模块输出端与所述第二防倒灌子电路输入端、能量回收电路充电端电性连接；

所述第二防倒灌子电路输出端与所述外部设备电性连接；

所述第二防倒灌子电路与所述采样电路电性连接。

在具体实施过程中，以微处理器为处理核心，实时检测系统的电压电流信息，通过控制第一数字电位器模块、第二数字电位器模块的阻值，间接实现对第一降压模块、第二降压模块输出功率的控制；当第二供电电路为所述能量回收电路充电时，通过控制第二降压模块的最大输出电流，提供能量回收电路充电的充电功率，避免当外部设备消耗功率较高时，能量回收电路还保持着较低的充电功率。

更具体的，如图3所示，所述采样电路包括电压采样子电路和电流采样子电路；其中：

所述电压采样子电路输入端采集所述外部设备、能量回收电路的电压信号；

所述电压采样子电路输出端与所述微处理器电性连接；

所述电流采样子电路输入端采集所述外部设备、第一防倒灌子电路和第二防倒灌子电路上的电流信号；

所述电流采样子电路输出端与所述微处理器电性连接。

在具体实施过程中，通过设置电压采样子电路和电流采样子电路实现对系统电压电流信息的采集，通过微处理器完成对能量回收电路的调控。

更具体的，所述微处理器采用型号为STM32F407VET6的MCU。

更具体的，所述通信电路为CAN通信电路。

更具体的，如图4所示，所述能量回收电路包括第二MOS管控子电路、超级电容组和第三MOS管控子电路；其中：

所述第二MOS管控子电路输入端与所述外部设备电性连接；

所述第二MOS管控子电路输出端与所述超级电容组充电端电性连接；

所述第二供电电路输出端与所述超级电容组充电端电性连接；

所述超级电容组输出端与所述第三MOS管控子电路输入端电性连接；

所述第三MOS管控子电路输出端与所述外部设备电性连接。

在具体实施过程中，系统为能量回收设置了独立的能量回收电路，实现了系统能量的回收以及利用超级电容组为外部设备提供瞬时的大功率；超级电容组以较低的功率向电源索取功率，当外部设备的功率突然升高时，超级电容组可以在短时间内提供很高的功率，因此，整个过程中电源输出功率保持在较低、相对恒定的水平，有利于电池寿命的延长，而且设备也有了更好的瞬间加速公告性能。

更具体的，还包括显示模块，所述显示模块与所述微处理器输出端电性连接。

在具体实施过程中，所述显示模块采用OLED显示屏，通过显示模块与采集到的电流、电压等需要的信息进行显示。

实施例2

更具体的，将实施例1中所述的超级电容系统应用于机器人上，机器人在做跳跃或者加速等等运动时，其消耗的功率急剧增加，此时由于超级电容组已经存储了能量，可以使超级电容组进行供能，而无需电源直接提供一个大的功率，使得电池在机器人的整个运动过程中提供一个较稳定的功率，从而大大减小了电池的负担，在提高机器人性能的同时也提高了电池的使用寿命。

在具体实施过程中，电源电压通过功率可控的降压模块，再给超级电容组进行充电，此时，由于超级电容组直接进行输出，在机器人功率需要较大时，超级电容组电压会下降，但由于机器人的电调可以在宽电压工作，因此超级电容组电压的降低并不会影响机器人的工作，即在最大程度上发挥超级电容组的极限输出性能，即瞬时输出功率大大增强。且由于给超级电容组充电的功率较低，可以采用体积、重量更小的升压模块。

在具体实施过程中，系统采用嵌入式微处理器作为系统的控制核心，MCU的型号为STM32F407CET6；微处理器需要实时检测系统的运行状态、采集超级电容组的电压和给超级电容组充电的电流等，调控系统的状态，并通过CAN通信电路向外界发送信息，该MCU的时钟主频较高，且拥有丰富外部接口，综合性能非常强大，可以满足系统的需求。

在具体实施过程中，如图5、图6所示，由于超级电容组的最高电压在26V左右，远高于MCU的工作电压，因此不能直接把待测端口连接MCU的ADC接口，需要先经过电阻分压，如使用R1＝24K、R2＝3.3K的电阻进行分压，则MCU需要处理的最高电压为Umax＝26V*R2/(R1+R2)＝3.14V，处于可正常处理范围，实现对机器人电压的采集。而电流的测量需要使用到霍尔传感器，这里采用ACS712-05B芯片。ACS712-05B是一款电压绝缘、低电阻的全集成基于霍尔效应的线性电流传感器，当无电流流过时，其输出端口的电压为VCC/2，而当有电流流过时，端口输出电压发送变化，灵敏度为185mV/A，因此只需测量其输出端口的电压变化即可测得流过的电流。其供电电压为5V，并具有80KHz的带宽、1.2毫欧的低内阻，适合系统的使用，完成对机器人和防倒灌电路上电流的采集；电压采样、电流采样子电路的输出端都接了0.1uF的滤波电容，并且在霍尔芯片的filter引脚也接了47nF的电容，供其内部地方滤波器使用。随后它们的输出端接微处理器的ADC采样端口，进行数据的采样。

在具体实施过程中，为了实现由微处理器控制最大输出电流的效果，通过在系统中设置数字电位器，微处理器可以通过控制数字电位器的阻值间接控制最大输出电流。原降压模块上的机械电位器的行程为100K，因此需要选择行程同为100K的数字电位器，如MCP42100。该芯片的工作电压为2.7V～5.5V，使用SPI通信，具有双通道的8位数字电位器。在系统刚上电的时候，微处理器控尚在进行程序的初始化，此时无对外控制能力，因此处于安全考虑，在上电时芯片的shdn引脚被拉低，此时芯片进入休眠模式，电位器的阻值为0，防止降压模块给电容充电。

在具体实施过程中，为控制电流的通断，在系统中设置了第一MOS管控电路、第二MOS管控子电路和第三MOS管控子电路，MOS管属于压控元件，其输入电阻非常大，达1兆欧，因此只需要很小的电流即可实现对其控制。其次，MOS的导通电阻比较低，通常为毫欧级别，导通压降小，而相比之下，三极管导通时由于Vce的存在，对功率损耗比较大，发热也比较严重。再者，MOS管的导通电流比较大，适合于大功率控制场所。在本系统中，由于需要实时控制电流的通断，以及切换电流路径，MOS管在多处得到了使用。NMOS管的型号为CSD30N39，最大Vds为30V，最大Id为85A，PMOS管的型号为SSFD3005，其性能指标和NMOS基本一致，两者都非常适合于大功率场合的应用。对于单个大功率的MOS管，由于工艺的需求，通常将NMOS的衬底接源极，由此引入了一个寄生二极管。当接通适当的VGS时，可以使NMOS正向导通，而当VGS＝0时，由于寄生二极管的作用，NMOS管是反相导通的，并不能呈现需要的完全关闭的状态，对与PMOS管也是如此。

在具体实施过程中，如图7所示，为了实现MOS完全导通、完全关闭的效果，需要采用两个MOS管，并进行背对背的连接。两个NMOS的源极、栅极连接在一起，当VG为高时，两个MOS管同时导通，则此时电流是可以正向、反向流通的，而当VG为低时，两个MOS管同时截止，此时电路简化为两个背对背连接的二极管，当电流从nmos1进入时，遇到反向的nmos1的寄生二极管，电流无法通过，而当电流从nmos2进入时，也会遇到反向的nmos2的寄生二极管，电流亦无法通过，由此实现了电流的正向、反向截止。在图7中，PB5连接微处理器的IO口，当IO口输出高电平时，三极管npn2导通，进而使三极管pnp1也导通，最终使得NMOS的栅极电压上拉，使其导通，当IO口输出低电平时，同样推理可得MOS管被关闭。图中的稳压二极管是为了把VGS限制在12V以内，避免MOS管栅极被击穿。同理，第一MOS管控电路、第三MOS管控子电路也是如此实现电流的正向、反向截止。

在具体实施过程中，如图8所示，所述防倒灌子电路采用芯片LTC4412，该芯片用于切换供电电源，最高工作电压为36V；在系统中，PMOS的漏极为防倒灌电路的输入端，源极为输出端，假设输入端接电源，输出端接负载，当负载需要消耗能量时，电流从电源流向负载，此时MOS管的寄生二极管正向导通，产生的约为0.7V的压降被芯片的SENSE引脚检测到，于是芯片拉低GATE引脚，使三极管pnp2导通，进而使三极管你npn1导通，npn1的导通将拉低MOS管的栅极电压，使其导通，由于MOS管导通电阻非常小，此时压降从0.7V降到了20mV，此时整个导通路径近似于理想导线。而当设备返回一个高的电动势时(当设备为感性负载或者设备端接入了电源时会发生这种情况)，则导致芯片SENSE引脚的电压高于VIN的电压，此时芯片拉高GATE引脚，最终使得PMOS关闭，此时PMOS等效为一个处于反向截止状态的二极管，电流无法从设备端流回电源端，即实现了防电流倒灌的效果。因此，本电路在正向导通时压降很小，可以忽略，而又可以反向截止电流，类似于一个理想的二极管，因此也可称为理想二极管电路。

在具体实施过程中，防倒灌子电路增加了二极管、三极管，其中稳压二极管是为了限定MOS管的栅极电压，防止被击穿，而二极管d1是为了防止SENSE引脚的电压超过芯片承受的极限从而烧毁芯片。而三极管则是为了放大芯片电流，从而更快地开启、关断MOS管。

在具体实施过程中，所述能量回收电路采用LTC4412芯片，当机器人返回高电平时，原供电通路需要断开，而新的回收通路需要被打开，此过程类似于防倒灌，如图9所示。微处理器IO口为高电平，当机器人减速或刹车时，机器人返回一个高于电源电压的电势，此时芯片将关闭pmos4，而拉低STAT引脚，进而npn4导通，pnp4导通，拉低pmos2、pmos3的栅极电压，开启了能量回收路径，电流会从机器人流向超级电容组正极，给电容充电，此过程伴随着LED的点亮。当大部分能量回收完毕后，机器人的电压低于电源电压，此时芯片再打开给机器人供电的通路，关闭能量回收通路，完成了整个回收过程。

在具体实施过程中，如图10所示，CAN通信电路采用差分信号，为了在微机控制器上实现CAN通信，还需要用到CAN控制器和物理总线之间的接口：CAN收发器，它的作用是将CAN控制器的逻辑电平转换为CAN总线的差分电平，也可把总线上的差分电平转化为控制器的逻辑电平，在两条有差分电压的总线电缆上传输数据。本系统使用的收发器的型号为SN65HVD232，电路采用3.3V供电，可以和MCU共用一个电源，芯片的D、Rx端接微处理器的CAN通信接口，CANH、CANL即为通信总线连接机器人。

在具体实施过程中，本系统采用的降压模块的输入电压范围为6～40V，输出电压连续可调，工作频率为150KHz，效率最高达96％，而限流范围为0～20A。升压模块的输入电压范围是8.5V～48V，输出从10到50V连续可调，工作频率也为150KHz，最大输出电流为10A。使用升压模块将电池电压从24V升至28V，在经过降压模块的2V压降后，可以把超级电容组充电至26V。OLED屏幕采用3.3V供电，使用SPI通信接口，MCU可以通过SPI通信向屏幕发送信息，以显示需要的内容如电容电压、充电电流、充电功率、剩余电量等等。

实施例3

更具体的，在实施例2的基础上，系统使用Keil开发工具、ST标准库进行嵌入式的开发，开发语言为c语言。在系统进行上电时，微处理器进行初始化，包括外设的初始化、变量的初始化等等，随后进入死循环进行等待，此时CPU处于空闲状态，可随时处理中断请求。当定时器每隔1ms发送一个中断请求时，CPU转去处理系统的各个任务，首先进行状态机的检测，判断此时系统应该处于何种状态，随后进行计数变量的控制，此变量可以为系统的各个任务创建一个统一的时钟，随后执行ADC任务、降压模块控制任务、超级电容充放电设置、CAN通信、数字电位器控制，完成了中断过程，返回死循环，即完成了一次任务的刷新。

在具体实施过程中，超级电容组的单体指标如下表所示：

由上表的数据可以得到超级电容模组的性能，其最大输出功率为：

P_max＝U I_max＝2×26V×37.5A＝1900W

持续续航功率为P_c＝U I_c＝2×26V×4.34A＝225.68W，内阻为

而由于超级电容存在漏电流比较大的缺点，其充满电后放置一段时间电量会明显下降，完全自放电所需要的时间为

因此可以发现，超级电容组具有容量大、瞬时放电功率大、工作内阻小的优越性能。

在具体实施过程中，为了检测超级电容系统的实际性能，需要使用机器人进行实测。实验中使用了使用麦克纳姆轮、可全向移动的机器人平台，机器人有一套裁判系统可以辅助测试，该系统可以设置设备的使用功率上限，一旦设备实际功率超过了限制，将对机器人进行扣血，血条扣完后，系统将判定机器人死亡，并切断对设备的电力供应。

由于机器人的底盘采用功率较大的无刷电机，且麦克纳姆轮的效率比较低，因此机器人在移动尤其是横向移动的时候，及其容易超功率被扣血。本实验主要测试加装了超级电容前后机器人的上坡、加速以及横移效果。实验使用的坡度为30度，在加装超级电容前，为了避免超功率，机器人必须以缓慢的速度上坡，而加装了超级电容之后，机器人上坡速度增加了一倍且无超功率现象。对于瞬时加速性能，在加装电容前，在不超功率的情况下机器人的最大加速度为2.8m/s²，而加装了电容之后，加速度可轻松达到5.6m/s²。而在横移方面，两个机器人从同一点出发，以相同的速度(1m/s)横移3m到达墙壁，可见，未加装电容的机器人由于超过率，被扣掉了大部分血条，而加了超级电容的机器人，却没有因为超过率而被扣血。在机器人正常跑动的时候，机器人处于消耗能量的状态，此时能量回收系统不工作，而当机器人减速或刹车的时候，在实测中发现电路板的LED指示灯亮起，表面能量正在回收，且使用万用表测得刹车的峰值电流达20A，这大大提高了电池能量的使用率。

在具体实施过程中，超级电容起到了缓冲能量的作用，在机器人行动较平缓、消耗的功率较低的时候，系统以可控的功率给超级电容充电，使充电功率不超过裁判系统的限制，而当机器人爬坡、加速而需要消耗较高的功率的时候，超级电容进行输出而减轻电池的负担，取得了很好的效果，大大提高了机器人的性能。然而，当机器人持续进行大功率的运动时，超级电容的电量将持续下降，当电量低到一定程度的时候系统将切断电容给机器人供电的路径，而使用电池进行供电，因此，使用CAN通信将电容的电量数据发送给机器人，可以使两者更好地协调起来。经过大量的实测，系统并未出现故障、发热现象，稳定性良好，其性能参数表1所示。

表1超级电容系统实测性能

系统尺寸(mm)	重量(g)	工作电压(V)	静态电流(mA)
				110*90*90	486	12～26	50
充电效率(％)	持续功率输出(W)	最大功率输出(W)	持续工作温度(℃)
				90	225	1900	40

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。