電動(dòng)汽車在節(jié)能和環(huán)保方面的優(yōu)勢(shì)突出。但是,作為電動(dòng)汽車動(dòng)力源的蓄電池相對(duì)而言存在功率密度較低和循環(huán)壽命短的缺點(diǎn),而且車輛行駛工況復(fù)雜多變,單一蓄電池的電源系統(tǒng)不能很好地匹配電動(dòng)車輛的需求。超級(jí)電容是一種新型儲(chǔ)能裝置,其功率密度高、循環(huán)壽命長、工作溫限寬、綠色環(huán)保,蓄電池與超級(jí)電容組成的復(fù)合電源系統(tǒng)成為電動(dòng)汽車能源系統(tǒng)的重要發(fā)展方向。復(fù)合電源系統(tǒng)能充分發(fā)揮電池和超級(jí)電容各自的優(yōu)點(diǎn),促進(jìn)二者優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)并提升車輛的性能,其能量分配策略至關(guān)重要。本文對(duì)由蓄電池與超級(jí)電容組成的電動(dòng)汽車復(fù)合電源系統(tǒng)的能量管理策略進(jìn)行研究,主要內(nèi)容包括:（1）復(fù)合電源系統(tǒng)部件特性分析。分析系統(tǒng)關(guān)鍵部件蓄電池的工作原理、超級(jí)電容的儲(chǔ)能機(jī)理,并對(duì)電池與超級(jí)電容的充放電特性、內(nèi)阻特性和能量效率進(jìn)行對(duì)比分析,探討DC/DC變換器的升壓-降壓工作原理和轉(zhuǎn)換效率,以此為復(fù)合電源系統(tǒng)的參數(shù)匹配和能量管理策略仿真分析奠定理論基礎(chǔ)。（2）復(fù)合電源系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與參數(shù)匹配。對(duì)現(xiàn)有的四種復(fù)合電源系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行分析,兼顧系統(tǒng)效率、穩(wěn)定性和成本的前提下,選取超級(jí)電容和DC/DC變換器串聯(lián)、蓄電池接直流母線的結(jié)構(gòu);針對(duì)小型四輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)電動(dòng)車復(fù)合電源... 

【文章來源】：西南大學(xué)重慶市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：96 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

超級(jí)電容內(nèi)部結(jié)構(gòu)原理

西南大學(xué)工程碩士學(xué)位論文12圖2-6超級(jí)電容充放電內(nèi)阻Fig.2-6Charge-dischargeresistanceofultracapacitor由圖2-6可知，單體超級(jí)電容內(nèi)阻的大小隨著SOC值的增大而先減小后增大，但變化量小，所以在建立超級(jí)電容仿真模型時(shí)可將其內(nèi)阻視為常數(shù)。2.2.3充放電特性超級(jí)電容充放電特性決定了是否能滿足復(fù)合電源系統(tǒng)工作性能的要求，因此其研究分析方法與蓄電池類似。本實(shí)驗(yàn)室前期通過恒定電流充放電的試驗(yàn)，工作電流為40A、30A、15A和5A，對(duì)額定電壓2.5V，容量630F的單體超級(jí)電容實(shí)驗(yàn)，得到電壓變化曲線如圖2-7、2-8所示。由充放電特性曲線圖可知，在超級(jí)電容的充放電過程中，保持工作電流不變條件下，其端電壓值與時(shí)間大體呈線性關(guān)系。放電工作時(shí)，二者是線性負(fù)相關(guān)。增大恒流放電的電流，放電工作時(shí)間越短，電壓下降速率增大。超級(jí)電容持續(xù)放電時(shí)間短，其不具備長期放電能力，但具有大電流快速放電的特性。因此超級(jí)電容不能做為車輛行駛時(shí)的主要供能設(shè)備，可以用于輔助供電，在車輛行駛過程中能夠迅速提供大的瞬時(shí)功率和峰值功率。這一特性表明，電動(dòng)汽車在啟動(dòng)、加速以及爬坡等工況下應(yīng)該充分發(fā)揮超級(jí)電容的優(yōu)勢(shì)。圖2-7超級(jí)電容放電特性曲線圖2-8超級(jí)電容充電特性曲線Fig.2-7ThedischargecurvesofultracapacitorFig.2-8Thechargecurvesofultracapacitor充電工作時(shí)，端電壓值與時(shí)間是線性正相關(guān)，即隨著時(shí)間變化，超級(jí)電容端電壓直線上升，直到充電完成。增大恒流充電的電流，充電工作時(shí)間越短，電壓0.4020406080100電阻/mΩSOC/%0.50.60.70.8充電電阻放電電阻0.3

西南大學(xué)工程碩士學(xué)位論文12圖2-6超級(jí)電容充放電內(nèi)阻Fig.2-6Charge-dischargeresistanceofultracapacitor由圖2-6可知，單體超級(jí)電容內(nèi)阻的大小隨著SOC值的增大而先減小后增大，但變化量小，所以在建立超級(jí)電容仿真模型時(shí)可將其內(nèi)阻視為常數(shù)。2.2.3充放電特性超級(jí)電容充放電特性決定了是否能滿足復(fù)合電源系統(tǒng)工作性能的要求，因此其研究分析方法與蓄電池類似。本實(shí)驗(yàn)室前期通過恒定電流充放電的試驗(yàn)，工作電流為40A、30A、15A和5A，對(duì)額定電壓2.5V，容量630F的單體超級(jí)電容實(shí)驗(yàn)，得到電壓變化曲線如圖2-7、2-8所示。由充放電特性曲線圖可知，在超級(jí)電容的充放電過程中，保持工作電流不變條件下，其端電壓值與時(shí)間大體呈線性關(guān)系。放電工作時(shí)，二者是線性負(fù)相關(guān)。增大恒流放電的電流，放電工作時(shí)間越短，電壓下降速率增大。超級(jí)電容持續(xù)放電時(shí)間短，其不具備長期放電能力，但具有大電流快速放電的特性。因此超級(jí)電容不能做為車輛行駛時(shí)的主要供能設(shè)備，可以用于輔助供電，在車輛行駛過程中能夠迅速提供大的瞬時(shí)功率和峰值功率。這一特性表明，電動(dòng)汽車在啟動(dòng)、加速以及爬坡等工況下應(yīng)該充分發(fā)揮超級(jí)電容的優(yōu)勢(shì)。圖2-7超級(jí)電容放電特性曲線圖2-8超級(jí)電容充電特性曲線Fig.2-7ThedischargecurvesofultracapacitorFig.2-8Thechargecurvesofultracapacitor充電工作時(shí)，端電壓值與時(shí)間是線性正相關(guān)，即隨著時(shí)間變化，超級(jí)電容端電壓直線上升，直到充電完成。增大恒流充電的電流，充電工作時(shí)間越短，電壓0.4020406080100電阻/mΩSOC/%0.50.60.70.8充電電阻放電電阻0.3


本文編號(hào)：3261902