超级电容对电动汽车加速性能的改善

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 超级电容对电动汽车加速性能的改 善 摘 要：电动汽车在加速和爬坡 过程中，电池要被迫大电流放电；频繁 的承受大电流的冲击，将缩短了电池的 寿命。本文提出使用超级电容的方法， 改善电动汽车得的加速性能。并使用 Matlab 中的工具包 ADVISOR 对改进的 电动汽车做了仿真实验，对仿真结果进 行了分析，验证了方案的可行性。 中国论文网 /8/view-12928687.htm 关键词：电动汽车；超级电容； 加速性能；ADVISOR 中图分类号：U469.72 文献标识 码：A 文章编号：1671-2064（2017） 08-0062-02 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 1 现有电动汽车动力电池的缺陷 锂电池具有技术成熟、成本低、 能量密度大等优点。但锂电池作为动力 存在以下问题：比功率低，不能瞬间大 电流输出，因而车辆加速、爬坡等动力 性能受到严重影响。 2 新的设计方案 超级电容具有比功率高、比能量 大、一次储能多等优点，适合作为短时 间的功率输出源，能够改善电动车起动、 加速和爬坡时动力不足的缺点。 2.1 仿真模型的建立 其中：P 是电动机的输出功率； U 是电动机的电压；I 是电动机的电流； 是功率因数；电动机的效率。 在电压和电动机一定时，要想改 变电动机的功率，只有改变电流的大小 I4。 2.2 超级电容的添加 超电容的模型如图 1 所示。 为经过电容的电流；为流进理想 电容的电流；为理想电容；R1、R2 为 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 等效串联、并联电阻；为端电压。 等效串联电阻 R1 模拟在充放电 时热损失和电压突变。等效并联电阻 R2 一般很大，模拟自放电漏电损失 5，6。 2.3 数据的计算 电动汽车电池为 200AH，放电倍 率为 3C，选取超级电容为 100F，额定 充电电流 17A，最大放电电流 102A。 在加速过程中，电动机的输出功率可增 大 17%；减速过程中，超级电容进行充 电，充电电流为 17A。即提高了加速和 爬坡能力，又减小了对电池的冲击。 3 仿真结果及分析 基于 ADVISOR 的整车模型仿真。 ADVISOR 的仿真模型主要包括循环工 况模块、车辆模块、电源总线控制策略 模块和能量源等。各模块通过 M 函数 来控制其变化。整车仿真模型，如图 2。 本文对原有的纯电动汽车模型进 行修改，增加超级电容和控制环节。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 CYC_CHINA（中国道路工况）的总行 程 5.9km，时间 1315s，最大速度 60.1km/h，平均速度 16.15km/h，行驶 期间共计 14 次停车，锂电池系统 SOC 的初始值为 1。电动汽车参数：车重 1630kg，迎风面积 7.75m2，电动机额定 电压 316V，额定功率 160KW，电池单 体 86 个，电池组电压 318.2V，最低电 压 249.6V。选用 120 个电容。 在该工况下，相应电机的输出功 率变化仿真如图 3 所示。 从图 4、5 得知，使用超级电容 后的电池最大电流由 290A 降为 120A。 距放电电流额定（200A）有 60%的余 量，能够提高电动机的峰值功率，提高 电动汽车的加速和爬坡性能。 从图 6 汽车的速度变化曲线中可 以看出，安装超级电容与未安装超级电 容加速到 40km/h 时，因所需的功率较 小，所需的时间相近；在 40-60km/h 的 过程中，加速到同一速度，安装超级电 容后所用时间明显缩短，因为这期间需 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 要较大的功率，其增加的部分功率由超 级电容提供。 4 结语 将超级电容作为辅助电源与锂电 池组合成为复合电源，充分发挥超级电 容比功率高和锂电池比能量高的特点。 在车辆爬坡时，减小了动力电池的放电 电流，保护了电池，延长锂电池的使用