電動(dòng)汽車用超級(jí)電容器均壓技術(shù)研究.pdf

1、隨著傳統(tǒng)能源的急劇減少及環(huán)境污染的加劇，新能源的利用受到世界各國(guó)的普遍關(guān)注。由于電動(dòng)汽車使用電能替代了化石能源，緩減了能源和環(huán)境壓力，是現(xiàn)階段發(fā)展?jié)摿薮蟮男履茉雌?。電?dòng)汽車綜合體現(xiàn)了包括驅(qū)動(dòng)、控制、材料等在內(nèi)的各項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)，但其中電動(dòng)汽車的動(dòng)力源是影響并制約著其進(jìn)一步發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)。目前，各種類型的動(dòng)力電池、燃料電池都吸引了研究人員的關(guān)注，值得注意的是，超級(jí)電容器作為一種新型儲(chǔ)能元件，以其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)越來越受到重視。超級(jí)電容器單體的電

2、容量雖然可以做到很大，但由于機(jī)理上的原因，超級(jí)電容器單體的額定工作電壓較低，不足3V，在實(shí)際應(yīng)用中，一般均需要將多個(gè)超級(jí)電容器或超級(jí)電容器模塊串聯(lián)使用，以提高儲(chǔ)能系統(tǒng)的工作電壓和儲(chǔ)能量。然而，由于制造工藝和材質(zhì)不均，同一標(biāo)稱型號(hào)的超級(jí)電容器或超級(jí)電容器模塊在容量、內(nèi)阻和漏電流上往往存在不一致，這就導(dǎo)致了串聯(lián)工作時(shí)，不同的單體或模塊上存在所謂過電壓和欠電壓兩種不健康狀態(tài)。過電壓狀態(tài)將縮短超級(jí)電容器的壽命，嚴(yán)重時(shí)會(huì)發(fā)生爆炸，而處于欠電壓狀態(tài)

3、的超級(jí)電容器，其容量不能充分利用，存在浪費(fèi)。所以必須對(duì)串聯(lián)超級(jí)電容器組引入均壓技術(shù)，以提高超級(jí)電容器組的可靠性和利用率，并延長(zhǎng)超級(jí)電容器的使用壽命。
　　論文首先分析了引起超級(jí)電容器電壓不一致的因素，對(duì)超級(jí)電容器均壓技術(shù)的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀及其優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了綜述，得出了目前均壓技術(shù)的趨勢(shì)--由無源能量消耗型均壓向有源能量轉(zhuǎn)移型均壓技術(shù)發(fā)展；并從超級(jí)電容器的結(jié)構(gòu)和儲(chǔ)能原理入手，介紹和分析了超級(jí)電容器的等效電路模型和充放電特性。
　　其次

4、，通過對(duì)現(xiàn)有串聯(lián)超級(jí)電容器的均壓技術(shù)在可靠性、均壓速率、均壓精度及復(fù)雜程度等方面進(jìn)行討論和比較，最終確定采用“飛渡電容”法進(jìn)行均壓，分別詳細(xì)分析了靜態(tài)均壓和充放電過程中動(dòng)態(tài)均壓技術(shù)的工作原理和控制策略，并利用仿真軟件MATLAB/Simulink對(duì)各均壓技術(shù)進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。
　　再次，設(shè)計(jì)并搭建了串聯(lián)超級(jí)電容器均壓技術(shù)的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，以TMS320F28335控制芯片為核心組成了控制系統(tǒng)，對(duì)控制系統(tǒng)的硬件和軟件分別進(jìn)行了設(shè)計(jì)，對(duì)均壓電