超级电容与动力锂电池混合型电动汽车的工程研究.pdfVIP

节能减排 —电网侧行动 上海电力 2007 年第 6 期 超级电容与动力锂电池混合型 电动汽车的工程研究 关 　宏 ,姚建歆 (上海市电力公司市区供电公司 ,上海 　200080) 摘 　要 :超级电容器是近年来发展起来的一种新型的储能装置 ,具有功率密度高 、寿命长 ,使用温度宽及充放 电迅速等优点 。随着电动车辆的研究不断深入 , 电动汽车在电池使用寿命 ,功率型电池加速时瞬间大功率释 放存在瓶颈 , 以及电池制动时能量回收率不高等诸多问题开始显现 ,影响了电动车辆的使用和推广 。介绍了 超级电容 、锂离子动力电池的性能 , 以及超级电容与电池混合电能的研究及其在电动汽车上的应用 。 关键词 :超级电容器 ;锂离子电池 ;混合电能 ; 电动汽车 ;工程研究 中图分类号 : TM9 11 , TM53 　　文献标识码 :A 在正常行驶过程中 , 电动汽车从电池中所需 1 　引言 的平均功率并不高 ,而刹车 、加速和爬坡的瞬间其 能源与环境 已成为当前全球最为关注的问 峰值功率又非常的高 。就 目前研发的电动汽车其 题 ,为了改善城市环境污染和降低能源依赖度 ,世 峰值功率与平均功率之比已经高达 16 ∶1 。 界各国特别是美国、日本和欧洲等发达国家积极 很明显如果单纯使用电池 ,在车辆需要瞬时 探索应用新能源车辆 。 大功率时 , 电池的放电能力显得力不从心 ,而且极 超级电容大多是电化学电容器 ,是近年来出 其容易造成电池的损坏 。将超级电容与电池混合 现的一种新型储能元件 ,具有长寿命 、释放电流功 使用后 ,在车辆加速或者爬坡时所需的大功率瞬 率大 、存储能量大 、质量轻 、工作温度范围宽及环 间电流由超级电容提供额外功率 ,从而保证了车 保等特点 。采用纯超级 电容 电动汽车已投入运 辆的加速性和爬坡性 ,并起到了保护电池的作用 。 行 ,这种车辆的加速性 ,制动的能量回馈 , 以及车 随着科技水平的进步 ,对能量使用的控制要求也 辆使用寿命呈现出相当好的特性 。但是由于超级 越来越高 , 电动汽车在刹车过程中的能量回收也 电容其本身的特性使得超级 电容车的续驶里程 必须在设计过程中考虑进去 。由于电池的充电是 短 ,应用上有一定的局限性 。 通过化学反应来完成的 ,所需时间较长 ,而车辆制 电动汽车的发展一直受到电池技术的制约 。 动的时间很短 , 因此回收能量的效果不佳 。将超 如何解决电池的问题 ,成了电动汽车发展最大的 级电容和电池混合使用后 ,车辆在刹车过程中产 瓶颈 。现在随着电池技术的发展 ,动力型锂电池 生的回馈电能也能被超级电容吸收 。特别是在城 的出现 , 电动汽车的电能来源问题得到了基本解 市行驶中经常遇到红灯 ,车辆的起动和刹车相当 决 。但是在车辆的使用过程中 ,纯电池的电动汽 的频繁 。如果只使用电池 ,对电池的使用寿命和 车出现了诸多问题 ,例如电池寿命 ,车辆加速性能 电能的使用效率影响相当的大 。有关研究表明 , 等等 。如何解决这些问题 ,这些已经成为电动汽 电动汽车在比较频繁的制动和起动的城市道路上 车推广应用和产业化所必须先行解决的问题 。 行驶 ,如能有效的回收制动能量 ,可以使电动汽车 随着对环保