電動汽車用超級電容器均壓技術(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的普遍關(guān)注。由于電動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?。電動汽車綜合體現(xiàn)了包括驅(qū)動、控制、材料等在內(nèi)的各項先進技術(shù)，但其中電動汽車的動力源是影響并制約著其進一步發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)。目前，各種類型的動力電池、燃料電池都吸引了研究人員的關(guān)注，值得注意的是，超級電容器作為一種新型儲能元件，以其獨特的優(yōu)點越來越受到重視。超級電容器單體的電

2、容量雖然可以做到很大，但由于機理上的原因，超級電容器單體的額定工作電壓較低，不足3V，在實際應(yīng)用中，一般均需要將多個超級電容器或超級電容器模塊串聯(lián)使用，以提高儲能系統(tǒng)的工作電壓和儲能量。然而，由于制造工藝和材質(zhì)不均，同一標稱型號的超級電容器或超級電容器模塊在容量、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，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)將縮短超級電容器的壽命，嚴重時會發(fā)生爆炸，而處于欠電壓狀態(tài)

3、的超級電容器，其容量不能充分利用，存在浪費。所以必須對串聯(lián)超級電容器組引入均壓技術(shù)，以提高超級電容器組的可靠性和利用率，并延長超級電容器的使用壽命。
　　論文首先分析了引起超級電容器電壓不一致的因素，對超級電容器均壓技術(shù)的國內(nèi)外現(xiàn)狀及其優(yōu)缺點進行了綜述，得出了目前均壓技術(shù)的趨勢--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；并從超級電容器的結(jié)構(gòu)和儲能原理入手，介紹和分析了超級電容器的等效電路模型和充放電特性。
　　其次

4、，通過對現(xiàn)有串聯(lián)超級電容器的均壓技術(shù)在可靠性、均壓速率、均壓精度及復(fù)雜程度等方面進行討論和比較，最終確定采用“飛渡電容”法進行均壓，分別詳細分析了靜態(tài)均壓和充放電過程中動態(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對各均壓技術(shù)進行了仿真驗證。
　　再次，設(shè)計并搭建了串聯(lián)超級電容器均壓技術(shù)的實驗平臺，以TMS320F28335控制芯片為核心組成了控制系統(tǒng)，對控制系統(tǒng)的硬件和軟件分別進行了設(shè)計，對均壓電