电动汽车关键技术.doc

本文对电动汽车关键技术—复合电源进行研究.复合电源由超级电容和蓄电池
并联构成,它将蓄电池的高比能量和超级电容的高比功率的优点结合到一起。超级电
容可以在电动汽车启动、加速、爬坡时提供强大的电流，避免了因大电流放电而损坏
了蓄电池，延长了蓄电池的使用寿命；在电动汽车下坡或制动时,反馈的大电流被超
级电容所吸收，实现了能量回收，同时也保护了蓄电池不受大电流的冲击而损坏。本
文的研究内容可以作为解决电动汽车电源技术的初步探索。
首先，本文对复合电源各元件的特性进行分析研究，在充分掌握蓄电池、超级电
容和双向DC/DC变换器特性的基础上，确定复合电源的结构特点和工作模式；其次,
采用合适的建模方法分别建立复合电源各元件的模型,并将它们分别封装成独立的模
块，采用模块化的思想,应用在复合电源的模型中；再次，确定道路循环和整车参数，
选择合适的参数进行匹配，并根据复合电源的控制目标，制定了复合电源的控制策略，
运用Matlab/Simulink进行复合电源和单一电池电源在道路循环下的仿真，研究超级电
容是否对蓄电池有“削峰填谷”的作用,仿真结果表明，超级电容在电动汽车加速时
提供能量，制动时回收能量，避免了蓄电池的大甩流充放电，不仅只」蓄电池起到了保
护作用，还能有效延长电动汽车的续驶里程;最后，根据复合电源对双向DC/DC变换
器的设计要求,运用软件Protel设计出双向DC/DC变换器，并运用软件 Matlab/Simulink
对它进行仿真,仿真结果验证了理论计算的正确性.再制作出双向DC心C变换器，应
用在以后的复合电源台架试验中。
关键词：复合电源,控制策略，仿真，双向DCOC变换器Abstraet硕士论文
AbstfaCt
Thekeyteehnologyinh如 ridPowersystemofeleCtricvehielewasresearchedinthis
PaPer。Theh沙 ridPowersystemconstitutedbythebatteryandtheultracaPacitorcan
eombinetheadvantageofthehighenergydensityofbatteryandthehighPowerdensityof
ultraeaPaeitor。UltraeaPacitorcanProvidestrongeurrentwhenelectrievehiele15starting，
aceeleratingandmountainclimbinginordertoavoidthestrongcurrentdisehargewhieh
eandestroythebatteryandtoextendbatterylife。Thefeedbaekofstrongeurrenteanbe
absorbedbytheultracapaeitorwheneleetrievehiele15mountainclimbing一 downorbraking
inordertoimPlementtheenergyrec0VeryandProteetthebatteryfromtheimPaetofthe
strongeurrent.TheresearehinthisPaPereanbeusedastheinitialexPlorationofsolving
Po认 erteehllologyofeleetrievehiele.
First， theeharaeteristiesofeomPonentsofthehybridPowersystemwereresearehed。
OnthebasisofPredominatingtlieeharaeteristiesofbattery， ultraeaPaeitorandbidireetiozl-
一 alDC/DCeon、户erter， thestruetureeharaeteristiesandworkPattemsofthesystem认一ere
determined、Seeond， themodelsofeomPonentsofthesystem认厂ereresPeetivelyestablished
、 xsillgaPProPriatemethodofmodelingandthemodelswerePaekedasseParatemodules
withtheideaofusingmoduleinordertoaPPlytothemodelsofthesystem。Third， aeycle
ofroadandvellieleParametersweredeterminedandtheaPProPriatematchingParameters
wereseleeted.Aeeordingtocontrolobjeetiveofthesystem， thecontrolstrategyofthe
s)stoms认 aseonstituted.The511:glebatteryPowersystemandhybridPowersystem从ere
sinlulatedInaeycleofroadusingMatlab/simulinkinordertostudytheeffectoftlle
、一ltraeaPaeitor” eliPPedPeakandfilledehannel" forthebatter｝’ 。Fromtheresultsofthese
simulations， ultracaPaeitoreanPro、厂 ideenergywheneleetricvehiele15aeeeleratingand
reeoverenergywhenelectrievehiele15braking。50iteanProteetthebatteryaeeordingto
avo一 dingthestrongeu仃 entehargeanddisehargeofbatteryanditalsoeaneffeetively
extendtheeleetrievehieleeontinueddrivingmileages。Ailast， aceordingtothedesign
requirementsofbidirectionalDC/DCeonverter， thebidirectionalDC/DCeonverterwas
designedusingProtelandsimulatedusingMatlab/Simulink。Thesimulationresultsshow
theeo汀 eetnessoftheoretiealcaleulation.Andtheeonverterwasmanufaeturedinorderto
aPPlytoexPerimentbenehinhybridPowersystem.
Keyword：hybridpowersystem, eontrolstrategy，simulation， bidirectionalDCzDC
ConVertCr硕士论文电动汽车关键技术-复合电源的研究
目录
摘要..。。。....。。。....。...。。。。.。。。...。。。....。。.。。。.。...。。。。。。。.。.。。。..。。.。.....。。。。。。。..。.......。。。。。。。。。。.。……I
AbstraCt。。。......。.....。。.。。...。.。。..。.。。.。。。。。。。.。。..。....。.。。。.。.。。.。.。。...。。..。...。。。。。。.。......。。。...。...……11
1绪论..。...。..。..。。..。。。。。。。。.。。。。.。。.。.。。。...。。.。。。。。。。.。。.。....。。.。。。。。。。。。。..。。。。.。.。。。。。.。..。.。。.。...。.。..……1
1。1选题背景及意义。..。..。。。.。....。。.。。....。。。。.。..。..。..。.。...。.。。。.。.。..。..。.。。。。。。.。..。.。。.......。.......。。。..。……1
1。2复合电源研究现状……,二，。。.......。.。..。.。。。。.。。..。..。..。。.。。。。....。.。……,。..。。.。。。。.。。。....。...。。。。。..……2
1.2。1国内研究现状。。。。..。..。。。。。.。。........……,。.。。。。。。。。....。.。。.。..。。。..。..。。。...。.。。。.。..........。.。。……2
1.2。2国外研究现状。.。.。。....。。。。。。..。。。。.。.。.。..。.。......。.。。。。..。..。。。.。..。.……、。.。...。.。...。。....。....……3
1。3相关理论及方法研究概况。.。..。.。。。.。。。...。.。..。。。。......。。.。.。..。。。。......。。.。.。.。.。.....。.。。。。。。..。。.。……4
1。3.1复合电源模型研究概况...。。.。.。。。.。..。.。。。。。.。...。。。。...。.。.。...。.。。。。....。.。。.。.。.。。。。.。。。。。。。……4
1。3.2复合电源控制策略研究概况。..。。。。。。。。.。。。。..。.。。.。。。。。。.。。...。..。.。.。。..。.。。...。。...。.。。。.……5
1。3.3双向DC/DC变换器研究概况。。..。..。..。...。.。。.。。....。。。.。..。……，.。..。.。。。。..。。..。。。。。。.……6
1。4本文的主要工作.。。.。...。.。.。...。...。。。...。。.。.。。..。..。.。。.。。.。。。.。……，。..。。..。。。.。...。.。..。....。……，..。。……7
2复合电源特性研究。.。.。。。。....。..。....。.。。。..。。.。。.。。.。...。。..。。.。.。。.。.。。...。。.。.。。...。.。。..。.。。.。……9
2。1蓄电池的特性研究。。..。。..。...。。.。.。.。。.。。.。。.。。。.。。.。。...。……，.。。。。。..。。.。。。..。。.。。...。.。。.......。。。。..。.……9
2.1。1车用蓄电池的选择.。。。。。。。。。...。.。..。.。...。。。。。.。.。。..。。.。....。。。..。...。。。。.。......。。.。。。。。....。.。。……9
2。1。2蓄电池的充放电特性。..。....。。。..。。....。.。.。。..。.。。.。。。......。。……,。.。。。。。。...。.。。.。。。..。……10
2。1。3蓄电池的容量特性，。...。。。.。..........。....……，.。。。...。.。..。。。……,。。。....。。。...。.。。...。。.。.……11
2。1。4蓄电池的温度特性。。。..。..。。。。....。.。.......。.。。......。.。..。...。...。..。......。......。。...。。.。..。.……12
2.2超级电容的特性研究..…，。。。...。.....。...。。...。。。.....。。。。.。...。.....。。.。.。。.。。...。.。.。。..。。.。。。。。..。.。.……13
22.1超级电容的组成及原理。.。...。。。...。。.。。....。。..。。..。。。.。..。。。...。。....。..。...。。。。。.....。....。……13
2。2.2超级电容的充放电特性.。。.……，。.。。。。。。..。...。。。。.。。。.。。.。.。.......。.。。..。.。.。.。..。。...。.。。……14
2。2.3超级电容的温度特性。。..。。。.。.。。。..。。。。.。.。.......。。。。。。。。.。……，。。。.。......。...。。。。..。.。...……巧
2.2.4超级电容的循环寿命特性。.。。...。..。...。。。..。.。...。。..。..。.。..。。。。..。。..。.。。..。.。..。..。。。.。。……16
2。3双向DC乃C变换器的特性研究。.。.。.。。。。。。.。...。。...。。.........。..。.。.。。。。。.。...。。。。.。..。。。。...。……17
2.4本章小结。.。..。.。.。.。.。.。。。.。。.。....。..。...。.。...。.。..。。。...。.。。。..。。。。.。。。...。。。.。。.。.。.。。...。...........。.。.。.。.……17
3复合电源的结构特点及建模..。.。....。。...。。。。。....。。.。.。..。。。....。。。...。。。.。.。.。。。.。。。...……18
3.1复合电源的基本结构……，。..。。。...。。。.。.。..。.。。.。...。。。.。。。。.。.......。.。.。。。..。.。。。。..。.....。。..。.。。。。。……18
3。2复合电源的工作模式…,。。。。.。。。。.。。....。.。。。。……，。。。。。.。。..。.。.。.。..。..。..。。.。。.。。.。。..。。。.。。.。。.。。..……19
3.3蓄电池模型。....。...。.....……，。..。.。....。。.。.。..。..。.....。.。.。..。.。.。.。。.。。...。.。。。..。。..。。.。。。。。....。。。。。..。……2C
3.1。1电压计算子模块。。。.。.。.。.。。.。.。。。。.。。。.。.。。..。。。..。。...。。。。。.。....。..。....。....。....。.。。...……,……21
3.3。2电流计算子模块..。..。。.。.。.。。。。.。.。.。。。.。。。..。。.....。。。.。.。.。.。.。。。..。......。..。。。。。..。.。。.。...。。。……23目录硕士论文
3.3。3荷电状态计算子模块。。..。。。。...。...。。。.。..。。。。.。..。.。...。。。。。。。.。。.。。。。.。。。。。。..。。.。..。。。。..。..……23
3。4超级电容模型。..。...。。。。..。。..。...。。。。。...。.。。.。.。..。。。.。。....。。.。。。....。。.。。..。。······························……24
3.5双向DC心C变换器模型。.....。。....。.。。。...。。。..。..……，.。.。.。.。。...。.。。.....···。。。。······。·。·······……27
3.6复合电源模型。..。.。....。。.。.。。.……，。.。。。。。.。..。。.。。。。。。..。..。。..。.。.。.。。。。。.。.。。..。.......。。..……，。，...。。……29
3.7本章小结。。。。。。。....。。。。..……,.。。.。.。...。。。.。...。。.。..。。。.。。。……，。。...。。..。.。....。。.......。。..。..。。.。.....。。.……30
4复合电源控制策略的研究及仿真分析。..。.....。。.。。。.。....。。..。.。。。.。。.。。.。..。...。.……31
4.1道路循环概述.。。。。。。。..。。。。..。……，。.。。.。。.。。。。。..。。..。..。。.....。。.。.。.......。。。.。.。.......。。。。.。。。.。.。.。.。.。……31
4。2复合电源的参数选择。.。。.。.。.。...。。。。..。。。。。。.。..。..。.。...。.。.。。。。.。。....。.。..。。.。..。。..。。。。。.。.。.。。..。。。。……33
4.2.1整车参数的选择....。。。。。.。。.。.。.....。。..。。..。。.。.。..。...。...。。.。。.。。.....。.。。.。...。.。....。。。。。.。。.。……33
4.2。2电机驱动功率的选择.。。。..。。。。。..……，。。....。.。。。。。。..。。。。.。....。...。。..。。。。。。。。。...。。。.....。……33
4，2.3蓄电池参数选择.……，。.。..。...。。。。。。。.。。。。。。.....。。。.。...。。..。……,.…，.。。。.....。.。。....……35
4.24超级电容参数选择...。...。.。。。.。.....。。。。。.....。。。...……,。。.。。.。。。...。。。..。.。。..。。...。。。....。。。……36
4。3控制策略的制定。。。.。..。..。。。.。。。。.……、。。。..……，。.。.。..。。。。.。.。...。...……，.。。。...。。。....。。..。。..。..……37
4.3.1复合电源控制目标。..........。。..。.。.。.。。..。。.。.……，。……，。.....。。.。....。。.。.。。..。。。。。.。。..……37
4。3。2逻辑门限控制策略的制定.。....。。.。。。.。.。。。。.。.。....。。。....。……，。。。..。.。。..。。..。..。....。.。……38
4.4仿真结果分析..。。。.。.。...。..。。。。.。..……、.。。。。。。..。。.。。。。...。.....……，。...。....。...。....。.。.。.。..。。.。.。.。。……40
4.4.1仿真软件说明.。。.。。。.。.。.……，.。..。.。..。。。。。...。。..。.。...。。...。。..。.。..。。.。....。...。。..。。。。。.。。。。……‘。40
4.42仿真参数设置...。.。.。...。.。.。.。.。。..。。..。。..。……‘.。。。...。。。。。。..。。.。.。...。。。..........。。。。.。.。。……41
4。4.3仿真结果分析....。。..。。.。。。。。。...。..……,。.。。。。.。..。。。.。.。.。。..。...。。。。。。。.。..。。。。。。.。.。。.。。...。。..……42
4.5本章小结。。。。.。....。.。。....。.。。。.。....。.。。。。.。.。。。.。.。。。.。……,...。.。。。。。.。。..。..。。。。.。。..。。...。..。.。。.。。.。...。。.……49
5双向DC/DC变换器的设计.。。。。。。。.。。。..。.。。.。..。.。.。.。..。。。.。。。。..。..。...。。.。。。.。。..。。...……50
5。1双向DODC变换器的设计要求…，。.。。。.。..。..。..。.。。。.。.……，.。.。。...。..。。。....。。.。。。.....。。.……50
5.2双向DC/DC变换器拓扑结构概述。..。.。....。.。...。。..。..。...。。。......。。。。。。。.。.....。。。。。...。...……51
5。3双向DC/DC变换器主电路的研究。。..。...。。.。。。....。.。..。。.。。.。。..。....。....。。。.。..……，.....……53
5.3.1升压斩波电路的研究..。。...。。.。.。。...。。.。.。。。。。。。...。.。。.。……，.。。.。……，。....。。.。.。。。。。。.。……53
5。3.2降压斩波电路的研究。.....。.。。.。...。.。。。。。。。。.....。..。...。。.。。..。。...。.。。。。..。。.。。..。。。。.。.。.。.……54
5。4双向DC心C变换器主电路的设计。.。...。……，。.。..。。。.......。.。。。....。。..。....。。。。。。.。。。..。.。.……55
54.1主电路元件的选取。。.。。。。。..。.。。。。.。.。.。......。。.。..。.....。..。....。。.。。。...。.。。.。.。。。..。.。...。..。……55
5。4。1。1元件的选取。..。.。。。。。.。。。.。.。。。。。..。.....。。。。.。.。..。。..。.......。。。。。。。。.。.。。.。。。.。。.。。。.....……,55
5。4.1.2元件的缓冲电路设计...。。。。..。。。...……，.。.。。。。..。.。。。.。.。。....。.。..。。。。...。.。.。..。。……56
5。4.2电路参数的设计。..。。。.。。。...。.。。。.。..。。.。..。。。.。..。。。..。。。....。。.。.....。..。..。。...。.....。。。..。..。..……57
5。4。2.1占空比计算。。。.。。.。。.。.。。..。。.。..。。。.……，.。。。。。。..。....。。。。。.。...。.。..。..。。。。。。。。.。。....……57
5。4。2。2储能电感的设计.。。..。...。.。。。....。。。。..。..。.。。....。........。..。..。.。..。。。。。。..。...。。..。。.……58
5.4。2。3纹波电流计算。..。。.....。..。。。。。..。。..……，.。。..。。。....。..。...。。。。。。。.。。.。。.。.。。。。...。。.。。……60硕上论文电动汽车关键技术-复合电源的研究
5.4.2.4纹波电压计算……,。，。。.。.。。.....。。。。...。。。。..。.。。。。..。............。。。....。。.。……、.……60
5。4。2.5滤波电容的设计..。。。.。。.。...................。.。....。。.。.。。...。。..。..。。……,.....。.。..……61
5.4。2.6元件损耗计算.。。。。.。。...。...。。..。...。。.。。。……,，.。…，.。.....……,.。...。....。。。..……62
5.5双向DC/DC变换器控制电路的设计。..。.....。。.。....。。。..。。。。。。.。..。.。.....。。。。...。.。.。。...。.……64
5。5.1PWM控制的研究..。..。。。.。。。。..。。。..。.。。。....。。..。。.。。。.。。。.。。.。。.。。。。.。……,，.。…，…,,。，.。.……64
5。5。2闭环控制电路设计。.。。.。.。……,..……，。。.。。。...。。。。.。...。...。。..。。……，。，...。。。.。。.。..。。...……“
5.5。2.1软启动电路,.。。.。....。。。.。。..。..。。。.。.。.。....。。。……，.。.。。.。..。。..。。..。.。...。。。。。..。.。..。.……66
5.5.2。2脉冲频率与死区时间..。。。。。..。.。.。.。。。..。。。。。...。。.。.。。.。..。。.。.。...。。..。。..。.。.。。.。。……67
5。5.2.3保护及干扰抑制电路,..。.。.。。.。.。.。..。。。。。.。.。。..。。..。……,。。.。.。。。。....。.。。。.。..。.……68
5.5。2.4工作模式转换电路。。....。..。。。..。。..。..。。。……,。……，。。.。.。。.。.。.。.。...。。。.。...。..……68
5。5.2。5控制电路.。。。.。。..。.。.....。..。。。.。.。。..........。..。...。.。..……,.。..。.。。。。。。。。。。.。。。....。..。……70
5。6双向DC/DC变换器的仿真。。。.。....……,.…,.。。..。.。。..。..。.......。。。。.。。.。。...。..。。。....。。。..。.。.……72
5。6。1仿真模型建立……,。.…,。.……,。..。。..。.。。.......。。。。...。..。.。。.。。..。..。。。...。...。。。..。。....。。.。……72
5。6。2仿真参数设置........。。。。..。。。。。。.。。.。.。。...。。...。.。.。。.……，…,...。。..。。。。.。.。。.....。。.。..。……73
5.6.3仿真结果分析。..。.。.。.。.。..。。。.。。。..。..。.。..。..。...。。。..。...。...……，。.……，。。。。。...。...。.。。....……73
5。7本章小结。。.。.。.。..。.。..。.。.。。.。。.。....。..……‘。。...。.……，。。。。..。。。。。……,..……，。。。……，。.。.。。。。。..。……77
6总结与展望。。。。。..。..。。。.。...。。。..。。。。..。。。...。。。.。。。。..。。。。.。.。.。..。.。.。。。...。。。...。..。.....。。.。.。。。。……78
6.1本文总结。。。。。。。。。.....……,。.。...。.……，。。...……,.。..。..。.。.。。。。。。.。.。。.。.。。...……，。。。。。.。。..。。。。。。。。.……78
6。2研究展望。。.。。。..。。。...。。.。。……，.。。.。.。..……,。。。.。。。.....。.……，。…,.……，。。。.。。。.。........。。..。..……卜…79
致谢...。......。.。。。......。。。.。。..。。。..。。。.。。.。..。。。。.。。。..。...。。..。...。。...。。.。。。。.....。。......。。.。.。。.……80
参考文献。。。.。。。。。。。...。.。.。。.。.。.。。..。....。.。。.。。。.。....。.。。。.。.。.。.。..。。..。。。。。。。。....。。。....。。...。。..。。..……81硕士论文电动汽车关键技术—复合电源的研究
绪论
选题背景及意义
汽车自诞生起己有一百多年历史，其发展速度不断加快。常规的内燃机汽车正在
面临可持续发展能源的挑战，大气环保和地球温室效应的挑战,以及噪声方面的限制。
为了解决环境污染和能源紧缺的问题,“节能减排”在世界各国政府产业政策中
都处于重中之重的地位。为此世界各国的政府、学术界、工业界等正在加大对电动汽
车开发的力度，加速电动汽车的商品化步伐。电动汽车将使能源的利用多元化和高效
化达到能源可靠、均衡和无污染地利用的目的l3]。从环保的角度来看,电动汽车是
无排放交通工具，即使计及发电厂增加的排放，总量上来看，它也将使空气污染大为
减少〔‘]。此外,电动汽车比传统的燃料汽车更易实现精确的控制。
在电动汽车的部件中，电源是电动汽车的心脏，电源技术是电动汽车的关键技术。
电动汽车对电源的要求主要有：
1.高比能量，以提供较长的一次充电续驶里程。
2。高比功率，以确保车辆足够的加速和爬坡性能。
3。循环寿命长,以降低车辆使用期内的运行成本。
4.制造成本低廉，原材料来源丰富，它涉及到基本建设费用等。
5.充电快、效率高、设备简单。
6。低的自放电率，使用安全，更换简便，可回收性好。
电动汽车最常用的电源是蓄电池,而铅酸电池是最古老的蓄电池.它的开路电压
高、放电电压平稳、技术可靠、充电效率高、生产技术成熟、价格便宜、正不断地被
应用到电动汽车上[4］。
但是目前电池技术发展缓慢，存在很多不足.蓄电池单独作为电动汽车的电源就
存在以下问题：
1.蓄电池的比功率太低,电动汽车很大一部分功率将消耗在无效载荷上，所以
不能满足电动汽车对起步、加速、爬坡等性能的功率需求。
2。蓄电池在低温条件下的工作性能极差，给使用带来诸多不便。
3。蓄电池的循环寿命有限,增加了使用及更换电池的费用.
4.废旧蓄电池的环保问题。
5.蓄电池的充电时间长，给消费者带来诸多不便.
如果想让蓄电池提供大电流和高功率，蓄电池的体积和质量都要增加，这样不但
给电动汽车增加了重量，而且整车的成本也会增加.电池问题始终得不到很好的解决，
致使电动汽车始终难与燃油汽车竞争。于是电动汽车正在谋求其它的电池，例如燃料
l绪论硕士论文
电池、惯性蓄能、超级电容、太阳能等作为电动汽车新的车载能源，但还在实验试制
阶段，离应用和产业化还有较大距离.
既然单一的能量源不能满足需要，我们想到用超级电容和蓄电池组合成复合电
源，充分利用超级电容比功率高和蓄电池比能量高的特点［s]。超级电容可以在电动汽
车启动、加速、爬坡时提供强大的电流,避免了因大电流放电而损坏了蓄电池，延长
了蓄电池的使用寿命;在电动汽车下坡或制动时，反馈的大电流被超级电容所吸收，
实现了能量回收，同时也保护了蓄电池不受大电流的冲击而损坏。
复合电源在电动汽车上的应用,具有重要意义，它使得电动汽车对蓄电池比能量
和比功率的要求分离开来【‘l.蓄电池设计可以集中于对比能量和循环寿命要求的考
虑，而不必过多地考虑比功率问题。由于超级电容的负载均衡作用，蓄电池的可利用
能量和使用寿命都得到显著提高，而且与蓄电池相比，超级电容可以迅速高效地吸收
电动汽车制动产生的再生动能.由于超级电容的负载均衡和能量回收作用，电动汽车
的续驶里程得到极大地提高.同时，复合电源中由于有了超级电容的加入,全部的能
量或功率不是由一个部分来提供，不仅可以减少蓄电池的使用数量，而且还可以优化
输出能量，提高每个部分的工作效率，系统的尺寸、重量以及成本都会有大幅度地降
低。
总之，复合电源的应用使电动汽车满足动力性、经济性的要求,提高了电动汽车
的实用性,具有重要的实用价值和广阔的发展前景。
。2复合电源研究现状
:21国内研究现状
近年来，由于大型公交车在整个交通运输体系中扮演着重要角色,电动汽车技术
在这一领域的应用，对缓解能源危机、促进环境保护有着极为重大的意义。电动汽车
的研制开发已经成为我国治理环境污染、减少石油能源开支以及使我国的汽车工业走
向全世界的关键突破口。
而复合电源的研制与开发可以进一步提高电动汽车的经济性及动力性，降低整车
成本和使用费用，加快电动汽车在我国推广应用的进程,尽快使我国汽车工业在世界
汽车舞台上占有一席之地.
因此，国内一些汽车公司和高校已经加快了对复合电源的研制工作,并且已经取
得了相应的进展。
2003年北京理工大学与北方华德尼奥普兰客车股份有限公司共同研制纯电动旅
游客车“BFc6llo一Ev"[7’］。该车使用安装了铿电子电池组、超级电容储能系统以及
先进的多能源管理控制系统、交通驱动系统，目前己通过整车型式认证试验，主要技硕土论文电动汽车关键技术—复合电源的研究
术指标达到或超过预定要求。
吉林大学汽车工程学院混合动力客车研究组负责承担解放牌混合动力城市客车
车载部件的实验工作,对电池装置进行了比较充分的研究，并且掌握了大量的相关数
据，为复合电源的开发打下了坚实的基础［75］。并且该课题组早已着手复合电源的研制
工作,目前已经完成了第一阶段的工作,即仿真软件的编写及开发阶段工作，已经可
以进行各种连接及参数匹配形式的仿真研究。
清华大学与多家单位共同承担的国家863燃料电池城市客车课题，采用FC（燃
料电池）十B(蓄电池)+UC（超级电容)的结构［47］，该课题也在进行相关的研制
工作。
总之，国内对由蓄电池和超级电容构成的复合电源的设计与控制理论的研究还刚
刚起步，虽然对超级电容的研究和生产已经有了很大的进展,但对复合电源的研究还
比较少，还需要长时间的努力。在以后的几年内，复合电源的研究必然会引起人们的
高度重视。
1。2。2国外研究现状
在国外，复合电源作为电动汽车电源装置已经有原型车问世，不少企业及机构的
研究已经取得了一定的进展。
Fl八 TCinquecentoEletra使用Sonnensehein公司的铅酸电池和 AlsthomAleatel
的超级电容构成复合电源。性能测试结果显示:市区和郊区行驶工况分别节能40%
和20％，在完整的ECE循环工况下节能140，01,］。
Chugoku电力公司和丰田公司研发中心合作在 MazdaBongoFriend上安装由
vRLA和超级电容组成的混合储能系统，并进行相关的性能测试〔’].该储能系统使用
4OxZ的Panasoni。超级电容,用超级电容作为负载均衡装置使阀控铅酸电池更好地
运用于电动汽车。
澳大利亚一家科研机构研制出一台电动汽车，采用的是铅酸电池和超级电容混
合，电动机采用永磁无刷直流电动机。在电动汽车启动时，由超级电容提供能量，采
用降压斩波驱动；正常运行时，由蓄电池提供所需能量，采用升压斩波驱动［68］.
ISE公司将Maxwell的超级电容整合到汽油、柴油和燃料电池混合动力车之中。
特别需要说明的是,自从开发ThundercaPn超级电容系统，ISE已经将其动力系统
引入到汽一电混合动力车、柴一电混合动力车、氢一电混合动力车和燃料电池混合动力车
的设计之中。清洁运行、安静、低维护要求的车辆己经走上了一些美国的城市,包括
LongBeach和SacramentoCA。ISE己经与西门子及Flyer公司结成伙伴关系,共同
生产这些混合动力车.
目前，在ISE的混合动力和燃料电池公交车上，有3万多超级电容器在工作，绪论硕士论文
提供超过7500万法拉的电力驱动和再生刹车功率.早在2006年初，Bartley就估
计超级电容供电的公交车队己经提供了超过200万英里的清洁、可靠的服务，为我
们的星球提供了清洁的运输服务.
IsE公司新业务经理 TomBartley说：“电池具有高能量的能力,而超级电容具
有高功率的能力，在优化的混合储存系统中，两技术的结合最大限度地发挥了两者的
优势，正是ISE动力系统设计的实质.超级电容提高了动力性、可靠性和车载能量
储存装置的耐久性，公交车配备它之后，对加速环保运输工具的社会影响和生存发展
有着重要的作用。"[75l
以上可以看出