蓄電池-超級電容器復合電源的研究

1.93萬字 42頁 原創(chuàng)作品，獨家提交，已通過查重系統

摘要 經濟的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展帶來了汽車的迅速普及，能源和環(huán)境危機也隨之而來并且日益嚴重。為了緩解這種危機，各國大力扶持電動汽車的發(fā)展。隨著純電動汽車發(fā)展的深入，電池的瓶頸問題日益突出，最主要的是蓄電池比功率低，無法大電流放電，單獨供電時難以滿足汽車駕駛加速等性能需求。近年來快速發(fā)展的超級電容，憑借比功率較大，可以大電流充放電等優(yōu)勢，逐漸應用到電動汽車上，研究表明，將兩者構成復合電源可以綜合蓄電池比能量大和超級電容比功率大的優(yōu)點，提高復合電源負載能力，尤其適合大電流的脈動負載情況。
本文以車載復合電源為研究對象，首先分析了傳統蓄電池以及超級電容的工作原理與性能特點，并且討論了各自仿真模型。然后重點研究兩種不同結構的蓄電池/超級電容型復合電源，即蓄電池和超級電容直接并聯和基于雙向DC/DC功率變換器的并聯結構。對雙向DC/DC變換器中的器件進行參數計算和選型，并且設計電壓外環(huán)、電流內環(huán)的雙閉環(huán)PI控制器來控制DC/DC變換器，最后在MATLAB/SIMUlink中搭建復合電源模型，在脈動負載情況下，分別進行仿真模擬。仿真結果表明，加入功率變換器之后，超級電容器負擔了90%以上的脈動負載，電池輸出電流明顯減小，紋波降低，復合電源輸出電壓穩(wěn)定。


關鍵詞：蓄電池 超級電容 復合電源 雙向DC/DC功率變換器