混合动力公交车复合储能控制技术
混合动力公交车原理

混合动力公交车原理
混合动力公交车采用了同时使用多种动力源的技术,主要包括内燃机和电动机。
其原理可以分为以下几个方面:
首先,混合动力公交车利用内燃机和电动机之间的协同工作来提高燃油效率。
内燃机可以根据需要为电池组提供电力,同时也可以直接驱动车辆。
而电动机则可以通过能量回收或外部电源进行充电,并在需要时提供动力。
两种动力源的协同工作使得车辆能够在不同驾驶条件下选择最佳的能量转换方式,从而减少能量损耗,提高燃油利用率。
其次,混合动力公交车还采用了能量回收系统来提高能量利用效率。
在制动或减速过程中,电动机会转变为发电机,将制动能量转化为电能并储存在电池中,以供日后使用。
这种能量回收系统能够减少能源的浪费,同时也降低了对刹车系统的磨损。
此外,混合动力公交车还通过智能能量管理系统来优化动力分配。
该系统会根据车辆的当前工作状态、驾驶需求和能源状态等因素,实时监测和调整内燃机和电动机的运行状态,以达到最佳的燃油利用效果。
例如,在行驶过程中,系统可以根据速度和负载的变化,灵活地切换内燃机和电动机的工作方式,以保证车辆的动力需要和燃油消耗的平衡。
总之,混合动力公交车的原理是通过内燃机和电动机的协同工作、能量回收和智能能量管理系统等技术手段,来提高燃油利用率和能量效率,从而减少对环境的影响并节约能源。
公交车混合动力原理

公交车混合动力原理公交车混合动力原理是指利用两种或多种不同能源的动力系统,同时或分时段地为车辆提供动力,以减少对石油资源的依赖、降低尾气排放以及提高能源利用效率。
混合动力系统通常由内燃机、电动机以及电池等部件组成,其工作原理主要包括能量转化、能量储存和能量控制三个方面。
首先,能量转化是混合动力系统的基础。
传统的公交车内燃机采用燃油燃烧产生机械能,通过传动系统将机械能传输到车轮上,驱动车辆行驶。
而在混合动力系统中,除了传统的内燃机外,还引入了电机作为第二个动力源。
电机主要由储能电池供电,通过电池控制器将电能转化为机械能,进而驱动车辆。
内燃机和电机之间可以通过齿轮、联轴器等传动装置相连,实现能量流向的转换。
其次,能量储存是实现混合动力的重要环节。
在传统公交车中,能量主要是通过内燃机直接燃烧燃油产生的,而混合动力系统通过内燃机和电机两种方式供给车辆动力,所以需要对能量进行储存。
主要的储能装置就是电池组,其主要功能是储存电能,为电机提供驱动力。
电池组采用高能量密度、高功率输出的锂离子电池,通过充电和放电的方式实现对电能的存储和释放。
最后,能量控制是混合动力系统的关键环节。
能量控制包含两个方面:能量流向的控制和能量转化效率的控制。
能量流向的控制主要通过控制系统来实现,根据车辆的行驶工况和驾驶员的操作,系统会自动选择内燃机、电机或者两者同时工作的方式来提供动力。
当汽车需要急加速或者上坡时,内燃机和电机将同时工作,提供更大的动力输出;而在汽车行驶过程中,当车辆速度稳定时,可以选择只启动电机工作,通过电能驱动车辆行驶,减少燃油消耗。
能量转化效率的控制是通过系统优化来实现的,主要包括电机的功率控制、内燃机的工作控制以及能量回收等方面。
例如,在车辆制动过程中,通过制动能量回收系统将动能转化为电能,储存在电池中,进而提高能量利用效率和续航里程。
总之,公交车混合动力原理是通过能量转化、能量储存和能量控制三个环节来实现的。
混合动力技术对城市公交车的适应性

武汉理工大学 汽车工程学院 吴 森 王 辉 文献标识码 : C
摘
中图分类号 : U469.7
要 : 城市公交车所特有的行驶工况使得传统公交车显露出不少弊端,本文通过对城市会交车运行工况的
分析,结合试验阐述 了混合动力技术应用在城市公交车上的技术优势。
关键词 : 城市公交车; 工况; 混合动力
意图。串联结构的特征是以电力形式进行复合 ,发
机 械连接 电气连接
发动机 卜一洲 发 电机 I- - . 一} 电动机
储 能装 置
图3
机械 连接
电 气连 接
混联式混合动力系统示意图
储 能装置
具有很高的比能量, 但其比功率较低; 而蓄电池的 比功率高, 但其比能量低,混合动力系统同时使用 了两种能源, 结合了两者的优势,可实现能量与功 率的分别管理,使得发动机运行时可持续工作于经
(2) 变工况能量损失大。由于城市公交车运行 工况复杂, 传统的发动机为了适应复杂的行驶工况, 必须能在很宽的范围内工作,既要提供高速大转矩
输出, 又要怠速的稳定运转,保证车辆行驶的连续 性和适应性。总体来说,城市公交车平均时速和平
均需求功率较低, 但所需后备功率较大, 造成车辆
在大部分情况下以低负荷率工作, 结果导致能量损 失大; 并且最大功率输出在车辆整个行驶中所占的 比重较小,但是其能量消耗在总能量的消耗中所占 的比重大,因此, 传统城市公交车在能量利用方面
5
结论
综上所述, 混合动力技术在城市公交车上的应
机械连接
电气连 接
储 能装 置
用有着很好的发展潜力 ,目前混合动力技术备受世
图2
并联式混合动力系统示意图
混合动力汽车机电复合制动控制系统

混合动力汽车机电复合制动控制系统摘要:随着环境污染等一系列问题的不断加剧,混合动力汽车已经成为当前汽车行业最为热门的发展方向之一。
然而,混合动力汽车的机电复合制动控制系统的研究仍面临诸多挑战。
因此,本文旨在探究混合动力汽车机电复合制动控制系统的结构与原理,介绍其组成及其工作原理,并对其存在的问题和发展趋势进行探讨,以期为该领域研究提供一定的指导和参考。
关键词:混合动力汽车;能量管理;控制策略引言:混合动力汽车机电复合制动控制系统通常由制动管路系统,制动控制单元,压力传感器,车速传感器,踏板力测量器组成。
制动管路系统通过传输压力,使制动器进行制动。
制动控制单元可以设置了ABS、ESP,其他电子控制系统等,自动调节制动负载和方向,保证行车安全和行驶稳定性。
1、混合动力汽车机电复合制动控制系统的应用优势1.1较强的燃油经济性混合动力汽车机电复合制动控制系统是在汽车行驶过程中同时采用电机和汽油机发动机作为动力源,将两种动力源分别应用于汽车的不同行驶状态。
在城市低速行驶时,采用电机动力,可以降低燃油消耗和污染排放量;而在高速行驶时,则采用汽油机动力,能够满足汽车的巨大动力需求,避免电机过载的问题。
这种双重动力源的应用方式,大大增强了汽车的燃油经济性。
1.2低始动扭矩混合动力汽车机电复合制动控制系统不仅提高了汽车的燃油经济性,还能够降低汽车的始动扭矩。
在汽车启动时,混合动力汽车将先使用电机进行启动,电机的输出扭矩大,因此使汽车启动更为轻松。
随着汽车速度的增加,汽车将逐渐转为使用汽油机发动机作为动力源,从而实现车辆长距离的行驶。
1.3免充电混合动力汽车机电复合制动控制系统采用的电池不但量较大,储能量高,而且通过设计使车辆在行驶过程中可以自动充电,不需要车主进行充电。
同时,对于长时间(如几个月甚至半年以上)停车的汽车,电池也不会在停放时虚耗能量,而是会自动通过机械制动和电气制动的协同作用而充电,确保了汽车在启动时电池电量充足。
HEV复合储能系统的EMR建模与控制

HEV复合储能系统的EMR建模与控制于海芳【摘要】采用能量宏观表达法(EMR)建立了由电池-超级电容构成的复合储能系统模型,同时采用反转规则给出其控制结构.一种超级电容作为负载均衡装置的控制策略用于改善蓄电池的寿命,同时考虑了超级电容的SOC控制,即维持其SOC与车速成反比为未来事件做准备.给出了不同工况下的仿真结果并进行了讨论.【期刊名称】《电源技术》【年(卷),期】2018(042)011【总页数】5页(P1729-1732,1739)【关键词】能量宏观表达法;复合储能;超级电容;控制策略;建模【作者】于海芳【作者单位】滨州学院电气工程学院,山东滨州256600【正文语种】中文【中图分类】TM53随着混合动力车辆性能的不断提高,车辆对其车辆电源的性能要求也变得越来越高。
因此,无论在高温环境还是在低温环境中,需要车辆电源都能够快速有效地充放电,以完成整车加速时的电机大功率助力需求,同时尽可能多地回收整车的制动能量[1-2]。
现有的电化学电池技术由于固有的比功率低、寿命短及低温工作能力差的缺陷在某种程度上已不能很好地满足混合动力汽车对其性能的需求,致使整车的性能优势得不到充分地发挥。
而超级电容拥有相对于电化学电池功率密度更高、充电速度更快、循环使用周期更长、效率更高以及低温工作能力更强的明显优势[2],引进它之后,可使蓄电池的工作负荷能够根据工况和环境温度的不同而得到不同程度的削减,更好地保护蓄电池。
文献[3-8]均对采用超级电容来改善混合动力汽车或燃料电池汽车原有储能系统工作状况进行了相关研究。
本文从蓄电池寿命得到改善的角度,采用能量宏观表达法[9]建立了某并联混合动力汽车蓄电池/超级电容复合储能系统模型,并借助反转规则推出与模型对应的控制策略。
研究的侧重在蓄电池-超级电容复合储能系统的建模与控制上,首先采用简单的低通滤波策略,并考查了选取不同滤波时间常数时超级电容对蓄电池峰值电流的缓冲程度,其次进一步考虑了根据车速对超级电容的SOC进行控制,从而使超级电容能够时刻处于准备将要可能发生事件的状态。
纯电动汽车能量回收的复合制动控制策略研究

纯电动汽车能量回收的复合制动控制策略研究随着环境保护和能源危机的日益加剧,纯电动汽车成为未来可持续发展的重要解决方案之一。
而纯电动汽车的能量回收技术是提高续航里程和减少能源浪费的关键。
本文将探讨纯电动汽车能量回收的复合制动控制策略的研究进展,并就其在实际应用中的可行性进行讨论。
一、能量回收概述能量回收是指通过某种技术将机械能、动力能等转化为电能或储能,进而实现能量的再利用。
对于纯电动汽车而言,能量回收可以通过电动机的反向工作或轮毂电动机的制动过程中实现。
传统的制动系统采用摩擦制动,将动能转化为热能散发,造成能源的浪费。
而能量回收技术可以将制动时产生的动能转化为电能,并储存在电池或超级电容器中,以供后续的加速和行驶之用。
二、复合制动控制策略1. 制动能量回收系统制动能量回收系统是实现能量回收的核心机制,通常由电机、电池、超级电容器和控制系统组成。
在制动过程中,电机通过反向工作将动能转化为电能,并将其储存到电池或超级电容器中。
控制系统负责监测车辆的制动情况,调节电机的工作状态和能量的分配,以实现最大程度的能量回收。
2. 复合制动策略复合制动策略是指将传统的机械制动和电动制动结合起来,实现最佳的能量回收效果。
在行驶过程中,纯电动汽车可以通过普通刹车踏板进行机械制动,同时通过电控制动系统实现电动制动。
复合制动策略能够最大限度地利用机械制动和电动制动的优势,提高能量回收效率。
3. 制动力分配算法制动力分配算法是保证复合制动策略正常运行的重要技术手段。
它根据车辆的制动需求和实时状态,实现机械制动和电动制动之间的协调配合。
制动力分配算法可以根据制动踏板的行程、车速和电池状态等参数进行自适应调整,以实现最佳的能量回收效果。
三、可行性分析1. 技术可行性纯电动汽车能量回收的复合制动控制策略已经在实验室和实际车辆中得到验证。
相关实验研究表明,采用复合制动技术可以显著提高能量回收效率,将能量利用率提升至30%以上,以延长续航里程。
混合动力汽车能量控制系统的研究
混合动力汽车能量控制系统的研究
唐国强
【期刊名称】《佳木斯大学学报(自然科学版)》
【年(卷),期】2018(036)004
【摘要】针对传统混合动力汽车复合电源中蓄电池和超级电容的功率平衡问题,提出了一种复合电源能量模糊控制分配系统.该系统设计上通过针对蓄电池的内阻随温度变化和超级电容的本身的充放电特性来优化控制器结构.通过混合动力汽车本身的工作模式来进行分析,模糊控制器使超级电容可以自动变化参考电压使超级电容器输出需求功率中的峰值功率,蓄电池则承担其平均功率.使混合动力汽车在复杂的驾驶环境时,储能系统能够稳定的提供汽车所需要的能量.仿真结果表明该方法可以有效的稳定复合电源中蓄电池的温度使其能够在汽车的各个运行过程中稳定工作的.
【总页数】4页(P524-527)
【作者】唐国强
【作者单位】安徽理工大学电气与信息工程学院,安徽淮南232001
【正文语种】中文
【中图分类】TM912
【相关文献】
1.并联式混合动力汽车能量控制系统仿真研究 [J], 牛晶;逯玉林
2.基于CAN总线的并联混合动力汽车能量控制系统研制 [J], 过磊;吴彤峰
3.基于深度强化学习的燃料电池混合动力汽车能量管理策略研究 [J], 李卫;郑春花;许德州
4.基于动态规划插电式并联混合动力汽车能量管理控制策略的研究 [J], 任崇岭;刘慧军
5.强化学习在混合动力汽车能量管理上的研究综述 [J], 赵春领
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混合动力汽车的能量控制策略
混合动力汽车的能量控制策略能量管理策略的控制目标是根据驾驶人的操作,如对加速踏板、制动踏板等的操作,判断驾驶人的意图,在满足车辆动力性能的前提下,最优地分配电机、发动机、动力电池等部件的功率输出,实现能量的最优分配,提高车辆的燃油经济性和排放性能。
由于混合动力汽车中的动力电池不需要外部充电,能量管理策略还应考虑动力电池的荷电状态(SOC)平衡,以延长其使用寿命,降低车辆维护成本。
混合动力汽车的能量管理系统十分复杂,并且因系统组成不同而存在很大差别。
下面简单介绍3种混合动力汽车的能量管理策略。
1、串联式混合动力汽车能量管理控制策略由于串联混合动力汽车的发动机与汽车行驶工况没有直接联系,因此能量管理控制策略的主要目标是使发动机在最佳效率区和排放区工作。
为优化能量分配整体效率,还应考虑传动系统的动力电池、发动机、电动机和发电机等部件。
串联式混合动力汽车有3种基本的能量管理策略。
(1)恒温器策略当动力电池SOC低于设定的低门限值时,起动发动机,在最低油耗或排放点按恒功率模式输出,一部分功率用于满足车轮驱动功率要求,另一部分功率给动力电池充电。
而当动力电池SOC上升到所设定的高门限值时,发动机关闭,由电机驱动车辆。
其优点是发动机效率高、排放低,缺点是动力电池充放电频繁。
加上发动机开关时的动态损耗,使系统总体损失功率变大,能量转换效率较低。
(2)功率跟踪式策略由发动机全程跟踪车辆功率需求,只在动力电池SOC大于设定上限,且仅由动力电池提供的功率能满足车辆需求时,发动机才停机或怠速运行。
由于动力电池容量小,其充放电次数减少,使系统内部损失减少。
但是发动机必须在从低到高的较大负荷区内运行,这使发动机的效率和排放不如恒温器策略。
(3)基本规则型策略该策略综合了恒温器策略与功率跟踪式策略的优点,根据发动机负荷特性图设定高效率工作区,根据动力电池的充放电特性设定动力电池高效率的SOC范围。
同时设定一组控制规则,根据需求功率和SOC进行控制,以充分利用发动机和动力电池的高效率区,使两者达到整体效率最高。
储能在公交系统的应用
储能在公交系统的应用
储能技术在公交系统中具有广泛的应用前景。
以下是一些具体的例子:
1. 光伏储能充电站:这种充电站利用光伏板将太阳能转化为电能,并通过储能系统将其储存起来。
在需要时,这些储存的电能可以用于给公交车充电。
这种充电站可以在没有稳定电网供电的地区使用,或者在电网供电不足的时候作为补充。
2. 储能式快速充电站:这种充电站使用大容量储能设备(如超级电容或飞轮储能设备),能够在短时间内快速充电。
这对于那些需要在短时间内快速补充电能的公交车(如电动公交车)来说非常有用。
3. 智能储能调度系统:这种系统能够根据公交车的运行情况和电网的供电状况,智能地调度储能设备的充电和放电,以达到最优的能源利用效果。
4. 分布式储能系统:这种系统将储能设备分散安装在公交车的各个部位,可以有效地降低车辆的整体能耗,提高能源利用效率。
5. 储能式热管理系统:这种系统利用储能设备吸收和释放热能,以调节公交车内部的温度。
这样,就不需要单独的加热或冷却设备,可以降低车辆的能耗。
以上是储能技术在公交系统中的一些应用,随着技术的进步,未来还可能出现更多的应用场景。
液压混合动力能力控制策略.(DOC)
液压混合动力摘要随着汽车业的快速发展,其对环境的破坏也更加明显,这要求汽车业积极发展节能环保型汽车。
其中混合动力车辆是目前实现产业化的最佳产品。
液压混合动力车辆作为混合动力车辆的一种,因其能高效的回收制动能量,逐渐引起了各国政府及研究机构的高度重视。
能量控制策略是混合动力车辆的关键技术之一,液压混合动力车辆的能量控制策略规定了整车需求转矩在发动机和液压泵/马达之间的分配,决定了两者的工作点,在动力性、燃油经济性和排放性能等各方面都有很大的影响,因此研究液压混合动力车辆能量控制策略对充分发挥其节能环保优势具有十分重要的意义。
关键词:节能环保,混合动力车辆,液压混合动力,能量控制策略能量储存技术综述混合动力汽车是指在同一辆汽车中同时采用了能量转换器和发动机作为其动力装置,通过先进的控制系统使两种动力装置有机地协调配合,实现最佳能量分配,达到低能耗、低污染和高度自动化的一种新型汽车。
与燃油汽车相比,混合动力汽车具有高性能、低能耗和低污染的特点以及技术、经济和环境等方面的综合优势。
在混合动力车辆中,储能装置对提高车辆的总效率非常重要。
据文献介绍,对应美国EPA(Environmental Protection Agency)混合燃油循环,制动能量回收可减少车辆驱动能量需求的14%。
对公路用重型载货汽车,在8%的坡道上维持100km/h下坡车速时,通常需要大约600kW的纯制动功率;在6%的坡道上维持80km/h下坡车速时也需350kW的纯制动功率,因此混合动力汽车要求储能装置在短时间内能够回收和释放大量功率。
为使储能装置不致太重,要求其应具有比较高的功率密度和能量密度。
目前可能应用的储能装置分为如下几种。
飞轮蓄能器飞轮蓄能器是机械蓄能的一种蓄能形式,以惯性能(动能)的方式,将能量储存在高速旋转的飞轮中。
飞轮蓄能器突破了化学电池的局限,用物理方法实现储能。
当车辆制动时,飞轮蓄能系统将车辆的惯性动能转化为飞轮的旋转动能。
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摘要混合动力汽车最大的优点是可以利用车载电能储存装置对整车制动时的动能加以回收。
这部分能量可以用于汽车驱动,使整车燃油经济性提高,对于城市公交车更显得尤为重要。
但由于受到电池性能因素的制约,使得整车制动能量回收效能不佳。
现在,混合电动汽车有越来越多的问题出现,没有哪一种单一的能量存储系统可以满足混合电动车行驶全部要求。
而复合储能系统将是一个可选择的解决方案。
对系统中多重结构的DC/DC变换器使用了控制型软开关技术,达到了提高效率、减小损耗的目的。
搭建了一个基于DSP控制复合储能系统小型实验平台,制作了双向DC/DC变换器主电路,电压、电流的数字采样电路,大功率系统控制信号的驱动等硬件电路。
并对系统中功率转换单元的工作状态进行了仿真研究,有效地验证了系统控制方案的有效性和可行性。
本课题研究的以超级电容为主的复合储能系统,设计新颖,这种能量存储装置的研究在混合动力汽车的应用中将是一种趋势。
关镇词:超级电容,混合动力,双向DC/DC变换器,控制型软开关AbstractUsing on-board electrical energy storage device to recover the kinetic energy when vehicle brakes is the biggest advantage of Hybrid vehicle. The energy can be used to drive the cars to reduce the cost of vehicles' fuel, which is particularly important for city buses.However, because of battery performance factors, the efficiency of vehicle braking energy recovery is poor. Now, more and more problems have been arisen in hybrid electric vehicles (HEV), and none of any energy sources can solely fulfills all the demands of HEV in some circumstances. Hybrid energy sources system become one alternative solution.Multiple structures of the system's DC/DC converters used to control type soft switching technology to achieve efficiency reduce wear and tear purposes. Structures of a DSP-based control of complex energy storage system in small experimental platform, has produced a bidirectional DC/DC converter main circuit, voltage, current digital sampling circuit, high power system control signal drivers and other hardware circuitry. And system power conversion unit status job simulation, effective system control program to verify the effectiveness and feasibility.This topic research by the super electric capacity hybrid stored energy system, the modern design, this kind of energy storage installment's research in HEV application will be one tendency.Key Words: U ltra Capacitor, Hybrid Power,SystemBidirectional,DC/DC Converter, Control Type Soft Switching目录摘要 (1)Abstract (2)目录 (3)第一章绪论 (4)1. 1课题背景和意义 (4)1. 2本文主要研究内容 (6)第二章混合动力汽车储能电池分析 (8)2. 1电驱系统对储能电池的要求 (8)2. 2超级电容特性 (9)第三章多相结构DC/DC变换器 (13)3. 1三相交错双向DC/DC变换器 (13)3. 2软开关的工作原理 (14)第四章系统的数字化控制 (23)4. 1数字控制系统原理 (23)4. 2平均电流模式控制 (25)4. 3控制策略 (26)4. 4软件设计 (28)4. 5硬件电路设计 (30)4. 5. 1电压电流检测电路 (30)4. 5. 2 驱动电路 (31)4. 5. 3隔离电源 (32)4. 5. 4 DSP芯片功能接口电路 (33)第五章结论 (35)参考文献 (36)致谢 (37)第一章绪论1. 1课题背景和意义当今世界,环境和能源问题成为世界各国关心的热点问题。
随着环境污染和能源危机的日益严重,如何采取有效措施提高能源的利用率是解决这些问题的关键。
混合动力就是指汽车使用发动机驱动和电动机驱动两种驱动方式,简单地说,当车辆起步和低速行驶时,发动机关闭,由电动机驱动汽车行驶;正常行驶状态中,发动机驱动汽车行驶,并把多余的发动机动力转化为电能储存起来;当电压不够时,发动机启动,驱动发电机给电池组充电以维持一定的电量,而不需要像纯电动汽车一样从外部充电;在车辆下坡或者制动减速时,能量回收系统将多余的动能转化为电能,为电池组进行充电;停车时,发动机自动熄火以避免不必要的油耗和废气排放。
混合动力架构对于执行大量“停走”驱动的大型车辆特别有吸引力,如市内运输公交车和货运卡车。
传统的公交车和卡车的效率很低,产生高度有害的排放,因为它们硕大的引擎(通常是柴油机)持续不断地给车辆加速和减速一这是一种效率最低的产生动力的方式。
混合动力系统中,当车辆动力暂时需要增加的时候,如加速期间或爬山时,要从车上由能量储存系统吸取电力。
当车辆的动力需求较低时,该能量储存系统被充电。
这样不仅仅能量效率增加了,而且车辆能够通过再生制动在它减速时重新回收加速时付出的能量,提高汽车的行驶里程。
回馈制动能够回收的惯性能量在不同类型的汽车和不同的运行工况中差别很大,对于城市公交车来说,在城市交通中有频繁的制动、启动,属于可回收惯性能量较多的工况,大型载客车制动时消耗的惯性能量可达发动机发出总能量的59%,理论上可以回收的能量约占发动机发出的总能量的54%。
这要求在回馈制动过程中,要对动力电池组的充电特性进行研究,建立起适当的模型来预测出在电池各种状态下的最大可充电流,得到适当的充电策略,在保证不损伤充电电池的前提下尽可能多地接受回馈充电电流。
混合动力汽车动力电池在加速或爬坡时要进行大电流放电;减速或下坡时要进行快速充电实现制动能量回收,这就要求电池需具有优良的高倍率快速充放电特性和使用寿命长且性能稳定。
为了缩短启动加速过程,需要对电动机瞬间的大电流驱动,但是普通化学电池难以达到良好的效果,同时在再生制动过程中将会产生多余的能量,尽可能多的利用再生制动的能量也成为能量回馈中一个突出的问题,化学电池难以实现短时间大功率充电,而且充放电循环次数有限[4]。
超级电容和蓄电池组成的混合储能系统能充分发挥各自的优势,有利于能量的高效利用,同时可避免蓄电池大电流充放电,延长其使用寿命这种技术在以电动车为典型代表的众多方面得到了广泛的研究和应用。
混合动力仍是基于石油做燃料,混合动力并没解决能源危机的问题,只是汽车新能源发展过程中的一个过渡产品。
诸多新能源汽车解决方案中,成功实现了产业化的只有混合动力汽车。
第62届汉诺威商用车展反映出一种明显趋势,欧洲的客车和卡车生产商已将目光聚焦在混合动力技术上。
他们认为,混合动力是距离市场最近的节能减排解决方案。
换句话说,混合动力客车和卡车增加的成本最少,能够最先达到量产目标。
德国奔驰和曼、瑞典沃尔沃、日本日产、波兰索拉丽斯等企业都展出了混合动力车型。
混合动力垃圾车使用电动机驱动时完全没有尾气排放和噪声,该车在瑞典经过两家垃圾收集公司的测试,可节省燃料20%并减少二氧化碳排放量。
这对垃圾车来说很重要,因为它们通常一大早就在建筑密集的区域工作。
超级电容器(Ultra Capacitor, UC)是20世纪60年代发展起来的一种新型储能元件,超级电容器是一种比常规电容的电容值大得多的独特电容器,具有优良的脉冲充放电性能以及传统电容器所不具备的大容量储能性能。
与其他储能设备相比,超级电容器具有以下突出的优点:(1)超级电容器在充放电过程中,能量形式没有发生转变;其它储能设备都是由电能转变成化学能,再由化学能转变成电能,二次转变会导致能量损失。
(2)超级电容器比功率大。
超级电容器的内阻很小,并且在电极/溶液界面和电极材料本体内均能够实现电荷的快速贮存和释放,因而它的输出功率密度高达数kW/kg,是一般蓄电池的数十倍。
(3)充放电速度快,充电时间约为0.3s ~15min,温升小:放电时,可以大电流输出,输出功率大。
(4)储存寿命长。
超级电容器充电之后储存过程中,虽然也有微小的漏电流存在,但这种发生在电容器内部的离子或质子迁移运动乃是在电场的作用下产生的,并没有出现化学或电化学反应,没有产生新的物质;另外,所用的电极材料在相应的电解液中也是稳定的,因而超级电容器的循环使用寿命长。
(5)超级电容器是绿色能源(物理电池),不污染环境;化学电池对环境有二次污染,尤其是重金属污染。
(6)超级电容器充放电效率高,达95%以上,化学电池的充放电效率低,约为70%,超级电容器可以充电至其额定值以内的任何电压,并且可以完全放电后再存储电能而不损坏,电池组如果过度放电就会永久损坏。
(7)超级电容器彻底免维护,工作温度范围宽(-40-50℃ ),容量变化小,铅酸电池电动汽车在-40℃时,续驶里程减少90%,超级电容器只减少10%。
在超级电容器产业化方面,美国、日本、俄罗斯处于领先地位,几乎占据了整个市场。