电动汽车混合电源系统设计
电动汽车已经成为解决环境污染和能源短缺最具市场的车型。随着电动汽车的研究不断进行，蓄电池功率不足成为电动汽车继续发展的技术瓶颈。超级电容具有比功率大、大电流快速充放电的优点，由超级电容加蓄电池组成的复合电源在理论上可以良好的解决电动汽车瞬时大功率问题，并且可以保护蓄电池、提高效率。国外已经有越来越多的汽车厂把超级电容器作为电动汽车的储能装置。目前复合电源技术受到学术和工程界的普遍关注，已经成为研究热点。本论文的重点是:了解电动汽车电源系统的技术发展，以保护电池为原则，确定合理的混合电源电源系统结构方案，并对混合电源系统的电路进行设计与分析。关键词 电动汽车，超级电容，复合电源，参数匹配
目 录
1 绪论..................................................................1
1.1 课题研究背景及意义..................................................1
1.2 国内外混合电源的研究即发展概况......................................1
1.3 本文的结构及主要研究内容............................................2
2 复合电源系统总体设计..................................................2
2.1 复合电源系统的组成..................................................2
2.2 符合电源工作原理....................................................2
2.3 复合电源结构设计....................................................4
2.4 蓄电池的特性分析....................................................6
2.5 超级电容的特性分析......................... *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
.........................9
3 双向DC/DC变换器.....................................................13
3.1 双向DC/DC变换器的作用.............................................13
3.2 双向DC/DC变换器的选型.............................................14
3.3 双向半桥变换器的工作模式...........................................14
4 复合电源系统主回路的设计.............................................17
4.1 复合电源系统主回路.................................................17
4.2 复合电源系统工作原理分析...........................................17
4.3 复合电源系统参数的研究.............................................19
结论...................................................................23
致谢...................................................................24
参考文献...............................................................25
1 绪论
1.1 课题研究背景及意义
汽车的出现与发展促进了人类文明的发展，但现在却是全球能源和环境危机的双重罪犯。综合运用和能源、近零排放的电动汽车是解决当今能源，环保等问题的重要途径。在未来汽车的发展中是必然趋势。 尽管电动汽车飞速发展，其电源始终是其发展的重点。
电动汽车通常会使用蓄电池作为电源。但电池寿命短，成本高，也有一些其他的缺点。超级电容器是化学电池和物理电容的组合。其优良的特性为解决电动车辆电源所特定的问题提供了一种有效的方法。电池和超级电容器是无法共同满足电动汽车的功率以及能量需求的。电池和超级电容器相连接，形成有利于充分发挥其各自优点的混合电源系统。此混合电源系统备受关注。
利用两种能源的优势互补，组成混合电源系统，蓄电池提供整车运行期间的能量需求，超级电容器提供瞬时的大功率需求，可以提高功率输出能力、降低内部损耗、增加放电时间；减少蓄电池的充、放电循环次数，延长其使用寿命；还可以缩小电源系统的体积，改善电源系统的可靠性和经济性，同时满足能量供给装置和回馈系统的功率要求和能量要求。
因此，本文从电动汽车动力系统技术开发，针对超级电容器和蓄电池的混合供电系统，以保护电池作为一项规则，确定合理的混合电源系统结构方案，并对混合电源系统的电路进行设计与分析等方面展开深入研究。
1.2 国内外混合电源的研究及发展概况
随着超级电容技术的不断进步，全球各地的科学家和工程师们开始更加关注这项技术。一些科研机构正在开展对超级电容器和蓄电池的联合研究。鉴于超级电容器的价格目前仍然是非常高的，但在不久的将来会有显着改善。
意大利汽车先驱菲亚特使用美国埃克塞德科技公司的铅酸电池和阿尔斯通阿尔卡特超级电容器串成的储能器，来进行性能试验，电池和超级电容器仿真结果表明，在城市和郊区驾驶条件可节约40％和20％的能量，在完整的ECE驾驶循环条件可以节省14％的能量[1]。
2003年在国内，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“BFC6110EV"。该车使用安装了锂离子电池组、超级电容储能系统以及先进的多能源管理控制系统、交流驱动系统，已通过整车型式认证试验，主要技术指标达到或超过预定要求。清华大学与多家单位共同承担的国家863燃料电池城市客车研制课题，采用的就是FC(燃料电池)+B(蓄电池)+C(超级电容器)结构[2]。
目 录
1 绪论..................................................................1
1.1 课题研究背景及意义..................................................1
1.2 国内外混合电源的研究即发展概况......................................1
1.3 本文的结构及主要研究内容............................................2
2 复合电源系统总体设计..................................................2
2.1 复合电源系统的组成..................................................2
2.2 符合电源工作原理....................................................2
2.3 复合电源结构设计....................................................4
2.4 蓄电池的特性分析....................................................6
2.5 超级电容的特性分析......................... *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
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3 双向DC/DC变换器.....................................................13
3.1 双向DC/DC变换器的作用.............................................13
3.2 双向DC/DC变换器的选型.............................................14
3.3 双向半桥变换器的工作模式...........................................14
4 复合电源系统主回路的设计.............................................17
4.1 复合电源系统主回路.................................................17
4.2 复合电源系统工作原理分析...........................................17
4.3 复合电源系统参数的研究.............................................19
结论...................................................................23
致谢...................................................................24
参考文献...............................................................25
1 绪论
1.1 课题研究背景及意义
汽车的出现与发展促进了人类文明的发展，但现在却是全球能源和环境危机的双重罪犯。综合运用和能源、近零排放的电动汽车是解决当今能源，环保等问题的重要途径。在未来汽车的发展中是必然趋势。 尽管电动汽车飞速发展，其电源始终是其发展的重点。
电动汽车通常会使用蓄电池作为电源。但电池寿命短，成本高，也有一些其他的缺点。超级电容器是化学电池和物理电容的组合。其优良的特性为解决电动车辆电源所特定的问题提供了一种有效的方法。电池和超级电容器是无法共同满足电动汽车的功率以及能量需求的。电池和超级电容器相连接，形成有利于充分发挥其各自优点的混合电源系统。此混合电源系统备受关注。
利用两种能源的优势互补，组成混合电源系统，蓄电池提供整车运行期间的能量需求，超级电容器提供瞬时的大功率需求，可以提高功率输出能力、降低内部损耗、增加放电时间；减少蓄电池的充、放电循环次数，延长其使用寿命；还可以缩小电源系统的体积，改善电源系统的可靠性和经济性，同时满足能量供给装置和回馈系统的功率要求和能量要求。
因此，本文从电动汽车动力系统技术开发，针对超级电容器和蓄电池的混合供电系统，以保护电池作为一项规则，确定合理的混合电源系统结构方案，并对混合电源系统的电路进行设计与分析等方面展开深入研究。
1.2 国内外混合电源的研究及发展概况
随着超级电容技术的不断进步，全球各地的科学家和工程师们开始更加关注这项技术。一些科研机构正在开展对超级电容器和蓄电池的联合研究。鉴于超级电容器的价格目前仍然是非常高的，但在不久的将来会有显着改善。
意大利汽车先驱菲亚特使用美国埃克塞德科技公司的铅酸电池和阿尔斯通阿尔卡特超级电容器串成的储能器，来进行性能试验，电池和超级电容器仿真结果表明，在城市和郊区驾驶条件可节约40％和20％的能量，在完整的ECE驾驶循环条件可以节省14％的能量[1]。
2003年在国内，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“BFC6110EV"。该车使用安装了锂离子电池组、超级电容储能系统以及先进的多能源管理控制系统、交流驱动系统，已通过整车型式认证试验，主要技术指标达到或超过预定要求。清华大学与多家单位共同承担的国家863燃料电池城市客车研制课题，采用的就是FC(燃料电池)+B(蓄电池)+C(超级电容器)结构[2]。
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