超级电容电动车性能测试(附件)
摘 要 本文研究的内容是探究加装超级电容模组对电动车性能的影响。研究的要点是，加装超级电容，通过超级电容组与蓄电池组合是否可以形成优势互补，利用蓄电池的高能量密度和超级电容的高功率密度，对电动车的性能带来改善。提高电源系统的功率特性、能量效率，保护蓄电池，将使蓄电池组使用寿命得到有效延长。首先进行超级电容和蓄电池的自放电特性测试，分析和对比两者的自放电特性，以及影响两者性能的因素。然后，进行加装超级电容前后的电动车性能测试，分析对比加装超级电容对电动车性能能够带来哪些影响，超级电容对电动车续航里程的变化，对电池温升带来的变化，以及对驱动电压带来的变化等。
目 录
第一章 引言 １
第二章 电动车性能综述 ２
2.1电动车性能评价指标 ２
2.2铅酸蓄电池性能特点 ２
2.3蓄电池对电动车性能的影响 ３
2.4超级电容的性能特点 ３
2.5超级电容在电动车上的发展方向 ３
第三章 超级电容电动车样车介绍 ４
3.1样车设计原理 ４
3.2样车基本参数 ４
第四章 测试方法与依据 ５
4.1测试工具 ５
4.1.1 AR320红外测温仪 ５
4.1.2 MICRO100汽车蓄电池电导测试仪 ５
4.1.3 Protek D470 汽车高级数字万用表 ６
4.1.4 BTE 机械式测距轮 ６
4.2测试依据 ７
第五章 蓄电池与超级电容自放电特性测试 ９
5.1测试周期 ９
5.2测试对象 ９
5.3测试内容 ９
5.4蓄电池的SOC与其内阻的关系 ９
5.5超级电容自放电电压下降趋势 １０
第六章 超级电容电动车整车性能测试分析 １１
6.1整车性能指标 １１
6.1.1测试方案的确定 １１
6.1.2测试道路条件的确定与选取 １２
6.1.3测试方法和要素 １３
6.2测试数据对比分析 １３
6.2.1电池驱动与超级电容驱动
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性能分析 １３
6.2.2续航里程对比分析 １５
6.2.3驱动电压对比分析 １６
6.2.4电池温升对比分析 １８
第七章 结论 １９
结束语 ２０
致 谢 ２１
参考文献 ２２
附录 2 3
第一章 引言
当前，随着人们消费水平的稳步提升，汽车开始大量普及，汽车工业也得以快速发展。然而，由于传统汽车导致的石油资源消耗和尾气排放导致的环境污染问题却日趋严重。全球的能源紧缺和环境污染变得异常严峻。故而当今世界的主旋律是低碳生活和环境保护。而传统燃油汽车的高耗能和尾气污染与当前的节能减排格格不入，背道而驰。于是，发展新能源汽车便成了全世界的迫切需求。新能源汽车的节能环保理念与当前世界的发展不谋而合。新能源汽车又以电动汽车为主要代表。
其实，早在1881年，第一辆电动车就已问世，并且曾经辉煌一时。后来由于内燃机的快速发展以及电动车电池技术的限制，导致直到现在都无法得到发展和普及。究其原因，还是电池的储能技术不够理想。相比于燃油汽车，电动车的行驶里程短，充电时间长，以及维护费用高。这才导致电动车的商业化道路走得无比艰辛。
随着人们的环境保护意识越发强烈，以及传统汽车对环境污染的加重。消费者又把目光重新聚焦在新能源汽车上。而其中，电动汽车又以其清洁，高效，可持续发展的新型交通工具重新受到了人们的关注和青睐。可以预见的是，电动汽车的发展是21世纪汽车工业的趋势。
第二章 电动车性能综述
2.1电动车性能评价指标
电动汽车的动力性能主要取决于其动力系统的参数匹配，包括动力源、驱动电机、控制器、传动系等。且为了电动车节约能量以提高其动力性能，要求电动车具有能量再生能力。电动车的动力性能指标包括：最高速度，最大爬坡度，续航里程以及百米加速时间等。电动汽车动力系统控制策略：当汽车起步加速和正常行驶时，电池给电机供电驱动车轮，并向车载用电器供电；当汽车下坡或刹车减速时，电机作为发电机给电池充电，从而实现能量有效回收。
最高车速：电动汽车的最高车速主要取决于驱动电动机、最小减速比和所配蓄电池的电压等级。
加速性能：对纯电动汽车而言，加速性能主要取决于电动机的启动性能和短时过载能力。
能量利用效率：纯电动汽车的能量利用效率是指汽车以某一特定速度行驶一定距离所消耗的总能量。
续行里程：续行里程表示电动汽车一次充满电（或储能）能够行驶的最大里程数。这是考核纯电动汽车性能的一个重要指标，它主要决定了所配电池的容量及其性能，并与驱动轮的发电回馈有关。
车载电源系统里程寿命：这主要是针对纯电动汽车性能的重要指标。它反映了所配电池的使用寿命。即所配电池最多能行驶的里程数。
铅酸蓄电池作为现代电动汽车的动力来源，是电动车的核心部件，也是电动车发展的研究方向。能量密度和功率密度是评价铅酸蓄电池性能的重要指标。能量密度能够影响电动车的续航里程。功率密度则会影响电动车的动力性，包括其加速性能，最高车速，最大爬坡度等。
2.2铅酸蓄电池性能特点
目前，市场上已对电动车蓄电池做了诸多改进，其中又以能量密度和功率密度作为车用蓄电池的两个重要性能指标。铅酸蓄电池是最常见的，技术最成熟的车用蓄电池。其电动势较高，充放电可逆性好，使用温度范围较广，生产工艺易于掌握且价格低廉的特点。但是同时，其低温启动困难，充放电特性差，使用寿命短等缺点又显得格外突出。
车用蓄电池的两个重要性能指标是能量密度和功率密度。但两者往往不可兼得，能量密度高，则其储存电量就大，但这也导致了其电池内阻偏大，最大放电电流偏小，则其功率密度自然就偏低。由于铅酸蓄电池的内阻较大，导致其大电流放电时，自身的压降较大，则其放电性能就越差。同时，伴随其产生的过放电现象，即：电池达到放电终止状态后，电池仍然继续放电。过放电会使电池的容量降低，严重影响其使用寿命。因此，当前蓄电池发展的瓶颈是功率密度，充电时间，使用寿命等无法得到良好的解决。
2.3蓄电池对电动车性能的影响
蓄电池是电动汽车的动力来源，蓄电池的性能也直接影响到电动车的性能。目前，电动车的性能还不足以和传统燃油车相比，主要就是受蓄电池的制约。电动车的续航里程受到蓄电池容量的影响。蓄电池寿命也会影响车载电源系统里程寿命。蓄电池的功率密度则会影响电动车的最高车速。电动车性能对蓄电池技术要求有五大要素：高功率密度，高能量密度，较长的循环使用寿命，安全可靠性，较为低廉的成本。上述五点相互制约，使得蓄电池技术上无法得到全方位的满足，进而只能寻求平衡。这也是制约电动车进一步发展的主因。也是整个动力电池面临的巨大挑战。
目 录
第一章 引言 １
第二章 电动车性能综述 ２
2.1电动车性能评价指标 ２
2.2铅酸蓄电池性能特点 ２
2.3蓄电池对电动车性能的影响 ３
2.4超级电容的性能特点 ３
2.5超级电容在电动车上的发展方向 ３
第三章 超级电容电动车样车介绍 ４
3.1样车设计原理 ４
3.2样车基本参数 ４
第四章 测试方法与依据 ５
4.1测试工具 ５
4.1.1 AR320红外测温仪 ５
4.1.2 MICRO100汽车蓄电池电导测试仪 ５
4.1.3 Protek D470 汽车高级数字万用表 ６
4.1.4 BTE 机械式测距轮 ６
4.2测试依据 ７
第五章 蓄电池与超级电容自放电特性测试 ９
5.1测试周期 ９
5.2测试对象 ９
5.3测试内容 ９
5.4蓄电池的SOC与其内阻的关系 ９
5.5超级电容自放电电压下降趋势 １０
第六章 超级电容电动车整车性能测试分析 １１
6.1整车性能指标 １１
6.1.1测试方案的确定 １１
6.1.2测试道路条件的确定与选取 １２
6.1.3测试方法和要素 １３
6.2测试数据对比分析 １３
6.2.1电池驱动与超级电容驱动
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性能分析 １３
6.2.2续航里程对比分析 １５
6.2.3驱动电压对比分析 １６
6.2.4电池温升对比分析 １８
第七章 结论 １９
结束语 ２０
致 谢 ２１
参考文献 ２２
附录 2 3
第一章 引言
当前，随着人们消费水平的稳步提升，汽车开始大量普及，汽车工业也得以快速发展。然而，由于传统汽车导致的石油资源消耗和尾气排放导致的环境污染问题却日趋严重。全球的能源紧缺和环境污染变得异常严峻。故而当今世界的主旋律是低碳生活和环境保护。而传统燃油汽车的高耗能和尾气污染与当前的节能减排格格不入，背道而驰。于是，发展新能源汽车便成了全世界的迫切需求。新能源汽车的节能环保理念与当前世界的发展不谋而合。新能源汽车又以电动汽车为主要代表。
其实，早在1881年，第一辆电动车就已问世，并且曾经辉煌一时。后来由于内燃机的快速发展以及电动车电池技术的限制，导致直到现在都无法得到发展和普及。究其原因，还是电池的储能技术不够理想。相比于燃油汽车，电动车的行驶里程短，充电时间长，以及维护费用高。这才导致电动车的商业化道路走得无比艰辛。
随着人们的环境保护意识越发强烈，以及传统汽车对环境污染的加重。消费者又把目光重新聚焦在新能源汽车上。而其中，电动汽车又以其清洁，高效，可持续发展的新型交通工具重新受到了人们的关注和青睐。可以预见的是，电动汽车的发展是21世纪汽车工业的趋势。
第二章 电动车性能综述
2.1电动车性能评价指标
电动汽车的动力性能主要取决于其动力系统的参数匹配，包括动力源、驱动电机、控制器、传动系等。且为了电动车节约能量以提高其动力性能，要求电动车具有能量再生能力。电动车的动力性能指标包括：最高速度，最大爬坡度，续航里程以及百米加速时间等。电动汽车动力系统控制策略：当汽车起步加速和正常行驶时，电池给电机供电驱动车轮，并向车载用电器供电；当汽车下坡或刹车减速时，电机作为发电机给电池充电，从而实现能量有效回收。
最高车速：电动汽车的最高车速主要取决于驱动电动机、最小减速比和所配蓄电池的电压等级。
加速性能：对纯电动汽车而言，加速性能主要取决于电动机的启动性能和短时过载能力。
能量利用效率：纯电动汽车的能量利用效率是指汽车以某一特定速度行驶一定距离所消耗的总能量。
续行里程：续行里程表示电动汽车一次充满电（或储能）能够行驶的最大里程数。这是考核纯电动汽车性能的一个重要指标，它主要决定了所配电池的容量及其性能，并与驱动轮的发电回馈有关。
车载电源系统里程寿命：这主要是针对纯电动汽车性能的重要指标。它反映了所配电池的使用寿命。即所配电池最多能行驶的里程数。
铅酸蓄电池作为现代电动汽车的动力来源，是电动车的核心部件，也是电动车发展的研究方向。能量密度和功率密度是评价铅酸蓄电池性能的重要指标。能量密度能够影响电动车的续航里程。功率密度则会影响电动车的动力性，包括其加速性能，最高车速，最大爬坡度等。
2.2铅酸蓄电池性能特点
目前，市场上已对电动车蓄电池做了诸多改进，其中又以能量密度和功率密度作为车用蓄电池的两个重要性能指标。铅酸蓄电池是最常见的，技术最成熟的车用蓄电池。其电动势较高，充放电可逆性好，使用温度范围较广，生产工艺易于掌握且价格低廉的特点。但是同时，其低温启动困难，充放电特性差，使用寿命短等缺点又显得格外突出。
车用蓄电池的两个重要性能指标是能量密度和功率密度。但两者往往不可兼得，能量密度高，则其储存电量就大，但这也导致了其电池内阻偏大，最大放电电流偏小，则其功率密度自然就偏低。由于铅酸蓄电池的内阻较大，导致其大电流放电时，自身的压降较大，则其放电性能就越差。同时，伴随其产生的过放电现象，即：电池达到放电终止状态后，电池仍然继续放电。过放电会使电池的容量降低，严重影响其使用寿命。因此，当前蓄电池发展的瓶颈是功率密度，充电时间，使用寿命等无法得到良好的解决。
2.3蓄电池对电动车性能的影响
蓄电池是电动汽车的动力来源，蓄电池的性能也直接影响到电动车的性能。目前，电动车的性能还不足以和传统燃油车相比，主要就是受蓄电池的制约。电动车的续航里程受到蓄电池容量的影响。蓄电池寿命也会影响车载电源系统里程寿命。蓄电池的功率密度则会影响电动车的最高车速。电动车性能对蓄电池技术要求有五大要素：高功率密度，高能量密度，较长的循环使用寿命，安全可靠性，较为低廉的成本。上述五点相互制约，使得蓄电池技术上无法得到全方位的满足，进而只能寻求平衡。这也是制约电动车进一步发展的主因。也是整个动力电池面临的巨大挑战。
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