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《超级电容在汽车制动能回收中的应用研究 》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、超级电容在汽车制动能回收中的应用研究张玉龙,朱品昌,俞建军,陈宁（张玉龙/浙江机电职业技术学院，杭州,310053）：介绍超级电容自身充电放电迅速，比功率大的特性，与电动汽车制动瞬时回能提供可行方案。利用超级电容提供给无刷直流电机的能量作用于车轮实施制动，降波斩波器处理电机制动能转化为来的电能并向储能部件超级电容充电。比例-积分-导数控制器自动处理无刷直流电机供电与超级电容充电的电流差别信号，使超级电容制动回收电流趋于稳定，最终模拟仿真验证理论的正确性。关键词：超级电容充电；PID差分信号控制；降波斩波器；制动能量回收Theapplicationofsupe
2、rcapacitorinthecarbrakingenergyrecyclingZhangYulong,ZhuPinchang,Yujianjun,ChenNing(zhangyl/mechanicalandelectricalprofessionaltechnologyinstituteofzhejiang.hangzhou,310053)Abstract：Thearticleintroducesthesupercapacitorchargedischargeitselfquickly,thanthecharacteristicsoflargepootor
3、inechanismistransformedintokiicenergytoelectricalenergyandsupercapacitorchargingtotheenergystorageponents.Proportionalintegralderivativecontrollerautomaticprocessingpootorulationverifiesthecorrectnessoftheory.Key;mso-layout-grid-align:none"class=MsoNormal>0引言在车辆非紧急制动的普通制动场合，约1/5的能量
4、可以通过制动回收。制动能量回收按照混合动力的工作方式不同而有所不同。在发动机气门不停止工作场合，减速时能够回收的能量约是车辆运动能量的1/3。通过智能气门正时与升程控制系统使气门停止工作，发动机本身的机械摩擦(含泵气损失)能够减少约70%。回收能量增加到车辆运动能量的2/3。超级电容器独有的高比功率特性非常适合用于制动过程中能量回收，是解决能源危机和环境污染一个重要途径，同时在提升电动汽车既驶里程和环保节能方面意义重大。1超级电容充电系统电动汽车发电制动过程中，制动电流随车速呈指数规律减小的，也表明制动电流随制动力矩减小而减小，本文所使用无刷直流电机，制动电
5、流与制动力矩成正比。汽车制动能回收控制，要求一个便于控制并且波动较小相对稳定的制动力矩，基于超级电容充电过程电压和电流均发生变化，势必造成回能力矩较大波动，所以得出对超级电容恒流充电更加符合要求。采样器将降波斩波器充入超级电容的电流对比设定的电流，所得差值由控制器控制移相器的占空比，进而使无刷直流电机回收来的电经斩波器，斩波器在反馈的稳定的占空比调节下，对超级电容进行恒流充电，如图1所示。2超级电容动力电池简介超级电容器是一种具有超级储电能力、可提供强大脉冲功率的物理二次电源。它是根据电化学双电平理论研制而成的,如图所示。当向电极充电时,处于理想化电极状态的
6、电极表面电荷将吸引周围电解质溶液中的异性离子,使这些离子附于电极表面图2超级电容内部结构示意图图1超级电容制动能回收控制流程图112测试工具与解决方案2016.10形成双电荷层,构成双电层电容。由于两电荷层的距离非常小一般在以下,加之采用特殊电极结构,使电极表面积成万倍地增加,从而产生极大的电容量,电容器的这种极化作用可以储存电能，如图2所示。超级电容器结构形式大致分为两种一种是圆柱状电容器,即把基片卷绕起来装进圆形金属外壳内,这种电容器适用于低电压大电流充放电的情况另一种是叠层式的,即将电极基片叠起来,组装在塑料或金属壳内,这种电容器用在高电压小电流充放电
7、的情况下比较合适。由于车载超级电容电池有许多单体电容组成，超级电容理想的模型电路可以等效一个先并联后串联的混联电路。结合电池充放电特性和电容器自身特点，超级电容等效并联电阻要在条件允许下尽可能大，因为电容充电后直流电压在超级电容不工作时，也会和并联电阻形成一个稳定的自放电的漏电流，增大等效并联电阻削弱漏电流延长储能时长。超级电容电池在充电时等效串联电阻会消耗能量降低能量效率。放电过程中等效串联电阻会分掉部分电压，超级电容比功率较大放电电流较大，分压影响明显，严重影响储能效率，因此等效串联内阻要小。3超级电容汽车制动能回收控制原理图3超级电容汽车能量流程图超级
8、电容汽车制动能回收控制策略，如图3所示，汽车在正常向
