[发明专利]电动汽车中超级电容器的评估方法

摘要

本发明公开了一种电动汽车中超级电容器的评估方法，包括：计算车辆加速过程中的最大需要能量；根据最大需要能量，计算完全由超级电容器供电所需要的最小容量C_f1，以及完全由超级电容器和电池组共同供电所需要的最小容量C_f2；计算车辆最大制动回馈能量；根据最大制动回馈能量，计算超级电容器吸收回馈能量需要的最小容量C_c；根据最小容量C_f1和最小容量C_f2评估超级电容器的放电能力；根据最小容量C_c评估超级电容器的充电能力。本发明提出一种简单清晰的电动汽车用超级电容器的工程评估方法，为整车与超级电容的匹配提出指导。

主权项

1.一种电动汽车中超级电容器的评估方法，所述电动汽车的动力系统结构为：动力电池组向电机提供电动汽车巡航时的电流，并通过DCDC变换器给超级电容器充电，超级电容器在电动汽车加速、制动时提供或吸收瞬时的大电流，其特征在于，所述超级电容器的评估方法包括：计算车辆加速过程中的最大需要能量；所述车辆加速过程中最大需要能量E_f＝P_e×t，其中，P_e为电机额定功率；t为车辆加速时间；根据所述最大需要能量，计算完全由超级电容器供电所需要的最小容量C_f1，以及完全由超级电容器和动力电池组共同供电所需要的最小容量C_f2；所述完全由超级电容器供电所需要的最小容量C_f1为：其中，U₁为超级电容器的开始放电电压，U₂为超级电容器的中止放电电压，η_D为DCDC转换器效率，η_C1为超级电容器放电效率；所述完全由超级电容器和动力电池组共同供电所需要的最小容量C_f2为：其中，I_B为电池组额定放电电流，U₁为超级电容器的开始放电电压，U₂为超级电容器的中止放电电压，η_D为DCDC转换器效率，η_C1为超级电容器放电效率，U_e为超级电容的额定电压；计算车辆最大制动回馈能量，所述车辆最大制动回馈能量为：其中，m为整车质量，v₁为电动车制动前速度，v₂为电动车制动后速度，η_h为制动能量回收效率；根据所述最大制动回馈能量，计算超级电容器吸收回馈能量需要的最小容量C_c，所述超级电容器吸收回馈能量需要的最小容量C_c为：其中，U′₁为超级电容器的中止充电电电压，U′₂为超级电容器的开始充电电压，η_D为DCDC转换器效率，η_C2为超级电容器充电效率；根据所述最小容量C_f1和最小容量C_f2评估超级电容器的放电能力，具体为：对于给定的超级电容容量C：如果C≥C_f1，则放电容量充裕，表明在理想的能量管理策略下，超级电容器可以单独负担电动车的任何瞬时大功率放电，动力电池组不会受到影响；如果C_f2≤C＜C_f1，则放电容量较充裕，表明在理想的能量管理策略下，超级电容器可以和动力电池组共同负担电动车的任何瞬时大功率放电，动力电池组放电不会超过额定放电电流；如果C＜C_f2，则放电容量欠充裕，表明在某些情况下，为了满足电动车的加速性能，电池组需要以超过额定放电电流放电；根据所述最小容量C_c评估超级电容器的充电能力，具体为：对于给定的超级电容容量C：如果C≥C_c，则充电容量充裕，表明在理想的能量管理策略下，超级电容器可以完全吸收电动车的制动回馈能量；如果C＜C_c，则充电容量欠充裕，表明在某些情况下，电动车制动能量无法完全被吸收。