大容量电容器.doc

摘要 介绍了超级电容的机理与特点，概述了国内外超级电容在电动车中的应用研究现状，通过分析比较超级电容在电动车中应用的拓扑结构及控制策略，设计了一种新型的超级电容一蓄电池复合电源电动车控制系统验结果表明，该验结果表明，该复合电源电动车能兼顾蓄电池和超级电容的优点，可以更好地满足电动车启动和加速性能的要求，并能提高电动车制动能量回收的效率，增加续驶里程．以超级电容为惟一能源的电动车可以作为固定线路车使用，但配套设施还需要完善，所以发展趋势并不乐观。 关键词：蓄电池 汽车启动 超级电容器 Abstract The mechanism and characteristic Of uhracapacitor are introduced．The ultracapacitorapplication status in electric vehicle(EV)at home and abroad is outlined．Analyzing the topologyand control strategy of uhracapacitor applied in EVs，a novel control system of ultracapacitor-bat—tery hybrid power EV is designed。The experimental results show that the hybrid power EV enables tOcombine the advantages of battery and uhracapacitor，enhance the start—up and accelerating per—formance of EV，improve the energy-regenerative efficiency，and increase the driving range．EVsemploying uhracapacitor as the only power may be摘要 I Abstract II 第一章超级电容 1 1.1超级电容的简介 1 1.2超级电容器的结构 1 1.3超级电容器的原理 2 1.4超级电容器的主要特点 3 1.5超级电容器的分类 4 1.6超级电容器的特性 5 1.7超级电容器的主要特征参数 6 第二章汽车启动系统 9 2.1汽车启动系统的组成 9 2.1.1蓄电池 9 2.1.2启动机 9 2.2汽车启动系统的原理 11 2.3影响启动机工作特性的因素 12 第三章设计要求 13 3.1发动机启动要求 13 3.1.1最低启动定义 13 3.1.2启动要求 13 3.2对超级电容的要求 13 3.2.1内阻要求 13 3.2.2漏电流/自放电 13 第四章超级电容在汽车启动系统中的应用 15 4.1传统蓄电池的缺陷 15 4.2超级电容与蓄电池并联 16 4.3电性能的改善 20 4.4蓄电池应用状态的改善 21 4.5启动性能的改善 21 4.6微型混合动力系统 21 第五章超级电容器的使用和前景 24 结论 26 参考文献 27 致 谢 28  第一章超级电容 1.1超级电容的简介 电容器，顾名思义，是‘装电的容器’，是一种容纳电荷的器件。英文名称：Capacitor，用字母C表示。电容是电子设备中大量使用的电子元件之一，广泛应用于隔直，耦合，旁路，滤波，调谐回路， 能量转换，控制电路等方面。在直流电路中，电容器是相当于断路的。在交流电路中，因为电流的方向是随时间成一定的函数关系变化的。而电容器充放电的过程是有时间的，这个时候，在极板间形成变化的电场，而这个电场也是随时间变化的函数。实际上，电流是通过场的形式在电容器间通过的。充电和放电是电容器的基本功能。 超级电容器，如图1.1，亦称超大容量电容器，是上世纪七、八十年代发展起来的一种新型的储能装置。近年来，人们一直致力于开发高比功率和高比能量的超级电容器来作为电动汽车的混合动力系统。超级电容器可以用来满足汽车在加速、启动、爬坡时的高功率要求，以保护蓄电池系统，还可作为燃料电池的启动动力，做移动通讯和计算机的电力支持等。目前应用于超级电容器的材料主要有三种:碳基材料、金属氧化物及水合物材料和导电聚合物材料。超级电容器是一种电容量可达数千法拉的极大容量电容器。同传统的电容器和二次电池相比，超级电容器储存电荷的能力比普通电容器高，并具有充放电速度快、效率高、对环境无污染、循环寿命长、使用温度范围宽、安全性高等特点 图1.1 常用的超级电容器 1.2超级电容器的结构 图1.2为超级电容器的结构图，超级电容