对工业化国家动力消耗及温室燃料费排放的最新预测普遍表明,车辆保有量将继续扩展包。根据国际动力署数据(IEA, 2009b),2007至2030年间全球交通运输动力消费估计将以年均1.6%的速度增加。轿车经过从非汽油来历获取适当比例的必需动力进行调理[1]。为满足社会对清洁交通的需求及生态保护的必要性,轿车原始装备生产商正全力开发更环保的推动方案。政府与车企现已达成一致:电动轿车的开展势在必行。电动轿车被界说为选用电力及代替燃料技能的车辆[2],涵盖具有先进复合车辆动力学操控与捆绑技能、创新型轿车推动体系的车辆,或运用传统石油作为动力源的车辆[3]。电动轿车的开展能够应对多重挑战:大幅下降轿车燃料费排放的压力与要求、对石油进口相关动力安全稳定性的日益担忧,以及机动化行业的无序扩张。由此,这一具有可观市场潜力的产业已展现出竞争性开展态势[4]。
电动轿车的技能路线规划已逐渐开展形成"三纵三横"格式。其间"三纵"指混合动力轿车(HEV)、纯电动轿车(PEV)和燃料电池轿车,而"三横"则代表多动力动力总成体系、电机驱动操控体系以及能量办理体系(FCV)[5]。电动轿车技能的中心组成部分之一是电能存储体系,目前正经过"三纵三横"技能体系活跃推动研讨[6]。图1展现了燃料电池轿车或混合动力轿车动力体系的功能框图
与传统的内燃机轿车相比,电动轿车具有许多优势,包含更高的能效、更环保、噪音更低以及减少对化石燃料的依靠。但是,电池技能仍存在若干问题,如续航里程、充电时刻、分量和本钱等方面。目前有大量研讨致力于改进电池结构和工艺技能,以提高续航能力并下降本钱、减轻分量及缩短充电时刻[7]。全球范围内生产的机动休闲车辆种类繁复,首要用于陆地或水上的娱乐或运动动作。虽然如此,这类特别车型向纯电动轿车的转型进程缓慢,因为消费者更青睐具有长续航里程和微弱驾驶功能的车辆。不过,电动推动体系仍能明显增强此类车辆的动态功能。此外,作为该特定群体首要构成的电动轿车(EVs)的大规模运用,为动力转型与轿车产业带来了潜在开展机遇[8]。
在娱乐用途的纯电动轿车中,除与加快和爬坡能力相关的特定功率外,人们更重视主储能体系(ESS)的寿数。虽然电池的功率/能量密度较低,但其仍是电动轿车最理想的储能体系[9]。此外,即使具有优异功率和能量密度特性的电池,其本钱也较为昂贵。经过将电池与其他不同动力相结合,或可完成更高的归纳功能。因此,已有研讨对包含电池、超级电容器和燃料电池在内的多种动力混合运用进行了探究。在现有技能条件下,选用兼具高准确功率与比能量的超级电容器和电池组合是最主流的混合方案[10]。为提高体系功能,需将超级电容器与电池构成的混合储能体系拓扑结构进行合理耦合。相较于纯电池体系,装备超级电容辅佐的电动休闲车辆展现出更具吸引力的代替优势[11]。超级电容器(SCs)因其共同特性可完成能量的高效存储与无约束开释。这种特性使得能量吸收与开释过程更易完成,且损耗更低。此外,超级电容器能完美习惯电动轿车(EVs)在高峰值功率需求工况下的即时能量供给[12]。因为
蓄电池与超级电容器具有互补特性,在电动轿车行进过程中,
蓄电池仅需供给驱动体系的平均功率需求,而超级电容器则专门用于处理峰值功率需求与读档波动。
关于选用超级电容SOC操控和动态电池功率约束等不同能量办理战略的混合储能体系(HESS)的分量与功率的研讨结果表明,这些战略具有明显影响。这些战略在决议HESS的分量和功率方面起着关键作用,有助于优化电动轿车功能。
所提出的能量办理体系最大限度地减少了能量糟蹋,并在电动轿车各种行进工况下完成了实时能量流的优化和谐。该体系经过根据超级电容SOC和行进速度等因素的动态调整,提高了能量使用功率并减少了不必要的能量耗散。
该研讨成果经过供给更高效、可继续的动力办理体系,对电动轿车产业具有重要启示。其潜在影响包含功能提高、电池寿数延伸以及全体功率增强,这些优势可能推动绿色驱动方案的开发与选用,然后促进电动轿车产业向可继续解决方案的进一步开展。
所提出的根据含糊逻辑操控器的能量办理体系对推动电动轿车技能进步具有明显贡献。该体系经过动态调理超级电容器与
蓄电池之间的功率分配,然后提高功率并延伸部件运用寿数的能力展现出重要潜力。这些进展不仅直接惠及电动轿车范畴,还经过供给高效可继续的电力办理战略见解,对更广泛的储能与办理学科发生活跃影响。