基于超级电容辅能的电动车驱动系统研究

能源短缺及环境污染正逐步成为传统燃油汽车发展的两大制约因素。电动汽车以相对高的能源利用效率及其环保优势显示出很好的发展势头，纯电动汽车将会逐步成为未来汽车产业的发展方向。车载能量系统作为纯电动汽车的核心还存在许多问题，设计一种新型储能装置以辅助或者取代传统蓄电池组系统对纯电动汽车的发展意义重大。 本文对纯电动汽车能量系统存在的问题以及超级电容的充放电特性进行了分析探究，以蓄电池组为主要车载能源，以新型超级电容组为辅助能源，将主、辅电源各自对应的双向DC/DC变换器作为主要研究对象，并以交流永磁同步电机为主要驱动对象进行超级电容辅能单元的辅助特性研究。文中重点针对蓄电池组和超级电容组选择并设计了对应的双向半桥DC/DC变换器，尤其针对超级电容组应用了一种改进型新双向半桥变换器电路，对两组变换器分别应用了单端稳压的双闭环控制方法并对其在实际应用中的工作模式进行了详细分析，而后基于永磁同步电机矢量控制下的电机驱动系统搭建了包含蓄电池组单元、超级电容组单元、三相逆变器和负载在内的整体系统模型，并对整个系统进行了多种工况下的仿真验证。验证结果表明本文设计的超级电容辅能单元及其控制方法不仅能够很好的提供电机系统运行过程中峰值功率，而且能够很快的回收制动能量，有效的抑制了蓄电池组的大电流放电，从而提高了整个电源系统的可靠性和能量利用效率。