加装超级电容纯电动汽车的性能分析

２００５年１２月王志福等：加装超级电容纯电动汽车的性能分析

正常行驶工Ｉ兄

陌函孺丽订Ｊ

加速、爬坡行驶１况

制动、ｒ坡行驶工况ｌ一主能源输出功年ｌ壹些！！量！！塑到……卜辅助篚源功率２系统仿真软件

２．１仿真模型

对于本系统的仿真采用模块化的思想，这样方便修改模型。仿真模型是在ＭＡＴＬＡＢ／ＳＩＭｕＬＩＮＫ环境下建立的。整个系统仿真模型南城市工况模型、

３软件仿真结果分析车辆模型、牵引电动机模型、能量管理控制系统模型、电池组模型和超级电容组模型及数据显示模块组成。如图３所示。

本仿真软件以城市的驱动循环作为输入量来代表路面功率的需求。在各个部件模型问传递的是功率信号。在机械模块中转矩、转速的乘积是功率；在电气模块中功率的信号由电压和电流相乘所得。功率沿车辆模型、牵引电动机模型、能量管理控制模型、电池组模型和超级电容组模型的传递过程即为后向仿真过程，反之则为前向仿真过程。

２．２仿真软件的验证

在利用本软件仿真分析时，在ｃＹｃｃＯＮｓＴ４５（匀速２２ｋⅡ此）工况下，能耗岛＝Ｏ．８１ｋｗ・ｈ以（１ｎ。而试验样车在城市大客车工况４（匀速２２ｋｍ／ｈ）行驶，测得能耗鼠＝０．９２ｋｗ・Ｍ∞，两者的差额占实际测量值的１２．７％。考虑到在实际测试中，电池还给车载辅助系统供能和仿真分析时的理想性，可以看出，编制的仿真程序是符合实际情况，其仿真精度也是在可允许范围内的。

图３多能源系统电动车系统仿真框图

超级电容吸收的能量占可再生能量的６５％；在不加

装超级电容的情形下，由图５中可以看出，蓄电池

对再生能量的吸收作用很小，故忽略不计。

在本仿真模型中，路况为ＡＤｖＩｓＯＲ中的

ｃｙｃ１０１５，平均速度为１４】Ｏｋｍ，ｍ．整个模型在锂离子蓄电池的初始荷电状态为０５。ｃＹｃ１０１５的行驶工况、蓄电池与超级电容的荷电状态变化均如图４ａ～４ｃ所示。超级电容的初始荷电状态为０３时的仿真结果如下图４ｂ～４ｆ所示。对图４ｄ～４ｆ进行积分，得到如表ｌ的结果。

３．１再生能量利用效率分析

表１中的充电能量为功率曲线的下半部的积分，总线充电能量即为再生能量。当超级电容的初始电池荷电状态（ｓｔａｔｅｏｆｃｈａｒｇｅ，ｓＯｃ）值为Ｏ．３时，

表１能耗分析比较值ｋｗ．ｈ，ｋｍ

运行距离为皇查塑塑堕里鉴查坠：！：１

２５８５ｋｍ时各元件放电能量岛充电能量丘ｈ输出能量晶

３．２能耗分析

在不加装超级电容时，蓄电池为唯一的能量源，能耗岛＝１．５９ｋｗ－ｈｎ∞；在超级电容的初始荷电状态值为０－３时，能耗乓＝１３３ｋｗ・ｈ／ｋｍ，较前者

降低了２０％。