纯电动客车超级电容储能系统研究与计算界面设计

徐林勋，高 松

（山东理工大学交通与车辆工程学院，山东淄博255091）

超级电容电池与其它电池相比具有充电时间短、充放电循环寿命长、功率密度高以及可靠性高等特点，如今被广泛应用于纯电动汽车的能量供应系统［1]．超级电容作为汽车的储能装置，在整车的设计开发过程中，其单体电池的排列连接方式不仅要满足整车的性能要求（包括汽车的最高车速、爬坡度、续驶里程），而且还要满足纯电动汽车在制动能量回收过程中在确保电池安全的基础上能够尽可能储存较多制动能量的要求．

本文在对超级电容的储能原理进行分析研究的基础上，基于能量约束法对超级电容储能阵列的容量以及连接方式进行计算与设计，并根据此方法通过MATLAB／GUI开发储能系统计算界面，以在线得到满足整车性能以及储能要求的电池组阵列连接方式，为纯电动客车的开发设计提供有效的工具．

1 超级电容储能系统容量设计

在能量回收过程中，纯电动容车超级电容储能系统的主要作用是快速、有效地吸收更多的制动能量．为了满足要求，超级电容储能系统必须有足够的容量来储存最大制动能量，同时为了满足超级电容储能过程中的安全性要求，还要考虑再生制动过程中的峰值功率．

1．1 再生制动能量计算和峰值功率计算

纯电动客车在制动过程中，最大制动能量为［2]

式中：E为再生制动能量（J）；m为车辆质量（kg）；V0为制动初速度（m／s）；V1为制动末速度（m／s）；Fr为车辆运行阻力（N）；……