超級電容在電動車中應用研究及發展趨勢分析

　　2.3復合電源系統的控制策略

　　2.3.1速度約束控制策略

　　當車輛起步時，超級電容中應當儲存較多的能量，需要超級電容放電，保證電動車的加速性能，而當車輛在高速行駛的情況下，超級電容應當儲存比較少的能量，以便在制動過程中接收較多的能量。超級電容儲存的能量與其端電壓的平方成正比，由于超級電容的端電壓變化范圍比較大，因此放電時如何控制其放電深度，以備在行駛過程中二次放電或進行再生制動回收充電，但需要在實驗中反復進行測試才能獲得。

　　2.3.2電流約束控制策略

　　電動車在行駛過程中，由于頻繁地加速、減速和上下坡等原因，使得負載電流變化比較大，當負載電流太大以至于超過蓄電池所能承受的最大放電或充電電流時，為了避免電池組過放電或過充電，需要由超級電容放電或充電，以便改善電池組的工作狀態，延長其使用壽命。電池組的工作電流為：

　　為了避免過大的回饋電流對蓄電池造成損害，可采用恒定充電電流的制動方式，即以蓄電池充電電流為被控對象。這是一種比較實用的控制策略，適合于采用蓄電池單電源系統的電動車。由于蓄電池電壓在再生制動過程中不會發生明顯的變化，因此電樞電流的上升不會太大。在超級電容一蓄電池復合電源系統中，由于超級電容端電壓在單次再生制動過程中就會發生很大的改變，隨著制動過程中超級電容端電壓的上升和電機反電動勢的下降，電樞電流將急劇上升，有可能對功率器件甚至電機造成損害，因此對超級電容充電時可采用恒功率的策略，即對再生制動過程中超級電容的充電功率進行控制。

　　在超級電容電壓低的時候，采用大電流充電，當電容電壓上升時，充電電流指令值下降，可兼顧能量回收與系統器件保護。

　　2.3.3綜合控制策略

　　采用速度約束控制策略可使車輛的動力性能得到提高，而采用電流約束控制策略時蓄電池的電流可以工作在規定的范同內，對蓄電池有保護作用。這2種控制策略各有優缺點，采用綜合控制策略。即將速度約束控制策略和電流約束控制策略進行綜合應用，可以兼顧它們的優點，既能對蓄電池起到保護作用，延長電池的使用壽命，又能提高整車的動力性能。

　　3、西安交通大學的超級電容應用研究

　　西安交通大學電動車研發中心一直致力于電動車關鍵技術領域的研發，提交了15項國家發明專利，正式授權5項，有2項國際發明專利已經被正式受理。研發中心對電動汽車超級電容一蓄電池復合電源系統進行了研究，其核心是應用了雙向全橋DC/DC變換器，該變換器具有能量雙向流動以及升、降壓功能。研發中心率先將Hα魯棒控制算法應用到電動汽車復合電源能量回收技術上，和傳統控制方法相比，Hα魯棒控制可以方便地同時考慮輸入電壓的變化、負載擾動和其他非線性的補償。由圖3所示的實驗表明，在市內道路行駛時，采用Hα，魯棒控制的復合電源電動汽車(ⅪTUEV—I)比蓄電池單電源電動汽車提高續駛里程30%～50%。