1. 研究目的与意义(文献综述)
鉴于环境和能源危机是全球面临的问题,电动汽车是未来发展的趋势。目前电动汽车存在着混合动力、插电式混合动力,燃料电池,纯电动等多种形式。受限于电池技术和充电技术的水平,存在着能量密度,续航里程,充电速度,充电站的建设等制约因素,目前混合动力hybrid到了市场水平,几乎每个汽车厂商都有相应的车型或者在研发阶段,价位也在市场能接受的水平,当然比传统内燃机的汽车价格还稍高一点。但它仅是一个过渡的技术。纯电动汽车是终极的方向。
鉴于目前纯燃料电池汽车存在许多自身无法解决的问题,如汽车的起动,瞬态响应特性,燃料电池系统带来的成本等,世界各大汽车厂商开始把重点转向燃料电池电电混合动力汽车。现有的燃料电池混合动力电动汽车的辅助能源都包含蓄电池,然而蓄电池满足整车峰值功率要求和紧急功率要求能力有限,在爬坡或加速等情况下需要大电流放电,极大地影响了寿命,导致频繁更换蓄电池,增加运行成本。因此往往需要一些辅助的动力源装置来在功率输出的动态等方面对它加以补充和改善,从而构成燃料电池混合动力系统,这些辅助能源包括蓄电池和超级电容。
目前利用混合动力汽车可以利用车载电能储存装置对整车制动时的动能加以回收这一特点混合动力汽车已经成为解决环境污染和能源问题的至关重要的车型,而受到电池性能因素的制约,使得整车的制动能量回收效能不佳。锂电池以及超级电容作为新生能源的代表本文研究课题就是为了对其进行进一步探讨,分析锂电池与超级电容的性能优势,并对其进行仿真研究。
2. 研究的基本内容与方案
锂电池与超级电容的工作原理
超级电容采用活性炭材料制作成多孔电极,同时在相对的碳多孔电极之间充填电解质溶液,当在两端施加电压时,相对的多孔电极上分别聚集正负电子,而电解质溶液中的正负离子将由于电场作用分别聚集到与正负极板相对的界面上,从而形成两个集电层,相当于两个电容器串联,由于活性碳材料具有≥1200m2/g的超高比表面积(即获得了极大的电极面积a),而且电解液与多孔电极间的界面距离不到1nm(即获得了极小的介质厚度d),根据前面的计算公式可以看出,这种双电层电容器比传统的物理电容的容值要大很多,比容量可以提高100倍以上, 从而使单位重量的电容量可达100f/g,并且电容的内阻还能保持在很低的水平,碳材料还具有成本低,技术成熟等优点。从而使利用电容器进行大电量的储能成为可能,且在实际使用时,可以通过串联或者并联以提高输出电压或电流。
超级电容电池的特点:
3. 研究计划与安排
第1周:下达毕业设计任务书及要求,查阅国内外研究现状等文献;
第2周:查阅文献,讨论毕业设计任务和内容;
第3章:撰写并提交毕业设计开题报告;
4. 参考文献(12篇以上)
《超级电容蓄电池电源的研究与仿真》张靖,2005年5月;
《超级电容直流电源的研究》任喜国,2013年3月;
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