论文部分内容阅读
超级电容器作为新型电能存储设备,具有充放电速度快、输出功率高、循环寿命长、环境友好等特点,在电动车的使用上受到广泛的关注。超级电容器等效串联电阻、电容值等性能参数的变化规律、连续充放电过程中温度变化的特点、电动公交车电容舱冷却系统的设计等问题,仍然需要进一步的讨论和分析。本文主围绕对双电层超级电容器的温度特性展开研究,分析超级电容器的等效串联电阻、电容值等性能参数随温度变化的规律,以及放电电流对这些性能参数的影响。研究超级电容器在连续充放电循环过程中温度变化的规律。在分析电容器温度波动起伏现象的基础上,推导可逆热的计算模型,并通过数值计算和试验测试讨论其影响因素及其影响规律。对充放电循环过程中超级电容器单体的热行为进行建模计算,与试验数据相对比,分析电容器内部温度场及其变化特征。分析了世博运行电动公交车电容舱散热不佳的流场问题,并对其进行优化设计、实施和验证。具体内容有:1.利用恒流放电以及连续充放电循环的方法对超级电容器单体进行试验研究。总结了电容器等效串联电阻及电容值随温度、电流等工作条件变化的规律;分析了在连续充放电时超级电容器外部温度变化的规律,以及在不同的环境温度、不同的循环电流条件下,电容器温度变化的特征。2.从电极/电解质溶液界面处溶液表面Gibbs自由能出发,推导出一种超级电容器充放电过程中可逆热的计算方法,结合实验讨论了电流、环境温度、电解液浓度对可逆热的影响。3.考虑超级电容等效串联电阻导致的焦耳热以及可逆热随温度变化的规律,对超级电容器充放电过程中的热行为进行建模计算,分析了电容器内部温度变化的特点。4.电动公交车行驶过程中,外部气流将通过风口对电容舱内部的气流产生影响,严重时将导致难以从乘坐舱引风冷却电容舱;论文对世博超级电容电动车的风冷系统进行了研究,分析了气流组织问题,并对舱室结构及其冷却系统进行优化,通过仿真和运行实测数据,证明优化有效。