本技术涉及一种电动轮角模块分布式超级电容储能系统的设计和控制技术。该技术涵盖了整车架构的布置方案设计,电动轮角模块的执行系统结构选择及其参数匹配,以及超级电容的拓扑结构设计。
背景技术
随着现代科技的飞速发展和人们对环境问题的日益关注,现代汽车工业正朝着电动化、智能化、网联化、共享化的“新四化”方向快速发展。随着智能电动车线控底盘技术的不断发展,分布式驱动汽车开始成为新能源汽车重要研究方向,而代替传统轮边结构的电动轮角模块具有高集成,传动链短,传动效率高,系统响应迅速且精确的优点,可实现底盘模块化以及主动安全控制等功能,有利于实现L3及以上高级别自动驾驶技术的实现。
另外,在面对城市工况下的频繁起停与转向,车载动力电池需要进行频繁的充放电,以满足电动轮角模块中制动系统和转向系统的供能与能量回收的储能要求,这将导致车载动力电池负载工况波动变化、频繁的充放电,从而引发整个动力系统效率损失,以及电池发热与寿命衰减。同时,由于目前市面上的车载动力电池的功率密度较低,为满足电动汽车在某些特定工况下较高的峰值功率要求,需要增加电池单体数量,则导致电池系统制作成本高,且对底盘空间布置和轻量化提出了更高要求。超级电容是一种能量密度较低,但功率密度很高的储能元件,且作为一种物理电池,充放电时内部不发生化学反应,因此具有充放电效率高,响应速度快,工作温度范围广,工作寿命长的特点,充放电次数可达10万次以上,甚至能达到20万次,而普通的锂电池在300-500次就开始明显衰减。这些优点使得超级电容相较于车载动力电池更适合作为电动轮角模块的供能与储能元件。因此,采用超级电容+车载动力电池的复合电源方案,并将超级电容与电动轮角模块进行高集成化设计,可以节省车载动力电池的匹配成本与占有空间,简化轮边结构设计,推动智能底盘的模块化设计进程。同时超级电容实现了电动轮角模块的自储能,在发生系统故障时,可作为能源备份,与车载动力电池互为冗余方案,提高车辆行驶安全性。
综上,当下汽车行业急需一种电动轮角模块分布式超级电容储能系统设计与控制方法,为这种电动轮角模块与超级电容高度集成的储能系统的设计工作及其控制提供方案参考。
实现思路