论文煤矿井下无轨胶轮电动车超级电容是大学硕士与本科电动车毕业论文开题报告范文和相关优秀学术职称论文参考文献资料下载，关于免费教你怎么写电动车方面论文范文。
[摘 要]介绍了超级电容的特性,设计了煤矿井下无轨胶轮电动车用超级电容-蓄电池复合电源系统,论述了其结构与工作原理,提高了煤矿井下无轨胶轮电动车的续驶里程,为煤矿井下无轨胶轮电动车的应用提供科学依据和技术基础,具有一定的使用价值.
[关键词]煤矿；无轨胶轮电动车；超级电容；复合电源
[中图分类号]TD64 [文献标识码]A
防爆无轨胶轮车作为现代煤矿物料搬运的主要工具,发挥着重要作用.其优势是具有机动、灵活、快速、安全、高效、应用范围广等等特点.是可以把材料、设备和人员直接的运输到工作面,大大减少运输转载环节,降低运输费用,提高工作效率,在底板坚硬、煤层赋存浅、缓倾斜煤层矿井得到了广泛的应用.目前,防爆无轨胶轮车中还是大多数以防爆柴油机为牵引动力的,其还是存在效率低、污染重、噪声大、排气吹起的粉尘大、排气栅栏难清洗等缺陷.因此,防爆无轨胶轮车在使用过程中是需要加大矿井通风量等等问题,也在一定程度上制约了其在煤矿中的使用.
1 超级电容特性
超级电容又称电化学双层电容,它是靠极化电解液来储存电能的一种新型储能装置.与蓄电池相比具有以下优点：
1.1 功率密度高
超级电容的比功率可达到10kW/kg左右,是蓄电池的50倍以上,其等效电阻很低,允许有很高的尖峰电流,也可以在短时间内放出几百到几千安培的电流.因此根据这个特点,使得超级电容非常适合于短时大功率的应用场合.
1.2 充/放电特性优良
超级电器是可采用大电流充电,因为它能在几十秒至几分钟内完成充电过程,且允许快速充电至额定电压范围内的任意值.放电时的电容电压与电流不互相关联,可以放出所存储的全部电能,且没有蓄电池快速充/放电的损坏问题,能实现真正的快速充电.
1.3 循环寿命长
因为超级电容器在充放电过程中,其发生的电化学反应是具有很好的可逆性,而且循环寿命可达10万次以上,比电池高出10倍以上.
1.4 其它特性
超级电容还具有效率高、无污染、机械强度高、控制简单、安全性好（防火、防爆）、低温性能好、免维护、缓冲功能强、能量系统较为稳定等优点.
2 超级电容-蓄电池复合电源系统特性
目前,蓄电池的比功率和比能量较小,还不能满足煤矿井下无轨胶轮电动车的功能需求；而超级电容的比能量较低,也不能满足煤矿井下无轨胶轮电动车续驶里程的需要.蓄电池或超级电容任何一种能量源,都难以单独用作煤矿井下无轨胶轮电动车的能源.再加上蓄电池充/放电电流的限制,造成煤矿井下无轨胶轮电动车再生制动过程中所产生的再生制动能量不能充分利用,所以超级电容与蓄电池组合构成复合电源系统,以充分利用超级电容比功率大、充/放电效率高的特点,将其用作再生制动回馈能量储存单元,不但可以大大提高再生制动效率,而且可以避免再生制动可能对蓄电池造成的损害,因此复合电源系统优势也较突出,详细主要有以下几点：
（1）复合电源系统可满足煤矿井下无轨胶轮电动车续驶里程和加速及爬坡性能的要求,实现功率要求和能量要求的分离,这样复合电源系统设计时可重点考虑续驶里程问题,不用过多考虑能量回收和电动车的加速及爬坡性能；
（2）可在车辆制动和减速时回收能量,延长煤矿井下无轨胶轮电动车续驶里程.利用超级电容功率密度高、充电电流大的特点,将再生制动过程中回馈的电能储存在超级电容中,则可以大大提高再生制动的回馈电流,提高再生制动效率.此外,超级电容充放电效率很高,因此再生制动过程中回收到超级电容的能量将得到更有效的利用,使煤矿井下无轨胶轮电动车的续驶里程得到进一步提高；
（3）利用超级电容的吸收特性来均衡电流,使煤矿井下无轨胶轮电动车在加速和爬坡过程的电池放电电流得到减少,从而提高电池的能量利用率和使用寿命,降低生产成本,改善煤矿井下无轨胶轮电动车的起步、加速和爬坡性能；
（4）提高了制动可靠性.制动及减速工况下不但能回收能量,提高汽车的运行能量效率,而且大大提高了再生制动的制动力矩,使制动系统的可靠性得到改善.
3 复合电源系统结构
由于煤礦井下地质条件恶劣,煤矿井下无轨胶轮电动车行驶时会频繁起动和制动,使得功率的需求变化很大.为了解决煤矿井下无轨胶轮电动车续驶里程与加速爬坡性能之间的矛盾.蓄电池可按满足煤矿井下无轨胶轮电动车设计的续驶里程来选择,超级电容一方面用来提供起步、加速和爬坡时所需的峰值功率；另一方面当车辆制动时用来吸收再生制动的回馈能量,以提高能量利用率.
由于超级电容的功率密度大、能量密度小；因此在其工作时产生的电压变化比较大,而且输出特性软,这时则需要在蓄电池和超级电容之间设置好接口电路来控制功率分配.针对这些,本文提出了煤矿井下无轨胶轮电动车超级电容-蓄电池复合电源系统结构图（如图1所示）.
图1 超级电容-蓄电池复合电源系统结构图
4 复合电源系统工作原理
在煤矿井下无轨胶轮电动车用超级电容和蓄电池组成的复合电源系统中,蓄电池的能量要与电动车的续驶里程相适应；蓄电池的输出功率要与电动车的平均行驶功率相适应；超级电容的输出功率要与电动车的起步、加速和爬坡性能相适应且可吸收再生能量.复合电源系统工作原理如图2所示,其具体工作模式如下：
（1）正常行驶时,煤矿井下无轨胶轮电动车由蓄电池给电机提供能量；
（2）轻载行驶时,由蓄电池给超级电容充电,使超级电容保持大功率输出能力,以备车辆在起步、加速或爬坡时使用；
（3）起步、加速或爬坡时,超级电容和蓄电池联合给电机提供能量,保证电动车的行驶能力；
（4）制动或下坡行驶时,电机处于再生制动模式,工作于发电机状态,将再生制动回馈能量储存在超级电容中,如果超级电容已充饱,则剩余否认部分由蓄电池吸收.
图2 复合电源系统的工作原理
5 超级电容的复合电源系统设计
本文所设计的超级电容-蓄电池复合电源系统是由主回路和控制系统两大部分组成的.超级电容充电可分为两种情况：（1）是在车辆制动过程中由电机回馈能量充电；（2）是当电机驱动电流小且超级电容端电压低时,由蓄电池向超级电容充电,为车辆的加速做准备.
超级电容放电过程也分为两种情况：（1）是在车辆加速和爬坡过程中,超级电容和蓄电池并联向电机供电；（2）是在系统检修时需要将超级电容放电,以便安全拆卸.
超级电容由于其功率密度高的特點,在系统中的作用相当于一个峰值功率发生/吸收器,但由于其能量密度低的特点,其端电压会在短时大电流充/放电过程中产生很大的变化.为和蓄电池并联工作,就需要一个接口电路对其充/放电能量进行调整,而这个接口电路也就是本文所设计的超级电容-蓄电池复合电源系统主回路的核心部件.如图3所示.
图3 超级电容-蓄电池复合电源系统
6 结语
综上所诉,本文是把电动汽车的概念直接引入到煤矿井下无轨胶轮车,并有效的利用超级电容功率密度高和充放电性能优良的特性,去研究煤矿井下无轨胶轮电动车超级电容-蓄电池复合电源系统,是如何提高再生制动能量回收效率,以及避免再生制动可能对蓄电池造成损害,从而提高了煤矿井下无轨胶轮电动车的续驶里程的数据,为加速电动汽车在煤矿的应用,为煤矿的清洁、高效、安全运输提供了重要的保证.
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总结:本文是一篇关于电动车论文范文，可作为相关选题参考,和写作参考文献。
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