超級(jí)電容與電池混合動(dòng)力汽車能源管理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室介紹

1、超級(jí)電容與電池混合動(dòng)力汽車能源管理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室01實(shí)驗(yàn)室簡(jiǎn)介先進(jìn)智能信息系統(tǒng)研究中心重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室合作伙伴、文章項(xiàng)目總覽（2010-2016）實(shí)驗(yàn)室設(shè)備、測(cè)試平臺(tái)和仿真軟件成立時(shí)間2011年7月所在位置AA南山區(qū)粵興一道香港城市大學(xué)AA研究院 710-711室 研發(fā)方向智能交通系統(tǒng)與新能源電動(dòng)汽車的開發(fā)和應(yīng)用人員結(jié)構(gòu)助理教授以上8人；在讀博士生約7人；研發(fā)人員約20人先進(jìn)智能信息系統(tǒng)研究中心AA市超級(jí)電容與電池混合動(dòng)力汽車能源管理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究發(fā)展領(lǐng)域電池與超級(jí)電容特性混合能源管理技術(shù)電動(dòng)車智能駕駛技術(shù)大數(shù)據(jù)采集、分析與共享獲批時(shí)間2014年6月?lián)芸顔挝籄A市科技創(chuàng)新委員會(huì)項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)300萬元項(xiàng)目總覽

2、（2010 2016）項(xiàng)目類型數(shù)量經(jīng)費(fèi)國家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目1(RMB) 1,054,000香港科技署項(xiàng)目8(HKD) 28,613,911內(nèi)地政府及企業(yè)項(xiàng)目9(RMB) 10,759,000合計(jì)18(RMB) 11,813,000(HKD) 28,613,911實(shí)驗(yàn)室設(shè)備 恒溫恒濕試驗(yàn)箱 ARBIN電池單體測(cè)試設(shè)備 Chroma電池單包測(cè)試系統(tǒng)雙向DCDC示波器直流穩(wěn)壓電源直流穩(wěn)壓電源軟件仿真dSPACE整車及道路狀況模擬設(shè)備ADVISOR電動(dòng)汽車模擬軟件（電池+超級(jí)電容）Panocam 相機(jī)模型EasySim EV動(dòng)力學(xué)仿真軟件基于dSPACE的汽車仿真與模擬駕駛測(cè)試平臺(tái)02研發(fā)的必要性BM

3、S電池管理系統(tǒng)的必要性CMS超級(jí)電容管理系統(tǒng)的必要性雙向DC/DC變換器的必要性BMS電池管理系統(tǒng)的必要性1. 單體電池大小致局部受熱項(xiàng)目一2.單體電池性能不一致3.串并聯(lián)后的電池組缺點(diǎn)保證汽車安全性延長(zhǎng)電池使用壽命提高電池組儲(chǔ)能效率提高車輛性能和可靠性降低用車成本估算電池剩余能量單體電池和電池組的不足過充過放過溫過流電解液泄露短路或漏電BMS的組成BMS的作用CMS超級(jí)電容管理系統(tǒng)的必要性功率密度大充電效率高工作溫度范圍寬循環(huán)壽命長(zhǎng)超級(jí)電容的突出優(yōu)點(diǎn)在工業(yè)運(yùn)輸領(lǐng)域廣闊應(yīng)用哈爾濱巨容公司超級(jí)電容叉車Maxwell公司關(guān)于電網(wǎng)的兆瓦級(jí)超級(jí)電容儲(chǔ)能系統(tǒng)上海奧威公司超級(jí)電容車電池BMS超級(jí)電容CMS

4、雙向DC/DC變換器的必要性雙向傳輸保持電壓極性不變減少電子元器件使用穩(wěn)壓穩(wěn)流優(yōu)化電機(jī)控制提高電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)效率和性能能量回收將超級(jí)電容的電能釋放出去將機(jī)械能轉(zhuǎn)成的電能回饋給電池03電動(dòng)汽車能源管理系統(tǒng)研究方向電動(dòng)車超級(jí)電容和電池高效能源管理系統(tǒng)超級(jí)電容模組及其管理系統(tǒng)開發(fā)用于電動(dòng)車復(fù)合能源系統(tǒng)的車載雙向DC/DC研發(fā)相關(guān)產(chǎn)品電動(dòng)車超級(jí)電容和電池高效能源管理系統(tǒng)超級(jí)電容電池混合能源供給大電流充放電易損壞充電速度慢能量轉(zhuǎn)換效率75%循環(huán)使用壽命短工作溫度-20C60C電池缺點(diǎn)超級(jí)電容缺點(diǎn)壽命是電池500-1000倍 適合大電流充放電 工作溫度-40C70C 充電速度快能量轉(zhuǎn)換效率90% 電池優(yōu)點(diǎn)超級(jí)

5、電容優(yōu)點(diǎn)續(xù)航里程短工作電壓不平穩(wěn)續(xù)航里程長(zhǎng)工作電壓平穩(wěn)電動(dòng)車超級(jí)電容和電池高效能源管理系統(tǒng)研究?jī)?nèi)容：混合能量控制策略預(yù)測(cè)：電池組充放電特性及管理超級(jí)電容模組充放電特性及管理混合能源管理與控制策略設(shè)計(jì)車輛動(dòng)力學(xué)模型重復(fù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)各種仿真測(cè)試各工況段路段控制策略硬件在環(huán)測(cè)試框架超級(jí)電容模組管理系統(tǒng)目前市面上的超級(jí)電容模組管理系統(tǒng)只采集發(fā)送總電壓只采集一個(gè)溫度信息只有簡(jiǎn)單的故障報(bào)警只有簡(jiǎn)單的限壓保護(hù)在研的超級(jí)電容模組管理系統(tǒng)可采集單體電壓、總電壓、總電流有四個(gè)溫度采集點(diǎn)可實(shí)現(xiàn)智能均衡可實(shí)現(xiàn)超級(jí)電容充放電控制策略，包括啟動(dòng)提供短時(shí)大電流，制動(dòng)回收能量，供電控制，超級(jí)電容電量控制等可與整車控制器、顯示屏等

6、進(jìn)行通訊負(fù)載回饋電壓采集溫度采集電流采集電量計(jì)算均衡控制充放電控制通信 控制器充電放電超級(jí)電容模組管理系統(tǒng)超級(jí)電容模組管理系統(tǒng)主控模塊(MCM)采集均衡模塊(ABM)絕緣檢測(cè)模塊(IMM)顯示模塊(DM)充放電控制模塊線束等CAN總線通信方式系統(tǒng)架構(gòu)用于電動(dòng)車復(fù)合能源系統(tǒng)的車載雙向DC/DC研發(fā)長(zhǎng)約40厘米，寬約35厘米，高約20厘米價(jià)格高達(dá)數(shù)萬元數(shù)據(jù)來自AA市亞科源科技有限公司目前轉(zhuǎn)換效率為80%-90%平均10W/cu-in VICOR公司為11W/cu-inNEMICKAMBDA公司為10.3W/cu-in現(xiàn)有雙向DC/DC產(chǎn)品的局限性123體積大、價(jià)格高轉(zhuǎn)換效率低功率密度小用于電動(dòng)車復(fù)

7、合能源系統(tǒng)的車載雙向DC/DC研發(fā)工作原理技術(shù)路線1. 快速響應(yīng)。選用新型低損器件GaN（氮化鎵）及高抗飽和電感，響應(yīng)時(shí)間可達(dá)到15ms。2. 采用全數(shù)位控制方式。3. 高可靠性。采用過壓、過流、過溫度等多種保護(hù)機(jī)制。4. 產(chǎn)品體積小。采用高頻（500kHz）軟開關(guān)諧振技術(shù)和磁集成技術(shù)有效降低產(chǎn)品體積。5. 具有智慧監(jiān)控及即時(shí)通訊功能。6. 具有遠(yuǎn)端升級(jí)bootload功能。用于電動(dòng)車復(fù)合能源系統(tǒng)的車載雙向DC/DC研發(fā)技術(shù)指標(biāo)：工作電壓低壓端電壓：DC60-100V；高壓端電壓：DC50-150V；功率額定功率：5KW；功率密度：18W/cu-in；效率輸出紋波： 小于1%；工作效率：96%

8、；安全性具有過流、過壓和超載等保護(hù)功能；轉(zhuǎn)換時(shí)間升降壓轉(zhuǎn)換時(shí)間15ms；工作溫度溫度：-2060（工作溫度）；-2565（儲(chǔ)存溫度）。最終產(chǎn)品：體積小、價(jià)格低、轉(zhuǎn)換效率高、功率密度大，適用小型汽車BMS產(chǎn)品BMS產(chǎn)品：已經(jīng)開發(fā)出4S/16S/24S/36S的電池管理系統(tǒng)，并已經(jīng)在客戶端應(yīng)用。4S管理系統(tǒng)16S管理系統(tǒng)24S管理系統(tǒng)36S管理系統(tǒng)系統(tǒng)應(yīng)用產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)算法精準(zhǔn)高安全性高精度數(shù)據(jù)采集智能均衡04030201領(lǐng)先的高頻開關(guān)電路與溫度保護(hù)技術(shù)實(shí)現(xiàn)電池間智能均衡采用D-Filter算法極大地提高采集信號(hào)精度獨(dú)有的雙重隔離電路及主動(dòng)保護(hù)技術(shù)實(shí)現(xiàn)全面的安全管理和控制系統(tǒng)采用Vmin-EKF算法-業(yè)

9、界最精確的SOC估計(jì)算法BMS產(chǎn)品BMS產(chǎn)品用戶新能源汽車整車廠1動(dòng)力電池制造企業(yè)2最重要客戶大/中型商用車乘用車轎車微型車儲(chǔ)能電站用戶3國際貿(mào)易客戶4最直接客戶珠三角長(zhǎng)三角東三省京津唐待拓展客戶風(fēng)力發(fā)電太陽能發(fā)電其他能源發(fā)電走向國際采購代理商等國際貿(mào)易客戶目前客戶東風(fēng)揚(yáng)子江江南眾泰恒天新能源安源客車CMS產(chǎn)品CMS產(chǎn)品 超級(jí)電容模組研發(fā)的CMS產(chǎn)品研發(fā)的48V超級(jí)電容模組CMS產(chǎn)品-超級(jí)電容模組管理系統(tǒng)模組電壓等級(jí)配置148V2.7V*3000F*18216V2.7V*3000F*6復(fù)合能源控制系統(tǒng)混合能源控制系統(tǒng)架構(gòu)電池超級(jí)電容 DC/DC ECU 電機(jī)控制器電機(jī)DC/DC 混合能源控制系

10、統(tǒng)工作流程回收發(fā)電機(jī)超級(jí)電容器DCDC 轉(zhuǎn)換器電池車載電器儲(chǔ)存使用充電轉(zhuǎn)換使用車載充電機(jī)產(chǎn)品車載充電機(jī)產(chǎn)品：車載充電機(jī)適用的電池有磷酸鐵鋰、錳酸鋰等鋰電池。產(chǎn)品系列電壓可選范圍：12V-750V功率可選范圍：=8KW均可控制方式：使能控制或CAN總線控制方式應(yīng)用范圍車載充電機(jī)廣泛應(yīng)用于電動(dòng)汽車、電動(dòng)叉車、高爾夫球車、電動(dòng)游覽車、電動(dòng)游船、電動(dòng)清潔機(jī)、電動(dòng)掃路車、UPS 不間斷電源、太陽能發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電及電力通訊鐵路系統(tǒng)等的循環(huán)充電。本公司研發(fā)的車載充電機(jī)04智能駕駛與智能交通系統(tǒng)研究方向車輛安全和乘客信息服務(wù)系統(tǒng)智能交通流動(dòng)車技術(shù)交通信息采集與融合技術(shù)研究基于車對(duì)車的手機(jī)與車輛訊息集成技術(shù)及應(yīng)

11、用電動(dòng)汽車智能駕駛系統(tǒng)車輛安全和乘客信息服務(wù)系統(tǒng)乘客顯示屏主控硬件換線提示盒/司機(jī)拍卡記錄車隊(duì)監(jiān)控中心實(shí)時(shí)監(jiān)控小巴位置信息小巴行駛時(shí)間 智能交通流動(dòng)車技術(shù)交通狀況訊息發(fā)布 最大通信范圍：75米 最高相對(duì)車速：140公里/小時(shí) 數(shù)據(jù)交換量： 3KB車輛互相交換訊息系統(tǒng)原型裝有V2V設(shè)備車輛路徑2路徑1普通車輛交通信息采集與融合技術(shù)研究采集交通視頻信息、車輛位置、速度和車型等多源信息融合分析形成實(shí)時(shí)交通狀況?；谲噷?duì)車的手機(jī)與車輛訊息集成技術(shù)及應(yīng)用電動(dòng)汽車智能駕駛系統(tǒng)AA市知識(shí)創(chuàng)新計(jì)劃基礎(chǔ)研究項(xiàng)目從車內(nèi)外環(huán)境感知系統(tǒng)和能源管理系統(tǒng)方面解決電動(dòng)車智能駕駛的關(guān)鍵技術(shù)問題。車內(nèi)駕駛員狀態(tài)識(shí)別車外環(huán)境監(jiān)測(cè)車輛工作狀況監(jiān)測(cè)車內(nèi)外共同智能輔助駕駛系統(tǒng)電動(dòng)汽車智能駕駛系統(tǒng)電動(dòng)汽車智能駕駛系統(tǒng)05企業(yè)信息化系統(tǒng)研究方向廣東省地震局震害預(yù)測(cè)與防御對(duì)策系統(tǒng)廣東省地震局?jǐn)?shù)據(jù)采集與質(zhì)檢系統(tǒng)廣東省交通集團(tuán)車輛管理系統(tǒng)國家科技支撐計(jì)劃準(zhǔn)實(shí)時(shí)地震災(zāi)情評(píng)估