1.2.2　单一车载储能电源系统

由于插电式混合动力汽车消耗的能量主要来源于电能，所以具有较高的能量经济性、较长的纯电动行驶里程、较高的安全性和较长的循环寿命。然而在不影响电源系统寿命的前提下，以目前的技术现状，单一储能系统很难同时满足混合动力汽车对于能量和功率的要求。市场推广应用的储能系统主要包括动力电池、超级电容、燃料电池等类型。对于采用单一动力电池组或超级电容组作为PHEV的车载电源系统的形式，主要包括以下几点问题。

① 行驶工况具有随机性，导致车辆需求功率的变化幅值和频率呈现不确定性，直线匀速行驶时需求功率较低，而急加速、爬坡时需求功率较高。在达到续驶里程要求下，需要更多数量或更大容量的动力电池来满足最高车速和加速时间对车辆动力性的要求，这将增大车辆整体质量，增加车辆初始购置成本。另外，大容量的动力电池组散热条件苛刻，安全性较差，对系统的热管理要求较高。

② 车辆高功率需求时，动力电池组将处于大电流放电状态。由于动力电池内阻的存在导致动力电池电压损失增加，实际的放电量小于标称容量，致使车辆续驶里程缩短。同时持续大电流放电状态下，逐渐增大的内部电解液浓度差将导致动力电池SOC估计精度降低，影响车辆能量分配的精确管理。

③ 动力电池组在大电流放电情况下容量衰减速度增大，导致动力电池循环寿命减少。为保证电动汽车正常使用，需要提前更换动力电池组，这将大大增加车辆使用成本。而插电式混合动力汽车电源系统配备的动力电池组数量多，更换成本高，这将严重降低其在经济性方面的优势。

④ 超级电容本质上是功率型元件，适合用作启动、加速时的助力和制动再生能量回收。由于超级电容的能量密度较低，无法满足插电式混合动力汽车的容量要求。所以，选择超级电容作为单一储能元件的车辆大多采用公交运行模式，利用停站时间进行快速充电。

在现有的技术条件下，还没有一种储能元件可以同时满足电动汽车动力系统对电源系统功率和能量的双重要求。单一储能元件的特性决定了其应用时会存在多种问题。