超级电容器在电动车辆的应用

    超级电容器电动大客车是城市公共交通现代化的最佳方案——环保、节能、成本低！ 
一、超级电容器的技术特点 
　　超级电容器的研制成功是储能设备（蓄电池）的一次革命：其他储能设备，都是由电能转变成化学能，再由化学能转变成电能，两次转变能量有损失，超级电容器直接充电，再直接放电，能量形式没有转变，能量也没有损失；充放电效率高达98%，经济价值大，只有铅酸电池的70%。 
　　超级电容器是上个世纪七十年代末，出现的一种产品，它突破了传统的电容器设计思想，电容器由微法拉级提高到法拉级（1法拉=106微法拉），创造出1000法拉级超级电容器；到上个世纪末，又先后出现了10,000-100,000法拉的牵引型超级电容器，从此超级电容器开始进入电池应用市场，出现了超级电容器电动车的新概念，它以其优异的性能，改变了人们的传统认识，建立了全新的交通运输电动车的设计思想。 
　　超级电容器比功率大，其特性是：充电时，充电量大，充电量快；放电时，放电量大，放电量快。在电动车辆运行时，起步快，加速快，爬坡有力，比铅酸电池大30多倍，这是电动车能用得上最重要的性能。 
　　超级电容器比能量小，其特性是：同等重量超级电容器续驶里程，仅为铅酸电池的1/3，这是超级电容器一大缺陷。超级电容器续驶里程短，跑不远；但充电速度快，可以弥补续驶里程短的缺陷，补救的方法是在城市交通线路的两头建立充电站，这样超级电容器电动车的续驶里程，可以不受限制。 
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二、超级电容器的优点： 
　　1、超级电容器是绿色能源（活性炭），不污染环境。 
　　2、超级电容器寿命长（1-10万次）；铅酸电池寿命短（500次），易损坏，难管理，是铅酸电池的20～200倍，可以与设备同命运。 
　　3、超级电容器充电速度快（0.3秒～15分钟）；铅酸电池充电时间长（5～8小时），很多电池就是充电时间长，续驶里程短。 
　　4、超级电容器充放电效率高（98%）；铅酸电池充放电效率低（70%）； 
　　5、超级电容器功率密度高（10.000W/kg）；铅酸电池功率密度低（300W/kg），差30多倍。 
　　6、超级电容器彻底免维护，工作温度范围（-40～50）；铅酸电池电动车在-40℃续驶里程减少90%，超级电容器只减少10%。 
　　7、超级电容器电动大客车能量回收强，紧急制动能量回收高达75%；铅酸电池能量回收仅为5%，这点对公共大客车太重要了，可以节约大量的燃料。 
　　8、相对成本低。超级电容器价格比铅酸电池高一倍在大量生产后价格还会下降；但超级电容器的寿命比铅酸电池高10倍，这点对公共大客车产业化非常重要。 
三、二元动力超级电容器电动车为什么能省油？为什么能减少污染？ 
　　二元动力超级电容器电动车，其中最大的优点，就是充分发挥超级电容器在低转数，大负荷情况下，能量基本不受损失；在减速、下坡、刹车情况下，其能量能回收。避开内燃机在低转速、大负荷；高转速、高负荷费油的状态下运行，使发动机永远在最佳状态下运行，即省了油，又减少了污染，二元动力超级电容器电动车能节油30%～50%，减少污染70%～90%。 
　　——起步阶段：转数低、负荷大、费油；这个阶段内燃发电机组在最佳状态运转，这时要用超级电容器启动、加速，并向超级电容器充电。 
　　——正常运转阶段：这时内燃发电机组是在最佳状态运行，并向电动机输出动力，这时公共大客车负荷最小，也最省油，并向超级电容器充电。 
　　——高速运转阶段：内燃发电机组向电动机输出稳定的动力，超级电容器也向电动机输出动力。这个阶段电动机转数高、负荷也大，公共大客车车速也最快。 
　　——刹车、停车、减速、下坡阶段：这时发电机组、超级电容器停止向电动机输出动力，这时大客车所储备的动能，电动机转变成发电机向超级电容器充电，能吸收70%的动能，尤其城市公共交通，能节省大量的燃料。 
四、我国在超级电容器技术方面处于领先地位 
　　我国黑龙江、哈尔滨巨容公司，经自主研究开发超级电容器，在技术上在国际上处于领先地位，拥有独立的知识产权，产品的技术水平与俄罗斯同类产品相近（见表3）。俄罗斯的产品被17届国际电动车年会（EVS-17）评价为目前国际上最先进的超级电容器，知识产权价值2亿美元。 
　　我国哈尔滨巨容公司的超大电容VC系列产品是采用国内各种成熟技术，以优化组合而制成的，所以具有成熟的技术基础和产业基础。产品经过几年的运行试验，性能指标完成符合设计要求，产品已列入了国家的863项目，并出口到美国、加拿大等国家。 
　　以上情况证明该产品的技术具有一定的先进性和成熟性，具备了装备各种电动车的基本条件。 
五、建立城市公共交通现代化新模式 
　　1．城市公共交通的特点：公共交通线路站点固定，长度一般在8-11公里，最长线路一般不超过13公里。车辆运行速度一般在20公里/小时左右；调整行驶一般在40公里/小时左右。车辆启动、停止、刹车、变速频繁，车辆在终点停留时间长，通常停留时间约在15-30分钟。 
　　2．建立超级电容器电动大客车专线：线路两头设立充电站，每台充电站可以同时充3-5辆超级电容器电动大客车，充电时间约在15-30分钟。  
　　3．超级电容器电动大客车性能：用超级电容器装备能乘坐50人的公共大客车，超级电容器重量约为800-900公斤，一次充电可行驶15公里，最高速度约为40公里/小时。 
　　4．超级电容器电动大客车优点： 
　　⑴超级电容器电动大客车优点——环保、节能、成本低！ 
　　⑵超级电容器具备的优点，超级电容器电动大客车都具备。 
　　⑶超级电容器电动大客车制动、减速、下坡的能量可以回收，紧急制动，能量回收率约为50-70％；铅酸电池能量回收率仅为5％。 
　　⑷超级电容器电动大客车不受续驶里程限制，可以和汽油车、柴油车在线路上一样行驶。