超級電容器在混合動力汽車中的應(yīng)用

                  

 

電動汽車發(fā)展到今天，主要的瓶頸就是蓄電池的問題。傳統(tǒng)的蓄電池（如鉛酸電池）由于功率密度偏低，不能滿足車輛的頻繁地起步、加速和制動工況的要求，而且由于加速時浪費(fèi)了過多的能量，致使車輛的行駛里程也不能滿足要求。在正常行駛時，電動汽車從蓄電池中吸取的平均功率相當(dāng)?shù)停�而加速和爬坡時的峰值功率又相當(dāng)高，一輛高性能的電動汽車的峰值功率與平均功率之比可達(dá)到16：1。事實(shí)上，電動汽車行駛中用于加速和爬坡時所消耗的能量占到總能耗的2／3。在現(xiàn)有的電池技術(shù)條件下，蓄電池必須在比能量和比功率以及比功率和循環(huán)壽命之間做出平衡，而難以在—套能源系統(tǒng)上同時追求高比能量、高比功率和長壽命。蓄電池與超級電容器混合動力車的出現(xiàn)很好的解決解決了電動汽車?yán)m(xù)駛里程與加速爬坡性能之間的矛盾。其中由蓄電池提供最佳的續(xù)駛里程，而由超級電容在加速和爬坡需要大功率時提供短時的輔助動力。超級電容的能量可以直接取自蓄電池，也可以在電動汽車剎車或下坡時回收可再生的動能。

在蓄電池與超級電容器配合使用中要注意的是，蓄電池電的輸出功率應(yīng)與車輛平均行駛功率需求相當(dāng)，而超級電容器輸出高于平均功率需求的功率并且可吸收再生能量。當(dāng)車輛的實(shí)際行駛功率需求高于超級電容的最大功率時．多余部分由蓄電池提供。超級電容由再生能量為其充電，若沒有充足電，剩余部分由蓄電池在車輛低勸率行駛時進(jìn)行補(bǔ)充。當(dāng)超級電容充滿電時，再生制動能量為蓄電池充電。在蓄電池和超級電容之間采用兩象限D(zhuǎn)C-DC變換器控制它們之間的功率分配，并限制蓄電池在車輛低功率行駛時對超級電容的充電率。若沒有DC-DC變換器，則蓄電池和超級電容將只有相同的電壓，導(dǎo)致超級電容僅在蓄電池發(fā)生快速變化時輸出和接受功率，減弱廠超級電容的負(fù)載均衡作用。

加裝超級電容還解決了低溫啟動困難的問題，鉛酸蓄電池的低溫性能也較差，在—40℃時它的電流輸出能力約是常溫時的1/10左右。所以造成了機(jī)動車的低溫啟動困難。而超級電容的正常工作溫度在-40℃至+70℃之間。機(jī)動車在-15℃時啟動已經(jīng)困難，而用超級電容器即使是在-30℃時，仍能順利啟動。

超級電容器適用于用汽、柴油發(fā)動機(jī)的低溫啟動。可用于汽車、內(nèi)燃機(jī)車、坦克、飛機(jī)、輪船、工程設(shè)備等使用內(nèi)燃機(jī)的領(lǐng)域。

由于現(xiàn)在石油價格的飛漲，國外一些汽車企業(yè)已經(jīng)把超級電容應(yīng)用到汽車上，汽車在下坡時把能量以電能的方式儲存起來，在爬坡時或需要大功率時釋放出來。這樣就降低了使用成本。這種方式不僅可以用在機(jī)動車上面，還可以用在電動自行車上面。