《電子技術(shù)應(yīng)用》
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超級電容器在電動車輛的應(yīng)用
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摘要: 超級電容器電動大客車是城市公共交通現(xiàn)代化的最佳方案——環(huán)保,、節(jié)能、成本低,!一,、超級電容器的技術(shù)特點(diǎn)超級電容器的研制成功是儲能設(shè)備(蓄電池)的一次革命:其他儲能設(shè)備,都是由電能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能,,再由化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能,,兩次轉(zhuǎn)變能量有損失,超級電容器直接充電,,再直接放電,,能量形式?jīng)]有轉(zhuǎn)變,能量也沒有損失,;充放電效率高達(dá)98%,,
Abstract:
Key words :
</a><超級電容器" title="超級電容器">超級電容器" title="超級電容器">超級電容器電動大客車是城市公共交通現(xiàn)代化的最佳方案——環(huán)保、節(jié)能,、成本低,!
一、超級電容器的技術(shù)特點(diǎn)
  超級電容器的研制成功是儲能設(shè)備(蓄電池)的一次革命:其他儲能設(shè)備,,都是由電能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能,,再由化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能,兩次轉(zhuǎn)變能量有損失,,超級電容器直接充電,,再直接放電,能量形式?jīng)]有轉(zhuǎn)變,,能量也沒有損失,;充放電效率高達(dá)98%,經(jīng)濟(jì)價(jià)值大,,只有鉛酸電池的70%,。
  超級電容器是上個世紀(jì)七十年代末,,出現(xiàn)的一種產(chǎn)品,它突破了傳統(tǒng)的電容器設(shè)計(jì)思想,,電容器由微法拉級提高到法拉級(1法拉=106微法拉),,創(chuàng)造出1000法拉級超級電容器;到上個世紀(jì)末,,又先后出現(xiàn)了10,000-100,000法拉的牽引型超級電容器,,從此超級電容器開始進(jìn)入電池應(yīng)用市場,出現(xiàn)了超級電容器電動車的新概念,,它以其優(yōu)異的性能,,改變了人們的傳統(tǒng)認(rèn)識,建立了全新的交通運(yùn)輸電動車的設(shè)計(jì)思想,。
  超級電容器比功率大,,其特性是:充電時(shí),充電量大,,充電量快,;放電時(shí),放電量大,,放電量快,。在電動車輛運(yùn)行時(shí),起步快,,加速快,,爬坡有力,比鉛酸電池大30多倍,,這是電動車能用得上最重要的性能,。
  超級電容器比能量小,其特性是:同等重量超級電容器續(xù)駛里程,,僅為鉛酸電池的1/3,,這是超級電容器一大缺陷。超級電容器續(xù)駛里程短,,跑不遠(yuǎn),;但充電速度快,可以彌補(bǔ)續(xù)駛里程短的缺陷,,補(bǔ)救的方法是在城市交通線路的兩頭建立充電站,,這樣超級電容器電動車的續(xù)駛里程,可以不受限制,。
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二,、超級電容器的優(yōu)點(diǎn):
  1、超級電容器是綠色能源(活性炭),,不污染環(huán)境,。
  2,、超級電容器壽命長(1-10萬次);鉛酸電池壽命短(500次),,易損壞,,難管理,是鉛酸電池的20~200倍,,可以與設(shè)備同命運(yùn),。
  3、超級電容器充電速度快(0.3秒~15分鐘),;鉛酸電池充電時(shí)間長(5~8小時(shí)),,很多電池就是充電時(shí)間長,續(xù)駛里程短,。
  4,、超級電容器充放電效率高(98%);鉛酸電池充放電效率低(70%),;
  5,、超級電容器功率密度高(10.000W/kg);鉛酸電池功率密度低(300W/kg),,差30多倍。
  6,、超級電容器徹底免維護(hù),,工作溫度范圍(-40~50);鉛酸電池電動車在-40℃續(xù)駛里程減少90%,,超級電容器只減少10%,。
  7、超級電容器電動大客車能量回收強(qiáng),,緊急制動能量回收高達(dá)75%,;鉛酸電池能量回收僅為5%,這點(diǎn)對公共大客車太重要了,,可以節(jié)約大量的燃料,。
  8、相對成本低,。超級電容器價(jià)格比鉛酸電池高一倍在大量生產(chǎn)后價(jià)格還會下降,;但超級電容器的壽命比鉛酸電池高10倍,這點(diǎn)對公共大客車產(chǎn)業(yè)化非常重要,。
三,、二元動力超級電容器電動車為什么能省油?為什么能減少污染,?
  二元動力超級電容器電動車,,其中最大的優(yōu)點(diǎn),,就是充分發(fā)揮超級電容器在低轉(zhuǎn)數(shù),大負(fù)荷情況下,,能量基本不受損失,;在減速、下坡,、剎車情況下,,其能量能回收。避開內(nèi)燃機(jī)在低轉(zhuǎn)速,、大負(fù)荷,;高轉(zhuǎn)速、高負(fù)荷費(fèi)油的狀態(tài)下運(yùn)行,,使發(fā)動機(jī)永遠(yuǎn)在最佳狀態(tài)下運(yùn)行,,即省了油,又減少了污染,,二元動力超級電容器電動車能節(jié)油30%~50%,,減少污染70%~90%。
  ——起步階段:轉(zhuǎn)數(shù)低,、負(fù)荷大,、費(fèi)油;這個階段內(nèi)燃發(fā)電機(jī)組在最佳狀態(tài)運(yùn)轉(zhuǎn),,這時(shí)要用超級電容器啟動,、加速,并向超級電容器充電,。
  ——正常運(yùn)轉(zhuǎn)階段:這時(shí)內(nèi)燃發(fā)電機(jī)組是在最佳狀態(tài)運(yùn)行,,并向電動機(jī)輸出動力,這時(shí)公共大客車負(fù)荷最小,,也最省油,,并向超級電容器充電。
  ——高速運(yùn)轉(zhuǎn)階段:內(nèi)燃發(fā)電機(jī)組向電動機(jī)輸出穩(wěn)定的動力,,超級電容器也向電動機(jī)輸出動力,。這個階段電動機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)高、負(fù)荷也大,,公共大客車車速也最快,。
  ——剎車、停車,、減速,、下坡階段:這時(shí)發(fā)電機(jī)組、超級電容器停止向電動機(jī)輸出動力,這時(shí)大客車所儲備的動能,,電動機(jī)轉(zhuǎn)變成發(fā)電機(jī)向超級電容器充電,,能吸收70%的動能,尤其城市公共交通,,能節(jié)省大量的燃料,。
四、我國在超級電容器技術(shù)方面處于領(lǐng)先地位
  我國黑龍江,、哈爾濱巨容公司,,經(jīng)自主研究開發(fā)超級電容器,在技術(shù)上在國際上處于領(lǐng)先地位,,擁有獨(dú)立的知識產(chǎn)權(quán),,產(chǎn)品的技術(shù)水平與俄羅斯同類產(chǎn)品相近(見表3)。俄羅斯的產(chǎn)品被17屆國際電動車年會(EVS-17)評價(jià)為目前國際上最先進(jìn)的超級電容器,,知識產(chǎn)權(quán)價(jià)值2億美元,。
  我國哈爾濱巨容公司的超大電容VC系列產(chǎn)品是采用國內(nèi)各種成熟技術(shù),以優(yōu)化組合而制成的,,所以具有成熟的技術(shù)基礎(chǔ)和產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ),。產(chǎn)品經(jīng)過幾年的運(yùn)行試驗(yàn),性能指標(biāo)完成符合設(shè)計(jì)要求,,產(chǎn)品已列入了國家的863項(xiàng)目,,并出口到美國、加拿大等國家,。
  以上情況證明該產(chǎn)品的技術(shù)具有一定的先進(jìn)性和成熟性,,具備了裝備各種電動車的基本條件。
五,、建立城市公共交通現(xiàn)代化新模式
  1.城市公共交通的特點(diǎn):公共交通線路站點(diǎn)固定,長度一般在8-11公里,,最長線路一般不超過13公里,。車輛運(yùn)行速度一般在20公里/小時(shí)左右;調(diào)整行駛一般在40公里/小時(shí)左右,。車輛啟動,、停止、剎車,、變速頻繁,,車輛在終點(diǎn)停留時(shí)間長,通常停留時(shí)間約在15-30分鐘,。
  2.建立超級電容器電動大客車專線:線路兩頭設(shè)立充電站,,每臺充電站可以同時(shí)充3-5輛超級電容器電動大客車,充電時(shí)間約在15-30分鐘。
  3.超級電容器電動大客車性能:用超級電容器裝備能乘坐50人的公共大客車,,超級電容器重量約為800-900公斤,,一次充電可行駛15公里,最高速度約為40公里/小時(shí),。
  4.超級電容器電動大客車優(yōu)點(diǎn):
 ?、懦夒娙萜麟妱哟罂蛙噧?yōu)點(diǎn)——環(huán)保、節(jié)能,、成本低,!
  ⑵超級電容器具備的優(yōu)點(diǎn),,超級電容器電動大客車都具備,。
  ⑶超級電容器電動大客車制動,、減速,、下坡的能量可以回收,緊急制動,,能量回收率約為50-70%,;鉛酸電池能量回收率僅為5%。
 ?、瘸夒娙萜麟妱哟罂蛙嚥皇芾m(xù)駛里程限制,,可以和汽油車、柴油車在線路上一樣行駛,。

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