电动汽车超级电容器的开发和应用情况

2012-11-13 16:25:41   来源:   评论:0   点击:   [收藏]

  美国《探索》杂志将超级电容器列为2006年世界七大科技发现之一,认为超级电容器是能量储存领域的一项革命性发展,并将在某些领域取代传统的蓄电池。 目前,在超级电容器产业化方面,美国、日本、俄罗斯处于...

  美国《探索》杂志将超级电容器列为2006年世界七大科技发现之一,认为超级电容器是能量储存领域的一项革命性发展,并将在某些领域取代传统的蓄电池。
    目前,在超级电容器产业化方面,美国、日本、俄罗斯处于领先地位,几乎占据了整个超级电容器市场。这些国家的超级电容器产品在功率、容量、价格等方面各有特点与优势。美国Maxwell公司的UC系列产品体积小、内阻低、产品一致性好,串并联容易,但价格较高;日本的NEC公司、松下公司、Tokin公司均有系列超级电容器产品,大多为圆柱形,规格较为齐全,适用范围广,占据了较大市场份额。俄罗斯的ECOND公司对超级电容器已有30多年的研究历史,该公司代表着俄罗斯的先进水平,其产品以大功率超级电容器产品为主,适用于作动力电源,且有价格优势,早在1996年俄罗斯Eltran公司就已研制出了采用纯电容器作电源的电动汽车样品,采用300个电容串联,可载20人,充电一次可行驶12km。国内超级电容器的生产商主要有上海奥威、锦容等公司。目前这些厂家生产的超级电容器在 电动汽车上均有应用,其产品的技术指标已经达到了国际同类产品水平。
  上海奥威科技开发的功率型和能量型超级电容器,参数如下。

功率型:
质量比功率1500~4000W/kg;
质量比能量1.5~3.5W h/kg;
工作电压范围0.75~l.4V;
循环充放电寿命≥20万次。
能量型:
质量比功率600~1500W/kg;
质量比能量7~14W·h/kg;
工作电压范围0.8~1.5V;
循环充放电寿命≥5万次。
    2006年,上海超级电容器公交电车投入运行,使我国超级电容在车辆的实际应用领域走在了世界前列。奥威为上海公交配备电源系统参数如下:工作电压360~600V、静电容量200F、储存能量6400W·h,最高充放电电流200A,系统内阻0.22Ω,系统总重980kg。
    以超级电容器为脱线运行动力的变频驱动空调无轨电车的实测结果为:一次充电公交模式续行里程7.9km,平均车速22km/h,电容器输出能量5kW;续行里程测试结束后进行充电测试,充足电时间为90s;0→40km/h加速时间为16.5s;最高车速44.8km/h;7.8%坡道上驻坡后,顺利通过爬坡;再生制动能量回收明显。
    将超级电容器与蓄电池一起组成复合电源,应用于电动车辆,蓄电池可满足车辆连续平均功率的要求来选择,超级电容用来对付起步、加速等尖峰功率的要求,当车辆制动时超级电容吸收制动能量,有利于提高能量利用效率。蓄电池的体积、容量、重量、成本都得到降
低,寿命延长。
  表3-7为国外主要厂家的超级电容生产和研究的发展水平。


    这些公司都均可以向市场提供性能稳定的实用化产品。近年来超级电容在汽车能源领域的应用逐渐成为研究热点,尤其是在混合 电动汽车上作为辅助能源以及在低温启动和车辆42V系统中的应用。各大公司纷纷开展超级电容在汽车上的应用研究,如本田、德国大众、马自达、Nissan等。由Maxcell超级电容器组成的ThunderpackⅡ超级电容器系统结构(图3-23),标称电压360V,峰值电压403V,标称电流400A,电容18.05F,标称最大储能0.407kW·h,漏电流小于5mA。国外主要厂家超级电容器和高功率动力电池的性能参数比较见表3-8。




 

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