超级电容器在混合动力汽车中的应用

                  

 

电动汽车发展到今天，主要的瓶颈就是蓄电池的问题。传统的蓄电池（如铅酸电池）由于功率密度偏低，不能满足车辆的频繁地起步、加速和制动工况的要求，而且由于加速时浪费了过多的能量，致使车辆的行驶里程也不能满足要求。在正常行驶时，电动汽车从蓄电池中吸取的平均功率相当低，而加速和爬坡时的峰值功率又相当高，一辆高性能的电动汽车的峰值功率与平均功率之比可达到16：1。事实上，电动汽车行驶中用于加速和爬坡时所消耗的能量占到总能耗的2／3。在现有的电池技术条件下，蓄电池必须在比能量和比功率以及比功率和循环寿命之间做出平衡，而难以在—套能源系统上同时追求高比能量、高比功率和长寿命。蓄电池与超级电容器混合动力车的出现很好的解决解决了电动汽车续驶里程与加速爬坡性能之间的矛盾。其中由蓄电池提供最佳的续驶里程，而由超级电容在加速和爬坡需要大功率时提供短时的辅助动力。超级电容的能量可以直接取自蓄电池，也可以在电动汽车刹车或下坡时回收可再生的动能。

在蓄电池与超级电容器配合使用中要注意的是，蓄电池电的输出功率应与车辆平均行驶功率需求相当，而超级电容器输出高于平均功率需求的功率并且可吸收再生能量。当车辆的实际行驶功率需求高于超级电容的最大功率时．多余部分由蓄电池提供。超级电容由再生能量为其充电，若没有充足电，剩余部分由蓄电池在车辆低劝率行驶时进行补充。当超级电容充满电时，再生制动能量为蓄电池充电。在蓄电池和超级电容之间采用两象限DC-DC变换器控制它们之间的功率分配，并限制蓄电池在车辆低功率行驶时对超级电容的充电率。若没有DC-DC变换器，则蓄电池和超级电容将只有相同的电压，导致超级电容仅在蓄电池发生快速变化时输出和接受功率，减弱厂超级电容的负载均衡作用。

加装超级电容还解决了低温启动困难的问题，铅酸蓄电池的低温性能也较差，在—40℃时它的电流输出能力约是常温时的1/10左右。所以造成了机动车的低温启动困难。而超级电容的正常工作温度在-40℃至+70℃之间。机动车在-15℃时启动已经困难，而用超级电容器即使是在-30℃时，仍能顺利启动。

超级电容器适用于用汽、柴油发动机的低温启动。可用于汽车、内燃机车、坦克、飞机、轮船、工程设备等使用内燃机的领域。

由于现在石油价格的飞涨，国外一些汽车企业已经把超级电容应用到汽车上，汽车在下坡时把能量以电能的方式储存起来，在爬坡时或需要大功率时释放出来。这样就降低了使用成本。这种方式不仅可以用在机动车上面，还可以用在电动自行车上面。