超級(jí)電容器在混合動(dòng)力汽車(chē)中的應(yīng)用

                  

 

電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展到今天，主要的瓶頸就是蓄電池的問(wèn)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(chē)輛的頻繁地起步、加速和制動(dòng)工況的要求，而且由于加速時(shí)浪費(fèi)了過(guò)多的能量，致使車(chē)輛的行駛里程也不能滿足要求。在正常行駛時(shí)，電動(dòng)汽車(chē)從蓄電池中吸取的平均功率相當(dāng)?shù)停�而加速和爬坡時(shí)的峰值功率又相當(dāng)高，一輛高性能的電動(dòng)汽車(chē)的峰值功率與平均功率之比可達(dá)到16：1。事實(shí)上，電動(dòng)汽車(chē)行駛中用于加速和爬坡時(shí)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(shí)追求高比能量、高比功率和長(zhǎng)壽命。蓄電池與超級(jí)電容器混合動(dòng)力車(chē)的出現(xiàn)很好的解決解決了電動(dòng)汽車(chē)?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(jí)電容在加速和爬坡需要大功率時(shí)提供短時(shí)的輔助動(dòng)力。超級(jí)電容的能量可以直接取自蓄電池，也可以在電動(dòng)汽車(chē)剎車(chē)或下坡時(shí)回收可再生的動(dòng)能。

在蓄電池與超級(jí)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(chē)輛平均行駛功率需求相當(dāng)，而超級(jí)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(chē)輛的實(shí)際行駛功率需求高于超級(jí)電容的最大功率時(shí)．多余部分由蓄電池提供。超級(jí)電容由再生能量為其充電，若沒(méi)有充足電，剩余部分由蓄電池在車(chē)輛低勸率行駛時(shí)進(jìn)行補(bǔ)充。當(dāng)超級(jí)電容充滿電時(shí)，再生制動(dòng)能量為蓄電池充電。在蓄電池和超級(jí)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(chē)輛低功率行駛時(shí)對(duì)超級(jí)電容的充電率。若沒(méi)有DC-DC變換器，則蓄電池和超級(jí)電容將只有相同的電壓，導(dǎo)致超級(jí)電容僅在蓄電池發(fā)生快速變化時(shí)輸出和接受功率，減弱廠超級(jí)電容的負(fù)載均衡作用。

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

超級(jí)電容器適用于用汽、柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的低溫啟動(dòng)。可用于汽車(chē)、內(nèi)燃機(jī)車(chē)、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(jià)格的飛漲，國(guó)外一些汽車(chē)企業(yè)已經(jīng)把超級(jí)電容應(yīng)用到汽車(chē)上，汽車(chē)在下坡時(shí)把能量以電能的方式儲(chǔ)存起來(lái)，在爬坡時(shí)或需要大功率時(shí)釋放出來(lái)。這樣就降低了使用成本。這種方式不僅可以用在機(jī)動(dòng)車(chē)上面，還可以用在電動(dòng)自行車(chē)上面。