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超级电容器在电动车辆的应用  

2010-04-29 13:42:10|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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      超级电容器电动大客车是城市公共交通现代化的最佳方案——环保、节能、成本低!

 

  一、超级电容器的技术特点

  超级电容器的研制成功是储能设备(蓄电池)的一次革命:其他储能设备,都是由电能转变成化学能,再由化学能转变成电能,两次转变能量有损失,超级电容器直接充电,再直接放电,能量形式没有转变,能量也没有损失;充放电效率高达98%,经济价值大,只有铅酸电池的70%。

  超级电容器是上个世纪七十年代末,出现的一种产品,它突破了传统的电容器设计思想,电容器由微法拉级提高到法拉级(1法拉=106微法拉),创造出1000法拉级超级电容器;到上个世纪末,又先后出现了10,000-100,000法拉的牵引型超级电容器,从此超级电容器开始进入电池应用市场,出现了超级电容器电动车的新概念,它以其优异的性能,改变了人们的传统认识,建立了全新的交通运输电动车的设计思想。

  超级电容器比功率大,其特性是:充电时,充电量大,充电量快;放电时,放电量大,放电量快。在电动车辆运行时,起步快,加速快,爬坡有力,比铅酸电池大30多倍,这是电动车能用得上最重要的性能。

  超级电容器比能量小,其特性是:同等重量超级电容器续驶里程,仅为铅酸电池的1/3,这是超级电容器一大缺陷。超级电容器续驶里程短,跑不远;但充电速度快,可以弥补续驶里程短的缺陷,补救的方法是在城市交通线路的两头建立充电站,这样超级电容器电动车的续驶里程,可以不受限制。

  二、超级电容器的优点:

  1、超级电容器是绿色能源(活性炭),不污染环境。

  2、超级电容器寿命长(1-10万次);铅酸电池寿命短(500次),易损坏,难管理,是铅酸电池的20~200倍,可以与设备同命运。

  3、超级电容器充电速度快(0.3秒~15分钟);铅酸电池充电时间长(5~8小时),很多电池就是充电时间长,续驶里程短。

  4、超级电容器充放电效率高(98%);铅酸电池充放电效率低(70%);

  5、超级电容器功率密度高(10.000W/kg);铅酸电池功率密度低(300W/kg),差30多倍。

  6、超级电容器彻底免维护,工作温度范围(-40~50);铅酸电池电动车在-40℃续驶里程减少90%,超级电容器只减少10%。

  7、超级电容器电动大客车能量回收强,紧急制动能量回收高达75%;铅酸电池能量回收仅为5%,这点对公共大客车太重要了,可以节约大量的燃料。

  8、相对成本低。超级电容器价格比铅酸电池高一倍在大量生产后价格还会下降;但超级电容器的寿命比铅酸电池高10倍,这点对公共大客车产业化非常重要。

  三、二元动力超级电容器电动车为什么能省油?为什么能减少污染?

  二元动力超级电容器电动车,其中最大的优点,就是充分发挥超级电容器在低转数,大负荷情况下,能量基本不受损失;在减速、下坡、刹车情况下,其能量能回收。

  避开内燃机在低转速、大负荷;高转速、高负荷费油的状态下运行,使发动机永远在最佳状态下运行,即省了油,又减少了污染,二元动力超级电容器电动车能节油30%~50%,减少污染70%~90%。

  起步阶段:转数低、负荷大、费油;这个阶段内燃发电机组在最佳状态运转,这时要用超级电容器启动、加速,并向超级电容器充电。

  正常运转阶段:这时内燃发电机组是在最佳状态运行,并向电动机输出动力,这时公共大客车负荷最小,也最省油,并向超级电容器充电。

  高速运转阶段:内燃发电机组向电动机输出稳定的动力,超级电容器也向电动机输出动力。这个阶段电动机转数高、负荷也大,公共大客车车速也最快。

  刹车、停车、减速、下坡阶段:这时发电机组、超级电容器停止向电动机输出动力,这时大客车所储备的动能,电动机转变成发电机向超级电容器充电,能吸收70%的动能,尤其城市公共交通,能节省大量的燃料。

  四、我国在超级电容器技术方面处于领先地位

  我国黑龙江、哈尔滨巨容公司,经自主研究开发超级电容器,在技术上在国际上处于领先地位,拥有独立的知识产权,产品的技术水平与俄罗斯同类产品相近(见表3)。俄罗斯的产品被17届国际电动车年会(EVS-17)评价为目前国际上最先进的超级电容器,知识产权价值2亿美元。

  我国哈尔滨巨容公司的超大电容VC系列产品是采用国内各种成熟技术,以优化组合而制成的,所以具有成熟的技术基础和产业基础。产品经过几年的运行试验,性能指标完成符合设计要求,产品已列入了国家的863项目,并出口到美国、加拿大等国家。

  以上情况证明该产品的技术具有一定的先进性和成熟性,具备了装备各种电动车的基本条件。

  五、建立城市公共交通现代化新模式

  1.城市公共交通的特点:公共交通线路站点固定,长度一般在8-11公里,最长线路一般不超过13公里。车辆运行速度一般在20公里/小时左右;调整行驶一般在40公里/小时左右。车辆启动、停止、刹车、变速频繁,车辆在终点停留时间长,通常停留时间约在15-30分钟。

  2.建立超级电容器电动大客车专线:线路两头设立充电站,每台充电站可以同时充3-5辆超级电容器电动大客车,充电时间约在15-30分钟。

  3.超级电容器电动大客车性能:用超级电容器装备能乘坐50人的公共大客车,超级电容器重量约为800-900公斤,一次充电可行驶15公里,最高速度约为40公里/小时。

  4.超级电容器电动大客车优点:

   ⑴超级电容器电动大客车优点——环保、节能、成本低!

   ⑵超级电容器具备的优点,超级电容器电动大客车都具备。

   ⑶超级电容器电动大客车制动、减速、下坡的能量可以回收,紧急制动,能量回收率约为50-70%;铅酸电池能量回收率仅为5%。

   ⑷超级电容器电动大客车不受续驶里程限制,可以和汽油车、柴油车在线路上一样行驶。

 

信息来源:集星科技超级电容器 http://www.spscap.com

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